Nghiên cứu tính chất của đất dưới một số trạng thái thảm thực vật tại xã vầy nưa, huyện đà bắc, tỉnh hòa bình

Đề góp phần giải quyết những vấn đề trên, đề tài “ Nghiên cứu tính chất của đất dưới một số trạng thái thảm thực vật tại xã Vầy Nưa, huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình” đã được đề xuất thực hi

LỜI CÁM ƠN

Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn, tôi đã được sự quan tâm giúp đỡ của Ban Giám hiệu, khoa Đào tạo Sau đại học, khoa Lâm học, bộ môn Khoa học đất cùng các thầy cô giáo trường Đại học Lâm nghiệp, các bạn

Trân trọng cám ơn sự động viên giúp đỡ của gia đình, bạn bè đồng nghiệp trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Xin trân trọng cám ơn!

Hà Nội, ngày 28 tháng 01 năm 2013

Tác giả

Bùi Mạnh Cường

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa

Lời cảm ơn i

Mục lục ii

Danh mục các từ viết tắt v

Danh mục các bảng vi

Danh mục các hình vii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Ở Ngoài nước 3

1.1.1 Những nghiên cứu về đất rừng và ảnh hưởng của đất đến cây rừng 3

1.1.2 Những nghiên cứu về khả năng thấm và giữ nước của đất rừng 8

1.2 Ở Việt Nam 9

1.1.3 Những nghiên cứu về đất rừng và ảnh hưởng của đất đến cây rừng 9 1.1.4 Những nghiên cứu về khả năng thấm và giữ nước của đất rừng 15

1.3 Nhận xét, đánh giá chung 17

Chương 2 MỤC TIÊU - ĐỐI TƯỢNG - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 18

2.1.1 Mục tiêu chung 18

2.1.2 Mục tiêu cụ thể 18

2.2 Đối tượng nghiên cứu 18

2.3 Nội dung nghiên cứu 18

2.4 Phương pháp nghiên cứu 19

2.4.1 Thu thập và kế thừa các tài liệu có liên quan đến vấn đề nghiên cứu 19

2.4.2 Thu thập số liệu ngoại nghiệp 19

2.4.3 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 22

Chương 3 KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN DÂN SINH KINH TẾ XÃ

HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 24

3.1 Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu 24

3.1.1 Vị trí địa lý và hành chính của khu vực nghiên cứu 24

3.1.2 Điều kiện khí hậu của khu vực nghiên cứu 24

3.1.3 Đặc điểm địa hình khu vực nghiên cứu 26

3.1.4 Điều kiện thổ nhưỡng của khu vực nghiên cứu 26

3.1.5 Tình hình lớp thảm thực vật 27

3.2 Tình hình dân sinh, kinh tế, xã hội: 27

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29

4.1 Đặc điểm cầu trúc thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu 29

4.1.1 Một số đặc điểm cấu trúc lớp thảm thực vật khu vực nghiên cứu 29 4.1.2 Một số đặc điểm vật rơi rụng 31

4.2 Đặc điểm hình thái phẫu diện đất dưới một số trạng thái thảm thực vật 33

4.2.1 Hình thái phẫu diện đất rừng trồng Keo tai tượng 34

4.2.2 Hình thái phẫu diện đất dưới rừng trồng Luồng 37

4.3.3 Hình thái phẫu diện đất dưới trạng thái rừng nghèo 40

4.3.4 Hình thái phẫu diện đất dưới rừng tự nhiên trạng thái trung bình 43 4.3.5 Hình thái phẫu diện đất dưới tán rừng tự nhiên trạng thái rừng giàu 46

4.3.6 Hình thái phẫu diện đất dưới trạng thái trảng cỏ cây bụi 49

4.3.7 Hình thái phẫu diện đất dưới trạng thái trảng cỏ 50

4.4 Đặc điểm môt số tính chất lý học đất 51

4.4.1 Dung trọng 52

4.4.2 Tỷ trọng đất 53

4.4.3 Độ xốp 54

4.4.4 Khả năng thấm nước của đất dưới trạng thái thảm thực vật 56

4.5 Một số tính chất hóa học của đất 59

4.5.1 Độ chua của đất 59

4.5.2 Hàm lượng mùn (OM%) 61

4.5.3 Đạm tổng số 63

4.5.5 Trữ lượng mùn và trữ lượng đạm trong đất 66

4.5.6 Hàm lượng các chất dễ tiêu 68

4.6 Một số đề xuất định hướng cải thiện tính chất của đất dưới các trạng thái thảm thực vật 73

KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

D1.3 Đường kinh thân tại 1,3 m

DANH MỤC CÁC BẢNG

3.1 Các đặc trưng về khí hậu khu vực nghiên cứu 25 4.1 Một số đặc điểm cấu trúc thảm thực vật khu vực nghiên cứu 31 4.2 Một số đặc điểm vật rơi rụng khu vực nghiên cứu 32 4.3 Một số tính chất vật lý dưới tán trạng thái thảm thực vật 52

4.5 Tốc độ thấm nước ban đầu của các trạng thái thảm thực vật 58 4.6 Kết quả phân tích pHKCl tại khu vực nghiên cứu 59 4.7 Hàm lượng mùn tổng số tại khu vực nghiên cứu 62 4.8 Hàm lượng đạm tổng số tại khu vực nghiên cứu 64 4.9 Kết quả phân tích trữ lượng mùn và trữ lượng đạm trong đất 65

DANH MỤC CÁC HÌNH

4.1 Dung trọng của đất dưới các trạng thái thảm thực vật 53 4.2 Tỷ trọng của đất dưới các trạng thái thảm thực vật 54 4.3 Độ xốp của đất dưới các trạng thái thực vật 55 4.4 Biểu đồ pHKCl dưới trạng thái thảm thực vật 60 4.5 Mùn tổng số dưới các trạng thái thảm thực vật 63 4.6 Đạm tổng số dưới trạng thái thảm thực vật 64 4.7 Tỷ lệ C/N dưới các trạng thái thảm thực vật 65 4.8 Trữ lượng mùn trên các trạng thái thảm thực vật 67 4.9 Trữ lượng đạm trên các trạng thái thảm thực vật 68

4.11 Lân dễ tiêu dưới các trạng thái thảm thực vật 70

ĐẶT VẤN ĐỀ

Đất có ý nghĩa rất lớn tới quá trình sinh trưởng và phát triển của thảm thực vật Đất càng tốt có độ phì càng cao, thảm thực vật sinh trưởng và phát triển càng mạnh Ngựơc lại thảm thực vật có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với đất và sự hình thành đất Các ngành thực vật bậc thấp như tảo được coi là những thực vật đầu tiên có khả năng quang hợp tự dưỡng Chúng cùng với các vi khuẩn đã tạo nên những chất hữu cơ đầu tiên trên đá mẹ từ những chất

vô cơ Quá trình quang hợp của những thực vật bậc thấp đầu tiên này đã biến CO2 và H2O thành những hợp chất hữu cơ đầu tiên, khi chúng chết đi cơ thể

để lại những chất hữu cơ trong đất Từ đó dưới tác dụng của vi sinh vật các lớp mùn được hình thành Kết quả phát triển của thực vật bậc thấp tích luỹ trong môi trường các nguyên tố N, P, K, S …và các chất hữu cơ, đó là những chất dinh dưỡng cần thiết cho thực vật bậc cao phát triển Thực vật bậc cao phát triển trên lớp mùn đầu tiên đó lại tiếp tục phá huỷ đá, tổng hợp nên chất hữu cơ

Trải qua một quá trình lâu dài dưới tác dụng của các yếu tố lý học, hoá học, sinh học, lớp đất mặt đã được hình thành và phát triển tạo điều kiện cho thế giới thực vật lan rộng bao phủ bề mặt trái đất Thực vật càng phát triển phong phú về số lượng và thành phần thì khi chúng chết đi để lại trong đất càng nhiều chất hữu cơ làm giàu cho đất Nạn phá rừng bừa bãi và khai thác huỷ diệt tài nguyên rừng tại các vùng đầu nguồn, việc san lấp ao, hồ để lấy chỗ xây dựng nhà ở tại các thành phố và vùng nông thôn, việc sử dụng đất không hợp lý, du canh, du cư, nền sản xuất độc canh của các hệ thống nông, lâm nghiệp là những ví dụ điển hình làm rối loạn các chu trình sinh thái, huỷ hoại chức năng có lợi của hệ thống sinh học, làm cạn kiệt các nguồn tài nguyên, gây biến đổi môi trường

Vầy Nưa là một xã thuộc vùng hồ thủy điện Hòa Bình với độ che phủ bình quân của rừng đạt xấp xỉ 30% và phần lớn là rừng thứ sinh nghèo Địa hình đồi núi, độ dốc trung bình từ 20 - 350, rừng đầu nguồn bị tàn phá nên tình trạng thiếu nước nghiêm trọng vào mùa khô và xói mòn mạnh vào mùa mưa làm giảm năng suất cây trồng và đe doạ khả năng cung cấp lương thực, thực phẩm của hệ thống canh tác nông lâm nghiệp Trong những năm gần đây công tác trồng và bảo vệ rừng đã được chú trọng, tuy nhiên tốc độ sinh trưởng

và phát triển của một số loài cây trồng thấp hơn một số vùng khác Địa bàn nghiên cứu cũng chứa đựng những mâu thuẫn điển hình giữa cuộc sống vốn đang khó khăn của người dân với sự tồn tại của rừng; giữa trình độ dân trí

thấp và nhu cầu phát triển toàn diện kinh tế - xã hội và sinh thái; giữa chức

năng sinh thái và kinh tế của rừng

Nguyên nhân cây trồng sinh trưởng và phát triển kém, khả năng phục hồi rừng chậm ở đây có liên quan gì đến điều kiện đất đai không? Các yếu tố nào của đất có ảnh hưởng quyết định đến sinh trưởng và năng suất của rừng? Ảnh hưởng của rừng đến độ phì của đất như thế nào?

Đề góp phần giải quyết những vấn đề trên, đề tài “ Nghiên cứu tính

chất của đất dưới một số trạng thái thảm thực vật tại xã Vầy Nưa, huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình” đã được đề xuất thực hiện

Kết quả đề tài làm cơ sở đánh giá tiềm năng sản xuất của đất dưới tán rừng , phục vụ công tác quy hoạch, sử dụng và lựa chọn loài cây trồng thích hợp góp phần làm tăng chất lượng rừng

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Ở Ngoài nước

1.1.1 Những nghiên cứu về đất rừng và ảnh hưởng của đất đến cây rừng

V.V Đacutraev (1846-1903) Có thể nói ông là người sáng lập ra khoa học về đất, nêu ra những nguyên tắc khoa học về sự phát sinh và phát triển của đất Trước ông những nghiên cứu về đất không đặt trong mối liên hệ với những quy luật phát sinh và hình thành ra nó Theo ông, nghiên cứu như vậy không toàn diện và là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến không tìm ra được những biện pháp tốt để nâng cao độ phì nhiêu của đất Ông khẳng định rõ ràng mối liên quan có tính chất quy luật giữa đất và các điều kiện của môi trường xung quanh Trong nhiều năm nghiên cứu, kết quả được thể hiện ở trong công trình phân loại đất Secnôzôm ở Nga Trong đó, Ông đã nêu ra học thuyết hình thành đất Secnôzôm, mô tả tính chất của chúng, những số liệu phân tích đặc điểm hình thái, quy luật phân bố đất Secnôzôm và phương pháp nâng cao độ phì nhiêu của chúng Trên cơ sở nghiên cứu ấy, ông đã nêu ra cơ sở khoa học của việc hình thành đất trong điều kiện tự nhiên Ông cho rằng đất là một vật thể thiên nhiên, có lịch sử riêng Nó được hình thành do tác động của 5 yếu tố là: Đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình và thời gian Nghiên cứu đất không chỉ xét từng yếu tố, từng điều kiện riêng rẽ, mà phải xét chúng trong mối liên quan chặt chẽ với nhau Ngoài ra ông còn nêu ra các vùng tự nhiên ảnh hưởng tới sự hình thành đất, sơ đồ phân loại đất của nửa phía bắc địa cầu, các phương pháp nghiên cứu đất và những biện pháp nâng cao độ phì nhiêu của đất Ông đã gắn chặt thổ nhưỡng lý thuyết với thực hành và đã nghiên cứu nguyên nhân làm cho khô hạn ở vùng đất thảo nguyên và đưa ra các biện pháp cải thiện chế độ nước ở vùng này để nâng cao độ phì nhiêu của đất (dẫn

theo Nguyễn Hữu đạt) [3]

V.V Docutraev đã nhấn mạnh rằng nhân tố chủ đạo trong quá trình hình thành đất ở nhiệt đới là thảm thực vật rừng Bởi thực vật là nhân tố sáng tạo ra chất hữu cơ và khi chết đi nó tạo thành mùn

Từ lâu trong vùng ôn đới vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng của rừng tự nhiên và rừng trồng đến độ phì của đất đã được nghiên cứu nhiều năm như Richard (1948, 1959), Zon C.V (1954, 1971), Remezov (1959), Rodin và Bazilevich (1967), Saly.R (1985), William Fritchett (1979) [5]

Năm 1970, Weck, J đã nghiên cứu và cho thấy mối quan hệ giữa sinh trưởng của loài Techtona Grandis tại Su Đăngvới một số yếu tố đất: R = 1/3 x

P x S Trong đó R là sinh trưởng hàng năm (m3/ha); P là độ dày tầng đất (cm);

S là độ no bazơ (mg/100g) [21]

Webb và Tracey (1969) trong rừng Nula nhiệt đới ở Úc sinh trưởng của thực vật phục thuộc vào đá mẹ, độ ẩm của đất, trong rừng thứ sinh một số nhân tố quan trọng là độ dày tầng đất, thành phần cấp hạt, CaCo3, hàm lượng mùn và đạm (dẫn theo Ngô Đình Quế, 2008) [8]

Ormand và Will khi nghiên cứu sau khai thác rừng P Radiata với chu kỳ ngắn đã cho thấy đất rừng bị thoái hóa khá rõ Năm 1978 Turvey cũng cho

biết khi thay thế rừng tự nhiên bằng P.radiata với chu kỳ 15 - 20 năm sản

lượng 400 m3/ha đã làm giảm độ phì đất do khai thác Hơn nữa do thảm thực mục rừng thông khó phân giải nên làm chậm quay vòng các chất khoáng ở các dạng lập địa này (dẫn theo Phạm Văn Điển) [4]

Độ phì của đất đóng vai trò cực kỳ quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng và năng suất cây trồng Ngược lại các loài cây khác nhau cũng có ảnh hưởng khác nhau đến độ phì đất Trong những năm gần đây có một số công trình nghiên cứu cụ thể về vấn đề này và mới chỉ nghiên cứu cho từng đối tượng cây trồng cụ thể Mối quan hệ giữa sinh trưởng của Tếch

(Tectona grandis) và một số yếu tố đất được xây dựng thông qua phương

trình: R = 1/3 (P x S) (Week, 1970) [16], trong đó R là lượng tăng trưởng hàng năm (m3/ha); P là độ dày của tầng đất (cm) và S là độ no bazơ (mg/100 đất) Chakraborty R N và Chakraborty D (1989) đã nghiên cứu về sự thay đổi tính chất đất dưới rừng Keo lá tràm ở các tuổi 2, 3 và 4, các tác giả cho rằng rừng trồng Keo lá tràm cải thiện đáng kể một số tính chất độ phì đất như

độ chua của đất biến đổi 5,9 - 7,6; khả năng giữ nước của đất tăng từ 22,9% lên 32,7%, chất hữu cơ tăng từ 0,81% lên 2,70%, đạm tăng từ 0,36 lên 0,50%

và đặc biệt màu sắc của đất cũng biến đổi một các rõ rệt từ màu nâu vàng sang màu nâu [6]

Nghiên cứu các loài cây lá kim vùng núi cao Rocky Mountain (Hoa Kỳ) Merrill R Kaufmann and Michael G Ryan (1986) đã kết luận: giữa tăng trưởng thể tích hàng năm (Ann VolGr) và hiệu suất sinh trưởng (Growth Efficency) có mối quan hệ với một số nhân tố lập địa là: tiềm năng hấp thụ bức xạ (PAI - Potential absorbed irradiance), tọa độ địa lý (Azim - Azimuth),

độ cao so với mực nước biển (Elev - Elevation), khả năng cung cấp nước (Water Sup - Water Supply), sự cạnh tranh diện tích lá (LA Comp - Leaf area competition) và các hệ số sử dụng cho các biến tuyệt đối (b1, b2) [20]

Trong lĩnh vực đất rừng, đã có nhiều công trình của các tác giả trên thế giới đi sâu nghiên cứu về tính chất của đất ở các khu vực khác nhau, ở các trạng thái khác nhau và đã rút ra được kết luận là: Nhìn chung độ phì của đất dưới rừng trồng đã được cải thiện tăng dần theo tuổi (Shosh, 1978; Iha.M.N, Pande.P và Ranthore, 1984; Báu.P.K và Aparajita Mandi, 1987; Chakraborty.R.N và Chakraborty.D, 1989; Ohta, 1993) Các loài cây khác nhau

có ảnh hưởng rất khác nhau đến độ phì của đất, cân bằng nước, sự thủy phân thảm mục và chu trình dinh dưỡng khoáng (Bernhard Reversat.F, 1993; Trung

tâm lâm nghiệp quốc tế (CIFOR), 1998; Chandran.P, Dutta.D.R, Gupta.S.K

và Baaerjee.S.K, 1988)

Công trình nghiên cứu tác dụng của thảm thực vật rừng đối với đất của Monin (Nga) đã chứng minh rằng : “Với mỗi loại thảm che khác nhau, lượng vật chất hữu cơ hàng năm trả lại cho đất và khả năng làm tăng độ phì của đất

là khác nhau” [8]

Chijiok (1989) đã nghiên cứu sự thay đổi độ phì của đất nhiệt đới do trồng cây Lõi thọ và Thông caribaea thuần loài ở 5 khu vực tại Trung Phi và Nam Mỹ cũng thấy lượng mùn, đạm bị giảm đi nhanh chóng Đến năm thứ 6 -

7 các yếu tố này vẫn chưa được hồi phục Lượng kali ban đầu tuy có tăng lên nhưng sau đó lại bị giảm đi rõ rệt Tác giả cũng cho thấy, với chu kỳ khai thác

14 năm trung bình đất mất đi 150 - 400kg đạm, 200 - 1000kg kali cho mỗi hecta Nhiều nghiên cứu đã xác nhận rằng, các cây gỗ mọc nhanh tiêu thụ một lượng dinh dưỡng rất lớn ở giai đoạn đầu và giảm dần ở các tuổi già hơn Vì vậy việc trồng cây mọc nhanh với chu kỳ khai thác ngắn ở nhiệt đới sẽ làm cho đất nhanh chóng bị kiệt quệ hơn so với các rừng trồng cây lá kim có chu

kỳ dài (80 - 100) như ôn đới (dẫn theo Ngô Đình Quế) [7]

Nghiên cứu của Mongia.A.D và Bandyopadhyay.A.K (1992) đã xác nhận rằng, việc thay thế rừng mưa nhiệt đới bằng các loại rừng trồng có giá trị kinh tế cao như : Tếch, Cọ Dầu,… là nguyên nhân dẫn đến giảm chất hữu cơ, kali dễ tiêu, lân dễ tiêu và đặc biệt là dung trọng của đất tăng lên

Ohta (1993) nghiên cứu về sự thay đổi tính chất đất do việc trồng rừng Keo lá tràm ở vùng Pantabagan, Philippin Tác giả đã xem xét sự biến đổi tính chất đất dưới rừng Keo lá tràm 5 năm tuổi và rừng Thông ba lá 8 tuổi trồng trên đất thoái hoá nghèo kiệt Kết quả của tác giả cho thấy trồng rừng đã làm thay đổi dung trọng và độ xốp của đất ở tầng 0 - 5 cm theo hướng tích cực

Tuy nhiên, lượng Ca2+ ở tầng đất mặt dưới 2 loại rừng lại thấp hơn so với đối chứng (đất trống)

Marquez.O, Hernendez, Torres.A và Franco.W (1993) nghiên cứu sự thay đổi tính chất đất dưới rừng Tếch trồng thuần loài ở các tuổi 2, 7 và 12 Tác giả cho thấy đất ở dưới rừng Tếch tuổi khác nhau đã có sự biến đổi khác nhau, cụ thể là Ca2+, Mg2+, pH và dung lượng cation trao đổi là cao nhất ở rừng Tếch 12 tuổi Tuy nhiên, lượng lân dễ tiêu lại giảm đi một cách rõ rệt theo tuổi trong khi lượng Kali dễ tiêu lại biến động rất ít [7]

Theo Smith.C.T (1994) thì việc trồng rừng có thể đem lại những ảnh hưởng tích cực khi mà độ phì của đất được cải thiện Ngược lại, nó có thể ảnh hưởng tiêu cực nếu nó làm mất cân bằng hay cạn kiệt nguồn dinh dưỡng trong đất Nhìn chung, việc trồng rừng cải thiện các tính chất vật lý đất Tuy nhiên, việc sử dụng cơ giới hóa trong xử lý thực bì, khai thác, trồng rừng là nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm sức sản xuất của đất [8]

Trong nghiên cứu tác dụng của thảm thực vật rừng của Mônin (Liên Xô cũ) thì chất rơi rụng hàng năm như sau:

Ở thực bì thảm cỏ và thảo nguyên: 1 - 3 tấn/ha Rừng ôn đới: 5 - 7 tấn/ha

Ở rừng - thảo nguyên: 3 tấn/ha

Ở rừng mưa mùa: 3 tấn/ha

Ở rừng mưa nhiệt đới xích đạo : 10 - 20 tấn/ha

Điều này chứng tỏ hàng năm với mỗi loại thảm che khác nhau cho chất thải trả lại cho đất và làm tăng độ phì cho đất cũng khác nhau, kết quả nghiên cứu rừng mưa nhiệt đới có số lượng dinh dưỡng trả lại cho đất là lớn nhất Nghiên cứu của Keeves (1996) (dẫn theo Vũ Tấn Phương, 2001) đã cho thấy sự thoái hóa lập địa khi khai thác rừng thông chu kỳ ngắn ở Úc Theo tác giả có tới 90% chất dinh dưỡng trong sinh khối bị lấy đi khỏi rừng [14]

Trong những năm gần đây, trung tâm Lâm nghiệp Quốc tế (CIFOR) đã nghiên cứu về quản lý lập địa và sản lượng rừng cho trồng rừng ở các nước nhiệt đới CIFOR đã tiến hành nghiên cứu trên các đối tượng là bạch đàn, thông, keo trồng thuần loại trên các lập địa khác nhau ở các nước Congo, Brazil, Nam Phi, Indonesia, Trung Quốc và Ấn Độ Kết quả nghiên cứu cho thấy, các biện pháp xử lý lập địa khác nhau và các loài cây trồng khác nhau đã

có ảnh hưởng rất khác nhau đến độ phì của đất, cân bằng nước, sự phân huỷ thảm thực vật và chu trình dinh dưỡng khoáng (CIFOR, 1999) [7], [10]

1.1.2 Những nghiên cứu về khả năng thấm và giữ nước của đất rừng

Sự thấm nước của đất là một trong những vấn đề được nghiên cứu sâu rộng trong lĩnh vực thủy văn học, nó có tác dụng rất quan trọng trong việc hình thành cơ chế phát sinh dòng chảy Nhìn chung, đất rừng có tốc độ thấm nước lớn hơn so với đất dưới các thảm thực vật khác, tốc độ thấm nước ổn định của đất rừng có thể đạt 800 mm/giờ trở lên (Dunne T, 1978) [18] Theo

tác giả Trần Huệ Tuyền (1994) [14], đất rừng có độ hổng ngoài mao quản

lớn, nên tốc độ thấm nước và lượng nước thấm của đất rừng tăng lên Có thể

mô phỏng quá trình nước thấm xuống đất rừng theo mô hình Philip (Diêu Hoa

Hạ, 1989 [14]; Thẩm Băng và Nông Tấn, 1992 [2])

Lượng nước giữ trong đất rừng là một chỉ tiêu rất quan trọng để đánh giá hiệu quả nuôi dưỡng nguồn nước của rừng

Các nhà khoa học ở Trung Quốc thường dùng lượng nước bão hòa các

lỗ hổng ngoài mao quản trong đất rừng để tính toán lượng nước thấm xuống

đất Theo các kết quả nghiên cứu, mỗi héc ta đất rừng có thể tích giữ được lượng nước 641 - 679 tấn/năm (dẫn theo Phạm Văn Điển, 2006) [4]

Với sự ra đời của Nghị định thư Kyoto, vai trò của rừng trong việc hấp thụ khí carboníc (CO2) đã được khẳng định Một khu rừng nguyên sinh có thể hấp thu được 280 tấn carbon/ha và sẽ giải phóng 200 tấn carbon nếu bị

chuyển thành đất du canh du cư và sẽ giải phóng nhiều hơn một chút nếu được chuyển thành đồng cỏ hay đất nông nghiệp Rừng trồng có thể hấp thụ khoảng 115 tấn carbon và con số này sẽ giảm từ 1/3 đến 1/4 khi rừng bị chuyển đổi sang canh tác nông nghiệp (Brown và Pearce, 1994) [17]

Aiken et al (1982) khi nghiên cứu về tác động môi trường của rừng cao

su ở bán đảo phía tây Singapo đã nhận thấy những hiệu quả thấp về giữ nước

và bảo vệ đất của rừng trồng cao su Ông kết luận rằng, quá trình trồng cao su

sẽ không tránh khỏi sự gia tăng dòng chảy mặt và xói mòn đất Xói mòn đất càng trở nên nghiêm trọng hơn khi người trồng cao su tiến hành phát dọn thực

bì dưới tán rừng (dẫn theo Trần An Phong) [5]

1.2 Ở Việt Nam

1.1.3 Những nghiên cứu về đất rừng và ảnh hưởng của đất đến cây rừng

Nghiên cứu đất rừng mang những đặc trưng rõ nét mà các nhà nghiên cứu đều quan tâm chú ý đó là mối quan hệ hữu cơ giữa đất và thảm thực vật rừng, tức ảnh hưởng của đất tới rừng và ngược lại ảnh hưởng của rừng tới đất Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới khí hậu nóng ẩm, bởi vậy sự phân bố của thực vật vô cùng phong phú Trước đây, khi rừng còn chiếm 3/4 diện tích đất nước, hầu hết các loài thực vật nhiệt đới đều có mặt ở các loại đất Việt Nam Hiện nay rừng bị tàn phá, nhiều loài thực vật đã bị suy giảm nghiêm trọng, một số loài có nguy cơ tuyệt chủng Nhất là những loài thực vật quí hiếm, có tác dụng làm thuốc hoặc có giá trị kinh tế cao

Năm 1997 chương trình môi trường liên hợp quốc đã đánh giá tổng thể

về thoái hoá đất ở 17 quốc gia Đông Nam á với sự tham gia của Việt Nam (Thái Phiên, Nguyễn Tử Xiêm, UNEP, 1997) Hai mươi tiêu thức được sử dụng để đánh giá các kiểu thoái hoá và lập bản đồ toàn vùng, trong đó chú trọng đến thoái hoá đất do con người gây ra về quy mô, tốc độ, nguyên nhân

và ảnh hưởng của quá trình này đến sức sản xuất của đất Kết quả cho thấy

rằng bên cạnh xói mòn rửa trôi do nước thì thoái hoá hoá học đất Việt Nam

là khá nghiêm trọng so với các nước trong vùng Nhận thức được những đặc điểm quan trọng này, trong nhiều thập kỷ qua khoa học đất đã tạo ra cơ sở khoa học và đề xuất nhiều giải pháp kỹ thuật để khắc phục các mặt hạn chế hoá học của độ phì nhiêu, chuyển hoá độ phì nhiêu tiềm năng sang độ phì nhiêu hữu hiệu

Độ phì của đất đóng vai trò cực kỳ quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng và phát triển của các thảm thực vật rừng và cây trồng Ngược lại các thảm thực vật rừng khác nhau cũng có ảnh hưởng đến độ phì đất rất khác nhau Vì vậy, duy trì và làm tăng độ phì đất là yếu tố then chốt để làm bền vững tài nguyên đất Nguyễn Ngọc Bình (1970) nghiên cứu sự thay đổi các tính chất và độ phì của đất qua các quá trình diễn thế, thoái hoá và phục hồi rừng của các thảm thực vật ở miền Bắc Việt Nam cho thấy độ phì đất biến động rất lớn ứng với mỗi loại thảm thực vật, thảm thực vật đóng vai trò rất quan trọng trong việc duy trì độ phì đất [1]

Sự phát triển nông lâm nghiệp có liên quan chặt chẽ đến vấn đề sử dụng

và quản lý đất Việc xác định ranh giới giữa đất rừng và đất nông nghiệp là hoàn toàn tương đối, vì trên thực tế không có một loại đất chỉ phù hợp với một loại cây trồng, điều này lại càng đúng với vùng đồi núi Đất rừng và rừng

là hai yếu tố tác động qua lại lẫn nhau, do đó phương thức quản lý đất canh tác, đất rừng thích hợp nhất là tăng cường độ phủ xanh bằng hệ canh tác nông lâm kết hợp, hoặc cây nông nghiệp với phương thức xen canh, luân canh.Với phương thức đó, không những làm đa dạng hoá sản phẩm cho nông dân, mà còn bảo vệ được đất, hạn chế xói mòn và tạo được lượng phân xanh từ tàn dư cây trồng trả lại cho đất nhằm duy trì và nâng cao độ phì nhiêu của đất

Nếu con người tác động làm thay đổi thảm che từ rừng tự nhiên bằng các rừng trồng cũng làm cho độ phì đất thay đổi Qua nghiên cứu của Nguyễn Ngọc

Bình (1980), Hoàng Xuân Tý (1973) đã chứng tỏ sự thoái hoá lý tính và chất hữu cơ ở tầng mặt nếu phá rừng gỗ tự nhiên để trồng rừng luồng và tre [15] [16] Các phương thức khai thác phục hồi rừng khác nhau đã ảnh hưởng trực tiếp đến độ phì đất, kết quả nghiên cứu của Đỗ Đình Sâm (1985) cho thấy đối với đất Bazan ở Kon Hà Nừng thì cường độ khai thác mạnh (40 - 50%) thậm chí gần như khai thác kiệt thì độ phì đất có giảm nhưng không lớn và khả năng phục hồi độ phì cũng khá cao do địa hình bằng phẳng và đất mau chóng được che phủ bởi lớp thực vật tầng dưới Đối với đất có độ phì khá lớn, thành phần cơ giới nhẹ, độ dốc lớn ở Quì Châu - Nghệ An thì sau 20 năm chặt trắng

độ phì đất giảm rõ rệt so với đối chứng và sau 20 năm độ phì đất chưa thể khôi phục được mặc dù rừng mới đã che kín đất Đối với đất có thành phần cơ giới nặng hơn, độ dốc lớn, phát triển trên phiến thạch sét ở Hương Sơn - Hà Tĩnh, qua một năm chặt cường độ 40% cho thấy độ phì đất giảm so với đối chứng 15% [9]

Nghiên cứu về ảnh hưởng của thảm thực vật rừng đến tính chất hoá sinh của đất ở Bắc Sơn của Nguyễn Trường và Vũ Văn Hiển (1997) đã chứng minh rằng tính chất hoá học đất thay đổi phụ thuộc vào độ che phủ của thảm thực vật Ở những nơi đất có độ che phủ thấp tính chất của đất biến đổi theo

xu hướng xấu Đất bị chua hoá, tỷ lệ mùn, hàm lượng các chất dễ tiêu NH4, P2O5 đều thấp hơn rất nhiều so với đất được che phủ tốt [13]

Nhiều tác giả đã nhấn mạnh vai trò của độ dày tầng đất và sự thoái hóa đất rừng khi phân hạng đất cho rừng tự nhiên và chọn đất cho trồng rừng ở Việt Nam: Bồ đề, Luồng, Tếch, Bạch đàn, Thông nhựa, Quế của Đỗ Đình Sâm (1983 - 1985), Hoàng Xuân Tý (1974), Nguyễn Ngọc Bình (1980), Nguyễn Xuân Quát - Ngô Đình Quế (1970 -1977) Ngô Đình Quế (1983 - 1988), đã tìm thấy một số quan hệ giữa độ dày tầng đất, độ pH, độ xốp, mùn,

đạm, thành phần cơ giới, với sinh trưởng của cây và xây dựng tiêu chuẩn cho việc chọn lập địa, phân hạng đất cho việc trồng các loài cây trên

Nguyễn Ngọc Bình (1970) nghiên cứu sự thay đổi các tính chất và độ phì của đất qua các quá trình diễn thế thoái hoá và phục hồi rừng của các thảm thực vật ở miền Bắc Việt Nam cho thấy, độ phì đất biến động rất lớn ứng với mỗi loại thảm thực vật Thảm thực vật đóng vai trò rất quan trọng trong việc duy trì độ phì đất [1]

Nghiên cứu của Hoàng Xuân Tý (1976) cho thấy, sau 10 - 20 năm trồng Bạch đàn liễu và Bạch đàn trắng trên đồi trọc, các tính chất hoá học cơ bản của đất chưa có sự thay đổi nào đáng kể Các thí nghiệm theo dõi động thái độ ẩm đất dưới 3 khu rừng Bạch đàn liễu 2 - 8 tuổi, bước đầu cho thấy,

độ ẩm dưới rừng bạch đàn 7 và 8 tuổi luôn khô hơn khu 2 tuổi và đối chứng (đất trống) rõ rệt Tuy nhiên, hiện nay chưa đánh giá được hiện tượng đất khô

là do rễ bạch đàn hút, hay do bốc hơi vật lý vì thảm thực bì dưới rừng bạch đàn thường kém phát triển và thường xuyên bị quét lá

Khi nghiên cứu đặc điểm của đất trồng rừng Thông nhựa và ảnh hưởng của rừng đến độ phì đất, Ngô Đình Quế (1985) cho rằng: sau 8 - 10 năm trồng rừng Thông nhựa, tính chất hoá học đất có thay đổi nhưng không nhiều, khả năng tích luỹ mùn của rừng thấp, độ chua thuỷ phân tăng Tuy nhiên, lý tính của đất được cải thiện đáng kể, cụ thể là độ xốp của đất dưới rừng Thông tăng lên ở tầng 0 - 20 cm từ 2 - 4%, độ ẩm của đất tăng từ 1 - 3% so với nơi đất trống [7]

Hoàng Xuân Tý (1988) nghiên cứu rừng trồng Bồ đề (Styrax

tonkinensis) thuần loại ở 4 hạng đất khác nhau (hạng I đến hạng IV) để theo

dõi ảnh hưởng của rừng Bồ đề đến các đặc điểm cơ bản của đất trong suốt chu kỳ kinh doanh 10 năm Tác giả đã chứng minh rằng hàm lượng đạm và mùn đều bị giảm ở 4 hạng đất khi phá rừng tự nhiên để trồng rừng Bồ đề Sự

suy giảm mạnh nhất là ở hạng đất I và II, đặc biệt là trong 2 - 3 năm đầu mà chủ yếu ở tầng đất mặt Đặc biệt chất lượng mùn, đạm cũng bị giảm đi rõ rệt, axít humic giảm còn axít phunvic tăng mạnh Tương tự như yếu tố hữu cơ, độ xốp và sức chứa nước là hai chỉ số bị xấu đi rõ rệt trong quá trình thay thế rừng tự nhiên nhiệt đới bằng rừng trồng Bồ đề thuần loại Đất ban đầu càng tốt thì sự giảm sút độ xốp và sức chứa nước càng rõ, sự suy giảm này xảy ra mạnh mẽ ở tầng đất mặt trong những năm đầu tiên và sau đó được cải thiện nhưng rất chậm Kết quả nghiên cứu của tác giả cũng chỉ ra rằng sau khi phá

rừng gỗ tự nhiên để trồng các loại rừng Bồ đề (Styax tonkinensis), Mỡ (Mangletia glauca), Lim xanh (Erythryphloeum fordii), Tre diễn (Dendrocalamus sp) theo phương thức đốt và trồng thuần loại đều dẫn đến sự

thay đổi rõ rệt đến độ phì của đất Ba nhóm yếu tố bị suy giảm nhất là lượng chất hữu cơ (mùn và đạm), các chỉ số lý tính liên quan đến độ xốp, khả năng chứa nước và cuối cùng là lượng K2O dễ tiêu Điều đáng chú ý là 2 yếu tố mùn và đạm luôn có vai trò quyết định năng suất đối với hầu hết các cây mọc nhanh, lại bị giảm sút nhiều nhất ở rừng Bồ đề (dẫn theo Nguyễn Hữu Đạt) [3]

Nguyễn Trọng Điều (1992) cho biết dưới tán rừng thuần loài 5 - 6 tuổi lượng chất rơi rụng xuống đất từ 5 - 10 tấn/ha/năm, trong đó chứa khoảng 80 -

90 kg đạm, 8 kg lân, 205 kg kali Đặc biệt hàng năm lá cây phân hủy thành chất mùn ở rừng rậm nhiệt đới cao gấp 5 lần rừng ôn đới [14a]

Ngô Đình Quế (2008) bằng phương pháp nghiên cứu so sánh và định vị trong nghiên cứu đất, kết quả nghiên cứu đất nơi không trồng Thông nhựa sau

7 năm trồng cho thấy: độ xốp của đất tăng khá rõ ở tầng mặt và đặc biệt tầng

20 - 40 cm (từ 39 - 40,6%) Về hóa tính cũng có thay đổi quan trọng, đáng chú ý là P2O5 dễ tiêu [8]

Cũng theo Ngô Đình Quế (2008) nghiên cứu ảnh hưởng của rừng Cà phê ở các tuổi khác nhau và rừng tự nhiên làm đồi chứng cho thấy: Sau khi

trồng Cà phê hàm lượng sét vật lý đều giảm đi từ 1- 10%, hàm lượng mùn giảm mạnh trung bình 30 - 40% sau 7 - 10 năm trồng Cà phê Độ ẩm đất giữa rừng tự nhiên và Cà phê khác nhau rõ rệt, trung bình 60 - 65% so với rừng tự nhiên Hàm lượng vi sinh vật tổng số trong đất trồng Cà phê luôn thấp hơn rừng tự nhiên từ 10 - 20% [8]

Kết quả nghiên cứu về mối quan hệ giữa trữ lượng (M) và sinh trưởng

chiều cao trung bình hàng năm ( H) của loài Pinus keysiya và một số nhân tố

sinh thái Ngô Đình Quế (2008) đã cho thấy một số nhân tố lập địa như thảm thực bì (TB) bên dưới lâm phần Thông ba lá, độ dày tầng đất (D, cm), số cây/ha (N/ha), độ xốp (P,%) và CaMg (lđl/100g đất) Mối quan hệ đó đựơc thể hiện qua phương trình hàm số mũ như sau:

M = 0,1268 x (TB)0,288 x (D)0,6189 x (N)0,8062 , với r = 0,92; Fr = 61,27

H = 0,009745 x (X)0,9895 x (CaMg)0,0707 , với r = 0,93 ; Fr = 116,29 Cũng theo Ngô Đình Quế (2008) đất trồng thông ba lá sinh trưởng kém

và có thể thất bại nếu đất có tầng đất dưới 40 cm; kết von và đá lần nhiều đất khô và chặt ở tầng mặt, dung trọng cao trên 1,1; độ xốp dưới 50%, khả năng thoát nước kém từ 10 - 20% Tính toán mối quan hệ giữa chiều cao cây trội

của Pinus kesiya trồng có tuổi từ 5 - 30 với một số yếu tố sinh thái được thể

hiện qua phương trình:

Hdo = 0,99659 x A0,859 x (TB)0,3218 x D0,5011; trong đó A là tuổi cây và

D là độ dày tầng đất

Nguyễn Minh Thanh (2010) nghiên cứu ảnh hưởng của một số nhân tố

sinh thái đến sinh trưởng của Mây nếp (Calamus tetradactylus Hance) tại Hoà

Bình và Hà Giang đã chỉ ra rằng: Ngoài yếu tố độ tàn che, độ dốc, độ cao, lượng mưa, nhiệt độ thì một số tính chất cơ bản của đất pH, mùn (OM), đạm dễ tiêu (Ndt), P2O5 dễ tiêu, K2O dễ tiêu, là những nhân tố ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng của loài Kết quả nghiên cứu đựơc thể hiện thông qua phương trình:

Di x Li = - 63,624 + 9,6832pHKCl - 0,2375OM% + 0,4264Ndt +

1,32927P2O5dt - 0,1568 K2Odt - 0,0243 độ dốc - 1,4335 tàn che + 0,0047 độ

cao + 2,6121 nhiệt độ - 0,0015 lượng mưa, với R = 0,99, F = 288,79

Phương trình này được khuyến cáo dùng để phân chia mức độ thích

hợp cho loài Mây nếp với những nơi có điều kiện tương tự [12]

1.1.4 Những nghiên cứu về khả năng thấm và giữ nước của đất rừng

Các công trình nghiên cứu về khả năng thấm và giữ nước của đất rừng

tuy còn mới mẻ nhưng đã đạt được một số thành công như việc phát triển

từng bước phương pháp nghiên cứu định lượng, mang tính hệ thống, góp phần

quan trọng tạo dựng cơ sở khoa học cho việc xây dựng các khu rừng phòng

hộ đầu nguồn ở nước ta

Một số nghiên cứu khác cho rằng khi độ ẩm đất lớn thì bốc hơi chủ yếu

là nước liên kết lỏng của đất, năng lượng để bốc hơi một đơn vị thể tích nước

xấp xỉ bằng năng lượng bốc hơi một đơn vị thể tích nước trên mặt thoáng tự

do Ngược lại khi độ ẩm giảm, lượng nước bốc hơi cũng giảm theo; khi độ ẩm

đất giảm đến trị số cây héo, lượng nước bốc hơi thực tế sẽ không đáng kể nữa

(thường dưới 1 mm/ngày) Dựa vào kết quả nghiên cứu trên, người ta đã xây

dựng công cụ để dự báo được lượng nước bốc hơi thực tế tương ứng với các

trị số ẩm khác nhau trong đất Điều này cho phép việc tính toán chế độ tưới

cho hoa màu và cây công nghiệp

Ở vùng hồ Thuỷ điện tỉnh Hoà Bình, Phạm Văn Điển (2006, 2009) đề

cập tới khả năng thấm và giữ nước của đất rừng, đã xác định được lượng nước

giữ lại trong đất dưới điều kiện mưa tự nhiên trong khoảng thời gian từ 2001 -

2004 Đây có thể được xem là công trình tiên phong về nghiên cứu khả năng

thấm và giữ nước của đất rừng tại vùng hồ thuỷ điện tỉnh Hoà Bình Tuy

nhiên, những thông tin về khả năng thấm và giữ nước của đất rừng chưa được

quan tâm nhiều [4], [16]

Trong năm 1993, vấn đề rừng với tác dụng dòng chảy đã được Phạm Ngọc Dũng (1993) nghiên cứu và kết luận, ở nước ta cây rừng có khả năng tiêu thụ một lượng nước rất lớn Đất rừng cũng là một nhân tố ảnh hưởng rất

rõ nét đến dòng chảy mặt Sự khác nhau về tính chất, chủ yếu là tính chất vật

lý của các loại đất sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến xói mòn đất và sự hình thành dòng chảy [3] Nguyễn Ngọc Lung và cộng sự (1995) đã dựa vào mức độ thấm, thoát nước và sự thoái hoá của các loại đất để cho điểm và đánh giá vai trò của nhân tố đất ảnh hưởng tới xói mòn và dòng chảy (dẫn theo Phạm Văn Điển) [3]

Như vậy, nghiên cứu đặc tính lý, hoá học dưới các trạng thái thực bì khác nhau đã được nhiều nhà chuyên gia trong và ngoài nước tiến hành nghiên cứu rất công phu, bao gồm thảm che là rừng tự nhiên, rừng nhân tạo, hoặc trảng cỏ, đây là các công trình rất có giá trị về khoa học, cung cấp nhiều thông tin cần thiết trong quá trình nghiên cứu và tìm hiểu về đất rừng, để chọn trạng thái che phủ tốt trong khi sử dụng đất, tạo cho đất có độ phì ngày càng tăng và bền vững Nên cần quan tâm và ưu tiên nhiều hơn đến các lĩnh vực nghiên cứu về quản lý, sử dụng đất hợp lý, để bảo vệ rừng, làm tăng độ phì cho đất, tăng hiệu quả kinh tế cho cây trồng, chính là làm giàu cho người dân

và cho môi trường sinh thái Vậy nghiên cứu tính chất hóa học của đất dưới một số trạng thái rừng tự nhiên phục hồi tại xã Vầy Nưa, huyện Đà Bắc, tỉnh Hoà Bình, làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất những giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và sử dụng đất là rất cần thiết cho mục tiêu và nhiệm vụ phát triển nông nghiệp nông thôn

1.3 Nhận xét, đánh giá chung

Nghiên cứu đặc tính lý học, hóa học dưới các trạng thái thực vật khác nhau đã được nhiều chuyên gia trong và ngoài nước tiến hành nghiên cứu khá nhiều bao gồm: thảm thực vật là rừng tự nhiên, rừng trồng bao gồm cây gỗ, tre nứa và trảng cỏ, đây là các công trình rất có giá trị về mặt khoa học cung cấp nhiều thông tin cần thiết trong quá trình nghiên cứu và tham khảo Tuy nhiên các nghiên cứu thường đi sâu về đánh giá đặc điểm đất dưới một loại trạng thái thảm thực vật nào đó riêng rẽ Đặc biệt các công trình nghiên cứu,

so sánh đặc điểm của đất dưới nhiều trạng thái thảm thực vật tại một khu vực chưa có nhiều Kết quả nghiên cứu đề tài "Nghiên cứu tính chất của đất dưới một số trạng thái thảm thực vật tại xã Vầy Nưa, huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình" với mục tiêu: đánh giá, so sánh đặc điểm đất dưới một số trạng thái thảm thực vật chủ yếu ở khu vực Đề tài sẽ nghiên cứu ảnh hưởng hay mối quan hệ giữa các trạng thái thảm thực vật tới một số tính chất đất quan trọng (như mùn, N, P, K ) và khả năng thấm nước của đất Trên cơ sở đó đề xuất giải pháp kỹ thuật nhằm bảo vệ tầng đất mặt, lựa chọn giải pháp tốt nhất bảo

vệ đất chống xói mòn cho rừng phòng hộ thủy điện Hòa Bình Góp phần làm giảm nguy cơ bồi lắng lòng hồ thủy điện Hòa Bình nói riêng và các hồ thủy điện trên toàn quốc

Chương 2 MỤC TIÊU - ĐỐI TƯỢNG - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

2.1.1 Mục tiêu chung

Nghiên cứu một số tính chất cơ bản của đất dưới các trạng thái thực vật khác nhau, làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất một số định hướng nhằm cải thiện tính chất của đất tại khu vực nghiên cứu

2.1.2 Mục tiêu cụ thể

- Xác định được một số tính chất cơ bản của đất dưới các trạng thái

thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu

- Đánh giá được sự biến động các chỉ tiêu về tính chất lý hóa học cơ

bản của đất dưới các trạng thái thảm thực vật ở khu vực nghiên cứu

2.2 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu một số đặc điểm cơ bản của đất dưới một số trạng thái thảm thực vật chủ yếu tại khu vực: Rừng tự nhiên (nghèo, trung bình, giàu); rừng trồng Keo tai tượng; rừng trồng Luồng; trảng cỏ, cây bụi và trảng cỏ ở cấp độ dốc từ 15 - 25 độ

2.3 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, đề tài tập trung nghiên cứu những nội dung sau:

- Đặc điểm thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu;

- Hình thái phẫu diện đất và một số tính chất lý học của đất dưới các trạng thái thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu;

- Tính chất hóa học cơ bản của đất dưới các trạng thái thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu;

- Đề xuất định hướng cải thiện tính chất của đất dưới các trạng thái thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Thu thập và kế thừa các tài liệu có liên quan đến vấn đề nghiên cứu

- Bao gồm các tài liệu liên quan đến các nội dung nghiên cứu

- Các tài liệu liên quan đến địa bàn nghiên cứu

- Các bản đồ của khu vực nghiên cứu

2.4.2 Thu thập số liệu ngoại nghiệp

- Điều tra cấu trúc các trạng thái thảm thực vật

Trên từng trạng thái thảm thực vật tiến hành lập ô tiêu chuẩn, diện tích

ô tiêu chuẩn phụ thuộc và từng trạng thái: rừng trồng diện tích ô là 500 m2, rừng tự nhiên phục hồi là 1.000 m2 và trảng cỏ, cây bụi, đất trống là 100 m2

Số ô tiêu chuẩn được thiết lập là 18 ô, cụ thể như sau: 5 trạng thái thảm thực vật x 3lần lặp = 15 ô, trảng cỏ cây bụi 2 ô và trảng cỏ 1 ô

Phương pháp lập ô tiêu chuẩn: Sử dụng bản đồ, thước dây, địa bàn cầm tay để xác định vị trí ô tiêu chuẩn Ô tiêu chuẩn (ÔTC) hình chữ nhật được lập theo định lý pitago

+ Đối với rừng tự nhiên lập ÔTC có chiều dài 40 m song song với đường đồng mức, chiều rộng 25 m vuông góc với đường đồng mức

+ Đối với rừng trồng lập ÔTC chiều dài 25 m song song với đường đồng mức, chiều rộng 20 m vuông góc với đường đồng mức

Trên mỗi ÔTC tiến hành đo đếm các chỉ tiêu :

+ Đo đường kính ngang ngực (D1.3) bằng thước kẹp kính cho tất cả các cây có đường kính ≥ 6cm

+ Đo chiều cao vút ngọn (Hvn) và chiều cao dưới cành (Hdc) bằng thước đo cao Blumeiss của tất cả các cây trong ÔTC, độ chính xác đến 0,1m

+ Đo đường kính tán (DT) của tất cả các cây trong ÔTC bằng cách đo gián tiếp thông qua hình chiếu tán của cây trên mặt đất, độ chính xác 0,1m

+ Đối với rừng luồng, đếm số bụi và đo đường kính thân và chiều cao cây trong từng bụi Số liệu điều tra được ghi vào mẫu biểu:

Biểu 01: Phiếu điều tra tầng cây cao

Dt (m) Phẩm

chất

Ghi chú

Biểu 02: Phiếu điều tra cây bụi thảm tươi và vật rơi rụng

Tình hình sinh trưởng

Độ che phủ (%)

Vật rơi rụng (kg)

Ghi chú

…

- Điều tra đất duới các trạng thái thảm thực vật khác nhau

Mỗi ô nghiên cứu đào 1 phẫu diện, như vậy tổng số phẫu diện là 18 trạng thái nghiên cứu gồm 18 ô thí nghiệm, số phẫu diện đất phải nghiên cứu

là 18 Kích thước phẫu diện, mô tả đặc điểm phẫu diện, lấy mẫu đất được thực hiện theo quy trình của bộ môn Khoa học đất, trường Đại học Lâm nghiệp

Trên mỗi ô tiêu chuẩn đào một phẫu diện chính và 4 phẫu diện phụ Việc tiến hành đào phẫu diện trên cùng các ô thứ cấp và ô dạng bản để điều tra cây bụi thảm tươi và thu thập thảm mục, đề tài ưu tiên điều tra cây bụi thảm tươi trước tiên sau đó tiến hành lấy thảm mục ở 1 góc và đào phẫu diện

đất ở 1 góc chéo nhau Đào phẫu diện được thực hiện ở bước cuối cùng Các

phẫu diện được bố trí theo sơ đồ sau:

Hình 3.1 Sơ đồ bố trí phẫu diện nghiên cứu

- Điều tra xác định tốc độ thấm nước của đất

Sử dụng ống vòng khuyên để đo tốc độ thấm nước của đất rừng Mỗi ô thí nghiệm chọn 3 vị trí điển hình, tại mỗi vị trí đặt 1 cặp ống lồng vào nhau, đường kính bên trong ống nhỏ là 20 cm, đường kính bên trong ống to là 30

cm, chiều cao các ống là 35 cm Các ống được khắc vạch ở phía trong Đóng ống sâu xuống đất 20 cm, tưới nước từ từ vào ống sao cho mực nước trong ống luôn giữ một lớp nước dày 4 - 5 cm phía trên tầng đất mặt Thí nghiệm được kéo dài cho đến khi nước thấm ổn định thì kết thúc Việc điều tra tốc độ

PD.P

PD.P

P.D chính

thấm nước của đất rừng được thực hiện cho từng ô thí nghiệm, ở những thời điểm khác nhau, từ ngày 01, tháng 05, năm 2012 Tổng số lần điều tra là 5 lần/ô thí nghiệm

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 bảng mẫu

2.4.3 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

Các mẫu đất được phân tích tại phòng thí nghiệm Viện qui hoạch và thiết kế nông nghiệp Hà Nội và trung tâm Thí nghiệm, thực hành khoa Lâm học trường đại học Lâm nghiệp Các chỉ tiêu phân tích được thực hiện theo sổ tay phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng do Viện nông hoá thổ nhưỡng biên soạn cụ thể như sau:

+ Xác định mùn tổng số trong đất bằng phương pháp : Chiurin

+ Phân tích đạm tổng số (N%) theo phương pháp Kjeldahl

+ Xác định chỉ tiêu C/N (C% = OM * 58%)

+ Xác định trữ lượng Mùn trong đất (đơn vị tấn/ha): Bằng công thức: Trữ lượng mùn = 10.000 * Dung trọng * Độ dầy tầng đất * % Mùn

tổng số

+ Trữ lượng đạm trong đất (đơn vị tấn/ha): tính bằng công thức:

Trữ lượng đạm = 10.000 * Dung trọng * Độ dầy tầng đất * % đạm tổng số

- pHKCl xác định bằng máy đo pH metter

- Đạm dễ tiêu (N, mg/100 g đất): xác định theo phương pháp Chiurin

và Kononova

- Lân dễ tiêu (P2O5, mg/100 g đất): xác định theo phương pháp Oniani

- Kali dễ tiêu (K2O, mg/100 g đất): xác định theo phương pháp quang

Chương 3 KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN DÂN SINH KINH TẾ XÃ HỘI

KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.1 Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu

3.1.1 Vị trí địa lý và hành chính của khu vực nghiên cứu

Khu vực nghiên cứu được thực hiện tại xã Vầy Nưa, huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình, cách thị xã Hòa Bình 38km, cách huyện lỵ Đà Bắc 20km

- Phía Đông giáp với xã Thái Thịnh, thành phố Hòa Bình và xã Hiền Lương của huyện Đà Bắc

- Phía Tây giáp xã Tiền Phong của huyện Đà Bắc

- Phía Nam giáp xã Thung Nai và xã Bình Thanh của huyện Cao Phong

- Phía Bắc giáp xã Cao Sơn của huyện Đà Bắc

3.1.2 Điều kiện khí hậu của khu vực nghiên cứu

Vầy Nưa, nằm ở khu vực nhiệt đới gió mùa nhiệt độ trung bình năm là 23,20C, nhiệt độ trung bình tháng cao nhất (tháng 7) là 28,40C, nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất (tháng 1) là 16,10C

Lượng mưa trung bình năm tương đối cao, xấp xỉ 1.859,3 mm Tuy nhiên lượng mưa phân bố không đều, tháng mưa cao nhất (tháng 9) là 301,6

mm Lượng mưa tập trung theo mùa đã làm quá trình xói mòn đất diễn ra mạnh và gây nhiều khó khăn cho việc quản lý bảo vệ nguồn nước ở khu vực nghiên cứu

Độ ẩm không khí ở khu vực nghiên cứu ít biến động, trung bình năm là 84,75% Độ ẩm không khí bình quân tháng thấp nhất (tháng 3) là 83% Độ ẩm không khí bình quân cao nhất vào các tháng 8, 9, 10 là 86%

Tổng số ngày nắng trong năm là 284 ngày Tổng số giờ nắng trong năm

là 1633,7 giờ chiếm 19,6% tổng số giờ trong năm, lượng nước bốc hơi cả năm

là 762,6 mm Tháng bốc hơi lớn nhất (tháng 5) là 84,9 mm, tháng thấp nhất (tháng 2) là 48 mm Tốc độ gió ở khu vực ít biến động, trung bình năm là 1,0 m/s Tháng cao nhất gồm các tháng 1, 3, 4, 5 là 1,1 m/s Tháng thấp nhất gồm các tháng 6, 8, 9, 10, 11 là 0,9 m/s

Nhìn chung chế độ nhiệt ẩm ở khu vực nghiên cứu thuận lợi cho nhiều loài thực vật sinh trưởng phát triển tốt Những số liệu khí hậu cơ bản của khu vực nghiên cứu được trình bày trong bảng 3.1

Bảng 3.1 Các đặc trưng về khí hậu khu vực nghiên cứu

Tháng P

(mm) W

(%)

Ngày mưa

TB (ngày)

Giờ nắng (giờ)

Ngày nắng (ngày)

Từ các số liệu trên ta có biểu đồ nhiệt ẩm Gaussen - Walter

Hình 3.1 Biểu đồ nhiệt ẩm Gausen - Walter

3.1.3 Đặc điểm địa hình khu vực nghiên cứu

Vầy Nưa là xã thuộc vùng núi cao, độ cao cao nhất là 1.196m (núi Biều), độ cao thấp nhất là 120m, độ cao trung bình là 250 - 350m Riêng khu vực nghiên cứu có độ cao tuyệt đối biến động trong khoảng 200 - 600m, độ dốc biến động từ 13 đến 350

3.1.4 Điều kiện thổ nhưỡng của khu vực nghiên cứu

Tổng diện tích đất tự nhiên trong toàn xã là 5.980 ha Trong đó, đất lâm nghiệp chiếm 3.833,55 ha, đất nông nghiệp chiếm 160 ha, diện tích sông, suối

và mặt nước chuyên dùng chiếm 1.761 ha, diện tích đất thổ cư 30 ha, diện tích đất trụ sở ủy ban nhân dân, bưu điện văn hóa, truyền hình, y tế, trường hoc,v.v 26,30 ha, đất nghĩa trang, nghĩa địa 13 ha, đất chưa sử dụng (đồi núi trọc) 156,15 ha

Đất trong khu vực nghiên cứu thuộc loại nâu vàng phát triển trên đá vôi Tầng đất từ trung bình đến dày, tỷ lệ đá lẫn thấp Tỷ lệ mùn từ 1 - 4%, thành phần cơ giới thuộc loại đất thịt trung bình hoặc sét pha

Trên diện tích đất trống đồi núi trọc là trảng cỏ và những cây bụi nhỏ, đất đang bị xói mòn mạnh, làm suy giảm nhanh chóng độ phì của đất

3.1.5 Tình hình lớp thảm thực vật

Thực vật trong khu vực nghiên cứu được chia thành 3 nhóm chính là rừng phục hồi, rừng trồng, trảng cỏ cây bụi với các đặc điểm sau:

- Rừng phục hồi sau khai thác kiệt đã được khoanh nuôi bảo vệ từ năm

1996 Tuy nhiên rừng có trữ lượng thấp, không còn cây gỗ quý, gỗ lớn, chủ yếu rừng nằm trong trạng thái nghèo, trung bình

- Rừng trồng: Được trồng trên đất sau bỏ hóa, thực hiện theo các dự án

661, 747, 135 Loài cây trồng chủ yếu là Keo tai tượng, Luồng Tuy nhiên diện tích rừng trồng rất ít và sinh trưởng phát triển bình thường

- Trảng cây bụi: Được hình thành do hoạt động du canh của người dân địa phương Về mặt trạng thái có thể xếp các bảng cây bụi này vào nhóm 3 -

4, có các cây tiên phong ưa sáng như Ba soi, Ba bét mọc rải rác xen kẽ các cây bụi Ngoài ra còn có một số cây tái sinh như Hu đay, Ngát, Chẹo, Ràng ràng,.v.v Lớp thảm thực vật ở đây phát triển rất mạnh

3.2 Tình hình dân sinh, kinh tế, xã hội:

Tổng diện tích tự nhiên trong toàn xã Vầy Nưa là 5.980 ha, trong đó đất lâm nghiệp là 3.833,55 ha chiếm 64,1%, đất nông nghiệp là 160 ha chiếm 2,67%, còn lại là đất thổ cư, đất nghĩa địa, đất chưa sử dụng, Diện tích đất lúa nước của xã gần như bị nhấn chìm do việc xây dựng nhà máy thủy điện Hòa Bình Giao thông khó khăn chủ yếu dựa vào sông nước Các dịch vụ kinh doanh buôn bán diễn ra trong xã hầu như không có, chỉ có lác đác 1, 2 quán nhỏ ở ven đường Trước tình hình đó áp lực của người dân đối với rừng ngày

càng mạnh mẽ Do đó phần lớn rừng tự nhiên đã bị khai thác trở thành rừng

thứ sinh nghèo kiệt, đất trống, cây bụi

Xã Vầy Nưa gồm có 594 hộ với 2.528 khẩu gồm các dân tộc Mường, Dao và Kinh Trong đó phần lớn là Mường và Dao Cuộc sống của họ chủ yếu dựa vào rừng như khai thác gỗ và các lâm sản ngoài gỗ (măng, nứa, giang) Một số hộ gia đình khoanh vùng diện tích đất rừng để thu hái các sản phẩm như phật thủ, ổi, bưởi Đến mùa vụ người dân thường đốt nương làm rẫy, trồng lúa nương, ngô, khoai, sắn Người dân trong xã phát triển sản xuất còn dựa vào tự nhiên là chính

Nhìn chung, khu vực nghiên cứu có vị trí địa lý khó khăn, giao thông không thuận tiện đã hạn chế sự phát triển kinh tế ở xã Vầy Nưa Đời sống của nhân dân ở đây còn nghèo nàn, phong tục tập quán lạc hậu, đó là những thách thức không nhỏ trong công cuộc bảo vệ và phát triển rừng Do vậy, để phát huy được khả năng phòng hộ của rừng Đảng và nhà nước ta cần phải tạo công

ăn, việc làm cho người dân địa phương đảm bảo cho cuộc sống của họ, hướng dẫn người dân biết áp dụng kỹ thuật vào sản xuất nông lâm nghiệp, không

khai thác rừng, đốt nương làm rẫy bừa bãi

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Đặc điểm cầu trúc thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu

4.1.1 Một số đặc điểm cấu trúc lớp thảm thực vật khu vực nghiên cứu

Cấu trúc rừng là một nhân tố quan trọng, nó quyết định mọi quá trình phát sinh, phát triển và chức năng sản xuất, phòng hộ của rừng

Kết quả điều tra khảo sát đánh giá tổng thể khu vực nghiên cứu cho thấy: Với chức năng phòng hộ hồ thủy điện Hòa Bình, ở khu vực tồn tại nhiều trạng thái thảm thực vật:

- Keo tai tượng: Các rừng keo từ 2 - 8 tuổi có mật độ khác nhau và cấu trúc tầng cũng rất khác nhau Kết quả nghiên cứu ở đây cho thấy các rừng có

độ tàn che của cây gỗ thấp thì thường có cấu trúc 2 tầng Các rừng keo trên 4 tuổi độ tàn che đạt từ 0,5 trở lên Tuy nhiên, các rừng có độ tàn che thấp thì

độ che phủ của cây tái sinh, cây bụi thảm tươi khá cao (0,4 - 0,7) Dưới các rừng keo, tổ thành cây tái sinh rất đơn giản, khoảng 1 - 2 loài/m2 Mật độ trung bình 1.400 - 1.500 cây/ha

- Luồng: Hầu hết các rừng Luồng được trồng trên 5 năm có cấu trúc gồm 2 tầng với tầng thảm tươi bên dưới Tuy nhiên, với đặc điểm rừng trồng luồng lớp cây bụi thảm tươi và cây gỗ tái sinh rất ít với mật độ thấp, chiều cao trung bình dưới 0,7m, độ che phủ từ 30 - 60% Mật độ cây trồng chính còn lại

400 - 600 khóm/ha, tương đương 4.100 - 5.000 cây/ha

vỡ từng mảng và không liên tục, độ tàn che của rừng tuy ở 3 tầng nhưng khá thấp, dao động từ 0, 4 - 0,6 Rừng 2 tầng là đối tượng tương đối phổ biến ở khu vực nghiên cứu; chủ yếu là rừng ở giai đoạn trung niên và rừng non đã có giai đoạn phục hồi nhưng bị tác động nhiều lần và hình thành 2 tầng khá rõ rệt; tầng cao là những cây tiên phong cao trung bình 7 - 14 m và tầng thấp là cây tái sinh cao dưới 5 m

+ Về độ tàn che: Hầu hết các khu rừng tự nhiên ở trong khu vực nghiên cứu có độ tàn che biến động rất mạnh theo không gian ngay cả trong cùng một trạng thái rừng Điều này thể hiện trong thời gian rừng đã từng bị tác động khá mạnh, chất lượng rừng không cao, độ tàn che dao động từ 0,3 - 0,8

+ Về tổ thành loài: Qua kết quả nghiên cứu cho thấy các loại cây rừng

tự nhiên khá phong phú nhưng nhìn chung các loài cây có giá trị kinh tế ở các tầng cao còn lại rất ít, ở trạng thái rừng nghèo kiệt các tầng cao chỉ còn các loài cây kém giá trị kinh tế như Đa, Si, Dẻ gai, ; ở các tầng giữa gồm Nanh chuột, Máu chó, Chẩn, Sồi, Chẹo

- Trạng thái trảng cỏ cây bụi và trảng cỏ là những nương rãy bỏ hoang sau quá trình canh tác kém hiệu quả Lớp phủ thực vật chủ yếu là các loài cỏ

Lá tre, cỏ Chỉ, cây Bông hôi, Lấu, Dương xỉ và một số cây tiên phong như

Hu đay, Ba soi, Ba bét

Kết quả nghiên cứu được tổng hợp trong bảng 4.1 dưới đây:

Bảng 4.1 Một số đặc điểm cấu trúc thảm thực vật khu vực nghiên cứu

Trạng thái Độ tàn

che

Tầng tán

Độ che phủ thảm tươi (%)

Bảng 4.2 Một số đặc điểm vật rơi rụng khu vực nghiên cứu

bị phân hủy

Vật liệu rơi rụng khác tấn/ha %

Keo tai tai

tượng 8,40 0,87 10,30 7,10 84,5 0,44 5,20 0,92 11,0 Luồng 7,90 0,40 5,00 6,92 87,6 0,58 7,40 0,38 4,8 Rừng giàu 18,00 3,74 20,8 13,52 75,1 0,74 4,10 1,94 10,8 Rừng trung

bình 14,70 2,90 19,7 11,29 76,8 0,51 3,50 1,94 13,2 Rừng nghèo 10,90 2,04 18,7 8,55 78,4 0,32 2,90 1,60 14,7 Trảng cỏ cây

Với kết quả nghiên cứu cho thấy: Lượng vật rơi rụng ở khu vực rừng Keo tai tượng có tỷ lệ che phủ cao 70 - 80%, độ dầy bình quân từ 1,0 - 1,3

cm, vật rơi rụng tươi trung bình từ 8,4 tấn/ha, rừng Luồng là 7,9 tấn/ha Còn ở rừng tự nhiên tỷ lệ che phủ của vật rơi rụng lớn hơn rất nhiều so với rừng trồng và dao động từ 10,9 - 18 tấn/ha, độ dày dao động từ 0,5 - 3cm; trung bình từ 2,2 - 2,6cm

Thành phần lớp thảm mục dưới tán rừng khá đơn giản, chỉ gồm lá và cành là chủ yếu, cộng một phần hoa quả hoặc mo ở rừng Luồng Với rừng Luồng tỷ lệ che phủ của vật rơi rụng tương đối thấp và phân bố không đều trong toàn khu vực do tán cây và độ dốc bề mặt lớn nên thảm mục có hiện tượng bị đồn hoặc trôi đi chỗ khác, độ che phủ trung bình từ 50 - 60 % Độ dày trung bình biến động trong khoảng từ 0,6 - 1,0 cm Trảng cỏ cây bụi lượng vật rơi rụng rất ít chủ yếu là lá cây bụi tại chỗ và một phần từ nơi khác bay tới do gió

Như vậy trong các trạng thái thảm thực vật nghiên cứu rừng tự nhiên

có lượng vật rơi rụng lớn nhất tiếp theo là rừng Keo tai tượng, rừng Luồng

và thấp nhất là trảng cỏ cây bụi, hầu như không có là trảng cỏ

4.2 Đặc điểm hình thái phẫu diện đất dưới một số trạng thái thảm thực vật

Hình thái phẫu diện đất là một bức tranh phản ánh đặc điểm, quá trình hình thành và phát triển của đất Đất luôn biến đổi dưới sự tác động đồng thời của 6 yếu tố (Đá mẹ, khí hậu, sinh vật, địa hình, thời gian và hoạt động sản xuất của con người) Thông qua phẫu diện đất ta có thể suy đoán được sự tác động của các yếu tố hình thành đất mạnh hay yếu, yếu tố nào là chủ đạo Tìm hiểu về hình thái phẫu diện đất là công việc đầu tiên trong các công trình nghiên cứu về đất Hình thái phẫu diện của đất tại của một số trạng thái thảm thực vật chủ yếu trong khu vực nghiên cứu được mô tả chi tiết dưới đây: