MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu
Góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc chi trả dịch vụ môi trường rừng cho vùng hồ thủy điện A Vương, tỉnh Quảng Nam
Xác định được khả năng giữ nước và giữ đất của một số trạng thái rừng phổ biến ở vùng hồ thủy điện A Vương
Phân loại được các trạng thái rừng theo khả năng giữ nước và giữ đất cho vùng hồ thủy điện A Vương
Xác định được hệ số chi trả dịch vụ môi trường cho một số trạng thái rừng tại vùng hồ thuỷ điện A Vương.
Nội dung nghiên cứu
Để thực hiện được những mục tiêu trên đề tài tiến hành các nội dung nghiên cứu sau:
Nghiên cứu về đặc điểm lưu vực hồ thủy điện A Vương tại tỉnh Quảng Nam và cấu trúc các trạng thái rừng trong khu vực này.
Nghiên cứu khả năng giữ đất giảm bồi lắng lòng hồ của các trạng thái rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương
Nghiên cứu khả năng giữ nước của các trạng thái rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương
Nghiên cứu phân loại các trạng thái rừng theo khả năng giữ nước và giữ đất ở vùng hồ thủy điện A Vương
Nghiên cứu xác định hệ số chi trả dịch vụ môi trường rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương.
Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là vùng hồ Thủy Điện A Vương, tỉnh Quảng Nam
- Phạm vi nghiên cứu: Khả năng giữ đất, giữ nước của các trạng thái rừng tại vùng hồ thủy điện A Vương, tỉnh Quảng Nam.
Phương pháp nghiên cứu
2.4.1 Phương pháp thống kê, kế thừa tư liệu
Trong quá trình thực hiện đề tài, tác giả đã tham khảo và kế thừa các kết quả nghiên cứu của các tác giả trước thông qua nhiều nguồn tư liệu như tạp chí, báo cáo khoa học, và các đề tài nghiên cứu có tại thư viện trường ĐHLN cũng như trên mạng internet.
2.4.2 Phương pháp điều tra hiện trường Đề tài tiến hành lập 40 ô tiêu chuẩn điển hình với diện tích 1000 m 2 , đặc điểm cấu trúc rừng được nghiên cứu qua hệ thống ô nghiên cứu điển hình này 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 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 tại các điểm giao của các tuyến, 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 (thảm khô) thì lấy bằng 0 Số liệu đo được ghi vào mẫu biểu 01
Mẫu biểu 01 là phiếu điều tra về độ tàn che và độ che phủ của tầng cây cao, thảm tươi cây bụi và thảm khô Phiếu này bao gồm thông tin như tiêu chuẩn số, loại rừng, lô, khoảnh, hộ gia đình, ngày điều tra, người điều tra và đơn vị quản lý Ngoài ra, còn ghi rõ diện tích ô tiêu chuẩn, độ dốc và 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) bao gồm tên cây, chiều cao vút ngọn (Hvn), chiều cao dưới cành (Hdc), đường kính 1.3 m (D1.3) và đường kính tán (Dt) theo hai hướng Đông Tây (Dt1) và Nam Bắc (Dt2) Đường kính 1.3 m (D1.3) được xác định bằng cách đo chu vi thân cây tại độ cao 1.3 m với thước dây chính xác đến cm, chỉ áp dụng cho các cây có D1.3 ≥ 6 cm, trong khi 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 Blumeleiss
+ 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 là phiếu điều tra tầng cây cao trên ô tiêu chuẩn, bao gồm các thông tin quan trọng như ô tiêu chuẩn số, loại rừng, lô, khoảnh, hộ gia đình, ngày điều tra, người điều tra và đơn vị quản lý Thêm vào đó, phiếu cũng ghi rõ diện tích ô tiêu chuẩn, độ dốc và hướng phơi của khu vực điều tra.
c Điều tra đặc điểm cây bụi, thảm tươi
Trong quá trình điều tra tầng cây bụi và thảm tươi, chúng tôi đã thu thập dữ liệu từ 5 ô dạng bản (ODB) 25 m² cho mỗi ô tiêu chuẩn, với 4 ODB đặt ở 4 góc của ô tiêu chuẩn (OTC) và 1 ODB nằm ở chính giữa Các chỉ tiêu được ghi nhận bao gồm tên cây, chiều cao trung bình (Htb), đường kính tán (Dt), độ che phủ và cấp sinh trưởng của từng loài Số liệu điều tra được ghi vào mẫu biểu 03 và 04.
Mẫu biểu 03 là phiếu điều tra cây bụi, với các thông tin cần thiết như tiêu chuẩn số, loại rừng, lô, khoảnh, hộ gia đình, ngày điều tra, người điều tra và đơn vị quản lý Diện tích ô tiêu chuẩn, độ dốc và hướng phơi cũng được ghi rõ Phiếu điều tra còn bao gồm thông tin về ô điều tra, loài, chiều cao (Htb), diện tích (Dt), tỷ lệ che phủ (CP) và tình trạng sinh trưởng của cây bụi.
Mẫu biểu 04 là Phiếu điều tra thảm tươi, với các thông tin như tiêu chuẩn số, loại rừng, lô, khoảnh, hộ gia đình, ngày điều tra, người điều tra và đơn vị quản lý Diện tích ô tiêu chuẩn, độ dốc và hướng phơi cũng được ghi chú rõ ràng Các thông tin về ô điều tra, loại cây và hệ thống sinh thái sẽ được cập nhật đầy đủ trong mẫu này.
d Điều tra tính chất vật lý của đất rừng
Trong quá trình khảo sát, mỗi ô thử nghiệm (ÔTC) cần đào một phẫu diện để xác định độ sâu của tầng đất bằng thước dây với độ chính xác đến cm Các chỉ tiêu vật lý của đất được thu thập và phân tích bao gồm dung trọng, tỷ trọng, độ xốp và độ ẩm Phương pháp lấy mẫu được thực hiện theo quy trình cụ thể.
Mẫu xác định dung trọng được thực hiện bằng cách sử dụng ống dung trọng (V = 100 cm³) đặt trên mặt phẳng phẫu diện Sau khi dùng búa đóng ống thẳng đứng vào đất, cần tránh tình trạng nứt nẻ và vỡ Tiếp theo, dùng xén đào để nhấc ống ra, gọt đất cho bằng phẳng ở hai đầu và làm sạch đất bám xung quanh Đất bên trong ống được lấy ra và cho vào túi nilon hai lớp, ghi số hiệu và chuyển về phòng phân tích Mẫu được lấy tại các tầng đất cách nhau 20 cm; nếu phẫu diện sâu trên 1,2 m, mẫu được lấy ở các tầng 0 - 20 cm, 20 - 40 cm, 40 - 60 cm, 60 - 80 cm, 80 - 100 cm và 100 - 120 cm Đối với phẫu diện dưới 1,2 m, mẫu được lấy đến tầng cuối cùng.
2.4.3 Nghiên cứu đặc điểm lưu vực hồ thủy điện A Vương tỉnh Quảng Nam
Lưu vực hồ thủy điện A Vương được xác định với việc ứng dụng kết hợp hai phần mềm Arc GIS 10.0 và Mapinfor 11.0 quan các bước cụ thể như sau:
(1) – Xác định chính xác tọa độ điểm thu nước (ngăn dòng) của hồ thủy điện A Vương – Quảng Nam
Công cụ Watershed trong phần mềm Arc GIS được sử dụng để tự động xác định ranh giới lưu vực hồ thủy điện A Vương, dựa trên điểm thu nước đã xác định và hệ thống dữ liệu DEM 30x30 m.
Sử dụng phần mềm Mapinfor 11.0 cùng với tài liệu bản đồ địa hình và bản đồ thủy văn VN 2000, tiến hành rà soát, kiểm tra và chuẩn hóa ranh giới lưu vực hồ thủy điện A Vương.
Vận dụng kết hợp hai phần mềm Arc GIS và Mapinfor cùng với các công thức toán học để xác định thông tin đặc trưng của lưu vực hồ thủy điện A Vương tại Quảng Nam.
2.4.4 Nghiên cứu khả năng giữ đất giảm bồi lắng lòng hồ của các trạng thái rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương
Trong luận văn tốt nghiệp, tác giả áp dụng công thức dự báo xói mòn đất dưới rừng của GS.TS.Vương Văn Quỳnh và các cộng sự tại Đại học Lâm nghiệp (1994) để đánh giá khả năng bảo vệ đất và chống xói mòn cho một số trạng thái rừng tại địa điểm nghiên cứu Công thức được sử dụng là d = {2.31x10-6 K α2} / {[(TC/H)+CP+TM]2X}, trong đó d đại diện cho cường độ xói mòn, được tính bằng mm/năm (1mm/năm tương đương với 10 tấn/ha/năm).
là độ dốc mặt đất, tính bằng độ,
TC là độ tàn che tầng cây cao, điều tra theo mạng lưới điểm, lớn nhất là 1.0,
H là chiều cao tầng cây cao, tính bằng m,
CP là tỷ lệ che phủ của lớp thảm tươi cây bụi, điều tra theo mạng lưới điểm, lớn nhất là 1.0,
TM là tỷ lệ che phủ mặt đất của thảm khô, điều tra theo mạng lưới điểm, lớn nhất là 1.0,
X là độ xốp lớp đất mặt, trên các địa hình dốc độ xốp X thường không vượt quá 0.75,
K là chỉ số xói mòn của mưa, hay đại lượng phản ảnh năng lực gây xói mòn đất của mưa
Với mô hình dự báo xói mòn này, chỉ số phản ánh hiệu quả bảo vệ đất của các trạng thái rừng khác nhau được xác định là: Crung H )
( TC rung rung rung rung CP TM
Do đó nếu ta đặt Cg = )
Chỉ số TC g g g g + CP + TM phản ánh hiệu quả bảo vệ đất của rừng giàu, cho thấy đây là loại rừng có khả năng bảo vệ đất tốt nhất Hệ số hiệu chỉnh dựa trên hiệu quả bảo vệ đất của trạng thái rừng bất kỳ tb rung rung C.
2.4.5 Nghiên cứu khả năng giữ nước của các trạng thái rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương
Dung tích chứa nước của đất: Được xác định bằng tích số của bề dày tầng đất và độ xốp của đất
Công thức tính: DTCN = X% * BDTĐ * 10^4
Trong đó: DTCN là dung tích chứa nước của đất (m 3 / ha)
X% là độ xốp của đất
BDTĐ là bề dày tầng đất (m)
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ - XÃ HỘI
Điều Kiện tự nhiên của huyện Đông Giang
3.1.1 Vị trí địa lý Đông Giang là huyện miền núi cao của tỉnh Quảng Nam nằm cách trung tâm tỉnh Quảng Nam 145 km về phía tây bắc Trung tâm huyện đặc tại thị trấn Prao trục đường Hồ Chí Minh
Huyện Đông Giang có 10 xã và 1 thị trấn, với phần lớn các trung tâm hành chính nằm dọc trục đường Hồ Chí Minh và ĐT 604 Dân số của huyện đạt 23.157 người, trong đó người Cơ Tu chiếm 73,23% (16.957 người) và người Kinh chiếm 26,77% (6.200 người) Với diện tích tự nhiên 81.263,23 ha, Đông Giang có 7.045,688 ha đất nông nghiệp, 2.732 ha đất phi nông nghiệp và 8.074,34 ha đất chưa sử dụng, chủ yếu là đất đỏ vàng Huyện này sở hữu nhiều tài nguyên phong phú, đa dạng về khoáng sản, rừng, động thực vật quý hiếm, cùng với cảnh quan thiên nhiên đẹp và khí hậu mát mẻ.
Đông Giang là huyện nằm ở vị trí địa lý đặc biệt, phía Đông giáp huyện Hoà Vang của Thành phố Đà Nẵng, phía Tây giáp huyện Tây Giang tỉnh Quảng Nam, phía Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên Huế, và phía Nam giáp huyện Nam Giang cùng huyện Đại Lộc tỉnh Quảng Nam Huyện Đông Giang nổi bật với hệ thống sông lớn như sông Vàng, sông A Vương, sông Kôn, sông Bung và nhiều khe, suối phong phú, phân bố rải rác tại các xã và thôn trong khu vực.
Khu vực Đông Trường Sơn có khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, được chia thành hai mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 9 đến tháng 2 dương lịch và mùa khô từ tháng 3 đến tháng 8 dương lịch.
Trong mùa mưa xuất hiện gió mùa Đông Bắc tạo ra những tiểu vùng khí hậu khác nhau: vùng Đông, vùng Trung và vùng Tây
Do ảnh hưởng của không khí lạnh từ vùng núi Bạch Mã và vùng núi Bà
Nà nên thời tiết ở huyện Đông Giang thường rét lạnh kéo dài
Nhiệt độ: trung bình 23,5 0 C Độ ẩm: trung bình hằng năm 86,5%
3.1.3 Thuỷ văn Đông Giang có địa hình hầu hết là núi cao, độ dốc lớn và bị chia cắt thành nhiều vùng, hình thành nên các hệ thống sông lớn là: sông Vàng, sông Kôn, sông A Vương và sông Bung
- Sông Kôn: Bắt nguồn từ huyện Nam Đông tỉnh Thừa Thiên - Huế đi qua các xã A Ting, Sông Kôn, Kà Dăng rồi đổ ra sông Vu Gia (Đại Lộc)
Sông A Vương bắt nguồn từ biên giới Việt - Lào, chảy qua huyện Tây Giang và đi qua các xã như Thị trấn P’rao, Zà Hung, Arooi, Mà Cooih trước khi đổ vào sông Bung.
Sông Vàng, bắt nguồn từ huyện Nam Đông thuộc tỉnh Thừa Thiên - Huế, chảy qua các xã Tư và Ba, sau đó hợp lưu với Sông Kôn trước khi đổ vào sông Vu Gia.
- Khe suối: hầu hết các xã, thị trấn đều có nhiều khe suối lớn nhỏ.
Điều Kiện tự nhiên của huyện Tây Giang
Tây Giang là huyện miền núi thuộc tỉnh Quảng Nam, có diện tích 902,97 km² và dân số khoảng 16.076 người Huyện này nằm giáp ranh với Lào ở phía tây, tỉnh Thừa Thiên - Huế ở phía bắc, huyện Đông Giang ở phía đông và huyện Nam Giang ở phía nam Tây Giang được thành lập vào ngày 25 tháng 12 năm 2003.
Tây Giang có khí hậu nhiệt đới với nhiệt độ trung bình hàng năm đạt 25,4°C Vào mùa hè, nhiệt độ cao nhất không vượt quá 24°C Lượng mưa hàng năm dao động từ 2000 mm đến 2500 mm, nhưng phân bố không đều, với lượng mưa ở miền núi nhiều hơn đồng bằng Mưa thường tập trung vào các tháng từ 9 đến 12, chiếm 80% tổng lượng mưa cả năm Mùa mưa trùng với mùa bão, dẫn đến nguy cơ lở đất và lũ quét ở các huyện trung du miền núi, cũng như ngập lũ ở các vùng ven sông Độ ẩm trung bình trong khu vực đạt 84 - 85%.
Do nằm trong vùng có lượng mưa lớn, hệ thống sông ngòi khá phát triển
Hệ thống sông Thu Bồn, một trong những sông lớn nhất Việt Nam, có diện tích lưu vực khoảng 9.000 km² và lưu lượng dòng chảy lên tới 200 m³/s Sông không chỉ có giá trị thủy điện mà còn quan trọng cho giao thông và thủy nông Hiện nay, nhiều nhà máy thủy điện lớn như Sông A Vương và Sông Bung đang được xây dựng trên sông Thu Bồn, đáp ứng nhu cầu điện năng ngày càng tăng của cả nước.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Đặc điểm lưu vực hồ thủy điện A Vương tỉnh Quảng Nam
Lưu vực hồ thủy điện A Vương được xác định với việc ứng dụng kết hợp hai phần mềm Arc GIS 10.0 và Mapinfor 11.0 như mục 2.4.3
Hình 4.1 Ranh giới lưu vực và điểm thu nước của thủy điện A Vương
Kết quả xác định các đặc trưng của lưu vực được tổng hợp ở bảng sau:
Bảng 4.1 Đặc trưng của lưu vực thủy điện A Vương
TT Chi tiêu nghiên cứu Giá trị
Diện tích lưu vực là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến đặc điểm dòng chảy, với diện tích lớn hay nhỏ quyết định tổng lượng nước mưa thu được và khả năng chứa nước của lưu vực Điều này có tác động trực tiếp đến đặc điểm dòng chảy, đặc biệt là nguy cơ hình thành lũ, lụt Lưu vực nghiên cứu có diện tích 68.240 ha.
- Chu vi lưu vực: là đường viền bao quanh lưu vực và nó phụ thuộc vào hình dạng của lưu vực Chu vi của lưu vực nghiên cứu là 140.600 m
Độ chênh cao và độ cao trung bình trong lưu vực đóng vai trò quan trọng trong việc xác định thế năng và động năng của dòng nước, ảnh hưởng đến tốc độ dòng chảy và nguy cơ lũ lụt Khu vực có độ chênh cao đạt 1.459 m, với điểm cao nhất là 1.820 m và điểm thấp nhất là 361 m, trong khi độ cao trung bình toàn lưu vực là 795 m.
Hình 4.2 Bản phân bố đồ độ cao của lưu vực hồ thủy điện A Vương
Hình 4.3 Bản đồ phân bố độ dốc của lưu vực hồ thủy điện A Vương
Hiện trạng rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương bao gồm nhiều loại hình như dân cư, đất trống cây bụi, rừng trồng, rừng tre nứa, rừng nghèo, rừng phục hồi, rừng trung bình và rừng giàu Bản đồ tài nguyên rừng trong khu vực này được thể hiện rõ ràng qua hình ảnh kèm theo.
Hình 4.4 Bản đồ hiện trạng lưu vực hồ thủy điện A Vương
Mã trạng thái Tên trạng thái Tên trạng thái theo Jaica
1 Rừng gỗ lá rộng thường xanh giáu Eve (Rich)
2 Rừng gỗ lá rộng thường xanh trung bình Eve (Medium)
3 Rừng gỗ lá rộng thường xanh nghèo Eve (Poor)
5 Rừng rụng lá (khộp) Deciduous
7 Hỗn giao gỗ tre nứa Mixed Bamboo
9 Rừng hỗn giao lá rộng thờng xanh và lá kim Mixed Eve_Deci
11 Rừng trên núi đá Limestone Forest
14 §Êt trèng (Ia, Ib, Ic) Bareland
17 Đất khác (ngoài lâm nghiệp) Otherland
Diện tích của các trạng thái rừng có trên lưu vực được thống kê và thể hiện qua bảng:
Bảng 4.2 Diện tích các trạng thái trong lưu vực hồ thủy điện A Vương
TT Trạng thái rừng Diện tích (ha) Tỷ lệ (%)
Diện tích các trạng thái trong khu vực có sự chênh lệch lớn, với đất trống chiếm 34,36% tổng diện tích lưu vực (23.354,3 ha), tiếp theo là rừng trung bình với 26,59% (18.069,8 ha), trong khi trạng thái rừng giàu chỉ chiếm 2,11% (1.431 ha) Sự khác biệt này được thể hiện rõ qua hình ảnh minh họa.
Hình 4.5 Diện tích các trạng thái có trong lưu vực nghiên cứu
4.2 Đặc điểm cấu trúc các trạng thái rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương
4.2.1 Cấu trúc tầng cây cao
Cấu trúc rừng là sự sắp xếp các thành phần thực vật theo không gian và thời gian, chịu ảnh hưởng từ các yếu tố tự nhiên và nhân tạo Hệ sinh thái rừng phát triển theo những quy luật nhất định, với các đặc điểm cấu trúc rõ ràng Các nhân tố cấu trúc tác động tổng hợp đến môi trường và có mối quan hệ hữu cơ với nhau, ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến khả năng cải tạo điều kiện bên ngoài.
Những đặc điểm cấu trúc rừng bao gồm: mật độ rừng N (cây/ha), đường kính ngang ngực D1.3 (cm), đường kính tán Dt (m), chiều cao vút ngọn
Hvn (m) là chiều cao dưới cành Hdc (m) của cây rừng, trong khi độ tàn che TC (%) thể hiện mức độ che phủ của tán cây Tỷ lệ che phủ của lớp thảm khô TK (%) và độ che phủ của thảm tươi cùng cây bụi dưới tán rừng CP (%) cũng là những yếu tố quan trọng trong việc đánh giá hệ sinh thái rừng.
Tổng hợp kết quả điều tra đặc điểm cấu trúc tầng cây cao của các đối tượng nghiến cứu được trình bày ở bảng sau:
Bảng 4.3 Đặc điểm tầng cây cao ở các trạng thái khác nhau tại khu vực nghiên cứu
TC (%) Đất trống 1 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Đất trống 2 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Đất trống 3 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Đất trống 4 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Đất trống 5 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
Rừng trung bình có các chỉ số đa dạng, với số liệu như sau: Rừng 26 có diện tích 18.2 ha, mật độ 4.0 cây/ha, chiều cao trung bình 14.3 m, đường kính trung bình 9.1 cm và tỷ lệ sống 67.5% Rừng 27 có diện tích 20.2 ha, mật độ 4.4 cây/ha, chiều cao 14.7 m, đường kính 9.6 cm và tỷ lệ sống 72.5% Rừng 28 đạt 23.6 ha với mật độ 4.4 cây/ha, chiều cao 15.3 m, đường kính 9.8 cm và tỷ lệ sống 63.8% Các chỉ số tiếp theo cho thấy Rừng 29 có diện tích 22.3 ha, mật độ 4.9 cây/ha, chiều cao 15.8 m, đường kính 9.2 cm và tỷ lệ sống 75.0% Rừng 30 có diện tích 20.9 ha, mật độ 4.6 cây/ha, chiều cao 16.9 m, đường kính 9.7 cm và tỷ lệ sống 75.0% Tương tự, Rừng 31 với 19.1 ha, mật độ 4.5 cây/ha, chiều cao 14.8 m, đường kính 9.5 cm và tỷ lệ sống 65.0% Rừng 32 có diện tích 25.9 ha, mật độ 4.4 cây/ha, chiều cao 14.9 m, đường kính 9.8 cm và tỷ lệ sống 71.3% Rừng 33 và 34 lần lượt có diện tích 17.8 ha và 15.0 ha, với tỷ lệ sống 62.5% và 65.0% Rừng 35 đạt 20.2 ha, mật độ 4.8 cây/ha, chiều cao 15.3 m, đường kính 9.0 cm và tỷ lệ sống 71.3% Cuối cùng, Rừng 37 có diện tích 15.0 ha, mật độ 3.6 cây/ha, chiều cao 12.3 m, đường kính 7.5 cm và tỷ lệ sống 72.5%, trong khi Rừng 38 và 39 lần lượt có diện tích 16.6 ha và 17.3 ha, với tỷ lệ sống 71.3% và 72.5% Rừng 40 có diện tích 16.2 ha, mật độ 3.7 cây/ha, chiều cao 12.7 m, đường kính 7.6 cm và tỷ lệ sống 70.0%.
Mật độ rừng ở các trạng thái khác nhau có sự chênh lệch rõ rệt Cụ thể, trạng thái rừng tre nứa đạt mật độ cao nhất với 12.576 cây/ha, trong khi rừng giàu có mật độ bình quân là 1.140 cây/ha Ngược lại, trạng thái rừng thông có mật độ thấp nhất, chỉ đạt 626 cây/ha.
Hình 4.6 Mật độ tầng cây cao ở cá trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu
Đường kính ngang ngực của cây có sự khác biệt rõ rệt giữa các trạng thái rừng, trong đó trạng thái rừng giàu có đường kính lớn nhất, trung bình khoảng 24,6 cm, tiếp theo là rừng thông với 23 cm, rừng trung bình 19 cm, và rừng nghèo chỉ đạt 16,2 cm Đặc biệt, trạng thái rừng tre nứa có đường kính ngang ngực nhỏ nhất Nhìn chung, các trạng thái rừng tự nhiên thường có đường kính ngang ngực thấp hơn so với rừng trồng, và sự chênh lệch này chủ yếu do khu vực nghiên cứu có quá nhiều cây nhỏ, làm giảm đường kính bình quân của trạng thái rừng giàu.
Hình 4.7 Đường kính ngang ngực ở các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu
Đường kính tán là chỉ tiêu quan trọng thể hiện diện tích dinh dưỡng của cây rừng, có mối liên hệ trực tiếp với cấu trúc và độ tàn che của lâm phần Điều này ảnh hưởng đến quá trình xói mòn và rửa trôi, vì tán rừng có khả năng giảm động năng của hạt mưa.
Hình 4.8 Đường kính tán ở các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu
Chiều cao vút ngọn là yếu tố quan trọng phản ánh cấu trúc rừng theo chiều thẳng đứng, và sự sinh trưởng chiều cao của cây rừng thay đổi tùy theo độ tuổi và từng loài cây Dưới đây là kết quả thống kê về chiều cao vút ngọn của các ô tiêu chuẩn.
Hình 4.9 Chiều cao vút ngọn ở các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu
Chiều cao vút ngọn của rừng giàu đạt trung bình 16,1 m, trong khi rừng trung bình có chiều cao 14,3 m và rừng nghèo là 13,8 m Rừng thông có chiều cao vút ngọn trung bình thấp nhất, chỉ đạt 10,9 m Độ tàn che của rừng giàu cao nhất với trung bình 78,8%, tiếp theo là rừng tre nứa và rừng trung bình, trong khi rừng trồng thông có độ tàn che thấp nhất, trung bình chỉ 55%.
Hình 4.10 Độ tàn che ở các trạng thái rừng ở khu vực nghiên cứu
Rừng trồng có sự sinh trưởng khác nhau tùy thuộc vào tuổi cây, với tuổi càng cao thì mật độ rừng càng thấp và các chỉ tiêu sinh trưởng lớn hơn Đặc biệt, độ khép tán của rừng trồng thường cao, nhưng cấu trúc tầng tán lại đơn giản, thường chỉ có một tầng Ngược lại, rừng tự nhiên sở hữu nhiều tầng tán và dây leo, giúp cản phá động năng của hạt mưa hiệu quả hơn so với rừng trồng.
4.2.2 Đặc điểm cây bụi thảm tươi
Lớp cây bụi thảm tươi có vai trò lớn trong việc hạn chế dòng chảy mặt và giảm thiểu lượng đất xói mòn
Bảng 4.4 Đặc điểm cây bụi thảm tươi dưới các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu
Trạng thái Otc CP Cây bụi Thảm tươi
Hcb (m) CPcb (%) Htt (m) CPtt (%) Đất trống 1 78.8 0.0 0.0 0.2 82.0 Đất trống 2 77.5 0.0 0.0 0.2 81.0
Trạng thái Otc CP Cây bụi Thảm tươi
Hcb (m) CPcb (%) Htt (m) CPtt (%) Đất trống 3 80.0 0.0 0.0 0.2 83.0 Đất trống 4 81.3 0.0 0.0 0.2 81.0 Đất trống 5 80.0 0.0 0.0 0.2 80.0
Trạng thái Otc CP Cây bụi Thảm tươi
Theo bảng 4.2 và hình 4.6, trạng thái rừng nghèo có chiều cao cây bụi trung bình lớn nhất, đạt 1.1m Tiếp theo là trạng thái rừng tre nứa, rừng giàu và rừng trung bình Trong khi đó, trạng thái rừng trồng chỉ có chiều cao cây bụi trung bình là 0.6m, và ở trạng thái đất trống không có sự hiện diện của cây bụi.
Hình 4.11 Chiều cao cây bụi dưới các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu
Chiều cao của thảm tươi thay đổi tùy thuộc vào trạng thái sinh thái, với thảm tươi phát triển mạnh mẽ nhất ở các trạng thái rừng tự nhiên như rừng giàu, rừng trung bình và rừng nghèo Trong khi đó, ở trạng thái đất trống, chiều cao thảm tươi trung bình chỉ đạt khoảng 0.2m.
Hình 4.12 Chiều cao thảm tươi dưới các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu
Khả năng giữ đất giảm bồi lắng lòng hồ của các trạng thái rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương
Trong luận văn, tác giả áp dụng công thức dự báo xói mòn đất dưới rừng được phát triển bởi GS.TS Vương Văn Quỳnh và các cộng sự tại Đại học Lâm nghiệp.
Năm 1994, một công thức được sử dụng để đánh giá khả năng bảo vệ đất và chống xói mòn cho một số trạng thái rừng tại địa điểm nghiên cứu, được biểu diễn bằng công thức d = {2.31x10-6 K α2} / {[(TC/H)+CP+TM]2X} Trong đó, d đại diện cho cường độ xói mòn, được tính bằng mm/năm, với 1mm/năm tương đương với 10 tấn/ha/năm.
là độ dốc mặt đất, tính bằng độ,
TC là độ tàn che tầng cây cao, điều tra theo mạng lưới điểm, lớn nhất là 1.0,
H là chiều cao tầng cây cao, tính bằng m,
CP là tỷ lệ che phủ của lớp thảm tươi cây bụi, điều tra theo mạng lưới điểm, lớn nhất là 1.0,
TM là tỷ lệ che phủ mặt đất của thảm khô, điều tra theo mạng lưới điểm, lớn nhất là 1.0,
X là độ xốp lớp đất mặt, trên các địa hình dốc độ xốp X thường không vượt quá 0.75,
K là chỉ số xói mòn của mưa, hay đại lượng phản ảnh năng lực gây xói mòn đất của mưa
Với mô hình dự báo xói mòn này, chỉ số phản ánh hiệu quả bảo vệ đất của các trạng thái rừng khác nhau được xác định là: Crung H )
( TC rung rung rung rung CP TM
Kết quả tính toán chỉ số cấu trúc tổng hợp cho thấy khả năng bảo vệ đất của từng trạng thái rừng tại khu vực hồ thủy điện A Vương, được trình bày qua bảng dưới đây.
Bảng 4.6 Chỉ số cấu trúc tổng hợp phản ánh khả năng bảo vệ đất của các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu
TT Trạng thái Hvn (m) TC (%) CP (%) TK (%) C rung
Hình 4.17 Chỉ số phản ảnh hiệu quả bảo vệ đất (C) của các trạng thái rừng
Chỉ số phản ánh hiệu quả giữ đất cho thấy rừng giàu có chỉ số cao nhất (145,87), trong khi đất trống có cây bụi thảm tươi có chỉ số thấp nhất (103,25) Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về xói mòn, cho thấy các trạng thái rừng với nhiều tầng tán có khả năng giữ đất tốt hơn so với các trạng thái rừng ít tầng tán và đất trống.
Chỉ số TC g g g g CP TM phản ánh hiệu quả bảo vệ đất của rừng giàu, loại rừng có khả năng bảo vệ đất tốt nhất Hệ số hiệu chỉnh này dựa trên hiệu quả bảo vệ đất của trạng thái rừng bất kỳ, cụ thể là trạng thái rừng trung bình.
Việc so sánh hiệu quả bảo vệ đất giữa hai loại rừng sẽ dựa trên chỉ số phản ánh hiệu quả bảo vệ đất của chúng Kết quả tính toán chỉ số này cho các trạng thái rừng trong khu vực nghiên cứu được tổng hợp trong bảng dưới đây.
Bảng 4.7 Hệ số hiệu chỉnh hiệu quả bảo vệ đất của các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu
Hình 4.18 Hệ số quy đổi khả năng giữ đất của các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu
Rừng giàu có hệ số K lớn nhất là 1, tiếp theo là rừng trồng thông với K = 0,99, rừng nghèo có K = 0,97, rừng trung bình có K = 0,94, rừng tre nứa với K = 0,85, và cuối cùng là đất trống có cây bụi thảm tươi với K = 0,71.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong các trạng thái thực vật, rừng giàu có khả năng bảo vệ đất tốt nhất, tiếp theo là rừng trồng thông, rừng trung bình, và cuối cùng là đất trống có cây bụi thảm tươi, với khả năng giữ đất thấp nhất.
Khả năng giữa nước của các trạng thái rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương
Đất là yếu tố quan trọng cho sự sống và phát triển của cây rừng, cung cấp đầy đủ dinh dưỡng cần thiết Để cây sinh trưởng tốt, cần có đất tốt, và nghiên cứu cho thấy nước được rừng giữ lại chủ yếu nhờ vào đất, cung cấp cho các nhà máy thủy điện và sản xuất nước sạch Luận văn này đánh giá khả năng giữ nước của các trạng thái rừng khác nhau thông qua lượng nước chứa trong đất (dung tích chưa nước) Trong các tính chất của đất, tính chất vật lý, đặc biệt là độ ẩm và độ xốp, có ảnh hưởng quyết định đến khả năng giữ nước Luận văn đã tiến hành lấy mẫu và phân tích đất ở các trạng thái rừng khác nhau theo độ sâu 20 cm và 1,2 m theo quy trình của Bộ môn Đất, với kết quả được tổng hợp trong bảng.
Loại rừng OTC Độ dầy tầng đất (cm) Độ ẩm Độ xốp
0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 100-120 0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 100-120 Đất trống 1 40 50.9 39.1 64.9 62.5 Đất trống 2 80 46.6 32.8 42.3 33.3 65.2 64.5 67.3 64.5 Đất trống 3 100 47.5 40.8 42.5 44.8 41.3 67.5 59.6 70.1 67.1 68.0 Đất trống 4 120 44.9 43.4 41.8 40.9 41.0 40.7 62.1 63.5 62.9 62.8 61.6 61.5 Đất trống 5 80 44.5 41.5 40.8 38.3 63.0 61.8 65.1 65.4 Đất trống TB 84 46.9 39.5 41.8 39.3 41.2 40.7 64.6 62.4 66.3 65.0 64.8 61.5
Rừng nghèo 21 120 58.9 50.6 51.7 45.6 42.9 44.4 77.6 74.9 71.1 70.4 68.3 65.6 Rừng nghèo 22 120 47.5 45.0 48.8 49.5 45.5 47.1 72.0 70.1 68.8 71.6 71.1 69.8 Rừng nghèo 23 120 52.4 42.5 46.0 43.4 40.8 39.2 75.6 69.8 68.8 65.6 64.6 66.9
Loại rừng OTC Độ dầy tầng đất (cm)
Loại rừng OTC Độ dầy tầng đất (cm)
Rừng trung bình 37 120 58.8 47.1 44.6 46.1 46.1 45.9 69.7 65.2 66.2 68.8 67.1 62.9 Rừng trung bình 38 120 61.2 49.4 48.7 47.6 47.7 47.8 71.8 61.9 71.4 67.8 65.8 66.3 Rừng trung bình 39 120 63.6 46.9 45.4 46.2 46.0 45.7 75.7 69.1 67.1 61.4 65.8 62.9
4.4.1 Bề dầy tầng đất Đất là thành phần quan trọng của hệ sinh thái rừng, đất và rừng có mối quan hệ mật thiết và có ảnh hưởng tác động qua lại lẫn nhau Các hệ sinh thái rừng khác nhau có cấu trúc rừng khác nhau, có loài cây khác nhau thì có ảnh hưởng không giống nhau đến đất theo hướng tích cực hoặc tiêu cực, mức độ tác động ngắn hạn hoặc dài hạn Để nghiên cứu bề dày tầng đất dưới các thảm thực vật đề tài đã thống kê bề dày tầng đất điều tra được ở các ô tiêu chuẩn, kết quả được trình bày ở bảng 4.8 và hình sau
Hình 4.19 Độ sâu tầng đất ở các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu
Theo bảng 4.8 và hình 4.19, độ sâu tầng đất có sự khác biệt rõ rệt giữa các trạng thái thực vật Cụ thể, trạng thái tre nứa có độ sâu tầng đất trung bình lớn nhất là 120cm, trong khi rừng thông có độ sâu tầng đất trung bình nhỏ nhất là 72cm Các trạng thái khác có độ sâu tầng đất bình quân dao động từ 80 đến 100cm.
4.4.2 Độ ẩm đất Độ ẩm của đất là tổng trọng lượng nước chứa trong 1 mẫu đất ở điều kiện tự nhiên so với trọng lượng của mẫu đất sau khi sấy khô ở nhiệt độ 105 –
Độ ẩm đất, với nhiệt độ 110 độ C, là một chỉ tiêu quan trọng trong chế độ thủy văn của đất, giúp xác định khả năng giữ nước của rừng Kết quả nghiên cứu về độ ẩm đất đã được tổng hợp trong bảng 4.8.
Hình 4.20 Biến đổi độ ẩm theo độ sâu tầng đất ở các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu
Độ ẩm đất thường giảm theo độ sâu, với tầng đất mặt có độ ẩm cao hơn các lớp dưới Sự thay đổi độ ẩm giữa các tầng đất sâu hơn không rõ ràng.
Mức độ ảnh hưởng của độ ẩm đất theo chiều sâu tầng đất có mối quan hệ tương đối chặt chẽ, với hệ số tương quan R = 0.6 Mối quan hệ này được thể hiện qua phương trình tuyến tính.
Hình 4.21 Quan hệ giữa độ ẩm với chiều sâu tầng đất
4.4.3 Độ xốp Độ xốp của đất là tỷ lệ của thể tích tổng số các lỗ hổng trong đất với thể tích chung của đất Độ xốp được xác định thông qua dung trọng và tỷ trọng của đất Độ xốp, dung trọng và tỷ trọng có mối liên hệ chặt chẽ với nhau Độ xốp của đất càng lớn thì khả năng chứa nước càng cao, do đất thấm nước nhanh, làm giảm dòng chảy mặt, hạn chế xói mòn đất Vì vậy độ xốp của đất có ảnh hưởng lớn đến độ ẩm đất cũng như dung tích chứa nước của rừng Khi nghiên cứu chế độ thủy văn đất độ xốp là một nhân tố hết sức quan trọng, do độ xốp phản ánh cả dung trọng và tỷ trọng đất
Độ xốp đất thay đổi theo chiều sâu, với dữ liệu từ bảng 4.8 cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các tầng đất Cụ thể, tầng đất mặt có độ xốp cao nhất, sau đó giảm mạnh ở tầng đất từ 20 - 40cm Sự biến đổi này được minh họa qua hình 4.22.
Hình 4.22 Quan hệ giữa độ xốp với chiều sâu tầng đất
Mối quan hệ giữa độ xốp (X,%) và độ sâu tầng đất (d,cm) thể hiện dạng hàm tuyến tính với hệ số tương quan trên 0.67 Phương trình này có thể được áp dụng để nội suy độ xốp trung bình cho các tầng đất sâu hơn.
+ Biến đổi độ xốp đất theo trạng thái thực vật:
Hình 4.23 Độ xốp bình quân theo các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu
Số liệu cho thấy độ xốp của rừng nghèo, rừng giàu và rừng tre nứa tương đương nhau, đạt khoảng 70%, trong khi đất trống có độ xốp thấp nhất, chỉ khoảng 64% Sự khác biệt đáng kể về độ xốp tầng mặt sẽ ảnh hưởng lớn đến tốc độ thấm nước của đất, từ đó tác động đến dung tích chứa nước của các trạng thái thực vật.
4.4.4 Dung tích chứa nước của các trạng thái rừng nghiên cứu
Dung tích chứa nước của rừng là khả năng giữ nước của đất, bao gồm lượng nước trong các khe rỗng và lượng nước thấm vào đất Nghiên cứu này tập trung vào dung tích chứa nước của lớp đất mặt ở độ sâu 60 cm dưới các trạng thái rừng Lượng nước tối đa và tối thiểu trong đất được xác định theo các công thức cụ thể.
Dmax = Wtd * Dtb*Xtb * h* S (tấn/ha) Dmin = Wtt ** Dtb* Xtb * h* S (tấn/ha)
Xtb là độ xốp trung bình của đất (%),
Dtb là dung trọng trung bình của đất (tấn/m3), h là bề dày tầng đất (m),
S là diện tích mặt đất, nếu tính cho 1 hecta thì S.000 m 2
Xác định dung tích chứa nước hữu ích của đất Dh theo công thức sau:
Dung tích chứa nước tối đa dưới các trạng thái rừng:
Dung tích chứa nước tối đa trong các trạng thái rừng được xác định nhanh chóng, tương đương 80% tích độ xốp với bề dày tầng đất ở độ sâu 60cm Kết quả này được tổng hợp trong bảng dưới đây.
Bảng 4.9 Dung tích chứa nước tối đa dưới các trạng thái rừng
Tt Loại rừng Dmax(m3/ha)
Rừng tre nứa có dung tích chứa nước tối đa cao nhất, đạt 3.403 m³/ha, nhờ vào độ xốp bình quân cao Trong khi đó, trạng thái đất trống có cây bụi thảm tươi lại có dung tích chứa nước tối thiểu, chỉ đạt trung bình 2.880 m³/ha.
Dung tích chứa nước tối thiểu dưới các trạng thái rừng:
Dung tích chứa nước tối thiểu ở các trạng thái rừng được xác định nhanh chóng, tương ứng với 20% tích độ xốp của bề dày tầng đất 60 cm Kết quả này được tổng hợp trong bảng dưới đây.
Bảng 4.10 Dung tích chứa nước tối thiểu dưới các trạng thái rừng
TT Loại rừng Dmin (m3/ha)
Phân loại các trạng thái rừng theo khả năng giữ nước và giữ đất tại khu vực nghiên cứu
4.5.1.Phân loại các trạng thái thực vật theo khả năng bảo vệ đất
Dựa trên kết quả tính toán hệ số hiệu chỉnh liên quan đến khả năng bảo vệ đất và ý kiến từ các chuyên gia, chúng tôi đã phân loại các trạng thái thực vật theo khả năng bảo vệ đất.
0< K