Luận văn thạc sĩ khoa học lâm nghiệp nghiên cứu đề xuất giải pháp phục hồi rừng phòng hộ ven bờ tại một số xã thuộc lưu vực sông cầu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TRẦN THỊ THANH HƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHỤC HỒI RỪNG PHÒNG HỘ VEN BỜ TẠI MỘT SỐ XÃ THUỘC LƯU VỰC SÔNG CẦU Chuyên ngàn[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

-

TRẦN THỊ THANH HƯƠNG

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHỤC HỒI RỪNG PHÒNG HỘ VEN BỜ TẠI MỘT SỐ XÃ THUỘC

LƯU VỰC SÔNG CẦU

Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng

Mã số: 60.62.68

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS PHÙNG VĂN KHOA

Hà Nội, 2010

ĐẶT VẤN ĐỀ

Có thể nói, chưa khi nào vai trò của rừng lại được “tôn vinh” như hiện nay - trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu Điều này chứng tỏ rằng, ngoài các giá trị về kinh tế, văn hóa, khoa học,… thì rừng có vai trò vô cùng quan trọng trong bảo vệ môi trường, điều hòa khí hậu góp phần nuôi dưỡng sự sống trên trái đất Quả không sai, câu tục ngữ “Rừng vàng, biển bạc” Bởi trên trái đất này, liệu còn có gì quý hơn “vàng, bạc” ấy? Song những năm gần đây, sự bùng nổ dân số, nhu cầu phát triển kinh tế, con người đang gia tăng sức ép vào rừng và tàn phá tài nguyên rừng ngày càng nghiêm trọng

Việt Nam được đánh giá là đất nước có tài nguyên rừng nhiệt đới vô cùng phong phú và đa dạng nhưng đồng thời cũng là một trong những quốc gia có tốc

độ phục hồi rừng nhanh trên thế giới Tuy nhiên, điều đáng quan ngại hiện nay là

sự suy thoái rừng tự nhiên, nhất là rừng tự nhiên phòng hộ đầu nguồn và ven bờ sông suối lại đang ở mức báo động

Lưu vực sông Cầu là một điển hình về sự mất rừng phòng hộ đầu nguồn trong số đó với tốc độ mất rừng là 1 - 2%/năm, độ che phủ rừng của các tỉnh thuộc vùng đầu nguồn lưu vực sông Cầu chưa đạt 30%, trong khi độ che phủ của

vùng cần thiết phải là trên 50% (Bộ Tài nguyên và Môi trường, Uỷ Ban sông Cầu, 2000) Thêm vào đó là sự khai thác không hợp lý các nguồn tài nguyên:

đất, nước, khoáng sản,… để phục vụ phát triển dân sinh kinh tế của hàng triệu dân trên toàn lưu vực đã gây ra các hiện tượng ô nhiễm, xói lở, bồi lấp thuỷ vực Bên cạnh đó, các nguồn tài nguyên thiên nhiên, cảnh quan hai bên bờ sông cũng đang bị xuống cấp nghiêm trọng, gây ảnh hưởng sâu sắc đến cuộc sống của người dân vùng ven bờ cũng như sự phát triển bền vững của toàn lưu vực sông Cầu Do vậy, việc khôi phục lại các đặc điểm tự nhiên của dòng sông và tiến hành các giải pháp quản lý, đầu tư, bảo vệ lưu vực sông Cầu một cách bền vững đang là vấn đề hết sức cấp thiết hiện nay Một trong những giải pháp đó là phục hồi rừng phòng hộ ven bờ sông Cầu Đây là giải pháp được áp dụng phổ biến trong phục hồi sông và quản lý lưu vực trên thế giới do có tính ưu việt rõ nét khi

so sánh với các giải pháp công trình truyền thống (làm kè đá, đổ bê tông, …) như: là giải pháp phi công trình (non – structure); kinh phí thấp; gần với tự nhiên

(close - to - nature), thân thiện với môi trường; dễ thực hiện; đặc biệt là gần gũi với người dân và góp phần làm đẹp cảnh quan sinh thái Tuy nhiên, giải pháp này lại ít được đề cập tới ở Việt Nam và gần như nó chưa được quan tâm đúng mức

Kết quả khảo sát sơ bộ ở hầu hết vùng ven bờ sông Cầu hiện nay đều cho thấy, rừng phòng hộ ven bờ hay thảm thực vật ven bờ đã và đang bị suy thoái nghiêm trọng, không còn khả năng phòng hộ hay bảo vệ môi trường như đúng nghĩa của nó, tình trạng lũ lụt, xói mòn, sạt lở hai bên bờ sông đang ở mức báo động Vậy, thực trạng cụ thể của vấn đề ra sao? Khả năng phục hồi rừng phòng

hộ ven bờ sông Cầu như thế nào? Cấu trúc không gian và tổ thành loài cây như thế nào cho phù hợp với các điều kiện đặc thù của địa phương?… đang là những

câu hỏi chưa có câu trả lời bằng các căn cứ khoa học Do vậy, đề tài: “Nghiên cứu đề xuất giải pháp phục hồi rừng phòng hộ ven bờ tại một số xã thuộc lưu vực sông Cầu” được thực hiện với mong muốn sẽ trả lời được các câu hỏi trên

đây và góp phần cung cấp cho cộng đồng cái nhìn toàn diện hơn, sâu sắc hơn về vai trò quan trọng của rừng phòng hộ ven bờ trên các lưu vực sông, từ đó làm cơ

sở để đề xuất các giải pháp phục hồi rừng phòng hộ ven bờ nhằm cố định bờ sông, ổn định dòng chảy và giảm ô nhiễm nguồn nước trong lưu vực sông Cầu

Những kết quả nghiên cứu của đề tài này sẽ là tài liệu tham khảo có giá trị cho các nghiên cứu khác có liên quan, cho quá trình giảng dạy về rừng phòng hộ

và các giải pháp phục hồi sông suối của các cơ sở đào tạo, cũng như cho công tác quản lý tổng hợp và bền vững các lưu vực sông ở Việt Nam

PHẦN I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Hiện nay, trong khoa học đã xuất hiện rất nhiều quan điểm, khái niệm khác

nhau về rừng phòng hộ ven bờ Song một số khái niệm phổ biến gắn liền với các

tổ chức, các chuyên gia đầu ngành trong lĩnh vực này được ghi nhận như:

Rừng phòng hộ ven bờ được hiểu là khu vực có nhiều cây xanh, ở đó luôn

có cây bụi thảm tươi và các thảm thực vật khác trải dài, dọc theo hai bờ sông suối Hay đó là vùng đất nằm sát về hai phía bờ sông - nơi được quản lý bảo vệ

để duy trì tính nguyên vẹn của dòng nước và giảm tốc độ ô nhiễm đồng thời cung cấp thức ăn, môi trường sống, điều hoà nhiệt độ cho các loài thuỷ sinh và

động vật hoang dã (Theo NRCS Planning & Design Manual, 2005) Còn theo

Julia C Klapproth và James E Jonhson (2000) lại có quan điểm rộng hơn, chi tiết hơn và nhấn mạnh đến khía cạnh rừng phòng hộ ven bờ Theo đó, đây là khu đất trực tiếp nằm kề sát với sông suối, hồ hay các diện tích bề mặt nước Ranh giới giữa rừng phòng hộ ven bờ và vùng đất phía trên gần kề thường thoải và khó nhận biết rõ Dù vậy, nó được phân biệt bởi vị trí cao thấp khác nhau, vùng ven bờ ẩm hơn và dễ bị ngập lụt - nơi thu hút đặc biệt bởi sự tập hợp nhiều cây

và con ở đó Nhờ có sự tác động qua lại giữa các yếu tố đất đai, thổ nhưỡng, khí hậu, thuỷ văn, thảm thực vật và sự quan tâm của cộng đồng Rừng phòng hộ ven

bờ được nuôi dưỡng bởi nhiều quy luật tự nhiên quan trọng như: đặc điểm sinh vật học, các chức năng sinh thái học, và đặc biệt là các lợi ích của xã hội

1.1 Trên thế giới

1.1.1 Nghiên cứu về rừng phòng hộ ven bờ

a Về chức năng:

Trên thế giới, rừng phòng hộ ven bờ luôn được quan tâm rất đặc biệt, bởi đây chính là kiểu hệ sinh thái đặc thù, đảm nhiệm nhiều chức năng và giá trị sinh thái quan trọng mà không hệ sinh thái nào có được Qua một số kết quả nghiên

cứu của Julia C Klapproth và James E Johnson (2000); PaulM Mayer, Steven K Reynolds Jr, Timothy J Canfield, US Environmental Protection Agency (2005) về chức năng của rừng phòng hộ ven bờ cho phép chúng ta rút ra một số chức năng

cơ bản sau:

+ Chức năng phòng hộ và bảo vệ môi trường: bảo vệ đất vùng ven bờ như giữ đất, giảm tình trạng xói mòn, sạt lở đất; làm tăng tính hiệu ích của nguồn nước như ổn định dòng chảy, giảm các nguy cơ lũ lụt, ô nhiễm môi trường nước,…

+ Chức năng bảo tồn: góp phần bảo tồn đa dạng sinh học nói chúng và tính đặc trưng hệ sinh thái vùng ven bờ

+ Chức năng cung cấp: rừng phòng hộ ven bờ là hệ sinh thái chuyển tiếp giữa hệ sinh thái dưới nước và trên cạn nên có tính đa dạng sinh vật khá cao

Do đó, đây là nơi cung cấp thức ăn, nơi ở của rất nhiều loài sinh vật trên cạn và dưới nước Đồng thời cũng là nơi cung cấp một phần lâm sản phục vụ nhu cầu của cộng đồng địa phương

+ Chức năng văn hóa, thẩm mỹ: góp phần làm đẹp sinh thái cảnh quan, như là hình ảnh một dòng sông trù phú, xanh mát tạo nguồn cảm hứng thi ca cho các văn, nghệ sỹ…

Trên đây là những chức năng đặc biệt quan trọng của rừng phòng hộ ven bờ Tuy nhiên, để có được vai trò trên, NRCS đã đưa ra một số khuyến nghị

về rừng phòng hộ ven bờ như sau:

- Không nên để nước chảy thành khe, rãnh qua rừng phòng hộ ven bờ

- Vùng phòng hộ ven bờ cần thiết phải được khoanh vùng bảo vệ, nghiêm cấm việc chăn thả vật nuôi tuỳ tiện trong đó

- Trong quy hoạch rừng phòng hộ thì trước hết chúng ta cần phải ưu tiên những thảm thực vật tự nhiên ven bờ, những loài cây bản địa bởi vì chúng có khả năng thích nghi cao với điều kiện lập địa cũng như môi trường bán ngập của

vùng ven bờ Những loài cây được trồng gần bờ sông, suối cũng có thể được sử dụng trong rừng phòng hộ ven bờ

Ngoài ra, các kết quả nghiên cứu của U.S EPA (2005), Vitouse et al (1997) và Swakhamer et al (2004) về khả năng chuyển hoá và khử Nitơ của rừng phòng hộ ven bờ đã cho rằng: Nitơ là một nhân tố rất quan trọng trong các

hệ sinh thái dưới nước, vùng ẩm ướt, chúng thường tồn tại ở dạng NO3-, NH4+, song nếu nồng độ Nitơ quá lớn sẽ là căn nguyên gây ô nhiễm, suy thoái môi trường nước đồng thời làm suy giảm đa dạng sinh học và ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người Nhưng thật kỳ diệu thay khi các nghiên cứu về lĩnh vực này thêm một lần nữa đã chứng tỏ được chức năng chuyển hoá Nitơ, giảm ô nhiễm nguồn nước rất hiệu quả của rừng phòng hộ ven bờ

b Về cấu trúc của rừng phòng hộ ven bờ

Như vậy, chức năng đặc biệt quan trọng của rừng phòng hộ ven bờ đã được chứng minh bằng các căn cứ khoa học từ nhiều công trình nghiên cứu liên quan khác nhau Tuy nhiên, các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, vai trò sinh thái của rừng phòng hộ ven bờ thường xuyên biến động và được coi như là một hàm số với nhiều biến số Hay nói cách khác là luôn tồn tại nhiều nhân tố cố hữu hay hy hữu ảnh hưởng đến vai trò sinh thái của vùng ven bờ Chẳng hạn, khả năng làm giảm ô nhiễm nước của rừng phòng hộ ven bờ chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như: kích thước của vùng đệm, cấu trúc, tổ thành loài cây, đặc điểm đất đai, thổ

nhưỡng, địa hình, thuỷ văn, tiểu khí hậu, của khu vực đó (Lin và cộng sự,

2002, theo trích dẫn của Liu, 2006) Vậy, vấn đề đặt ra là: liệu có mối quan hệ

chặt chẽ nào giữa đặc điểm và vai trò của rừng phòng hộ ven bờ? Độ rộng bao nhiêu là đủ? Cấu trúc của vùng đệm như thế nào để cho hiệu quả tối ưu nhất?

Để làm sáng tỏ cho vấn đề này, hiện nay trên thế giới đã có rất nhiều các nghiên cứu về đặc điểm rừng phòng hộ ven bờ được ghi nhận, điển hình như:

- Theo NRCS và Planning & Design Manual, độ rộng của hệ sinh thái rừng phòng hộ ven bờ có thể biến đổi linh hoạt tuỳ thuộc vào vị trí mà dòng sông chảy qua, vào tiềm năng xói mòn và độ dốc của vùng đất tại đó Ngoài ra, độ rộng này còn tuỳ thuộc vào nhu cầu về hoàn cảnh môi trường sống, độ rộng hành lang di chuyển của các loài động thực vật, các loài thuỷ sinh đang sống ở

đó và chức năng sinh thái tiên quyết nhất của vùng ven bờ ở đó Kết quả nghiên cứu cho thấy, phần lớn các chất lắng cặn bị giữ lại ngay trong khoảng 25% đầu tiên của độ rộng vùng đệm Độ rộng tối thiểu của vùng đệm phải là 7,6 m cho khả năng lọc chất lắng cặn, dinh dưỡng, sỏi, đá Song, để thảm thực vật vùng đệm có thể hấp phụ, sàng lọc được thuốc bảo vệ thực vật, phân bón hoá học và các hợp chất khó hoà tan khác thì độ rộng cần thiết của thảm thực vật ven bờ phải lớn hơn 30 m Kết luận này cũng trùng với kết quả nghiên cứu của Wenger Fowler (2000) Trên quan điểm của NRCS, thì độ rộng rừng phòng hộ ven bờ nói chung cho các trường hợp chỉ nên thiết kế vừa đủ cho việc thực hiện các chức năng của nó, do đó độ rộng này vào khoảng 61m

- Nghiên cứu của Jocobs (1985) và Lowrance (1992) đều xác nhận rằng, có tới >85% nitrat và 78% lượng amoni được khử nếu độ rộng vùng đệm khoảng 30 –

50 m Kết luận này tương tự với kết quả nghiên cứu của Schoonover và Wil-lard (2003) về chức năng khử nitrate của rừng phòng hộ ven bờ là: với độ rộng 10 m, rừng phòng hộ ven bờ có khả năng giảm được 61% lượng Nitrate có trong nước ngầm tại đó Cũng tương tự như vậy với 38m độ rộng rừng phòng hộ ven bờ thì khả năng này sẽ tăng lên là 78%, ngoài ra vùng đệm này còn có thể khử được 52% lượng Amonium (Vellidis et al, 2003)

- Barling và Moore (1994) đã nhấn mạnh hiệu quả ngăn chặn - khử thuốc bảo vệ thực vật, chất hoá học, các hợp chất khó hoà tan, chất độc hại, là không cao nếu thiết kế rừng phòng hộ ven bờ nhỏ hơn 30 m

- Khi nghiên cứu trên các loại rừng phòng hộ ven bờ khác nhau thì Parkin

et al (2003) và Lynch et al (1985) đều thống nhất rằng, hiệu quả đó sẽ gấp 2 - 3 lần nếu rừng phòng hộ ven bờ là rừng truởng thành hoặc rừng già

Vậy thảm thực vật ven bờ nên là thảm cỏ hay là rừng? Và quan hệ giữa các dạng sống của thực vật với hiệu quả của chúng được NRCS nghiên cứu và tổng hợp như sau:

Bảng 1.1 Quan hệ giữa các dạng sống của thực vật ven bờ với mức độ hiệu quả tương ứng

Lọc chất dinh dưỡng, thuốc trừ sâu, Cao Thấp Trung bình

Động vật trên đồng cỏ và thảo nguyên Cao Trung bình Thấp

Bảng tổng hợp trên đã chỉ ra được sự khác nhau về mức độ hiệu quả của các dạng sống là cỏ hay cây bụi và cây gỗ, mỗi dạng sống đều có những ưu nhược điểm riêng Vì vậy, mô hình rừng phòng hộ ven bờ tối ưu là sự kết hợp hài hoà của các dạng sống này

- Những nghiên cứu của Fisrwg (1998), NRCS (2002), Welch (1991), Schult et al (1995), đều cho rằng, việc phục hồi và thành lập hệ sinh thái rừng phòng hộ ven bờ là biện pháp tối ưu nhất trong bảo vệ chất lượng nước cũng như trong quản lý lưu vực bền vững Vì tiềm năng biến đổi và hấp phụ các chất dinh dưỡng, chất lắng cặn, đặc biệt của thảm thực vật nhờ hệ thống rễ cây và quá trình sinh lý phức tạp của chúng

Đồng thời, hầu hết các nghiên cứu đều thống nhất chung là xây dựng mô

hình rừng phòng hộ ven bờ thường có ba vùng chiến lược (Hình 1.1) là:

(1) Vùng trong cùng, cận kề với đất nông nghiệp hoặc rừng trồng đặc trưng bởi trảng cỏ, cây bụi bảo vệ nhằm kiểm soát dòng chảy mặt, tăng tính thấm cho đất và cũng có thể là nơi làm hàng rào bảo vệ các loài động vật ăn

cỏ vùng ven bờ;

(2) Tiếp sau đó là vùng rừng được phép tác động trong một giới hạn và mức độ nhất định, đảm nhiệm chức năng chủ yếu là hấp thụ, làm lắng đọng và chuyển hóa chất lắng cặn, các chất dinh dưỡng từ dòng chảy mặt và dòng chảy dưới mặt đất;

(3) Ngoài cùng, ven sông suối là vùng cây rừng - cây phòng hộ chính ven bờ, là những loài cây trưởng thành, phân bố tự nhiên ven bờ sông suối, vùng có mức độ khai thác, tác động rất hạn chế

Hình 1.1 Lát cắt mô hình rừng phòng hộ ven bờ

(Nguồn: EPA/600/R-05/118, 2005)

Ngoài ra, Amitha (2003) cũng nhấn mạnh, việc xây dựng các giải rừng phòng hộ ven bờ sông suối đòi hỏi phải dựa trên những thông tin đầy đủ và thích hợp về cơ cấu các loài cây và cấu trúc tổ thành giữa chúng trong từng điều kiện

cụ thể Theo Klapporth (2000) thì, việc thiết kế các giải rừng phòng hộ ven bờ để

cải thiện chất lượng nước phải tính tới những tác động của điều kiện thuỷ văn, đất đai, thổ nhưỡng, mức độ, nguồn gây ô nhiễm, đặc điểm lớp phủ thực vật ven

bờ và phương thức sử dụng đất ở những vùng ven bờ có liên quan

1.1.2 Nghiên cứu về phục hồi rừng

Việc nghiên cứu phục hồi rừng trên thế giới được bắt đầu từ rất sớm Năm

1930, Richard P.W đã có những nghiên cứu đầu tiên về diễn thế tái sinh phục hồi rừng, qua đó ông cho rằng, trong mỗi ô dạng bản, các cây tái sinh tự nhiên có dạng phân bố cụm hoặc đều và thế hệ cây tái sinh có tổ thành giống hoặc không giống lớp cây tầng cao Đây là những nghiên cứu mở đầu rất quan trọng cho khoa học phục hồi rừng, song nó chưa chỉ ra được những giải pháp cụ thể để phục hồi rừng

Tuy nhiên, khoa học nghiên cứu về phục hồi rừng mới thực sự phát triển vào những năm 1950 trở lại đây Điển hình là các nghiên cứu của Barnard (1950), Smith (1952) ở Malaysia và nghiên cứu của Lamprecht ở Venezuela (1954) Những kết quả nghiên cứu đó đều đi đến thống nhất rằng: cần lợi dụng triệt để thảm thực vật hiện có với các điều kiện lập địa khác nhằm duy trì tái sinh

tự nhiên kết hợp với trồng bổ sung để phục hồi lại cấu trúc rừng gần giống ban

đầu (Trích theo Đặng Xuân Quý, 2005)

Khi nghiên cứu về rừng nhiệt đới châu Á, Van Steenis (1956) đã đưa ra kết luận sau: tái sinh vệt thích hợp với những cây ưa sáng mọc nhanh, vòng đời ngắn; cây tái sinh phân tán, liên tục phù hợp với các loài ban đầu chịu bóng hoặc

những loài ưa bóng (Trích theo Nguyễn Thị Ngọc, 2003)

Ngoài ra, vấn đề được quan tâm nhiều hơn cả trong quá trình nghiên cứu về phục hồi rừng nhiệt đới, vẫn là hiệu quả lợi dụng tái sinh rừng của các biện pháp kỹ thuật lâm sinh Trong đó, phải kể đến hệ thống các phương pháp

xử lý và hiệu quả của nó đối với tái sinh rừng trong “Cơ sở sinh thái học và