Đánh giá tác động môi trường rừng trồng cao su (hevea brasiliensis) tại nông trường vân du, huyện thạch thành, tỉnh thanh hóa

Đề tài chưa đánh giá được tác động của những thay đổi môi trường đến đời sống sinh vật, động vật đất đặc biệt là sức khoẻ và tình trạng bệnh tật của con người, chưa phân tích được sự biế

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chương trình đào tạo sau đại học chuyên ngành lâm học khóa học

2011 - 2013, được sự cho phép của Trường Đại học Lâm nghiệp, khoa Đào tạo sau đại

học, khoa Lâm học tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá tác động môi trường rừng trồng cao su tại Nông trường Vân Du, huyện Thạch Thành, tỉnh Thanh Hóa’’

Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi nhận được sự hướng dẫn của thầy giáo

TS Trần Quang Bảo Đến nay đề tài đã hoàn thành, tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp, Khoa Lâm học, Khoa sau Đại học, các thầy

cô giáo, đặc biệt thầy giáo TS Trần Quang Bảo- Người trực tiếp hướng dẫn khoa học đã tận tình giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu và dành những tình cảm tốt đẹp cho tôi trong trong quá trình thực hiện đề tài này

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc và cán bộ, công nhân viên chức Công ty Trách nhiệm hữu hạn một thành viên Nông trường Vân Du đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi trong thời gian tôi thực tập thu thập số liệu tại đây

Do thời gian thực hiện không nhiều, bản thân còn có nhiều hạn chế nên trong

đề tài không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp để bản luận văn trở nên hoàn thiện hơn Tôi xin cam đoan mọi số liệu trong luận văn là hoàn toàn trung thực không sao chép của bất kỳ tác giả nào

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 3 năm 2013

Tác giả

MỤC LỤC

Trang TRANG PHỤ BÌA

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC CÁC BẢNG v

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1.TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Trên thế giới 3

1.1.1 Nguồn gốc, xuất sứ cây Cao su 3

1.1.2 Các công trình nghiên cứu về cây Cao su 4

1.2 Ở Việt Nam 5

1.2.1 Lịch sử cây Cao su ở Việt Nam 5

1.2.2 Các công trình nghiên cứu về cây Cao su ở Việt Nam 6

Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNGVÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 9

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 9

2.1.1 Mục tiêu tổng quát 9

2.1.2 Mục tiêu cụ thể 9

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 9

2.3 Nội dung nghiên cứu 9

2.4 Phương pháp nghiên cứu 10

2.4.1 Phương pháp kế thừa tài liệu 10

2.4.2 Phương pháp điều tra thực nghiệm 10

2.4.3 Phương pháp điều tra xã hội học 16

2.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 16

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 21

3.1 Điều kiện tự nhiên 21

3.1.1 Vị trí địa lý 21

3.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 21

3.1.3 Khí hậu, thủy văn 21

3.1.4 Động thực vật 22

3.1.5 Tài nguyên khoáng sản 22

3.2 Đặc điểm kinh tế, xã hội 23

3.2.1 Dân số, lao động 23

3.2.2 Văn hóa 23

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 24

4.1 Đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng cao su và rừng đối chứng 24

4.2 Đặc điểm một số tính chất vật lí, hóa học của đất dưới rừng cao su và rừng đối chứng 26

4.2.1 Tính chất vật lý của đất 27

4.2.2 Tính chất hóa học của đất 29

4.3 Đặc điểm một số tính chất thủy văn và xói mòn đất dưới rừng cao su và rừng đối chứng 30

4.3.1 Sự thoát hơi nước của lá 30

4.3.2 Thoát hơi nước của tán rừng, các thảm thực vật đối chứng 34

4.3.3 Bốc hơi nước của mặt đất 37

4.3.4 Xói mòn đất 41

4.4 Đặc điểm đa dạng sinh học thực vật tầng thấp, động vật đất dưới các trạng thái rừng trồng cao su và rừng đối chứng 43

4.4.1 Đặc điểm tổ thành loài thực vật tầng thấp 43

4.4.2 Đặc điểm phân bố thực vật tầng thấp 45

4.4.4 Tổ thành và đặc điểm của động vật đất 52

4.5 Đề xuất một số giải pháp góp phần phát triển bền vững rừng trồng cao su tại Thanh Hóa 63

4.5.1 Nguyên nhân của các biến đổi đến tính chất đất rừng cao su trong quá trình kinh doanh khai thác 63

4.5.2 Một số giải pháp góp phần phát triển bền vững rừng trồng cao su tại tỉnh Thanh Hóa 66

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

PHỤ LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Tên đầy đủ

Xitb Số cá thể trung bình của loài i

4.5 Cường độ thoát hơi nước của rừng cao su trong các tháng 33

4.8 Cường độ thoát hơi nước của rừng keo trong các tháng 36

4.10 Bốc hơi mặt đất các tháng trong năm của rừng cao su 38

4.14 Công thức tổ thành của thực vật tầng thấp của các OTC 43

4.16 Chiều cao trung bình của thực vật tầng thấp tại các OTC 45 4.17 Chỉ số đa dạng sinh học thực vật tầng thấp tại các OTC 46 4.18 Mối liên hệ giữa các chỉ số đa dạng sinh học thực vật tầng thấp 47

4.20 Chỉ số đa dạng sinh học thực vật tầng thấp tại rừng cao su và các chỉ

4.21 Mối liên hệ giữa các chỉ số đa dạng sinh học thực vật tầng thấp tại

rừng cao su với một số chỉ tiêu đơn lẻ của điều kiện lập địa 50

4.23 Mối liên hệ giữa các chỉ số đa dạng sinh học thực vật tầng thấp tại

rừng cao su và một số chỉ tiêu tổng hợp của điều kiện lập địa 52

4.28

4.2

Mối liên hệ giữa các chỉ số đa dạng sinh học động vật đất 58

4.29 Chỉ số đa dạng sinh học trung bình tại hai trạng thái rừng, chỉ tiêu so

4.30 Các chỉ số đa dạng sinh học động vật đất tại rừng cao su và một số

4.31 Mối liên hệ giữa các chỉ số đa dạng sinh học động vật đất tại rừng cao

4.32 Một số chỉ tiêu tổng hợp về điều kiện lập địa liên hệ với các chỉ số đa

4.33 Mối liên hệ giữa các chỉ số đa dạng sinh học động vật đất tại rừng cao

su với một số chỉ tiêu tổng hợp của điều kiện lập địa 61

DANH MỤC CÁC HÌNH

4.1 Một số đặc điểm cấu trúc của rừng cao su và các rừng đối chứng 26

4.2 Quan hệ giữa cường độ thoát hơi nước của rừng cao su và nhiệt độ

4.3 Quan hệ giữa cường độ bốc hơi mặt đất và nhiệt độ 38

4.8 Độ tàn che thấp của rừng cao su trong khoảng 5-6 năm đầu 65

4.11 Giữ lại thảm tươi và khô đã được phát và khô đi để chống bốc hơi

4.12 Trồng thêm quế, dứa để tăng độ tàn che cho rừng cao su 69 4.13 Trồng nông lâm kết hợp để tăng độ tàn che cho rừng cao su 70 4.14 Thiết kế lối đi trong khai thác nhựa trên bậc thang bảo vệ đất 71 4.15 Giữ lại thảm tươi cây bụi giữa các hàng cao su để bảo vệ đất 72 4.16 Hạn chế phát triển của cỏ dại bằng nông lâm kết hợp 73 4.17 Trồng thưa để thúc đẩy phát triển cây cỏ bảo vệ đất dốc 74

ĐẶT VẤN ĐỀ

Cây cao su được du nhập và trồng thành công tại Việt Nam hơn một trăm năm nay với vùng trồng truyền thống là Đông Nam bộ, ngày nay cây cao su được triển khai trồng tại nhiều vùng sinh thái khác nhau như khu vực Tây Nguyên, duyên hải Miền trung, Tây Bắc Theo thống kê, diện tích trồng cây cao su của Việt Nam được xếp thứ 6 (chiếm khoảng 6,4% tổng diện tích cao su thế giới), sản lượng xếp thứ 5 (khoảng 7,7% tổng sản lượng cao su thế giới) và xuất khẩu đứng thứ 4 (khoảng 9%) trên thế giới Cây cao su đã và đang là loài cây xóa đói giảm nghèo cho đồng bào dân tộc ở trung du miền núi nước ta, do cây cao su là cây công nghiệp

có giá trị kinh tế cao và chi phí gây trồng tương đối thấp Theo phân tích, trồng một

ha cao su trong điều kiện thâm canh bình thường với mức đầu tư cơ bản khoảng 70 triệu đồng, chi phí hàng năm khoảng 8 - 10 triệu đồng cho cả chu kỳ 27 năm (trong

đó, thời gian cho khai thác mủ là 20 năm), với năng suất bình quân đạt 1,7 tấn/ha, giá bán 2.000 USD/tấn (khoảng 37 triệu đồng), sau khi trừ chi phí thì lãi bình quân vào khoảng 25 triệu đồng ha/năm

Do lợi ích nhiều mặt của cao su, về hiệu quả kinh tế, xã hội nên diện tích trồng cao su không ngừng gia tăng, nhiều cánh rừng tự nhiên, rừng trồng và đất lâm nghiệp đã được chuyển hóa thành rừng cao su Trong những năm tới đây với sự định hướng của Đảng và Chính Phủ, sự đầu tư mạnh mẽ của tập đoàn cao su Việt Nam diện tích trồng cao su ở nước ta đang và sẽ tăng mạnh

Trước thực tế này cần đặt ra câu hỏi cao su là một loài cây nhiệt đới, việc gây trồng cao su ra phía Bắc nước ta sẽ cho hiệu quả kinh tế như thế nào và có ảnh hưởng gì đến môi trường sinh thái? Về hiệu quả kinh tế trồng rừng cao su đã được minh chứng qua thực tiễn; điều cần quan tâm ở đây là diện tích trồng cao su phát triển quá nhanh liệu có gây lên những tác động tiêu cực đến môi trường như: Tính chất đất dưới rừng, tính đa dạng sinh học, lượng xói mòn đất, tính chất thủy văn đất, và việc phát triển cao su ra một vùng có điều kiện lập địa và khí hậu tương đối khác biệt so với vùng phân bố truyền thống ảnh hưởng như thế nào đến sự sinh

trưởng của nó? Từ đó chúng ta có thể đề xuất, xây dựng những kế hoạch phát triển cây cao su một cách bền vững trên vùng đất dốc, nâng cao thu nhập cho người dân miền núi, góp phần tăng trưởng nền kinh tế đất nước

Để góp phần hoàn thiện hệ thống cơ sở lí luận và hướng tới phát triển bền vững các trạng thái rừng trồng cao su tại Thanh Hóa, tôi đã lựa chọn và thực hiện đề

tài nghiên cứu: “Đánh giá tác động môi trường rừng trồng cao su tại Nông trường Vân Du, huyện Thạch Thành, Tỉnh Thanh Hóa”

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Trên thế giới

1.1.1 Nguồn gốc, xuất sứ cây Cao su

Cây Cao su (Hevea brasiliensis) có tên gọi gốc là Hê vê (Hévé), có nguồn

gốc từ một vùng rất nhỏ bé thuộc lưu vực sông Amazon (Nam Mỹ) Cách đây gần 10 thế kỷ, thổ dân Mainas sống ở đây đã biết lấy nhựa của cây này dùng để tẩm vào quần áo chống ẩm ướt, và tạo ra những quả bóng vui chơi trong dịp lễ hội Họ gọi chất nhựa này là Caa-o-chu, theo Thổ ngữ Mainas thì ý nghĩa nguyên thủy của chữ Cao su có nghĩa là “Nước mắt của cây” (Caa có nghĩa là cây, gỗ và O-chu có nghĩa là khóc, chảy ra hay chảy ra nước mắt)

Từ khi con người biết đến Cao su, ứng dụng của Cao su trong đời sống sinh hoạt cộng với khoa học công nghệ ngày càng phát triển thì nền công nghiệp sản xuất Cao su ngày càng mở rộng, nhu cầu nguyên liệu Cao su càng lúc càng cao Xứ Braxin không có đủ nguyên liệu để cung cấp cho các nước công nghiệp, sản lượng mủ Cao su rất thấp do chỉ khai thác cây mọc hoang dại ở rừng mà họ lại không cho xuất khẩu hạt giống Vì vậy một số người đã đánh cắp hạt giống mang ra khỏi lãnh thổ Braxin

Cố gắng thử nghiệm đầu tiên trong việc trồng cây Cao su ra ngoài phạm vi Brasil diễn ra vào năm 1873 Sau một vài nỗ lực, 12 hạt giống đã nảy mầm tại Vườn thực vật Hoàng gia Kew Những cây con này đã được gửi tới Ấn Độ để gieo trồng, nhưng chúng đã bị chết Cố gắng thứ hai sau đó đã được thực hiện, khoảng 70.000 hạt giống đã được gửi tới Kew năm 1875 Khoảng 4% hạt giống

đã nảy mầm, và vào năm 1876 những cây giống đã được gửi tới Ceylon và gửi tới các vườn thực vật tại Singapore Sau khi đã thiết lập sự có mặt ở ngoài nơi bản địa của nó, cây Cao su đã được nhân giống rộng khắp tại các thuộc địa của Anh Các cây Cao su đã có mặt tại các vườn thực vật ở Buitenzorg, Malaysia năm 1883 Vào năm 1898, một đồn điền trồng Cao su đã được thành lập tại

Malaysia, và ngày nay phần lớn các khu vực trồng Cao su nằm tại Đông Nam Á

và một số tại khu vực châu Phi nhiệt đới

Hiện nay, có 24 quốc gia trồng Cao su tại 3 châu lục: Á, Phi và Mỹ La Tinh, tổng diện tích toàn thế giới khoảng 9,4 triệu ha, trong đó Châu Á chiếm 93%, Châu Phi 5%, Mỹ La Tinh quê hương của cây Cao su chưa đến 2% diện tích Cao

su thế giới Việc mở rộng diện tích Cao su vùng Nam Mỹ gặp khó khăn do bị hạn chế bởi bệnh cháy lá Nam Mỹ (SALB) Indonesia có diện tích Cao su lớn nhất thế giới, tiếp theo là Thái Lan, Malaisia, Trung Quốc, Ấn Độ và Việt Nam Hầu hết diện tích Cao su của các nước đều nằm trong vùng truyền thống

1.1.2 Các công trình nghiên cứu về cây Cao su

Cao su là một trong những loài cây trồng được phát triển ở nhiều quốc gia

Nó không chỉ cho hiệu quả kinh tế cao mà còn cung cấp nguồn nguyên liệu chiến lược cho nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống Tuy nhiên, cũng như nhiều loại rừng trồng cây nhập nội thuần loại đồng tuổi khác, rừng Cao su thường bị chỉ trích về hiệu quả môi trường thấp, chẳng hạn giữ nước và bảo vệ đất kém, gây độc nước và không khí cao v.v… Trong thực tế có những ý kiến nhận định đúng nhưng cũng có những nhận định chỉ từ cảm tính, gây khó khăn cho định hướng chiến lược phát triển Cao su

Ở Trung Quốc từ, kết quả nghiên cứu của WANG Xianpu cho thấy rừng Cao

su có khả năng bảo vệ đất và nước tốt hơn nhiều mô hình rừng thuần loài khác Dưới rừng Cao su ở Hải Nam có mức đa dạng sinh học tương đối cao Nghiên cứu của Hong-mei-liu, Ju-Sheng Jiang và huang-Lin Dong (2006) đã phát hiện được dưới rừng Cao su có tới 207 loài cây có mạch thuộc 113 giống và 61 họ, trong đó chiếm ưu thế nhất là loài cỏ chịu bóng Mức độ đa dạng sinh học rất khác nhau phụ thuộc vào lượng mưa, độ phì của đất, và tuổi của cây Cao su Lượng mưa càng lớn thì mức độ đa dạng sinh học càng cao Người ta cũng nhận thấy sự đa dạng sinh học giảm dần theo tuổi rừng Cao su

Ở Singapore kết quả nghiên cứu của trường đại học Quốc gia cũng cho thấy xói mòn đất và dòng chảy mặt dưới rừng Cao su đều ở mức thấp, xói mòn dao động

ở mức 2-3 tấn/ha/năm, lớp dòng chảy mặt dao động ở mức 200-300 mm/năm, tất cả đều nhỏ hơn tới 20 lần so với xói mòn và dòng chảy trên đất nương rẫy

Mức đa dạng sinh học dưới rừng Cao su cũng không thấp hơn những rừng trồng khác Nghiên cứu của Hong-mei-liu, Ju-Sheng Jiang và huang-Lin Dong (2006) ở rừng Cao su Hải Nam đã phát hiện được dưới rừng Cao su có tới 207 loài cây có mạch thuộc 113 chi và 61 họ, trong đó chiếm ưu thế nhất là loài cỏ chịu bóng

Có thể kể tên một số tác giả nghiên cứu về khả năng bảo vệ môi trường của rừng Cao su như Gao Suhua (1985), Wu Eryu (1984), Chen Yongshan (1982) đã điều tra hiệu quả bảo vệ đất và nước của các đồn điền Cao su ở Trung Quốc Nhìn chung các tác giả trên thế giới chủ yếu tiến hành nghiên cứu sơ bộ đặc điểm hệ sinh thái rừng Cao su và chức năng sinh thái của chúng Một số tác động khác tới môi trường của hệ sinh thái này vẫn chưa được làm rõ

Về phương diện sinh thái, người ta thấy Cao su thích hợp nhất với khí hậu vùng xích đạo đới hay nhiệt đới Cây đòi hỏi nhiệt độ trung bình là 250c, lượng mưa tối thiểu là 1500 mm/năm và có thể chịu hạn được nhiều tháng trong mùa khô Mặc

dù cây Cao su ít đòi hỏi chất lượng đất, nhưng người ta thường ưu tiên phát triển nó trên đất bazan phì nhiêu, sâu, dễ thoát nước, hơi chua (PH từ 4 đến 4,5) và giàu mùn Như vậy, lúc đầu Cao su được phát triển chủ yếu trên những vùng đất bazan mầu mỡ, bằng phẳng của vùng nhiệt đới nóng ẩm Và do đó nhiều người cứ tưởng rằng Cao su chỉ tồn tại được trên đất tốt Nhưng về sau, do ngành công nghiệp Cao

su phát triển mạnh, đặc biệt ở Trung Quốc, nó đã được gây trồng lên cả những loại đất khác và xa hơn về phương bắc tới vĩ độ 24 – 25 độ và độ dốc mặt đất tăng lên đến trên 20 độ, độ cao tới hàng nghìn mét Tuy nhiên, sự giới hạn của yếu tố về sinh

lý đã làm cho cây Cao su phát triển kém hơn ở điều kiện đất cao và dốc

1.2 Ở Việt Nam

1.2.1 Lịch sử cây Cao su ở Việt Nam

Cây Cao su đầu tiên được ông J.B Louis Pierre người Pháp đưa vào Việt Nam tại vườn thực vật Sài Gòn năm 1877 nhưng không sống Đến năm 1892, dược

sĩ Raoul lấy hạt Cao su từ Java, Indonesia đem về trồng tại trạm thực vật Ông Yệm (Bến Cát, Bình Dương) Ngoài ra, bác sĩ Yersin lấy giống ở Colombo, Sri Lanka trồng ở Viện Pasteur, Suối Dầu (cách Nha Trang 20 km)

Năm 1897 đã đánh dấu sự hiện diện của cây Cao su ở Việt Nam, công ty Cao su đầu tiên được thành lập là Suzannah (Dầu Giây, Long Khánh, Đồng Nai) năm 1907 Tiếp sau, hàng loạt đồn điền và công ty Cao su ra đời, chủ yếu là của người Pháp và tập trung ở Đông Nam Bộ như CEXO (1912), SIPH (1934), Michelin (1952), SPTR… một số đồn điền Cao su tư nhân Việt Nam cũng được thành lập

Năm 2010 diện tích Cao su cả nước là 715.000 ha tăng hơn 40.000 ha, sản lượng đạt khoảng 770.000 tấn

Sau hơn 110 năm cây Cao su được di nhập, hiện nay nước ta đang đứng thứ

6 trên thế giới về diện tích, đứng thứ 5 về sản lượng Cao su thiên nhiên và thứ 4

về xuất khẩu Cao su thiên nhiên Trong các vùng trồng Cao su ở Việt Nam, Đông Nam Bộ chiếm 67,4% về diện tích nhưng đóng góp đến 78,5% về sản lượng, đồng thời cũng là vùng đạt mức năng suất cao nhất nước Trong khi tại Tây Nguyên (24,5%) và duyên hải miền Trung (10%) là vùng có đều kiện khí hậu ít thuận lợi thì cây Cao su vẫn phát triển và đạt sản lượng bình quân tương ứng là 1,360 và 1,172 tấn/ha Diện tích cây Cao su ở vùng Tây Bắc mới đạt khoảng 10.200 ha (chiếm 1,5%)

1.2.2 Các công trình nghiên cứu về cây Cao su ở Việt Nam

Trong những năm gần đây, nhất là từ năm 2005, giá trị kinh tế lớn và bài học thực tiễn trồng Cao su thành công trên nhiều loại đất khác nhau của Việt Nam và thế giới, đặc biệt của miền núi phía Nam Trung Quốc đã làm bùng phát phong trào trồng Cao su ở nhiều địa phương, trong đó có hàng loạt tỉnh mới trồng như Sơn La, Lai Châu, Điện Biên, Lào Cai, Yên Bái, Hoà Bình v.v… Nhiều cánh rừng tự nhiên

và rừng trồng, nhiều vùng đất lâm nghiệp đã được phá đi để trồng Cao su

Như vậy, ở Việt Nam trồng rừng Cao su có thể mới mẻ với nơi này nơi khác, nhưng trên quy mô cả nước thì nó đã có lịch sử hàng trăm năm và ngày càng được phát triển mạnh như một hoạt động sử dụng đất truyền thống

Những người làm Cao su hiện tại có thu nhập tương đối cao Ở các công ty Cao su, mức lương công nhân bình quân đã đạt vào khoảng 4 triệu đồng/tháng Ở rừng Cao su tiểu điền thu nhập của các hộ gia đình cũng dao động từ mức vài chục triệu đến hàng trăm triệu đồng một năm Cá biệt, gia đình ông An Ben người Ê đê ở Đắc Lăk có 85 ha rừng Cao su và đạt thu nhập trung bình 1.5 tỷ đồng một năm

Với những đặc điểm ưu việt, Cao su đã và sẽ là một trong những loài cây chủ đạo cho phát triển kinh tế ở miền núi Việt Nam Theo dự đoán thì diện tích trồng Cao su có thể tăng lên hàng triệu hecta nhờ cải thiện giống, nhờ áp dụng kỹ thuật trồng trên đất dốc và nhờ sự tham gia tích cực của hàng triệu hộ nông dân miền núi

Ở Việt Nam, vấn đề tác động môi trường rừng Cao su còn khá mới mẻ Trong phần lớn tài liệu nghiên cứu về cây Cao su đều ít nhiều đề cập đến tác động môi trường của chúng Tuy nhiên chưa có nghiên cứu riêng về vấn đề này

Tác giả Nguyễn Khoa Chi, 1997 cho rằng cây Cao su là một trong những

loài cây bảo vệ môi trường rất tốt, có khả năng chống xói mòn và không làm huỷ hoại đất

Các tác giả Đoàn Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Thế Côn và

Vũ Đình Chính cho rằng cây Cao su không những có giá trị kinh tế cao mà còn có nhiều ý nghĩa khác như: làm sạch môi trường, ổn định sinh thái…

Trần Ngọc Kham khi nghiên cứu hiệu quả kinh tế của mô hình trồng Cao su

phủ xanh đất trống sau nương rẫy ở Đắc Lắc đã cho thấy các mô hình trồng Cao su

có triển vọng kết hợp các nông hộ vào các chương trình phủ xanh đất trống sau nương rẫy

Nhìn chung, các nghiên cứu về tác động môi trường của rừng Cao su cho đến nay chưa chứng tỏ được sự khác biệt rõ rệt về tác động môi trường của rừng Cao su

so với các loại rừng khác Vì vậy, rừng trồng Cao su có thể hoàn toàn tương tự như những loại rừng trồng khác và về tác động môi trường, và do đó, trồng rừng Cao su

trên đất lâm nghiệp có thể chỉ là chuyển dịch cơ cấu cây trồng mà không phải là chuyển đổi mục đích sử dụng đất như một số ý kiến bàn luận trước đây

Từ năm 2008-2009 nhóm nghiên cứu của Đại học Lâm nghiệp đã thực hiện

đề tài “Nghiên cứu tác động môi trường của rừng Cao su ở Việt Nam” Đề tài đã xác định được những thay đổi của một số chỉ tiêu lý sinh trong đất, nước và không khí dưới rừng trồng Cao su, nhưng khi đánh giá tác động môi trường thì chỉ so sánh với tiêu chuẩn môi trường hoặc với giá trị của chúng trong rừng trồng Keo tai tượng Đề tài chưa đánh giá được tác động của những thay đổi môi trường đến đời sống sinh vật, động vật đất đặc biệt là sức khoẻ và tình trạng bệnh tật của con người, chưa phân tích được sự biến đổi hoạt tính sinh học của đất, nước, không khí,

đa dạng sinh học trong rừng Cao su và những giải pháp thích hợp để hạn chế những tác động đó

Tổng quan các kết quả nghiên cứu cho phép chúng ta rút ra một số nhận xét:

- Rừng trồng Cao su trên Thế giới và ở Việt Nam đã có lịch sử phát triên lâu dài hàng trăm năm nay Hiệu quả kinh tế mang lại là rõ ràng và đã được thực tiễn kinh doanh chứng minh

- Đã có nhiều tác giả thực hiện các công trình nghiên cứu về đặc điểm sinh trưởng, sinh thái, môi trường của rừng trồng Cao su và cũng đã thu được những thành tựu nổi bật Nhưng ở Việt Nam những nghiên cứu về rừng Cao su là chưa nhiều và còn nhiều hạn chế, đặc biệt những nghiên cứu phục vụ phát triển rừng trồng cao su tại Thanh Hóa và các tỉnh Bắc Trung bộ

Xuất phát từ thực tế trên tôi đã xác định và lựa chọn thực hiện đề tài: “Đánh giá tác động môi trường rừng trồng cao su tại Nông trường Vân Du, huyện Thạch Thành, Tỉnh Thanh Hóa” Với mong muốn góp phần bổ sung và hoàn

thiện những cơ sở khoa học phục vụ phát triển bền vững các trạng thái rừng trồng

Cao su trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa

Chương 2

MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

- Đề xuất một số giải pháp góp phần phát triển bền vững rừng trồng cao su tại Thanh Hóa

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Một số trạng thái rừng trồng cao su, rừng trồng và rừng tự nhiên nghèo kiệt tại Nông trường Vân Du, huyện Thạch Thành, tỉnh Thanh Hóa Trong luận văn này

thuật ngữ “rừng đối chứng” dùng để chỉ trạng thái thảm thực vật khác, bao gồm:

Rừng trồng (rừng keo, rừng hỗn loài keo+bạch đàn); rừng tự nhiên nghèo kiệt tại Nông trường Vân Du, huyện Thạch Thành

2.3 Nội dung nghiên cứu

Phù hợp với các mục tiêu nghiên cứu đã đề ra, đề tại đã xác định và thực hiện các nội dung nghiên cứu:

+ Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng cao su và rừng đối chứng + Nghiên cứu đặc điểm một số tính chất vật lí, hóa học của đất dưới rừng cao

su và rừng đối chứng

+ Nghiên cứu đặc điểm một số tính chất thủy văn và xói mòn đất dưới rừng cao su và rừng đối chứng

+ Nghiên cứu đặc điểm đa dạng sinh học thực vật tầng thấp, động vật đất dưới các trạng thái rừng trồng cao su và rừng đối chứng

+ Đề xuất một số giải pháp góp phần phát triển bền vững rừng trồng cao su tại Thanh Hóa

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp kế thừa tài liệu

Trong quá trình nghiên cứu luận văn này đã kế thừa tài liệu về điều kiện khí hậu, địa hình, hiện trạng trồng rừng cao su của Công ty Cao su Thanh Hóa; kế thừa tài liệu của những công trình nghiên cứu có liên quan; tra cứu dữ liệu lưu trữ tại thư viện trường Đại Học Lâm Nghiệp; tra cứu thông tin trên mạng Internet (kết quả của nhiều công trình nghiên cứu về cao su đã được công bố lên mạng internet dưới dạng các bài báo khoa học, các bài báo đăng tải thông tin đại chúng và các dạng ấn phẩm khác) Đặc biệt luận văn đã tham khảo và kế thừa một số phương pháp, số liệu, kết quả nghiên cứu của đề tài “Đánh giá tác động môi trường dưới rừng trồng cao su ở Việt Nam” do PGS.TS Vương Văn Quỳnh chủ trì thực hiện giai đoạn I: 2008 –

2010 và giai đoạn II: 2010 – 2013

2.4.2 Phương pháp điều tra thực nghiệm

Luận văn đã tiến hành điều tra 15 ô tiêu chuẩn điển hình (OTC) (trong đó có

10 OTC dưới rừng cao su có tuổi từ 9-15 tuổi, 5 OTC dưới các trạng thái thảm thực vật đối chứng: rừng trồng keo 4 và 10 tuổi, rừng trồng hỗn loài 4 tuổi, rừng tự nhiên nghèo), đại diện cho các trạng thái nghiên cứu tại địa điểm điều tra Nông trường Vân Du, huyện Thạch Thành, tỉnh Thanh Hóa Kích thước mỗi OTC là 1000 m2

(25×40 m, có chiều dài hướng theo đường đồng mức ở những nơi đất dốc), phân bố

ở các độ dốc từ 8 - 280 trong mỗi OTC tiến hành điều tra các thông tin sau:

2.4.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng cao su và các trạng thái rừng đối chứng

Đặc điểm cấu trúc rừng Cao su và các trạng thái rừng đối chứng được nghiên cứu qua hệ thống ô nghiên cứu điển hình Tiến hành thu thập thông tin phục vụ nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc cụ thể là tầng cây cây cao, cây bụi thảm tươi, và thảm khô được thu thập theo phương pháp điều tra lâm học

a Điều tra độ tàn che, độ che phủ

Điều tra độ tàn che của tầng cây cao, độ che phủ của cây bụi thảm tươi và thảm khô theo hệ thống các điểm điều tra (80 điểm) Trong mỗi ô tiêu chuẩn lập các tuyến song song cách đều nhau sau đó dùng thước ngắm cứ đi một khoảng 3 m ngắm lên nếu trùng vào tán cây thì lấy giá trị tàn che bằng 1, nếu không vào tán cây thì lấy giá trị là 0, tương tự nhìn xuống dưới nếu chạm cây bụi thảm tươi (thảm khô) thì lấy giá trị độ che phủ (thảm khô) bằng 1, không chạm cây bụi thảm tươi thì lấy bằng 0 Số liệu đo được ghi vào mẫu biểu 01

Mẫu biểu 01: Phiếu điều tra độ tàn che, độ che phủ của tầng cây cao,

thảm tươi cây bụi và thảm khô

Ô tiêu chuẩn số: , loại rừng : lô: , khoảnh: Hộ GĐ:

Ngày điều tra: , người điều tra : Đơn vị quản lý

Diện tích ÔTC: , độ dốc: , hướng phơi:

TT TC CP TK TT TC CP TK TT TC CP TK

b Điều tra đặc điểm tầng cây cao

Các chỉ tiêu điều tra tầng cây cao trên các ô tiêu chuẩn (OTC) gồm: tên cây, chiều cao vút ngọn (Hvn), chiều cao dưới cành (Hdc), đường kính 1.3 m (D1.3), đường kính tán (Dt) theo 2 hướng Đông Tây (Dt1) và Nam Bắc (Dt2)

+ Xác định đường kính 1.3 m (D1.3): Đường kính ngang ngực được xác định bằng phương pháp đo chu vi thân cây tại vị trí 1.3m bằng thước dây chính xác đến

cm, chỉ đo các cây có D1.3 ≥ 6cm (cây có D1.3 < 6 cm được coi là cây tái sinh)

+ Điều tra chiều cao vút ngọn (Hvn), chiều cao dưới cành (Hdc) bằng thước

đo cao Blumerlei

+ Xác định đường kính tán được đo bằng thước dây theo 2 hướng Đông Tây, Nam Bắc

Kết quả thu được ghi vào mẫu biểu 02

Mẫu biểu 02: Phiếu điều tra tầng cây cao trên ô tiêu chuẩn

Ô tiêu chuẩn số: , loại rừng : lô: , khoảnh: Hộ GĐ:

Ngày điều tra: , người điều tra: Đơn vị quản lý:

Diện tích ÔTC: , độ dốc: , hướng phơi:

TT Loài cây D1.3 (cm) Dt1 (m) Dt2 (m) Hvn (m) Hdc (m) Ghi chú

Tính chất vật lý: Những chỉ tiêu vật lý đất được thu thập và phân tích gồm:

dung trọng, tỷ trọng, độ xốp, độ ẩm Phương pháp lấy mẫu như sau:

Mẫu xác định dung trọng: Dùng ống dung trọng (V = 100 cm3) kê lên mặt phẳng phẫu diện, dùng búa đóng vào đầu đậy nắp sao cho ống thẳng đứng và lún sâu vào đất, tránh nứt nẻ và vỡ; dùng xén đào nhấc ống ra, gọt đất cho bằng phẳng ở đầu và gọt sạch đất bám đối chứng thành ống; sau đó dùng xén cậy đất trong ống cho vào túi nilon 2 lớp, ghi số hiệu và được chuyển về phòng phân tích Tiến hành lấy mẫu xác định dung trọng tại các tầng đất cách nhau 20cm Ở những phẫu diện

có độ sâu trên 1,2 m lấy mẫu ở các tầng 0 - 20 cm, 20 - 40 cm, 40 - 60 cm, 60 - 80

cm, 80 - 100 cm, 100 - 120 cm; Ở những phẫu diện có độ sâu dưới 1,2 m thì lấy mẫu đến tầng cuối của phẫu diện

Tính chất hóa học: Thông qua các mẫu đất được lấy ở trên lớp đất mặt dưới

rừng cao su và rừng đối chứng tại 5 điểm khác nhau phân bố đều trong ô tiêu chuẩn điều tra và trộn đều lấy một mẫu đại diện để phân tích, xác định một số tính chất hóa học đất (như: Hàm lượng mùn, pH(kcl), pH(H20), Hs, tổng lượng kiềm, độ no ba zơ )

và số lượng, thành phần vi sinh vật đất dưới rừng

Việc phân tích mẫu đất được thực hiện tại Viện Sinh thái rừng và Môi trường; Phòng Phân tích đất – Trường Đại học Lâm nghiệp

2.4.2.3 Nghiên cứu đặc điểm một số tính chất thủy văn đất dưới rừng cao su và các trạng thái rừng đối chứng

a Xác định thoát hơi nước của tán rừng

Xác định lượng thoát hơi nước của tán rừng bằng phương pháp cân nhanh của Ivanốp, cụ thể: Tại mỗi cây tiêu chuẩn của OTC, lựa chọn cành tiêu chuẩn Tiến hành cân trọng lượng cành tiêu chuẩn, giữ cho cành ở trạng thái rung tương tự như trên cây, sau 3 phút người ta cân lại lần thứ 2 Sự hao hụt khối lượng giữa 2 lần cân được xem là lượng bốc hơi của lá trong thời gian 3 phút Ngắt toàn bộ nhánh lá để

đo đếm, xác định diện tích lá của cành thông qua tính diện tích của lá trên giấy A4 tiêu chuẩn(quy đổi diện tích bằng trọng lượng giấy), toàn bộ kết quả ghi chép vào mẫu phiếu sau:

Mẫu biểu 03: Phiếu điều tra thoát hơi nước

TT Giờ Trọng lượng các lần cân (g)

Cường độ thoát hơi Lần 1 Lần 2 Hiệu KL cành KL lá g/m 2 lá/1phút

Giá trị trung bình mức hao hụt trọng lượng tính cho một đơn vị diện tích lá trong một phút là cường độ thoát hơi Lượng thoát hơi được điều tra vào các giờ tròn từ 7 giờ sáng đến 17 giờ chiều Cùng với đo lượng thoát hơi, người ta đồng thời cũng đo nhiệt độ và độ ẩm không khí

b Xác định lượng bốc hơi nước mặt đất

Xác định lượng bốc hơi mặt đất dưới rừng bằng phương pháp cân nhanh của Ivanop với việc sử dụng cân điện tử có độ chính xác cao, cụ thể : Thiết kế các bình cân bốc hơi là các hộp hình chữ nhật (chiều dài các cạnh là 20x30 cm, chiều cao 5 cm) Dùng dao xén cắt một lớp đất mặt dưới các trạng thái rừng nghiên cứu bằng kích thước của hộp chữ nhật đã thiết kế (không làm vỡ kết cấu lớp đất, giữ nguyên

các lớp phủ thảm tươi, tham khô trên bề mặt lớp đất) để chuyển vào bình đã thiết kế(khay) Khay Ivanốp sau khi được thiết kế và bố trí thí nghiệm xong được để nguyên vị trí dưới tàn rừng nghiên cứu cho các quá trình bốc hơi diễn ra bình thường

Trong thời gian nghiên cứu, thu thập số liệu từ 7h sáng đến 17 chiều Cứ vào các giờ chẵn tiến hành cân và đọc kết quả khối lượng của khay Ivanop, sau để cho bốc hơi tự nhiên 5 phút cân lại lần 2 xác định lại khối lượng để phục vụ nghiên cứu lượng bốc hơi của đất rừng Kết quả cân được chi chép đầy đủ vào mẫu phiếu sau:

Mẫu biểu 04: Phiếu điều tra bốc hơi nước của đất

TT Giờ Trọng lượng các lần cân (g) Trung bình(g)

2.4.2.4 Điều tra cây bụi, thảm tươi và động vật đất

a Điều tra đặc điểm cây bụi, thảm tươi

Các chỉ tiêu điều tra tầng cây bụi, thảm tươi được thu thập trên 5 ô dạng bản (ODB) 25 m2 ở mỗi ô tiêu chuẩn (4 ODB nằm ở 4 góc OTC và 1 ODB nằm chính giữa OTC), gồm: tên cây, chiều cao trung bình (Htb), đường kính tán (Dt), độ che phủ (CP), cấp sinh trưởng từng loài Số liệu điều tra được ghi vào mẫu biểu 03, 04

Mẫu biểu 05: Phiếu điều tra cây bụi

Ô tiêu chuẩn số: , loại rừng: lô: , khoảnh: Hộ GĐ:

Ngày điều tra: , người điều tra: Đơn vị quản lý

Diện tích ÔTC: , độ dốc: , hướng phơi:

ÔDB TT Loài Htb (cm) Dt (cm) CP (%) Sinh trưởng

1

Mẫu biểu 06: Phiếu điều tra thảm tươi

Ô tiêu chuẩn số: , loại rừng : lô: , khoảnh: Hộ GĐ:

Ngày điều tra: , người điều tra : Đơn vị quản lý

Diện tích ÔTC: , độ dốc: , hướng phơi:

ÔDB TT Loài Htb (m) CP (%) Sinh trưởng Ghi chú

để xác định số loài, số lượng cá thể của loài theo tầng mỗi tầng đất dày 5cm(ô đào

có diện tích 1 m2) đến tầng đất không còn phát hiện động vật đất Kết quả điều tra được ghi vào mẫu phiếu điều tra sau:

Mẫu biểu 08: Phiếu điều tra động vật đất trên 5 ô dạng bản

ODB TT Tên loài Tầng (cm)

0-5 5-10 10-15 15-20 20-25 25-30 …

2.4.3 Phương pháp điều tra xã hội học

Trong quá trình thu thập thông tin về kỹ thuật trồng rừng cao su và các biện

pháp bảo vệ môi trường (chống xói mòn, giữ nước, bảo vệ đất, bảo vệ đa dạng sinh

học, phòng cháy) luận văn đã tiến hành phỏng vấn cán bộ kỹ thuật của Nông trường

Vân Du Những chủ đề phỏng vấn là: phương pháp xử lý thực bì, làm đất, trồng

rừng, bón phân, dọn cỏ hàng năm, tưới nước, phòng trừ sâu bệnh, tỉa thưa Phương

pháp phỏng vấn được áp dụng là phương pháp phỏng vấn bán định hướng PRA và

phương pháp đánh giá nhanh nông thôn RRA

2.4.4 Phương pháp xử lý số liệu

2.4.4.1 Đặc điểm cấu trúc các trạng thái rừng

Trong quá trình nghiên cứu luận văn sử dụng các hàm thống kê với sự trợ

giúp của phần mềm Excel để phân tích và xử lý số liệu đặc điểm lâm học của rừng

cao su và các trạng thái rừng đối chứng, phân tích mối liên hệ giữa các đại lượng

điều tra

2.4.4.2 Tính chất đất dưới các trạng thái rừng

a Xử lý đất

Mẫu đất lấy về phải được hong khô kịp thời, băm nhỏ (cỡ 1 - 1.5 cm) rồi

nhặt hết xác thực vật, côn trùng, sỏi đá, kết von sau đó dàn mỏng trên giấy sạch và

phơi khô trong râm Đất sau khi đã hong khô được giã trong cối và rây qua rây

đường kính 1 mm khi nào hết đá hoặc kết von thì dừng, bỏ phần kết von và đá đi,

trộn đều đất cho vào túi nilon có ghi nhãn

b Phân tích đất

Các tính chất vật lý đất được phân tích tại phòng Phân tích đất – Viện Sinh thái

rừng và Môi trường, Phòng Phân tích Môi trường – Đại học Quốc Gia Hà Nội

+ Xác định độ ẩm của đất bằng phương pháp cân sấy ở nhiệt độ 1090C

M1

M2 - M1

%

W 

Trong đó: W% là độ ẩm tương đối (%)

M1 là trọng lượng của đất tươi (gam)

M2 là trọng lượng của đất khô kiệt (gam)

P P M

M Pn

M d







 Trong đó: d là tỷ trọng của đất (g/cm3)

Pn là khối lượng thể tích nước bị đất chiếm chỗ trong bình (g) P1 là khối lượng của bình và nước (g)

P2 là khối lượng bình chứa nước và đất (g)

M2 là khối lượng đất khô kiệt (g)

+ Độ xốp: Được xác định thông qua dung trọng và tỷ trọng của đất

d

D d

Trong đó: X là độ xốp của đất (%)

d là tỷ trọng của đất (g/cm3)

D là dung trọng của đất (g/cm3)

2.4.4.3 Cường độ xói mòn dưới các trạng thái rừng

Cường độ xói mòn được xác định thông qua phương trình mất đất của Trường Đại học Lâm nghiệp (Vương Văn Quỳnh, 1994) Phương trình có dạng:

H: là chiều cao tầng cây cao, tính bằng m

CP: là tỷ lệ che phủ mặt đất của lớp thảm tươi, cây bụi, được xác định theo phương pháp mạng lưới điểm, lớn nhất là 1.0

TM: là tỷ lệ che phủ của lớp thảm mục trên mặt đất, được xác định theo phương pháp mạng lưới điểm, lớn nhất là 1.0

X: là độ xốp lớp đất mặt, trên các địa hình dốc, độ xốp thường không vượt quá 0.75

K: là chỉ số xói mòn của mưa, hay đại lượng phản ánh năng lực gây xói mòn đất của mưa, nó phụ thuộc vào lượng mưa và cường độ mưa ở khu vực nghiên cứu:

Ri là lượng mưa tháng thứ i trong năm, tính bằng mm/tháng

2.4.4.4 Mức đa dạng sinh học thực vật tầng thấp và động vật đất dưới các trạng thái rừng

Từ số liệu thu thập được ở bước ngoại nghiệp tôi tiến hành thống kê số loài, số lượng cá thể và tính chỉ số đa dạng sinh học cho từng ô tiêu chuẩn và cho từng trạng thái rừng Trong luận văn này, tôi xác định các chỉ số đa dạng sinh học như số loài, số lượng cá thể, chỉ số đa dạng sinh học theo tiêu chuẩn của Simpson (1944) và chỉ số

đa dạng của Shannon – Weaver (1949)

a Chỉ số đa dạng Simpson (Diversity index)

D = 1 - 



m

i i

D là chỉ số đa dạng sinh học Simpson

m là tổng số loài có trong ô điều tra

Pi = ni/N là tỷ lệ mỗi loài trong ô điều tra (là phần so sánh)

ni là số cá thể của loài thứ i; N là tổng số cá thể của tất cả các loài trong ô điều tra

Chỉ số Simpson tính theo công thức trên phụ thuộc vào kích thước mẫu thu thập, số cá thể của mỗi mẫu Để giảm bớt sự ảnh hưởng của kích thước mẫu, chúng

ta sử dụng công thức của Pieou (1977) để hiệu đính cho kích thước mẫu

1 .( 1 )

) 1 (

D’ là chỉ số đa dạng sinh học Simpson sau khi hiệu chỉnh

D = 0 hoặc D’ = 0: Chỉ có một loài duy nhất, mức đa dạng về số lượng của quần cư là thấp nhất, mức đồng đều thấp

D = 1 hoặc D’ = 1: Quần cư đông nhất, mức độ đồng đều cao nhất

Công thức trên đây phù hợp với các trường hợp đối tượng điều tra là động vật hoặc thực vật có kích thước lớn, dễ đếm được số lượng cá thể Tuy nhiên, thực

tế điều tra được rất nhiều đối tượng có kích thước nhỏ (như cỏ lá tre) thì áp dụng công thức trên không hoàn toàn thuận lợi Trong hoàn cảnh cụ thể của luận văn với đối tượng điều tra là thực vật tầng thấp, thường có kích thước nhỏ và số lượng lớn, chúng tôi áp dụng công thức trên nhưng với thành phần thay đổi như sau:

ni: là tỷ lệ che phủ mặt đất của loài thứ i

N: là tổng tỷ lệ che phủ mặt đất của các loài trong OTC

Chỉ số Simpson dùng để phản ánh mức đa dạng sinh học, vì nó phản ánh không chỉ mức độ phong phú loài mà cả mức ưu thế của chúng Tuy nhiên, mức biến động của chỉ số Simpson nhỏ (0  D  1) nên nó làm giảm khả năng phân biệt tình trạng đa dạng sinh học của các sinh cảnh

b Chỉ số đa dạng tương đối của Shannon – Waever

Chỉ số đa dạng tương đối của Shannon – Weaver được tính theo công thức sau:

H’ = - ( lg( ))

1

i P Pi

m

i





Với m là tổng số loài trong ô điều tra

Pi = ni/N; Pi: là độ nhiều tương đối của loài thứ i

ni: là số lượng cá thể loài thứ i N: là tổng số cá thể của tất cả các loài trong ô điều tra

Công thức trên thể hiện số loài sinh vật trong quần xã càng nhiều thì mức độ phức tạp càng cao Nghĩa là H’ càng lớn thì lượng thông tin của quần xã càng lớn

Chỉ số đa dạng Shannon – Waever có khả năng phản ánh tốt tình trạng đa dạng sinh học vì nó vừa có ưu điểm của chỉ số Simpson vừa có phạm vi biến động lớn (0  H’  3)

c Xác định công thức tổ thành

Để xác định công thức tổ thành cho từng ô điều tra, ta thực hiện theo các bước sau:

- Tập hợp số liệu điều tra ở các ô điều tra

- Xác định tổng số cá thể, tổng số loài trong ô điều tra

- Xác định số lượng cá thể bình quân trong mỗi loài theo công thức:

X = N/n Trong đó, X: là tổng số cá thể bình quân của một loài; N: là tổng số cá thể của tất cả các loài; n: là tổng số loài

- Xác định số loài, tên loài tham gia vào công thức tổ thành bằng cách chọn những loài có số cây điều tra lớn hơn số lượng cá thể bình quân của mỗi loài

- Xác định hệ số tổ thành của mỗi loài bằng công thức:

Ki = (Xi/N)*10 Trong đó, Ki: là hệ số tổ thành của loài thứ i, Xi: là số lượng cá thể trung bình của loài thứ i, N: là tổng số cá thể trong ô điều tra

- Viết công thức tổ thành theo nguyên tắc:

+ Viết những loài có hệ số tổ thành lớn trước kèm theo chữ cái đầu tiên của loài thành đó

+ Các loài có Ki ≥ 0.5 thì đặt dấu “+” trước hệ số

+ Các loài có Ki < 0.5 thì đặt dấu “-” trước hệ số Riêng hệ số tổ thành của những loài không ưu thế (loài khác) luôn mang dấu “-”

* Lập tương quan, phân tích tương quan giữa số loài và chỉ số đa dạng sinh học theo các nhân tố đơn lẻ và tổng hợp của điều kiện lập địa

* Việc phân tích mối liên hệ và so sánh các đại lượng trong luận văn được thực hiện bằng các phương pháp thống kê toán học Những kết luận trong luận văn được kiểm tra bằng các chỉ tiêu thống kê với sự hỗ trợ của phần mềm SPSS

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.1 Điều kiện tự nhiên

+ Phía Bắc giáp xã Phú Long huyện Nho Quan - Ninh Bình

+ Phía Tây giáp xã Thành Thọ huyện Thạch Thành

+ Phía Đông giáp xã Hà Long huyện Hà Trung

+ Phía Nam giáp xã Ngọc Trạo huyện Thạch Thành

Nông trường nằm trên địa giới hành chính của xã Thành Vân, xã Thành Tâm

và thị trấn Thạch Thành - huyện Thạch Thành

Tổng diện tích đất tự nhiên của nông trường là 1.832,68 ha Trong đó: Diện tích trồng mía: 644 ha; cây cao su: 525.82 ha; Cây dứa 99.78 ha; Cây lúa: 19.78 ha; Cây ăn quả: 10.29 ha; rừng tự nhiên: 533 ha

3.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo

Nông trường nằm trong một vùng bán sơn địa, thế đất thấp dần từ Bắc xuống Nam Tính chất thổ nhưỡng được chia làm 2 loại chính:

- Phía Tây Nam là dải đất đỏ bạc màu

- Phía Đông Bắc là dải đất trắng pha cát

3.1.3 Khí hậu, thủy văn

Khu vực chịu chi phối chung của vùng nhiệt đới gió mùa (nóng ẩm và khô hanh)

- Mùa hè chịu ảnh hưởng của gió phơn Tây Nam (nắng nóng)

- Mùa đông chịu ảnh hưởng của không khí lạnh từ phía Bắc (khô hanh kéo dài và giá rét)

Cụ thể đặc điểm khí hậu ở nông trường Thạch Thành:

+ Phía Bắc nông trường thường mưa và độ ẩm cao

+ Phía Tây Nam thường hanh khô

+ Phía Đông hay có mưa phùn

- Chế độ nhiệt

Hàng năm ảnh hưởng của gió mùa Tây Nam vào tháng 3, tháng 4 Nhiệt độ trung bình hàng năm từ 220C Tổng lượng nhiệt trong năm là 8500 – 86000C, biên

độ nhiệt theo năm là 11-120C, biên độ nhiệt ngày là 6-70C Nhiệt độ tháng 1 là

16.5-170C, nhiệt độ nhỏ nhất tháng 1 là ≥1.50C Nhiệt độ tháng 7 là 28-290C, nhiệt độ lớn nhất của tháng 7 là ≤41.50C Nhiệt độ tháng 12 đến tháng 3 trung bình là 200C, nhiệt độ trung bình từ tháng 4 đến tháng 9 là 250C

+ Độ ẩm không khí: trung bình năm đạt từ 85-86%, tổng lượng nhiệt bốc hơi năm từ 600-800mm

+ Chế độ thủy văn của khu vực mang tính hai mặt:

Mùa hè thường có những đợt mưa kéo dài

Mùa đông thường khô hạn

Lượng mưa trung bình năm là 1.817 mm, tập trung chủ yếu từ tháng 5 đến tháng 10 (chiếm 90% lượng mưa cả năm), cao nhất vào tháng 10 và thấp nhất vào tháng 1 Mực nước sông Bưởi trung bình năm là 324m

3.1.4 Động thực vật

Trước đây, tại khu vực có những cánh rừng xanh tươi đủ các loại gỗ quý như lim, lát, sến, táu,…, thảm thực vật còn phong phú, các loài chim thú tập trung sinh sống tại đây nhưng do khai thác kiệt quệ mà diện mạo của rừng bị thay đổi, các loại

gỗ quý, chim thú cũng dần cạn kiệt

Với chủ trương phủ xanh đất trống đồi núi trọc, trả lại màu xanh cho rừng mà hiện nay diện tích đất đã được sử dụng để trồng các loài cây công nghiệp như cao su, keo, mía,…

3.1.5 Tài nguyên khoáng sản

Nằm trên vùng đất trung du miền núi nhưng nơi đây chưa phát hiện thấy tài nguyên khoáng sản nào quý hiếm

3.2 Đặc điểm kinh tế, xã hội

900 hộ Nông trường có 1 xưởng chế biến nông sản tổng hợp, 6 đội sản xuất và 4 phòng chuyên môn

3.2.2 Văn hóa

- Phong tục tập quán

Do đặc thù là nơi tập trung dân cư từ nhiều vùng miền khác nhau về sinh sống nên tập tục của một số nhân dân bản địa cũng dần được thay đổi, phong tục gọn nhẹ, có tính khoa học tiên tiến Trong các ngày lễ tết thường diễn ra các hoạt động văn hóa, văn nghệ, thể thao như cầu lông, bóng chuyền, cờ tướng và các môn thể thao truyền thống được duy trì Đền thờ Chúa Thượng Ngàn (khu Phố Cát được xếp trong quần thể khu danh thắng Phố Cát)

- Về giáo dục

Do đời sống nhân dân ngày càng được nâng cao mà chất lượng giáo dục trong khu vực cũng ngày càng cao, nhận thức của người dân được nâng cao trong đời sống sinh hoạt và trong lao động sản xuất Trường mẫu giáo và nhà trẻ Thạch Thành được công nhận trường chuẩn quốc gia

- Công tác y tế

Ngành y tế đã triển khai tốt chương trình quốc gia về y tế, công tác y tế luôn được quan tâm và ngày một nâng cao về chất lượng khám chữa bệnh Năm 2004 thị trấn Thạch Thành được công nhận thị trấn đạt chuẩn Quốc gia về y tế Công tác dân

số GĐTE kết hợp cùng các ban ngành đoàn thể tổ chức tốt các hoạt động về KHHGĐ, chăm sóc sức khỏe cho bà mẹ trẻ em

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng cao su và rừng đối chứng

Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và theo thời gian Hệ sinh thái rừng trồng dưới tác động của các nhân tố tự nhiên và nhân tạo sinh trưởng và phát triển theo những quy luật nhất định, có những đặc điểm cấu trúc nhất định

Ảnh hưởng của các nhân tố cấu trúc đến môi trường luôn mang tính tổng hợp, các nhân tố cấu trúc có quan hệ hữu cơ với nhau, cùng đồng thời trực tiếp hoặc gián tiếp chi phối khả năng cải tạo mạnh mẽ điều kiện bên ngoài

Kết quả nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng cao su

và rừng đối chứng (5, 6, 8, 11 và 15) được tổng hợp theo bảng dưới đây :

Bảng 4.1 Một số đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng cao su và rừng

đối chứng

ÔTC Trạng

thái

Tuổi rừng

Mật độ (N)/ha D 1.3 (cm) D t (m) H vn (m) H dc (m) TC(%) CP(%) TK(%)

Kết quả tổng hợp trong bảng trên cho thấy :

Chiều cao vút ngọn của tầng cây cao tại các OTC tương đối đồng đều, sự khác biệt là không lớn Chiều cao vút ngọn lớn nhất tại OTC 08 thuộc rừng keo 17.9(m) và thấp nhất tại OTC 11 thuộc rừng tự nhiên 8.08 (m) Chiều cao vút ngọn của các OTC rừng cao su đồng đều hơn các OTC rừng đối chứng Điều này cho thấy mức độ đồng đều về sinh trưởng trong rừng cao su lớn hơn so với các trạng thái rừng đối chứng

Đường kính ngang ngực trung bình tại các OTC rừng cao su (15.1cm) lớn hơn đường kính ngang ngực trung bình tại các OTC của các trạng thái rừng đối chứng (11.9cm) Đường kính ngang ngực trung bình cao nhất tại OTC 12 (18.6cm) thuộc rừng cao su và đường kính ngang ngực trung bình thấp nhất tại OTC 06 (9.7cm) thuộc về các trạng thái rừng đối chứng

Độ tàn che ở các ô điều tra có độ đồng đều cao (V% = 6.28%) Độ tàn che lớn nhất (88.9%) thuộc về OTC 15 của các thảm thực vật đối chứng Độ tàn che thấp nhất (75.9%) thuộc về OTC 09 Như vậy, không có sự khác biệt rõ rệt về độ tàn che giữa rừng cao su và các trạng thái rừng đối chứng

Độ che phủ thảm khô tương đối đồng đều tại các OTC Độ che phủ thảm khô tại rừng cao su có độ đồng đều hơn so với các thảm thực đối chứng Độ che phủ thảm khô cao nhất tại OTC 01 (98.6%) thuộc rừng cao su và thấp nhất tại OTC 11 (50.6%) thuộc các thảm thực đối chứng

Qua kết quả phân tích các đặc điểm cấu trúc của rừng cao su và các thảm thực vật đối chứng, cho thấy: chiều cao vút ngọn, độ tàn che và mức che phủ thảm khô tại rừng cao su và các thảm thực vật đối chứng không có sự khác biệt rõ rệt Rừng cao su chỉ có

sự khác biệt rõ rệt về đường kính ngang ngực so với các thảm thực vật đối chứng

Kết quả nghiên cứu được minh họa bằng biểu đồ dưới đây :

Hình 4.1 Một số đặc điểm cấu trúc của rừng cao su và các rừng đối chứng

4.2 Đặc điểm một số tính chất vật lí, hóa học của đất dưới rừng cao su và rừng đối chứng

Rừng và đất có mối quan hệ đặc biệt mật thiết Cả quá trình dài, rừng tham gia vào sự hình thành và phát triển của đất Đất được duy trì và bảo vệ lại là nguyên liệu duy trì và phát triển rừng Hệ thống “rừng - đất” trong sinh quyển đã đảm nhiệm chức năng quan trọng, không có chúng thì sự sống không tồn tại Các loài cây và các lâm phần khác nhau, các thành phần khác của rừng có ảnh hưởng đến đất khác nhau, trong đó có trường hợp là có lợi và ngược lại một số trường hợp là bất lợi và có mức độ khác nhau theo thời gian Các tác động có thể khác nhau nhưng đều phải đảm bảo các chức năng kinh tế và môi trường của rừng Trong khuôn khổ của luận văn đã tiến hành nghiên cứu đặc điểm tính chất của đất dưới rừng cao su

và một số trạng thái rừng khác trong khu vực Các trạng thái rừng khác bao gồm: rừng tự nhiên nghèo kiệt, rừng trồng hỗn loài, rừng trồng keo Từ những nghiên cứu này làm cơ sở để đánh giá môi trường đất dưới rừng cao su, đồng thời tiến hành so sánh với tính chất của đất dưới các trạng thái lớp phủ khác Các tính chất của đất bao gồm: tính chất vật lý và tính chất hóa học

4.2.1 Tính chất vật lý của đất

Tính chất vật lý đất có tác dụng quyết định đến lượng ẩm, nhiệt độ, chất dinh dưỡng, không khí đất, ảnh hưởng trực tiếp đến độ phì đất Tính chất vật lý của đất bao gồm tính chất vật lý cơ bản: dung trọng, tỷ trọng, độ xốp và tính chất vật lý cơ giới: tính trương, tính co, tính liên kết, tính dẻo,…Trong nội dung của luận văn chỉ xét đến các tính chất vật lý cơ bản Kết quả nghiên cứu tính chất vật lý cơ bản của đất ở tầng mặt từ 0- 40 cm được tổng hợp trong bảng 4.2 dưới đây :

Bảng 4.2 Độ ẩm và tính chất vật lý của đất tầng mặt (0-40cm) ở các OTC OTC Trạng thái Dung trọng Tỷ trọng Độ xốp Độ ẩm

Tỷ trọng đất là trọng lượng phần rắn đất có thể tích nhất định so với trọng lượng của cùng thể tích nước ở 40C Phần rắn này không có nước và không khí Tỷ

trọng đất lớn hay nhỏ được quyết định do thành phần hóa học và khoáng trong mẫu chất và đất Cùng một loại đất, tỷ trọng của đất càng nhỏ thì đất càng giàu chất hữu

cơ và ngược lại Kết quả phân tích tỷ trọng ở các mẫu ở các tầng của các OTC rừng cao su cho thấy tỷ trọng của đất nằm trong khoảng từ 2.46 – 2.89, giá trị trung bình

là 2.72 với hệ số biến động nhỏ là 3.69% Tỷ trọng ở các tầng của các OTC rừng đối chứng dao động trong khoảng 2.25 – 2.84 với hệ số biến động lớn hơn là 5.24% Giữa các tầng của các OTC, sự biến động thường thì theo chiều sâu phẫu diện tỷ trọng tăng dần, hệ số biến động tỷ trọng giữa các tầng của cao su dao động trong khoảng từ 0.95 – 5.25%, hệ số biến động trung bình là 3.314% Giữa các tầng đất dưới các trạng thái rừng khác, hệ số biến động tỷ trọng giữa các tầng là từ 2.62 - 8.45% với hệ số biến động trung bình là 4.34% Như vậy sự thay đổi tỷ trọng ở các tầng đất dưới rừng cao su thấp hơn các rừng khác

Dung trọng là trọng lượng của một đơn vị thể tích đất khô kiệt được lấy ở trạng thái tự nhiên Dung trọng bao giờ cũng nhỏ hơn tỷ trọng vì nó không chỉ phụ thuộc vào thành phần cơ giới, thành phần khoáng vật, hàm lượng chất hữu cơ mà nó còn phụ thuộc rất lớn vào kết cấu, độ xốp của đất Kết quả phân tích dung trọng của đất tầng mặt (0-40cm) cho thấy dung trọng dưới rừng cao su dao động trong khoảng

từ 0.86 đến 1.13, trung bình là 0.97 với hệ số biến động là 7.96% Theo thang đánh giá dung trọng của đất thì đất dưới rừng cao su thuộc loại đất giàu hữu cơ đến đất cày chặt OTC 4 thuộc loại đất cày chặt Dung trọng đất rừng tự nhiên là 0.97, rừng keo 1.088, rừng hỗn loài là 0.98 Như vậy dung trọng ở rừng keo là lớn nhất, sau đó

là rừng hỗn loài, đất rừng cao su và đất rừng tự nhiên có dung trọng nhỏ nhất nên độ chặt của đất cũng nhỏ nhất

Độ xốp của đất là tổng số thể tích lỗ hổng của đất quy ra phần trăm so với thể tích của nó Độ xốp có quan hệ chặt chẽ với dung trọng và tỷ trọng Những nhân

tố ảnh hưởng tới dung trọng, tỷ trọng đồng thời ảnh hưởng tới độ xốp Thành phần

cơ giới nhỏ, kết cấu viên và chế độ làm đất đều làm tăng độ xốp của đất Nghiên cứu độ xốp sẽ xác định được ảnh hưởng của nó tới độ ẩm, hàm lượng hóa học trong đất và cả quá trình rửa trôi, xói mòn Dựa vào kết quả thống kê cho thấy, đất dưới rừng cao su có độ xốp lớn nhất (Độ xốp trung bình là 63.33%), sau đó đến độ xốp đất rừng tự nhiên (62.01%), rừng trồng hỗn loài (60.6%) và nhỏ nhất là rừng trồng keo (58.66%) Giữa các OTC rừng cao su thì độ xốp lớn nhất ở OTC 13 (66.65%),

nhỏ nhất là OTC 4 (56.45%) Theo kết quả phân tích độ xốp của đất rừng cao su tầng từ 0 - 40 cm thì độ xốp nằm trong khoảng từ 56.45- 66.65%, trung bình là 63.57% với hệ số biến động giữa các ô là 4.95% Theo thang đánh giá độ xốp thì đất dưới rừng cao su thuộc loại đất có độ xốp trung bình đến khá Đất dưới rừng tự nhiên có độ xốp khá (62%), đất rừng trồng keo có độ xốp trung bình (58.66%), đất dưới rừng trồng hỗn loài có độ xốp khá (60.6%)

4.2.2 Tính chất hóa học của đất

Kết quả nghiên cứu một số tính chất hóa học của đất tại rừng cao su và một

số trạng thái rừng đối chứng được tổng hợp trong bảng dưới đây :

Bảng 4.3 Một số tính chất hóa học của đất tại các OTC nghiên cứu

OTC Trạng

thái

Mùn (%)

pH (KCl)

pH (H 2 O)

H S (lđl/100)

Tồng kiềm S (lddl/100)

Độ no bazơ

để phòng cháy rừng nên hàm lượng mùn trong đất thấp hơn so với các trạng thái rừng đối chứng

Độ chua

Từ bảng trên ta có thể thấy pH(H2O) dưới các trạng thái rừng đối chứng đa

số thuộc loại đất trung tính Tại các OTC rừng cao su thì đa số thuộc loại đất trung tính, riêng có OTC 2, 4, 10 là thuộc loại đất kiềm yếu Đánh giá đất theo pH(KCl) thì đất ở dưới các trạng thái thực vật khác nhau đều thuộc loại chua ít Giữa các ô rừng cao su, đất cũng đều thuộc loại đất chua ít Như vậy không có sự khác biệt về cấp độ chua của đất dưới các trạng thái lớp phủ khác nhau, đất trong khu vực đều thuộc loại đất chua ít

Giữa các OTC rừng cao su thì đất ở OTC 1 có độ chua thủy phân lớn nhất (12.38 lđl/100g), đất ở OTC 7 có độ chua nhỏ nhất (5.17 lđl/100g), trung bình độ chua thủy phân ở 10 ô rừng cao su là 8.5 lđl/100g, bằng độ chua của đất ở rừng trồng hỗn loài Đất ở rừng tự nhiên, rừng keo độ chua thủy phân thấp hơn Theo thang đánh giá độ chua thuỷ phân theo phương pháp Kappen thì đất trong khu vực thuộc loại có độ chua thuỷ phân cao

Tổng kiềm, độ no bazơ

Tổng kiềm trung bình cao nhất là rừng trồng Keo (13.1 lđl/100g) , đất rừng

tự nhiên (12.63 lđl/100g), đất dưới rừng cao su có tổng kiềm trung bình thấp nhất là 11.4 (lđl/100g) Tại các OTC rừng cao su thì OTC 9 có tống kiềm thấp nhất (4.7 lđl/100g), OTC 4 có tổng kiềm cao nhất (14.21 lđl/100g) Về độ no bazơ, đất rừng cao su có độ no trung bình thấp nhất là 57.6%, thấp hơn đất rừng tự nhiên (62.4%), đất trồng rừng hỗn loài (61.4%) và rừng trồng keo (60.75%) Độ no bazơ tại các OTC cao su, lớn nhất là ở OTC 4 (67.8%), thấp nhất ở OTC 13 (37.9%), hệ số biến động là 19.8% Dựa vào độ no bazơ để xác định nhu cầu bón vôi cho đất

4.3 Đặc điểm một số tính chất thủy văn và xói mòn đất dưới rừng cao su và rừng đối chứng

4.3.1 Sự thoát hơi nước của lá

4.3.1.1 Thoát hơi nước của tán rừng cao su

Cường độ thoát hơi của tán rừng được điều tra thông qua cường độ thoát hơi nước của các cây tiêu chuẩn, từ số liệu đo đếm luận văn đã tính toán được cường độ thoát hơi theo biến đổi của nhiệt độ và độ ẩm trong ngày, kết quả được tổng hợp theo bảng 4.4 dưới đây :

Bảng 4.4 Cường độ thoát hơi nước của tán rừng Giờ Nhiệt độ không khí

Qua những kết quả tính toán cho thấy cường độ thoát hơi nước của rừng cao

su không cao, chỉ đạt trung bình trong các giờ trong ngày là 0.004830 g/dm2/phút Cường độ thoát hơi nước cao nhất của rừng cao su đo được vào lúc 13h (0.008455 g/dm2/phút) và thấp nhất vào lúc sáng sớm (0.001493 g/dm2/phút lúc 7h)

4.3.1.2 Quan hệ giữa cường độ thoát hơi nước tán rừng cao su và nhiệt độ

Liên hệ giữa cường độ thoát hơi nước của tán rừng cao su và nhiệt độ không khí được thể hiện ở hình 4.2

Quan hệ giữa Ith và nhiệt độ

0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009

T(oC)

Ith (g/dm2/phút)

Hình 4.2 Quan hệ giữa cường độ thoát hơi nước của rừng cao su và nhiệt độ

không khí

Sử dụng phương pháp thống kê luận văn đã xây dựng được phương trình liên

hệ giữa hai nhân tố trên, phương trình có dạng:

Ith = 0.0022 * T – 0.0552 r = 0.95

Trong đó: Ith- cường độ thoát hơi nước (g/dm2/phút)

T- nhiệt độ không khí (oC) Qua kết quả trên ta thấy liên hệ giữa cường độ thoát hơi nước của tán rừng cao su và nhiệt độ là rất chặt (r = 0.95), cường độ thoát hơi nước của tán rừng không những phụ thuộc vào nhiệt độ mà còn phụ thuộc vào độ ẩm không khí, loài cây, độ

I th = 1.02E-16 * T^ 12.204 * R^ -2.167 r = 0.95

Trong đó: Ith- cường độ thoát hơi nước (g/dm2/phút)

T- nhiệt độ không khí (oC)

R- độ ẩm không khí (%)

Phương trình liên hệ trên cho thấy cường độ thoát hơi nước của tán rừng cao

su phụ thuộc rất chặt vào chỉ số nhiệt độ và độ ẩm không khí

Sử dụng phương trình trên cùng với số liệu về nhiệt độ và độ ẩm bình quân của các tháng trong năm luận văn đã xác định được cường độ thoát hơi nước của tán rừng cao su cho các tháng trong năm, số liệu được ghi ở bảng 4.5

Bảng 4.5 Cường độ thoát hơi nước của rừng cao su trong các tháng

Ith = 0.00484339*(12/24) = 0.002421696 g/dm2/phút

4.3.1.4 Lượng nước thoát hơi từ tán rừng cao su

Từ kết quả nghiên cứu về cường độ thoát hơi nước của tán rừng cao su và diện tích lá rừng cao su, luận văn đã tính được tổng lượng thoát hơi nước cả năm ở từng ô tiêu chuẩn, kết quả được ghi ở bảng 4.6