ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA RỪNG ĐẾN DÒNG CHẢY VÀ XĨI MỊN ĐẤT TRÊN MỘT SỐ LƯU VỰC SƠNG MIỀN TRUNG VÀ TÂY NGUN Ngơ Đình Quế Trung tâm Nghiên cứu Sinh thái Môi trường rừng Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam TÓM TẮT Hiện nay, việc đánh giá tác động mơi trường Lâm nghiệp cịn khơng có Vì Trung tâm Nghiên cứu Sinh thái Môi trường rừng thực dự án điều tra “Điều tra, đánh giá tác động rừng miền Trung Tây Nguyên đến số yếu tố môi trường làm sở xây dựng tiêu chuẩn môi trường Lâm nghiệp” Bài báo phần kết nghiên cứu dự án Tác dụng rừng việc điều tiết dịng chảy mặt chống xói mịn đất chức quan trọng rừng phịng hộ Bài báo trình bày kết nghiên cứu tác dụng điều tiết dòng chảy hạn chế xói mịn đất rừng tự nhiên hai lưu vực sơng Rào Nậy, tỉnh Quảng Bình sơng Pơ Cơ, tỉnh Kon Tum cách sử dụng mơ hình SWAT Từ khóa: Đánh giá tác động mơi trường, rừng tự nhiên I ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, nước ta nghiên cứu tác động môi trường trạng thái rừng cịn thiếu Chính dự án chương trình trồng rừng từ trước tới thiếu sở cho việc chọn cấu trồng phương thức kinh doanh lâm nghiệp, chưa phát huy chức phịng hộ cải thiện mơi trường rừng, nhiều nơi ảnh hưởng xấu đến môi trường phịng hộ Từ thực tế đó, đặt u cầu phải đánh giá đầy đủ mức độ ảnh hưởng rừng đến môi trường làm để xây dựng tiêu chí đánh giá mơi trường lâm nghiệp Nghiên cứu thực năm 2003- 2004 dự án điều tra bản: “Điều tra, đánh giá tác động rừng miền Trung Tây Nguyên đến số yếu tố môi trường làm sở xây dựng tiêu chuẩn môi trường Lâm nghiệp” Trung tâm Nghiên cứu Sinh thái Môi trường rừng chủ trì thực II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phạm vi nghiên cứu Chuyên đề thực vùng sinh thái là: - Miền Trung: Tỉnh Quảng Bình lưu vực sơng Rào Nậy - Vùng Tây Nguyên: Tỉnh Kon Tum lưu vực sông Đăk Pơ Cô 2.2 Đối tượng nghiên cứu - Khu vực Tây Nguyên: Các trạng thái rừng tự nhiên rộng thường xanh: rừng giàu, trung bình, nghèo; rừng gỗ phục hồi sau nương rẫy, rừng tre nứa, rừng khộp - Khu vực miền Trung: Các đối tượng rừng tự nhiên điều tra miền Trung giống Tây Nguyên khơng có đối tượng rừng khộp 2.3 Phương pháp nghiên cứu Sử dụng mơ hình SWAT (Soil and Water Assessment Tool- Công cụ đánh giá đất nước) để phân tích xử lý số liệu đánh giá tác động rừng đến dịng chảy xói mịn đất lưu vực Các số liệu phục vụ tính tốn lưu vực theo mơ hình SWAT 355 Các đồ dùng để tính tốn bao gồm: Bản đồ địa hình lưu vực sơng; Bản đồ đất; Bản đồ thảm phủ thực vật ứng với trạng rừng sử dụng đất năm 1982, 1992, 2002; Bản đồ mạng lưới sông suối lưu vực sông; Bản đồ hệ thống lưới trạm đo khí tượng thủy văn hai lưu vực sông Các số liệu thuộc tính bao gồm: Vị trí địa lý trạm đo hai lưu vực sơng; Số liệu khí tượng bao gồm nhiệt độ khơng khí (tối cao, tối thấp), tốc độ gió, xạ, độ ẩm tương đối, độ ẩm tuyệt đối trạm đo hai lưu vực; Số liệu thủy văn bao gồm lượng mưa trung bình, lưu lượng trung bình ngày độ đục bình quân ngày; Số liệu lưu lượng dòng chảy Các số liệu không gian xử lý phần mềm ARCVIEW Bản đồ địa hình đưa vào dạng DEM (Mơ hình số hóa độ cao), cịn đồ sử dụng đất loại đất đưa vào dạng grid shap Các số liệu thuộc tính đưa vào dạng database Bản đồ DEM khu vực Quảng Bình Kon Tum xây dựng dựa đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 Bản đồ thảm phủ thực vật năm 1982, 1992 2002 dùng để đánh giá ảnh hưởng rừng đến dòng chảy với tỷ lệ 1:50.000 Bản đồ đất phân loại theo lớp thuộc tính thành lập dựa giải từ đồ đất FAO; lớp thông tin liệu loại đất thu thập từ việc điều tra Trung tâm Nghiên cứu Sinh thái Môi trường rừng III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết đánh giá tác động rừng đến dịng chảy xói mịn lưu vực sơng Rào Nậy, Quảng Bình 3.1.1 Đánh giá tác động rừng đến dịng chảy Kết tính tốn trình bày hình bảng X Tuyên hoá (mm/h) X Đồng tâm (mm/h) Hỡnh 1: Q trình lưu lượng tính tốn thực đo ứng với trạng thái rừng khác lưu vực nghiên cứu thuộc tỉnh Quảng Bình Ngµy 40 80 120 160 200 00 40 80 120 160 200 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 180 210 (Ngµy) 240 270 300 330 Ngµy 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 Luu luong Q (m^3/s) Q - đo (trạng thái rừng 1982) Q - tính (trạng thái rừng 1982) Q - tính (trạng thái rừng 1992) Q - tính (trạng thái rừng 2002) 30 60 90 120 150 360 Bảng 1: Ảnh hưởng độ che phủ rừng đến dịng chảy sơng Rào Nậy 356 Năm Chỉ tiêu TT Độ che phủ rừng lưu vực (%) Chênh lệch lưu lượng đỉnh lũ trung bình năm thời kỳ (%) Chênh lệch lưu lượng dòng chảy mùa kiệt thời kỳ (%) 1982 1992 2002 70 61 59 100,0 106,0 107,6 100 88 84 Số liệu bảng cho thấy độ che phủ rừng có ảnh hưởng lớn đến chế độ thuỷ văn sông - Trong giai đoạn 1982-1992 độ che phủ rừng lưu vực giảm từ 70% xuống 61% (giảm 9%) lưu lượng đỉnh lũ trung bình năm sơng tăng lên 6%; Giai đoạn 1992-2002 độ che phủ rừng giảm từ 61% xuống 59% (giảm 2%) lưu lượng đỉnh lũ tăng lên 1,6% Như vậy, xét từ năm 1982 đến 2002 độ che phủ rừng giảm 11% lưu lượng đỉnh lũ tăng lên 7,6% - Về dịng chảy mùa kiệt, kết tính tốn cho thấy độ che phủ rừng lưu vực giảm từ 70% năm 1982 xuống 61% năm 1992 lưu lượng dòng chảy mùa kiệt giảm 12% đến năm 2002 lưu lượng dịng chảy mùa kiệt giảm 16% Như vậy, độ che phủ rừng lưu vực giảm mùa mưa dễ gây lũ lũ quét khả điều tiết nước rừng giảm, lưu lượng dòng chảy lưu vực tăng mạnh, đỉnh lũ đạt giá trị cực đại vào ngày mưa tập trung cường độ lớn Trong dịng chảy mùa kiệt lại giảm đi, dẫn đến dễ bị khô hạn, thiếu nước mùa khơ Vì vậy, việc xây dựng phát triển rừng phòng hộ đầu nguồn để nâng cao độ che phủ lưu vực cần thiết nhằm đảm bảo khả điều tiết nước lưu vực, đủ nước cho cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện hoạt động ổn định lâu dài Để đánh giá ảnh hưởng loại rừng đến dòng chảy, dự án xem xét thay đổi lớp dòng chảy mặt lưu vực lưu vực nghiên cứu Quảng Bình Khu vực nghiên cứu chia thành 25 lưu vực có dạng rừng khác Với lưu vực tính % diện tích sử dụng loại sử dụng đất ứng với trạng năm 1982, 1992, 2002 Kết tính tốn bảng Bảng 2: Ảnh hưởng biến động lớp thảm phủ rừng tới lớp dòng chảy bề mặt Giai đoạn 1982-1992 Giai đoạn 1992-2002 Loại rừng Biến động diện tích % Biến động dịng chảy % Biến động diện tích % Biến động dòng chảy % Rừng giàu + 82,2 - 86,1 -51,2 +61,1 Rừng trung bình - 81,8 + 51,1 +477,8 -91,1 Rừng nghèo + 18,2 - 1,8 -76,4 +21,8 - 2,0 -41,9 +12,0 - 8,6 +135,4 -18,6 Rừng lồ ô, tre nứa Rừng trồng +16,2 +50,2 Từ kết tính tốn cho thấy số nhận xét sau: - Trong giai đoạn 1982-1992 rừng giàu trung bình có ảnh hưởng nhiều đến lớp dịng chảy bề mặt lưu vực Diện tích rừng giàu tăng lên 82,2% lưu lượng dịng chảy mặt giảm 86,1%, tính trung bình tăng 1% diện tích rừng giàu lượng dịng chảy mặt giảm 1% Trong diện tích 357 rừng trung bình giảm 81,8% lượng dịng chảy mặt tăng 51,1% Các dạng rừng khác rừng nghèo, lồ ô rừng trồng có ảnh hưởng không lớn tới dòng chảy mặt lưu vực - Giai đoạn 1992-2002 có biến động lớn diện tích dạng rừng, đặc biệt rừng trung bình rừng trồng Điều đáng lưu ý diện tích rừng giàu giảm 51,2% diện tích kết làm dịng chảy tăng lên 61,1%; diện tích rừng trung bình tăng lên 477,8% làm dịng chảy mặt giảm 91,1% Sự thay đổi diện tích loại rừng khác làm tăng giảm dòng chảy mặt 20% Kết nghiên cứu lần khẳng định khả điều tiết nước rừng tự nhiên nhiều tầng tán, độ che phủ cao (rừng giàu trung bình) tốt dạng rừng trồng, tre nứa rừng tự nhiên có độ tàn che thấp, tầng tán (rừng nghèo) Vì vậy, để nâng cao hiệu phịng hộ rừng lưu vực ngồi việc nâng cao độ che phủ rừng cịn phải ý tới nâng cao chất lượng rừng 3.1.2 Đánh giá tác động rừng đến xói mịn Tương tự trên, xét ảnh hưởng dạng rừng đến xói mịn đất khu vực nghiên cứu thuộc tỉnh Quảng Bình Sau kiểm định mơ hình, dùng thơng số tính tốn cho trường hợp trạng rừng khác năm 1982, 1992 2002 cho ta kết giai đoạn 1982-1992 diện tích rừng giàu tăng lên 82,2% xói mịn đất giảm 31,2%; rừng trung bình giảm 81,8% xói mịn đất tăng 18,2% Các dạng rừng khác có ảnh hưởng khơng đáng kể đến xói mịn đất Trong giai đoạn 10 năm (1992-2002) ảnh hưởng dạng rừng tới xói mịn lưu vực có thay đổi Trong giai đoạn diện tích rừng giàu giảm mạnh (giảm 51,2%), xói mịn tăng 26,8%; diện tích rừng trung bình tăng 477,8% nhờ hoạt động khoanh ni xúc tiến tái sinh, xói mòn đất giảm 56,1% Rừng trồng giai đoạn tăng 135,4%, nhờ mà xói mịn đất giảm 21,5% Qua nhận thấy biến động diện tích loại rừng qua giai đoạn lớn lượng đất xói mịn đo cửa sơng không cao kết nghiên cứu định vị diện tích nhỏ Điều giải thích phần lớn lượng đất bị xói mịn nơi giữ lại nơi lưu vực q trình vận chuyển suối, sông tuỳ thuộc vào điều kiện tiểu địa hình, thảm phủ nơi Dựa vào đặc điểm người ta xây dựng biện pháp giữ đất sườn dốc tạo băng xanh, đào hố ngang sườn dốc,… 3.2 Kết đánh giá tác động rừng đến dịng chảy xói mịn lưu vực sơng Đăk Pơ Cơ, Kon Tum 3.2.1 Đánh giá tác động rừng đến dòng chảy Khu vực nghiên cứu phân làm mùa mùa lũ kéo dài từ tháng đến tháng 11 mùa kiệt kéo dài từ tháng 12 đến tháng năm sau Sử dụng thông số mơ hình tính tốn trường hợp thử nghiệm mơ hình, tính dịng chảy cho trạng thái rừng năm 1982, 1992 2002 để xem xét ảnh hưởng rừng tới dòng chảy lưu vực nghiên cứu Kết tính tốn thể hình bảng Hình 2: Q trình lưu lượng tính tốn thực đo ứng với trạng thái rừng khác lưu vực nghiên cứu thuộc tỉnh Kon Tum 358 10 20 30 40 10 20 30 40 10 20 30 40 10 20 30 40 30 60 90 120 150 (Ngµy) 180 210 240 270 300 330 360 30 60 90 120 150 (Ngµy) 180 210 240 270 300 330 360 30 60 90 120 150 (Ngµy) 180 210 240 270 300 330 360 30 60 90 120 150 (Ngµy) 180 210 240 270 300 330 360 30 60 90 120 150 (Ngµy) 180 210 240 270 300 330 360 Q - đo (trạng thái rừng 1982) Q - tính (trạng thái rừng 1982) Q - tính (trạng thái rừng 1992) Q - tính (trạng thái rừng 2002) 600 550 500 450 Tổng lượng Q đo (trạng thái rừng 1982) Tổng lượng Q tính (trạng thái rừng 1982) Tổng lượng Q tính (trạng thái rừng 1992) Tổng lượng Q tính (trạng thái rừng 2002) 10000.0 9000.0 8000.0 400 350 300 250 200 150 7000.0 100 50 2000.0 6000.0 5000.0 4000.0 3000.0 1000.0 Tỉng lỵng Q (x 10^ 3) (m3) X Dakgley (mm/h) X Pleyku (mm/h) X Kontum (mm/h) X Konplong (mm/h) X Dakto (mm/h) Luu luong Q (m^3/s) 10 20 30 40 0.0 30 60 90 120 150 180 (Ngµy) 210 240 270 300 330 360 Bảng 3: Ảnh hưởng độ che phủ lưu vực sơng Đăk Pơ Cơ - Kon Tum đến dịng chảy mặt TT Năm Chỉ tiêu 1982 1992 2002 Độ che phủ rừng lưu vực (%) 31 60 57 Chênh lệch lưu lượng đỉnh lũ trung bình năm thời kỳ (%) 100 87 91 Số liệu bảng cho thấy giai đoạn 1982-1992 độ che phủ rừng lưu vực tăng từ 31% lên 60% (tăng 29%) lưu lượng đỉnh lũ trung bình năm sông giảm 13%; Giai đoạn 1992-2002 độ che phủ rừng giảm từ 60% xuống 57% (giảm 3%) lưu lượng đỉnh lũ tăng lên 4% Kết nghiên cứu phù hợp với kết nghiên cứu lưu vực sông Rào Nậy tỉnh Quảng Bình Như vậy, độ che phủ rừng lưu vực số quan trọng để quản lý tài nguyên nước lưu vực cách hợp lý bền vững Khi độ che phủ rừng thấp khả điều tiết nước rừng lưu vực kém, mùa mưa lưu lượng nước lưu vực sông lớn tập trung nên dễ gây lũ lụt, ngược lại mùa khô dễ gây tượng thiếu nước hạn hán Để xem xét ảnh hưởng dạng rừng khác đến dòng chảy, dự án nghiên cứu thay đổi lớp dòng chảy mặt lưu vực lưu vực nghiên cứu Quảng Bình Khu vực nghiên cứu chia thành 25 lưu vực có dạng rừng loại hình sử dụng đất khác Với lưu vực tính % diện tích sử dụng loại sử dụng đất ứng với trạng năm 1982, 1992, 2002 Kết tính tốn cho thấy: lưu vực con, tăng diện tích rừng giàu lưu vực lên khoảng 20% lớp nước dịng chảy mặt lưu vực giảm khoảng 22% so với lớp dòng chảy mặt ứng với trạng thái sử dụng đất tiểu lưu vực Lớp dịng chảy mặt q trình tham gia hình thành lưu lượng lũ mặt cắt cửa lưu vực, diện tích rừng giàu tăng lên lưu lượng đỉnh lũ giảm Rừng giàu có tác dụng giảm lũ hiệu nhất, đất trống bụi làm tăng nhanh lượng dịng chảy mặt Trong mùa kiệt, rừng có ảnh hưởng đến lớp dịng chảy mặt khơng nhiều, chủ yếu vào đầu mùa lũ, cuối mùa kiệt Tuy nhiên làm tăng lượng dòng chảy ngầm mùa kiệt 3.2.2 Đánh giá tác động rừng đến xói mịn Tương tự dòng chảy mặt, dự án xem xét ảnh hưởng dạng rừng sử dụng đất đến xói mịn đất khu vực nghiên cứu Sau kiểm định mơ hình, dùng thơng số tính tốn cho trường hợp trạng rừng khác nhau; phân tích kết tính xói mịn lưu vực con, sau so sánh Kết tính tốn thể hình Hình 3: Ảnh hưởng loại sử dụng đất đến xói mịn lưu vực mùa lũ 359 ¶nh hëng loại sử dụng đất đến xói mòn bề mặt 100 Rừng giàu Rừng lồ ô tre nứa Rừng trồng Đất trống bụi Đất nông nghiệp 80 40 20 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 Chªnh lƯch lượng bùn cát bị xói mòn (%) 60 -20 -10 10 20 Chªnh lƯch diƯn tÝch (%) -20 -40 30 40 50 60 70 80 90 100 -60 -80 -100 Kết hình cho thấy: Rừng giàu có tác dụng bảo vệ bề mặt tốt nhất, tránh xói mịn bề mặt Với loại rừng trồng, độ che phủ chưa cao nên xói mịn nhiều so với rừng giàu rừng lồ ô tre nứa Khi tăng diện tích rừng trồng lên khoảng 20% lượng xói mịn khu vực giảm khoảng 18% 3.3 Tiêu chuẩn đánh giá độ an tồn mơi trường lưu vực Từ nghiên cứu thu đây, dự án đề xuất tiêu chuẩn đánh giá mức độ an tồn mơi trường lưu vực bảng đây: Bảng 4: Tiêu chuẩn đánh giá mức độ an tồn mơi trường lưu vực Độ che phủ rừng lưu vực (%) Tỷ lệ diện tích rừng trung bình giàu lưu vực (%) Xếp loại lưu vực Độ che phủ 70% Không giới hạn Bền vững môi trường Độ che phủ 50-70% 1) 2) 50 % 30 - 50% 3) < 30% - An tồn mơi trường - Cần tác động để đạt mức an tồn mơi trường - Khơng an tồn mơi trường 2) < 50% - Cần tác động để đạt mức an toàn mơi trường - Khơng an tồn mơi trường Khơng giới hạn Khơng an tồn mơi trường 1) 50% Độ che phủ 30-50% Độ che phủ < 30% IV KẾT LUẬN Rừng có ảnh hưởng lớn tới môi trường lưu vực, thể tỷ lệ che phủ rừng lưu vực giản lưu lượng đỉnh lũ trung bình năm sơng tăng lên, dòng chảy mùa kiệt giảm ngược lại Chất lượng rừng nhân tố quan trọng ảnh hưởng tới dịng chảy xói mịn đất, rừng có chất lượng tốt rừng giàu trung bình có khả điều tiết nước chống xói mịn đất tốt rừng có chất lượng ngược lại Vì vậy, cơng tác xây dựng rừng phịng hộ đầu nguồn, ngồi việc ý nâng cao độ che phủ rừng cần phải ý cải thiện nâng cao chất lượng rừng, đặc biệt khu vực xung yếu TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH Võ Đại Hải, 1996 Nghiên cứu dạng cấu trúc hợp lý cho rừng phòng hộ đầu nguồn Việt Nam Luận án phó tiến sỹ khoa học nơng nghiệp Hà Nội, 1996 Ngơ Đình Quế cộng tác viên, 2005 Điều tra, đánh giá tác động rừng miền Trung Tây Nguyên đến số yếu tố môi trường làm sở xây dựng tiêu chuẩn môi trường Lâm nghiệp Báo cáo tổng kết dự án Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Hà Nội, 2005 Arnold et al, 2001 Arc View Interface for SWAT2000 User guider Williams et al, 2001 Soil and Water Assesment Tools Theoretical Documentation, Version 2000 360 ASSESSMENT OF IMPACTS OF FORESTS ON RUN-OFF AND SOIL EROSION AT BASIN OF SOME RIVERS IN VIETNAM CENTRAL AND CENTRAL HIGHLANDS Ngo Dinh Que Research Centre for Forest Ecology and Enviroment Forest Science Institute of Vietnam SUMMARY At present "Assessment of Environment impacts" represents regulatory requirements for silvicultural practice This is the reason for the Research Centre for Forest Ecology and Environment to carry out the project titled "Survey and assessment of impacts of forest on some factors of environment in Vietnam Central and High Plateau, aiming to search for scientific base of Forest environmental standards" The subject of this paper is a section of above mention project The impacts of forests on water run-off and soil erosion is an important function for protection forest The studies were conducted in the basins of the Rao Nay river, Quang Binh province and the Po Co river, Kon Tum province using "Soil and Water Assessment Tools" for data treatment Keywords: Environmental assessment, natural forests 361