Nghiên cứu đặc điểm tích lũy, phân hủy và vai trò thủy văn của vật rơi rụng ở rừng phòng hộ đầu nguồn hồ thủy điện tỉnh hòa bình (TT)

Mặc dù vậy, việc nghiên cứu đặc điểm tích lũy và phân hủy vật chất hữu cơ thực vật và vai trò thủy văn của VRRở vùng phòng hộ đầu nguồn hồ thủy điện tỉnh Hòa Bình còn rất hạn chế và chưa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

DƯƠNG THANH HẢI

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TÍCH LŨY, PHÂN HỦY VÀ VAI TRÕ THỦY VĂN CỦA VẬT RƠI RỤNG Ở RỪNG PHÕNG HỘ ĐẦU NGUỒN

HỒ THỦY ĐIỆN TỈNH HÕA BÌNH

CHUYÊN NGÀNH LÂM SINH

MÃ SỐ: 62.62.02.05

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ LÂM NGHIỆP

Hà Nội - 2016

Luận án đƣợc hoàn thành tại:

Trường Đại học Lâm nghiệp

Luận án sẽ được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại

Trường Đại học Lâm nghiệp vào hồi giờ ngày tháng năm 2016

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

- Thư viện Trường Đại học Lâm nghiệp Xuân Mai - Chương Mỹ - Hà Nội

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận án

Vật rơi rụng (VRR) không chỉ là một yếu tố sinh thái mà còn là mắt xích thủy văn quan trọng của hệ sinh thái rừng Dưới góc độ sinh thái, sự vận hành của dòng năng lượng đi qua hệ sinh thái có thể được phản ánh tốt qua đặc điểm tích lũy và phân hủy vật rơi rụng Dưới góc độ thủy văn, VRR là tầng thứ ba thể hiện hiệu ứng thủy văn rừng

Mặc dù vậy, việc nghiên cứu đặc điểm tích lũy và phân hủy vật chất hữu cơ thực vật và vai trò thủy văn của VRRở vùng phòng hộ đầu nguồn hồ thủy điện tỉnh Hòa Bình còn rất hạn chế và chưa được hệ thống Thực tế này đã làm giảm hiệu quả quản lý rừng phòng hộ đầu nguồn theo hướng phát huy chức năng giữ nước, bảo vệ đất cũng như cho việc xác định giải pháp phục hồi sinh khối của hệ sinh thái rừng

Để góp phần giải quyết vấn đề nêu trên, đề tài luận án "Nghiên cứu đặc điểm tích lũy, phân hủy và vai trò thủy văn của vật rơi rụng ở rừng phòng hộ đầu nguồn hồ thủy điện tỉnh Hòa Bình" đã được thực hiện

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

2.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

Đặc điểm tích lũy, phân hủy và vai trò thủy văn của vật rơi rụng ở rừng phòng hộ đầu nguồn hồ thủy điện tỉnh Hòa Bình đã được nghiên cứu khá toàn diện, làm cơ sở xác

định đóng góp của vật rơi rụng đối với vai trò thủy văn của hệ sinh thái rừng

2.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Việc dự báo lượng vật rơi rụng bổ sung, tồn dư, phân hủy có ý nghĩa trong công tác điều tra rừng và xác định sự biến đổi của vật rơi rụng theo trạng thái rừng cũng như theo thời gian

3 Mục tiêu nghiên cứu

4 Những đóng góp mới của luận án

- Đặc điểm tích lũy, phân hủy và vai trò thủy văn của VRR dưới một số trạng thái TTV rừng ở vùng phòng hộ đầu nguồn hồ thủy điện tỉnh Hòa Bình đã được nghiên cứu khá toàn diện, làm cơ sở cho việc xác định đóng góp của VRR đối với vai trò thủy văn của hệ sinh thái rừng

- Việc dự báo lượng VRR bổ sung, tồn dư, phân hủy có ý nghĩa trong công tác điều tra rừng, làm cơ sở xác định nhanh vai trò thủy văn của VRR trong rừng phòng hộ đầu nguồn là rừng tự nhiên, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý rừng phòng hộ đầu nguồn ở khu vực nghiên cứu

5 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

5.1 Đối tượng nghiên cứu

3 nhóm TTV có diện tích lớn ở vùng hồ thủy điện tỉnh Hòa Bình gồm: (i) đất không có rừng: trảng cỏ, cây bụi; (ii) rừng trồng: Keo tai tượng, Luồng; (iii) rừng tự nhiên: rừng tự nhiên nghèo, rừng tự nhiên trung bình, rừng tự nhiên giàu Tổng số có 6

trạng thái thảm thực vật đã được nghiên cứu

Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Ở ngoài nước

1.1.1 Nghiên cứu về đặc điểm tích lũy và phân hủy vật rơi rụng

Quá trình tích lũy và phân hủy VRR được mô tả rõ nhất thông qua vòng chu chuyển dinh dưỡng của hệ sinh thái rừng (Greig Smith P., Butterworth, 1964) Theo Odum, nếu chỉ có tích lũy mà không có quá trình phân hủy chất hữu cơ, thì trái đất của chúng ta đã trở thành bãi rác (Odum, 1975) Trong quá trình phân hủy, các sinh vật phân hủy đóng vai trò rất quan trọng Bên cạnh đó sự tích lũy và phân hủy vật chất hữu cơ thực vật cũng chịu ảnh hưởng lớn của môi trường tự nhiên như: khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng và các tác động của con người Vật rơi rụng khi tiếp xúc với mặt đất thì quá trình phân hủy đã diễn ra, nó giải phóng những chất dinh dưỡng cơ bản thiết yếu Qua đó các tác giả đã nhận định đây là một quá trình rất quan trọng cho việc điều hoà vòng tuần hoàn các bon (C) và dinh dưỡng (Schimel J P., M K Firestone, K Killham, 1984) Lượng VRR trên

bề mặt rừng cũng thay đổi tùy thuộc vào vị trí địa lý của hệ sinh thái Nói chung, phần sinh khối chứa trong thành phần VRR của rừng ôn đới lớn hơn rừng nhiệt đới (rừng lá kim ôn đới lượng VRR khoảng 1 - 500 tấn/ha; rừng nhiệt đới lượng VRR khoảng 5 - 100 tấn/ha)

Lượng VRR nhiều hay ít còn phụ thuộc vào cấu trúc của rừng (mật độ, thành phần loài, tuổi cây …), điều kiện thời tiết trong năm và độ phì đất Lượng VRR thay đổi mạnh theo mùa Theo Kimmins, J P (1998), lượng VRR dưới mặt đất ước tính khoảng 13,7 tấn/ha (lập địa tốt) đến 7,3 tấn/ha (lập địa nghèo) Chính vì vậy, lượng VRR dưới mặt đất rất lớn vì phần rễ cây chiếm 30% sinh khối của cây Tuy nhiên, việc đo đạc lượng VRR này là rất khó và có độ chính xác chưa cao

1.1.2 Nghiên cứu về vai trò thủy văn của VRR

Đối với rừng phòng hộ đầu nguồn, đa số các nghiên cứu cho thấy, sự tích lũy sinh khối của thảm thực vật (TTV) là cơ chế chủ yếu cho việc phát huy chức năng giữ nước và bảo vệ đất của TTV rừng Tầng cây cao, cây bụi thảm tươi, VRR trong rừng cũng có vai trò rất lớn trong việc giữ nước và hạn chế xói mòn đất (Wischmeier W H., 1978) Một số nghiên cứu cho thấy, cây bụi, thảm tươi và VRR có vai trò rất lớn trong việc hạn chế xói mòn đất FAO (1994a, 1994b) đã tổng kết nhiều tài liệu nghiên cứu về xói mòn đất dưới các loại rừng và các kiểu sử dụng đất khác nhau và đã chỉ ra rằng, quá trình tích lũy sinh khối là cơ chế sinh vật học chủ yếu để khống chế xói mòn đất VRR

có khả năng ngăn giữ nước tương đối lớn, nên có tác dụng bổ sung nước cho đất và

cung cấp nước cho thực vật (Vu Chí Dân & Vương Lễ Tiên, 2001) Ngoài ra, do VRR

có những lỗ hổng lớn và nhiều hơn so với đất, nên lượng nước ngăn giữ lại bởi VRR dễ dàng bốc hơi đi Những nghiên cứu của Black và Kelliher (1989) cho thấy rằng, lượng

nước bốc hơi từ VRR của các kiểu rừng khác nhau chiếm khoảng 3 - 21% tổng lượng nước bốc hơi trên mặt đất rừng Sự hút, giữ nước của VRR còn có ý nghĩa quan trọng

về mặt cung cấp chất dinh dưỡng cho TTV rừng

1.2 Ở trong nước

1.2.1 Nghiên cứu về đặc điểm tích lũy và phân hủy của vật rơi rụng

Tại Việt Nam, nghiên cứu về đặc điểm tích lũy VVR đã được nhiều tác giả thực hiện và đã đạt được những thành tựu nhất định, đặc biệt về phương pháp nghiên cứu Đáng chú ý là nghiên cứu của một số tác giả như: Phạm Ngọc Hưng (1988), Nguyễn Ngọc Lung và Võ Đại Hải (1997), Ngô Đình Quế (2003), Phạm Văn Điển (2006, 2009), Đồng Tấn, Đỗ Hoàng Chung (2009), Vương Văn Quỳnh (1994, 2010) Trần Văn Con (2011) đã đưa ra kết luận về lượng VRR ở một số hệ sinh thái rừng như sau: (1) đối với rừng kín lá rộng thường xanh mưa ẩm nhiệt đới, lượng VRR tươi bình quân 11,13 ± 3,95 tấn/ha phân bố không đều trong các tháng; (2) đối với rừng thưa lá rộng rụng lá theo mùa (rừng khộp), lượng VRR trung bình 8,48 ± 1,23 tấn/ha; (3) đối với rừng lá rộng thường xanh ngập mặn, lượng VRR trung bình 7,14 ± 1,48 tấn/ha tập trung vào các tháng 6, 7, 8

và 9; (4) đối với rừng lá rộng thường xanh ngập phèn, lượng VRR bình quân 7,67 ± 1,06 tấn/ha Như vậy, lượng VRR ở các hệ sinh thái rừng khác nhau là không giống nhau

Nhìn chung, các tác giả đều nhận xét rằng, lượng tích lũy VVR phụ thuộc vào kiểu rừng, cấu trúc rừng, biến đổi theo mùa, điều kiện địa hình và thổ nhưỡng Lượng và tốc

độ VRR bị phân hủy cũng phụ thuộc vào các nhân tố trên, nhưng bổ sung thêm nhân tố vi sinh vật đất (Tống Kim Thuần và cộng sự 2002, 2004)

1.2.2 Nghiên cứu về vai trò thuỷ văn của VRR

Khả năng hút và giữ nước chống xói mòn của VRR được các nhà khoa học trong nước quan tâm như: Nghiên cứu của Võ Đại Hải từ năm 1993, 1994, 1995, tác giả đã đưa ra kết luận lượng VRR trong rừng hỗn giao lá rộng thường xanh nhiệt đới là rất nhiều (11,2 tấn/ha), nếu vật ở trạng thái thô có thể hút được lượng nước bằng 1,38 khối lượng của nó, nếu VRR đã phân huỷ 30 - 40% thì có thể hút được lượng nước gấp 2,3 lần Nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Lung và Võ Đại Hải (1997) cho thấy vai trò điều tiết nước, chống xói mòn đất của rừng rất lớn Các tác giả đã nghiên cứu toàn diện về thuỷ văn rừng, từ khả năng giữ nước của tán rừng, dòng chảy mặt, dòng chảy men thân, tốc

độ thấm nước,… cho tới khả năng giữ nước của tầng thảm tươi cây bụi, lớp thảm mục,… Phạm Văn Điển (1998, 1999, 2001, 2002, 2004, 2005, 2006, 2009) đã nghiên cứu đặc điểm thuỷ văn và khả năng giữ nước của một số TTV rừng tại vùng hồ thủy điện tỉnh Hòa Bình Kết quả nghiên cứu của tác giả cho thấy: Tốc độ hút giữ nước lúc đầu của VRR tương đối lớn, từ 0 đến 15 phút đầu đạt tốc độ tối đa, sau đó theo thời gian lâu dần thì tốc độ hút giữ nước cũng dần dần giảm xuống, sau 24 giờ VRR đạt tới

lượng giữ nước tối đa và tốc độ hút giữ nước có xu thế tiến tới 0

1.3 Định hướng cho đề tài luận án

Từ phần tổng quan vấn đề nghiên cứu ở ngoài và trong nước, luận án đặt ra những câu hỏi nghiên cứu như sau:

- VRR bao gồm những thành phần nào? Khối lượng của chúng ra sao?

- Theo thời gian, diễn biến về khối lượng của VRR như thế nào? Ảnh hưởng của những nhân tố chủ yếu tới chúng?

- VRR có vai trò gì với thủy văn rừng?

- Có thể dự đoán được khối lượng VRR tại các thời điểm bất kỳ trong năm? Dự báo trong tương lai khối lượng này là bao nhiêu?

Đây là những vấn đề rất quan trọng mà các công trình nghiên cứu trước đây chưa quan tâm đúng mức Trong luận án này tác giả sẽ đưa ra những kết quả nghiên cứu để giải quyết những vấn đề nêu trên Đồng thời để làm rõ đặc điểm tích lũy, phân hủy vật chất hữu cơ và vai trò sinh thái - thủy văn của VRR, cần thiết phải nghiên cứu định vị theo hướng dự báo và phát hiện quy luật Đây cũng là một đòi hỏi đối với việc nghiên cứu về chủ đề này ở Việt Nam

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nội dung nghiên cứu

- Đặc điểm điều kiện lập địa và cấu trúc, sinh trưởng của rừng

- Đặc điểm tích lũy VRR

- Đặc điểm phân hủy VRR

- Vai trò thủy văn của VRR

- Dự báo một số đặc trưng của VRR

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Quan điểm và phương pháp luận

Quan điểm lâm phần: Nghiên cứu đặc điểm của VRR cần phải tiếp cận theo từng trạng thái TTV rừng có đặc trưng khác nhau Chính vì vậy khi nghiên cứu đặc điểm sinh thái, thủy văn của VRR, luận án luôn quan tâm tới đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng

Quan điểm sinh thái và thủy văn: Vật rơi rụng vừa là một thành phần sinh thái quan trọng, vừa là một mắt xích thủy văn có ý nghĩa của hệ sinh thái rừng Vì vậy, luận án đã gắn kết tối đa những đặc điểm sinh thái với đặc điểm thủy văn của vật rơi rụng, đồng thời quá trình mô phỏng toán học đã chú ý đúng mức, tôn trọng các quy luật sinh thái và thủy văn rừng

Phương pháp luận tổng quát của luận án là sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trên hệ thống OTC định vị để xác định mối liên hệ của các chỉ tiêu cụ thể phản ánh đặc trưng tích lũy, phân hủy và khả năng giữ nước của VRR với những nhân tố có ảnh hưởng quan trọng trong thời gian ba năm Tiếp theo là khái quát hóa thành các quy luật và so sánh sự khác biệt giữa các trạng thái TTV Từ đó đưa ra các dự báo nhằm tạo

ra những ứng dụng trong thực tiễn để phát huy đồng thời và tối đa chức năng phòng hộ nguồn nước của TTV

2.2.2 Cách tiếp cận

Cách tiếp cận của đề tài là sử dụng số liệu thực nghiệm được điều tra định kỳ trên ô mẫu định vị có điều kiện sinh thái và điều kiện trạng thái TTV khác nhau để phát hiện và phân tích các mối liên hệ giữa các chỉ tiêu phản ánh đặc điểm tích lũy và phân hủy vật chất hữu cơ thực vật và vai trò thủy văn của VRR với những nhân tố có ảnh hưởng chủ yếu

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu tài liệu thứ cấp

Đã sử dụng có chọn lọc các số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, các chỉ tiêu khí hậu thủy văn trong thời gian 3 năm của Trạm Khí tượng Thủy văn Hòa Bình và một phần số liệu đề tài cấp Bộ: Nghiên cứu đặc điểm tích lũy và phân hủy chất hữu cơ thực vật ở rừng phòng hộ đầu nguồn hồ thủy điện tỉnh Hòa Bình

2.2.4 Phương pháp bố trí ô mẫu

* Bố trí ô mẫu định vị: Đã thiết lập 18 ô mẫu định vị Các ô phân bố trên 6 trạng

thái TTV chủ yếu ở huyện Đà Bắc thuộc vùng ven hồ thủy điện tỉnh Hòa Bình Đây là các lô rừng đại diện cho các trạng thái rừng đặc trưng tại khu vực nghiên cứu từ xấu đến tốt, từ nghèo đến giàu, từ trảng cỏ, cây bụi đến rừng tự nhiên và rừng trồng; phân bố ở độ dốc từ 15 - 350

* Phương pháp lập ODB: Trên mỗi OTC của các trạng thái rừng tự nhiên lập 12 ô

dạng bản (ODB)/trạng thái, diện tích 4 m2/ô hình nanh sấu Trạng thái rừng trồng lập 5 ODB/trạng thái, diện tích 4 m2/ô tại 4 góc và vị trí trung tâm OTC Trạng thái trảng cỏ, cây bụi lập 3 ODB, diện tích 4 m2/ô Ô dạng bản được chia làm 4 phần (mỗi phần 1 m2

): phần 1 lót ni lông để xác định lượng VRR; 1 phần để xác định lượng chất hữu cơ phân hủy; 1 phần quét sạch sau mỗi lần thu gom VRR, 1 phần để nguyên và lấy mẫu đất Vị trí đặt ô được chọn theo phương pháp đánh số rút thăm trong 4 phần/OTC

2.2.5 Phương pháp thu thập số liệu

* Thu thập số liệu về điều kiện lập địa và cấu trúc, sinh trưởng của rừng

Địa hình được điều tra trên các ODB đã được lập trong mỗi OTC gồm: Độ dốc mặt đất, chiều dài sườn dốc, hướng dốc

Đặc điểm thổ nhưỡng: Đào phẫu diện đất (1 phẫu diện chính/OTC), xác định loại hình đất, mô tả ghi chép các đặc trưng của đất Lấy mẫu đất tại 5 điểm khác nhau trên OTC để phân tích tính chất vật lý và hóa học đất theo các TCVN

Đặc điểm cấu trúc của các trạng thái TTV: Điều tra các nhân tố: loài cây, tuổi rừng, độ tàn che, đường kính ngang ngực, chiều cao cây, mật độ bình quân, đường kính tán lá, bề dày tán cây theo các phương pháp thường dùng trong điều tra lâm học Chỉ số diện tích tán lá (Cai, %) được xác định bằng tỷ lệ phần trăm giữa tổng diện tích tán của tất cả cây cao trong lâm phần với diện tích đất mà nhóm cây cao ấy chiếm chỗ Độ tàn che (TC, %) của tầng cây cao được điều tra theo phương pháp hệ thống mạng lưới điểm, gồm 100 điểm/ô Điều tra cây bụi, thảm tươi: Tên cây được xác định theo tên địa phương và tên phổ thông Chiều cao trung bình của cây bụi thảm tươi được xác định bằng sào khắc vạch có độ chính xác tới 1 dm Độ che phủ của cây bụi, thảm tươi (CP,

%) được xác định bằng tỷ lệ phần trăm giữa diện tích chiếm chỗ của cây bụi, thảm tươi

và diện tích điều tra của đất rừng

* Đặc điểm tích lũy và phân hủy về lượng VRR trong rừng

Được thực hiện trên các ODB có diện tích l m2

(l x 1 m), tiến hành thu toàn bộ VRR có trong ODB Trong mỗi điểm đặt 1 lưới (S= 1 m2

, Smắt lưới là 1 x 1 mm) để thu VRR Lưới đặt cách mặt đất 3 - 5 cm Thu tất cả các VRR trên lưới với chu kỳ 3 tháng lần thu Thu VRR trong thời gian 3 năm nghiên cứu Quá trình điều tra đã tiến hành phân loại từng phần và lấy mẫu phục vụ các nghiên cứu tiếp theo Phương pháp lấy mẫu tuân theo quy trình được hướng dẫn của bộ môn Lâm sinh, Trường Đại học Lâm nghiệp Kích thước VRR được điều tra theo phương pháp lấy mẫu đại diện, đo bằng thước dây và kẹp palme Số liệu được thu thập trong các lần điều tra định kỳ vào các ngày cố định trong quý Độ che phủ của VRR (%), được xác định bằng tỷ lệ phần trăm giữa diện tích che phủ

bề mặt đất của vật rơi rụng và diện tích điều tra của bề mặt đất rừng

Điều tra tốc độ phân hủy của VRR: Trong 1 phần tư ô mẫu định vị đặt trong các OTC 500 hoặc 1.000 m2 có diện tích 1 m2, tiến hành điều tra xác định tốc độ phân hủy VRR Thời gian giãn cách giữa hai lần điều tra tốc độ phân hủy phải đảm bảo đủ ngắn để theo dõi trước khi chúng phân hủy toàn bộ Đề tài đã tiến hành đo đếm 03 tháng/lần Lượng vật chất hữu cơ phân hủy bằng độ chênh lệch giữa 2 lần đo trên các ô mẫu diện tích

1 m2 Việc thu thập các số liệu về VRR được gắn với việc thu thập các nhân tố về diễn biến thời tiết trong từng định kỳ nghiên cứu

Đặc điểm vi sinh vật đất: Được xác định thông qua việc phân tích mẫu đất Mẫu

đất được lấy theo các trạng thái TTV khác nhau đại diện cho khu vực Các mẫu đất được lấy ở cùng độ sâu 0 - 20 cm

* Nghiên cứu tác động của quá trình tích lũy và phân hủy vật chất hữu cơ thực vật tới khả năng giữ nước và bảo vệ đất của rừng phòng hộ đầu nguồn

Xác định độ ẩm tự nhiên của VRR: Chỉ tiêu này được xác định bằng cách mỗi

OTC lấy 200 gam VRR ở trạng thái tự nhiên (VRR bổ sung, chưa phân hủy), thời điểm lấy vào khoảng 13 giờ, đem sấy khô được M1(g), khối lượng nước tự nhiên chứa trong VRR chính là khối lượng hao hụt (200 - M1), từ đó tính được khối lượng nước tự nhiên chứa trong VRR

Xác định độ ẩm tối đa của VRR: Khả năng chứa ẩm tối đa của VRR được xác định

bằng phương pháp cân và ngâm nước Mỗi OTC lấy 200 gam VRR ở trạng thái khô, đem ngâm nước trong 24 giờ, vớt ra để ráo nước và cân tiếp được khối lượng m (g) Lượng nước hút thêm được là m - 200 (g) Chỉ tiêu này ta xác định riêng cho cành, lá, và các phần phân hủy, phần bán phân hủy, phần chưa phân hủy và nội suy cho OTC và cho cả héc ta

Xác định lượng nước bốc thoát hơi vật lý của VRR: Lượng bốc hơi nước của VRR

được xác định bằng phương pháp cân khối lượng VRR giữa hai thời điểm xác định từ 2-

3 phút Trong mỗi ODB lấy khoảng 100 gam VRR ở trạng thái tự nhiên đem cân lượng

VRR đó, sau đó rải xuống nền rừng trên tấm ni lông và 3 phút sau cân lại Làm tương tự

như trên 10 lần/ô/năm

Xác định khả năng hút, giữ nước của VRR: Sau khi phân chia VRR trên các ODB

thành các phần (phần chưa phân hủy, phần bán phân hủy, phần đã phân hủy) và phân chia

VRR theo từng phần, lấy mẫu ngẫu nhiên theo từng phần, mỗi phần lấy 3 mẫu (làm

tương tự cho tất cả các ô thí nghiệm) và tiến hành thí nghiệm ngâm nước Khoảng thời

gian giãn cách cho việc xác định mẫu là: 0,25 giờ, 0,5 giờ, 1 giờ, 2 giờ, 4 giờ, 15 giờ và

24 giờ Lượng nước giữ hữu hiệu (mm) bởi VRR được xác định bằng tích số giữa lượng

VRR (tấn/ha) với tỷ lệ phần trăm lượng nước giữ hữu hiệu (%)

2.2.6 Phương pháp xử lý số liệu

Các số liệu thu thập được phân tích và xử lý thống kê bằng phần mềm Excel và

SPSS

* Sử dụng chỉ số không đồng đều và hệ số biến động của lượng mưa để đánh giá

tính không đều và tính biến động của mưa:

X

X

iX

Trong đó: k- chỉ số không đồng đều; Xi - lượng mưa tháng thứ i (mm);X - lượng

mưa bình quân tháng trong năm (mm); CR - hệ số biến động của lượng mưa; n - số năm

quan trắc mưa; Pi - lượng mưa năm thứ i (mm); P - lượng mưa năm bình quân trong n

năm quan trắc (mm)

* Các chỉ số của thảm thực vật, gồm: chỉ số quan trọng (IV%), tổ thành cây tái

sinh, các chỉ số đa dạng loài cây, các đại lượng sinh trưởng của rừng được xác định theo

các phương pháp thường dùng trong lâm học

* Tốc độ phân hủy VRR giữa 2 lần đo

TTB = [(M0 – Mn)]/M0 (2.3) Trong đó: TTB: Tốc độ phân hủy trung bình của VRR; Mn: Khối lượng VRR sau

30 ngày đã phân hủy; M0: Khối lượng VRR trước khi thí nghiệm

* Công thức tính độ ẩm tự nhiên của VRR

W% = [(M0 – M1)x100]/ M1 (2.4)

Trong đó: M0 là khối lượng VRR ở trạng thái tự nhiên (200 gam); M1 là khối

lượng VRR ở trạng thái khô kiệt

* Công thức tính cường độ bốc hơi nước của VRR

Ibh = {(mt – ms)x2}/mt (g/g/h) (2.5)

Trong đó: mt : khối lượng VRR trước khi phơi (100 gam); ms : khối lượng VRR

sau khi phơi 30 phút

uC (hC0)1/2 (2.8)(C là hệ số lưu tốc dòng nước trên mặt đất dốc ở đầu cuối dốc, h là độ sâu dòng nước ở đầu cuối dốc)

Các chỉ số khác phản ánh đặc điểm thủy văn của Vật rơi rụng được tính toán theo hướng dẫn trong Tài liệu "Thủy văn rừng" của Phạm Văn Điển và cs (2011)

Điều tra xác định tốc độ thấm nước của đất: Tốc độ thấm nước của đất được xác định bằng phương pháp sử dụng ống vòng khuyên kép Theo dõi lượng nước thấm qua các khoảng thời gian: 6 lần đo đầu tiên, mỗi lần 5 phút; 3 lần đo sau, mỗi lần 10 phút; những lần tính tiếp theo, mỗi lần 30 phút…cho đến khi tốc độ thấm ổn định thì dừng Thời gian thí nghiệm và lượng nước tiêu thụ được ghi vào mẫu phiếu

Hệ số xói mòn do mưa (R) được xác định theo phương pháp tính gần đúng bằng phương trình hồi quy: R = 0,548527*P - 59,9 (Nguyễn Trọng Hà, 1996) (2.9)

Trong đó, P là lượng mưa trung bình năm (mm) ở địa điểm nghiên cứu trong giai đoạn 2012 - 2014

- Hệ số xói mòn đất (K) được xác định thông qua 5 chỉ tiêu của đất, gồm: tổng tỷ

lệ phần trăm hạt sét (< 0,002 mm) và thịt (0,002 - 0,02 mm); tỷ lệ phần trăm hạt cát thô

có kích thước 0,02 - 2,00 mm; hàm lượng chất hữu cơ trong đất; cấu trúc đất (loại cấp hạt kết cấu); cấp tốc độ thấm nước của đất, theo toán đồ của Wischmeier W H và D D Smith (1978)

Dự báo khối lượng VRR bổ sung và phân hủy: Tại thời điểm T1: Dự đoán cho

chính thời điểm T1 và dự đoán được thời điểm T2, T3 và T4 Tại thời điểm T2: Dự đoán cho chính thời điểm T2 và dự đoán được các thời điểm T1, T3 và T4 Tại thời điểm T3:

Dự đoán cho chính thời điểm T3 và dự đoán được các thời điểm T1, T2 và T4 Tại thời

điểm T4: Dự đoán cho chính thời điểm T4 và dự đoán được các thời điểm T1, T2 và T3

Đã thiết lập 16 phương trình dự đoán khác nhau để sử dụng tùy theo từng trường hợp

Dự báo khối lượng VRR tồn dư: Tại thời điểm T1: Đã đo được lượng VRR tồn dư

của thời điểm 1 và chỉ dự đoán cho các thời điểm T2, T3 và T4 Tại thời điểm T2: Đã đo được lượng VRR tồn dư của thời điểm T2 và chỉ dự đoán cho các thời điểm T1, T3 và T4 Tại thời điểm 3: Đã đo được lượng VRR tồn dư của thời điểm T3 và chỉ dự đoán cho các thời điểm T1, T2 và T4 Tại thời điểm T4: Đã đo được lượng VRR tồn dư của thời điểm 4 và chỉ dự đoán cho các thời điểm T1, T2 và T3 Đã thiết lập 12 phương trình dự đoán khác nhau để sử dụng tùy theo từng trường hợp

Cách lựa chọn phương trình dự đoán thích hợp

Y với biến số X1, X2, XK được thử nghiệm mô phỏng bằng 6 dạng hàm số và chọn ra một hàm số tốt nhất để mô phỏng

Phương trình được lựa chọn có hệ số tương quan cao nhất thể hiện mối quan hệ chặt chẽ giữa các đại lượng và các tham số của phương trình đều tồn tại trong tổng thể