MỤC LỤC MỤC LỤC Phần 1 MỞ ĐẦU 3 1 1 Đặt vấn đề 3 1 2 Mục đích 4 1 3 Mục tiêu nghiên cứu 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2 1 Cơ sở khoa học 4 2 2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 4 2 3 Tình hình nghiên c[.]
MỤC LỤC Phần 1: MỞ ĐẦU…………………………………………………………… ….3 1.1 Đặt vấn đề………………………………………………………… …………3 1.2 Mục đích………………………………………………………… ………… 1.3 Mục tiêu nghiên cứu…………………………………………… ………… Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học……………………………………………… ………………4 2.2 Tình hình nghiên cứu giới………………………………….… ……4 2.3 Tình hình nghiên cứu Việt Nam………………………………… ……… 2.4 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu …… ……………12 Phần 3: ĐỐI TƯỢNG , NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu…………………………… …………… 18 3.2.Địa điểm ………… 18 thời gian tiến hành……………………………… 3.3 Nội dung nghiên cứu tiêu theo dõi……………………………….19 3.4 Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………….19 PHẦN DỰ KIẾN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Page | 4.1 Hiện trạng phân bố rừng huyện Chợ Mới, xã Cao Kỳ………… ……….27 4.2 đặc điểm ô tiêu chuẩn thí nghiệm khu vực nghiên cứu….31 4.3 Kết điều tra đất trạng thái khu vực nghiên cứu 41 4.3.1 Xác định dung trọng, tỉ trọng, độ xốp…………………………………… 41 4.3.2 Xác định lượng bốc nước vật lý…………………………………… 44 4.3.3 Xác định tính thấm đất……………………………………………… 46 4.3.4 Xác định thành phần rơi rụng…………………………………………….48 4.3.5.Khả bốc nước vật lý vật rơi rụng………… ……………… 50 4.3.6 Xác định lượng phân giải vật rơi rụng tán…………… ………53 4.3.7 Khả chứa ẩm tối đa vật rơi rụng……………………………… 54 4.3.8.Xác định độ ẩm tự nhiên vật rơi rụng…………………………………54 PHẦN KẾT LUẬN, TỒN TẠI, ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận………………… ………………………………………………….55 5.2 Tồn tại………………………………………………………………………55 5.3 kiến nghị…………………………………………………………………….56 Page | Page | Phần Mở đầu 1.1 Đặt vấn đề Rừng đóng vai trị quan trọng vào phát triển bền vững quốc gia Ngoài việc cung cấp nguyên liệu gỗ, củi, lâm sản gỗ cho ngành sản xuất cịn đem lại lợi ích việc trì bảo vệ mơi trường như: điều hịa khí hậu, hạn chế xói mịn, điều tiết nguồn nước hạn chế lũ lụt Trong đó, rừng phịng hộ đầu nguồn có vai trị quan trọng việc giữ nước, điều tiết dịng chảy hạn chế xói mịn đất Sự suy giảm rừng kéo theo suy giảm chức phòng hộ, tăng nguy xuất lũ lụt vào mùa mưa, hạn hán vào mùa khô gây xói mịn bồi lập lịng sơng, suối, hồ Vì nhu cầu bảo vệ nước đất, đảm bảo an toàn sinh thái vùng đầu nguồn, việc phục hồi phát triển rừng cần thiết, đặc biệt nơi đất trống, trảng cỏ, nương rẫy, bụi vùng xung yếu xung yếu Nguồn nước lưu trữ đất nguồn tài nguyên vô giá người thiên nhiên Lưu lượng nước ngầm cung cấp phần lớn nước dự trữ cho sinh hoạt sản xuất Lượng nước giữ tầng đất mặt cung cấp chủ yếu cho thực vật sinh trưởng phát triển Sự có mặt nước đất máy điều hồ khổng lồ bầu khí quyền khắc nghiệt Khả thấm giữ nước đặc tính quan trọng đất Thực nước đất tham gia vào phong hoá đá khoáng trình hình thành đất Sự di chuyển nước điều tiết, hoà tan chất dinh dưỡng giúp hút phát triển Nước điều hồ chế độ nhiệt, khí, chi phối tính chất vật lý đất Tuy nhiên, di chuyển nước bề mặt ảnh hưởng xấu đến độ phì đất, rửa trôi chất dinh dưỡng, phá vỡ kết cấu đất, gây xói mịn đất Nhưng q trình sống, thực vật khơng ngừng hút chất dinh dưỡng từ đất nhằm phận đào thải phận già cỗi, phận rụng xuống tạo thành tầng thảm mục, môi trường lý tưởng cho hoạt động vi sinh vật, bảo vệ đất, hạn chế xói mịn, tăng khả thấm giữ nước cho đất thông qua phát huy tác dụng bảo vệ điều hồ nguồn nước Ngồi tầng thảm mục cịn ảnh hưởng trực tiếp đến khả sinh trưởng phát triển thực vật Những nghiên cứu đặc điểm vật rơi rụng rừng không sở cho xây dựng hệ sinh thái rừng có hiệu mà sở cho giải pháp Page | kỹ thuật bảo vệ đất, phát huy tốt tiềm loại rừng đặc biệt rừng phịng hộ đầu nguồn Như nói khả giữ nước đất vật rơi rụng tiêu quan trọng ảnh hưởng lớn đến công tác xây dựng giải pháp bảo vệ phát triển loại rừng Xuất phát từ lí trên, đề tài “Nghiên cứu đặc trưng thấm, giữ nước đất rừng vật rơi rụng vùng phòng hộ lưu vực sông Cầu xã Cao Kỳ, huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn” thực 1.2 Mục đích Nhằm nghiên cứu khả thấm giữ nước số trang thái rừng làm sở cho giải pháp kĩ thuật điều tiết khả thấm giữ nước đất, VRR Làm rõ mối quan hệ số tiêu biểu thị khả thấm giữ nước đất, VRR với nhân tố ảnh hưởng chủ yếu khu vực nghiên cứu 1.3 Mục tiêu nghiên cứu + Đánh giá trạng phân bố loại rừng sau canh tác nương khu vực nghiên cứu + Đánh giá khả thấm giữ nước đất VRR số trạng thái rừng + Đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến khả thấm giữ nước đất, VRR địa bàn nghiên cứu + Đề xuất số giải pháp tác động hiệu nhằm phát huy chức phòng hộ rừng Phần TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học 2.2 Tình hình nghiên cứu giới 2.2.1 Tính thấm nước đất khả giữ nước đất - Tính thấm nước đất Nước thấm vào đất vấn đề nghiên cứu rộng rãi lĩnh vực thuỷ văn học, từ lý luận sinh dòng chảy mặt tiếp giáp mà xét, nước thấm vào đất đại biểu cho lực tầng điều tiết quan trọng tuần hoàn thuỷ văn nước, sau nước mưa Page | qua tầng tiếp giáp khơng khí lọt qua lớp phủ thực vật tiếp xúc với đất Cơng trình nghiên cứu Fransơ (1963 [9]) nghiên cứu việc phân bố lượng nước rơi rừng thường xanh Brazil Kết nghiên cứu đưa kết luận sau: - Phần nước mưa lọt tán rừng rơi vào ống đo mưa tầm cao 1,5m 33% Bốc trực tiếp từ tán có 21% - Chảy xuống dọc thân có 46% đó: Bốc bề mặt 9,2%, vỏ hấp thụ 9,2%, xuống gốc 27,6% rễ hấp thụ 20,7%, trực tiếp xuống tới nước ngầm 6,9% Khả thấm nước đất nghiên cứu với tác động ảnh hưởng lửa Lửa gây đốt trụi lớp thảm thực vật bề mặt đất tạo lớp tro lớn gây vít khe hở, lỗ hổng, tạo lớp đất khó thấm nước Theo kết nghiên cứu Dyness-1976 đốt lửa làm cho lớp đất mặt từ 2,5 - 30cm giảm rõ rệt độ thấm nước làm bay bề mặt tăng, lớp đất mặt trở lên khô, độ xốp đất giảm, kết cấu đất bị phá vỡ Cơ quan bảo vệ đất Mỹ dựa vào loại đất, tính chất vật lí đất phân chia tính thấm nước đất làm bẩy cấp Ulrich (1954) xác định quan hệ giữ hàm lượng sẽt theo độ sâu với độ thống khí khả thấm nước hình vẽ Nói chung, đất rừng có hiệu suất nước thấm xuống đất lớn so với loại hình sử dụng đất đai khác, hiệu suất ổn định nước thấm xuống đất đất rừng tốt lên cao tới 8.0cm/h trở lên (Dunne, 1978) Thành nghiên cứu Trung Quốc cho thấy, đất rừng có độ hổng đất tương đối lớn, đặc biệt độ hổng phi mao quản lớn mà làm tăng hiệu suất nước thấm xuống đất lượng nước thấm đất rừng (Hà Đông Ninh, 1991) - Khả giữ nước đất Lương nước tàng trữ đất rừng tiêu quan trọng để đánh giá tác dụng nuôi dưỡng nguồn nước đất rừng, Trung Quốc thường dùng lượng nước bão hoà phi mao quản đất rừng để tính tốn, theo kết nghiên cứu đất rừng có tàng trữ lượng nước 641-679 (Hà Đông Ninh, 1991) Page | Trung tâm thực nghiệm GunnarSholt giới thiệu cơng trình nghiên cứu chu kỳ tính tốn độ ẩm đất rừng dựa ba ngun tắc: tính tốn thể tích lớp bề mặt, phẫu đồ nước lớp đất lớp bề mặt phẫu đồ thể tích nước đất Budư Ko (Liên Xô cũ) sáng lập phương pháp cân lượng, phương pháp thông qua việc dựng lên phương trình cân lượng để xác định lượng lưu thông tiềm dùng cho bốc nước, từ xác định lượng nước bốc Penman sử dụng phương pháp động lượng học khơng khí để tính tốn lượng lưu thơng tiềm nhiệt dùng cho bốc nước Monteith cải tiến thêm thành phương pháp tính tốn hiệu suất phản xạ thảm thực vật hình thành phương pháp Penman - Monteith để tính tốn lượng phát tán nước, việc xác định lực cản động lực học khơng khó lực cản tầng tán rừng có tầm quan trọng bậc - Năm 1937 Vưsôski xây dựng cơng thức tính lượng nước thấm xuống: W - P0-(E0+T+S) W lượng nước thấm xuống P0 lượng mưa trung bình năm khu vực nghiên cứu (mm) E0 lượng bốc lấy từ trạm khí tượng (mm) T lượng thoát nước thực vật (mm) tính theo bảng tra Phạm Văn Sơn S dịng chảy mặt đất (mm), tính theo bảng tra Vưsôski 2.2.2 Những nghiên cứu liên quan vật rơi rụng Các nhà khoa học giới nhận thấy tầm quan trọng vật rơi rụng có nghiên cứu vật rơi rụng từ sớm, nghiên cứu thường mang tính chất chuyên sâu tính chất đặc điểm vật rơi rụng Thành phần hàm lượng chất dinh dưỡng có vật rơi rụng lớn, có nhiều nhà khoa học g\iới nghiên cứu vấn đề Đầu tiên phải kể đến nghiên cứu từ sơm P.W.Richard David năm 1952, Page | Ông đa khẳng định: "Hữu mô sống rừng chiếm 80 - 90% tổng lượng chất hữu cơ, lại 10 - 20% chất hữu tồn vật rơi rụng đất, lớp phủ thực vật đồng thời điều kiện nhiệt ẩm cao vùng nhiệt đới làm cho vật rơi rụng bị phân giải mau chóng đất rừng bị thối hố mạnh khơng thể phục hồi được" [10] Sau nhà khoa học Barilevich năm 1965 đa đưa nghiên cứu cấu trúc vật rơi rụng gồm cành khô, rụng chết [9] sau: ● Phần tươi: 40 - 50% (ôn đới), 20 - 30% (nhiệt đới) ● Phần mặt đất tích luỹ lâu năm 30 - 40% ● Phần rễ chết: - 20% Năm 1997 học giả người Đức E.Ebermayer kinh điển tiếng "Sản lượng vật rơi rụng rừng thành phần hố học chúng", nói rõ tầm quan trọng tuần hoàn chất dinh dưỡng vật rơi rụng, sau nhiều học giả liên tiếp tiến hành nghiên cứu với quy mô lớn vật rơi rụng toàn giới [3] Ở Trung Quốc có số nghiên cứu lớn thành phần vật rơi rụng nghiên cứu Lô Tuấn Bồi số tác giả năm 1987 rừng Tiêm Phong Lĩnh khẳng định thành phần hoá học rừng mưa mùa nửa rụng cao rừng mưa nhiệt đới, hàm lượng nguyên tố cành, lá, tạp chất rừng mưa theo mùa nửa rụng xắp xếp theo thứ tự [11] sau: ● Cành: Ca > N > K > Mg > Si > P ● Lá: Ca > Si > N > K > Mg > P ● Tạp chất: K > N > Ca > Si > Mg > P Khả phân huỷ vật rơi rụng vấn đề nhiều nhà khoa học quan tâm, từ năm 1963 Olson nghiên cứu kỹ vấn đề này, tác giả đưa phương trình phân huỷ thực vật [7] sau: X/Xo = e-kt (1-1) Trong đó: Xo: Lượng vật rơi rụng trước bắt đầu phân huỷ X: Lượng vật rơi rụng lại sau thời gian phân huỷ định Page | t: Thời gian phân huỷ (năm) K: Hệ số phân huỷ Ở Trung Quốc vào năm 1984 - 1986 Lô Tuấn Bồi đồng thời dùng hai phương pháp túi lưới khung lưới để tiến hành thí nghiệm phân huỷ vật rơi rụng rừng mưa mùa bán rụng rừng mưa nhiệt đới, áp dụng công thức Olson đưa qua phân tích hồi quy thu kết quả: Vật rơi rụng loại thực bì khác phương pháp xử lý khác tỉ lệ phân huỷ thời gian cần thiết cho phân huỷ phương pháp khung lưới lớn phương pháp túi lưới Năm 1988 - 1995 số tác giả người Trung Quốc áp dụng phương pháp khung lưới tiến hành phân tích thí nghiệm phân huỷ cành khơ, rụng rừng nguyên thuỷ rừng mưa nhiệt đới miền núi Tiên Phong Lĩnh, kết thu tỉ lệ vật rơi rụng lại (X/X o) thơi gian phân giải (t) có tương quan âm (-) rõ, kỳ phân huỷ lý thuyết vật rơi rụng rừng nguyên thuỷ, rừng mưa miền núi khoảng 2,9 năm, kỳ phân huỷ lý luận vật rơi rụng khoảng 3,5 năm [12] Khả hút giữ nước, chống xói mịn vật rơi rụng đặc điểm quan trọng có nhiều nghiên cứu giới đề cấp vấn đề nghiên cứu Volny (Đức) nghiên cứu ảnh hưởng vật rơi rụng tới dịng chảy xói mịn đất, ơng lập ô thí nghiệm nhỏ để nghiên cứu hàng loạt nhân tố có liên quan đến dịng chảy xói mịn đất thực bì, lớp phủ bề mặt vật rơi rụng [5] Nghiên cứu Maisep độ che phủ rừng, sau 20 năm qua trách trạm thí nghiệm Vant đưa kết luận "Ở nơi có rừng lượng nước chảy bề mặt hệ số dịng chảy năm nhỏ rơi khơng có rừng từ 40 - 50% tán rừng ngăn cản, lớp thảm mục thảm khơ có khả giữ nước, ngồi chúng cịn có tác dụng lớp trướng ngại vật ngăn cản tốc độ dòng nước" Nhìn chung nghiên cứu tác giả nước ngồi cho thấy vai trị vật rơi rụng, lượng vật rơi rụng, tốc độ phân giải động thái thành phân dinh dưỡng vật rơi rụng có ý nghĩa quan trọng nghiên cứu thực tiễn sản xuất Lâm nghiệp, nghiên cứu cho thấy vật rơi rụng khác hàm lượng dinh dưỡng khống khác nhau, tốc độ phân giải khác Ngoài vật rơi rụng phụ thuộc nhiều vào điều kiện lập địa, phân bố lồi cây, mơi trường phân giải đưa Page | kết luận mang tính quy luật vật rơi rụng cần phải có nhiều nghiên cứu chuyên sâu có phạm vi mở rộng 2.3 Tình hình nghiên cứu ởViệt Nam 2.3.1 Tính thấm nước đất khả giữ nước đất - Tính thấm nước đất Nhìn chung nghiên cứu tính thấm nước trọng tới từ thời kỳ đầu bước đầu đạt số thành định thuỷ lợi nơng lâm nghiệp Cơng trình nghiên cứu tính thấm nước qua đập từ xây dựng đập chắn nước phù hợp khu vực Kết áp dụng nhiều nơi cơng trình thuỷ lợi Đặc biệt cơng trình nghiên cứu Chu Đình Hồng (1995) [6] đặc tính thấm nước đất phèn đồng Sông Cửa Long Dựa chế thấm nước tác giả thiết kế hệ thống kênh mương tiêu nước rửa phèn Cũng dựa chế có nhiều cơng trình nghiên cứu nhằm đưa lượng nước tưới thích hợp cho trồng nhằm giảm thiểu lượng nước tưới mà phát triển tốt không gây tượng xói lở, rửa trơi đất thơng qua hệ số tính tốn lượng nước hữu hiệu q trình thường xuyên thấm Trên thực tế nghiên cứu góp vai trị quan trọng nơng lâm nghiệp Cùng với nghiên cứu ứng dụng tính thấm nước lâm nghiệp nghĩ đến thành phần quan trọng nhằm làm tăng tối đa khả chống xói mịn đất Theo kết nghiên cứu Nguyễn Ngọc Lung (1996) lượng nước thấm xuống đất biến động từ 50 - 90% lượng nước giáng thuỷ Tuỳ trạng thái lớp phủ bề mặt khác mà có lượng nước thấm nhiều hay - Khả giữ nước đất Ở Việt Nam có số nghiên cứu khả giữ nước đất Phạm Văn Điển (1998) [4] sử dụng nhân tố nhiệt độ (T) độ ẩm khơng khí (V) làm nhân tố chủ đạo có ảnh hưởng tới bốc nước mặt đất Từ tác giả xây dựng phương trình tương quan để xác định lượng nước bốc vật lý từ đất thời kỳ nghiên cứu, phương trình có dạng: E = 0.0576 + 7.18 (T/V)2 với hệ số tương quan cao (r = -.908) Page | 10 Trong dân tộc dân tộc Tày chiếm tỷ lệ cao nhất, dân tộc Hoa chiếm tỷ lệ thấp nhất.Tổng số hộ nghèo năm 2011 133 hộ chiếm 19.19%, hộ cận nghèo 134 hộ chiếm 19.33%.Thu nhập bình quân dân xã 11 triệu đồng/ người/ năm - Thực trạng phát triển khu dân cư Các khu dân cư xã thường tập trung ven đường giao thơng, nguồn nước, có quy mơ nhỏ rải rác Cơ sở hạ tầng hạn chế điều kiện kinh tế chưa có đầu tư địa phương Các cơng trình điện, đường, y tế, giáo dục chưa đáp ứng nhu cầu ngày cao người dân Phần 3: ĐỐI TƯỢNG , NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.2 Địa điểm thời gian tiến hành Địa điểm: số khu vực phòng hộ xã (Trạng thái Ia, Ib, Ic) Thời gian tiến hành: tháng 3.3 Nội dung nghiên cứu tiêu theo dõi - Nghiên cứu đặc điểm, điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực - Khái quát đặc điểm tài nguyên rừng khu vực nghiên cứu - Nghiên cứu khả giữ nước đất rừng + Xác định dung trọng đất + Xác định tỷ trọng đất + Xác định độ xốp đất + Xác định lượng nước bốc đất + Xác định tính thấm đất + Xác định độ sâu ngấm nước lượng nước đồng ruộng bé - Nghiên cứu đặc điểm, thành phần khối lượng vật rơi rụng Page | 19 Thành phần vật rơi rụng Khối lượng vật rơi rụng - Nghiên cứu đặc điểm thấm nước vật rơi rụng Độ ẩm tự nhiên vật rơi rụng Độ ẩm tối đa vật rơi rụng Quá trình thấm nước vật rơi rụng theo thời gian - Dự đoán lượng nước giữ vật rơi rụng - Đưa đề xuất dựa kết nghiên cứu 3.4 Phương pháp nghiên cứu 3.4.1 Phưong pháp kế thừa số liệu thứ cấp: - Kế thừa tài liệu, số liệu điều tra điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, tài liệu tham khảo liên quan đến đề tài tác giả nước - Kế thừa kết có sẵn thống kê diện tích phân bố, đặc điểm q trình tác động trạng đối tượng nghiên cứu, tổng hợp số liệu quy hoạch rừng đất rừng địa phương - Kế thừa kết theo dõi đặc điểm nhiệt độ, chế độ mưa khu vực nghiên cứu 3.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm: - Bố trí OTC : + Diện tích tiêu chuẩn: 400m2 (20m x 20m) trạng thái Ia, Ib, Ic, IIa + Ô thứ cấp : ô, ô 25 m2 (tại góc otc) + Ơ dạng bản: (1mx1m) để xác định đất VRR + Số lượng ơtc: 3ơ/ trạng thái + Phân bố: Ơ thí nghiệm đặt ngẫu nhiên , đại diện cho nhóm thực vật khác nhau, đại diện cho độ dốc, điều kiện thổ nhưỡng khác 3.4.3 Phương pháp thu thập số liệu: Page | 20 ... đề tài ? ?Nghiên cứu đặc trưng thấm, giữ nước đất rừng vật rơi rụng vùng phịng hộ lưu vực sơng Cầu xã Cao Kỳ, huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn” thực 1.2 Mục đích Nhằm nghiên cứu khả thấm giữ nước số... vật rơi rụng Page | 19 Thành phần vật rơi rụng Khối lượng vật rơi rụng - Nghiên cứu đặc điểm thấm nước vật rơi rụng Độ ẩm tự nhiên vật rơi rụng Độ ẩm tối đa vật rơi rụng Quá trình thấm. .. dung nghiên cứu tiêu theo dõi - Nghiên cứu đặc điểm, điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực - Khái quát đặc điểm tài nguyên rừng khu vực nghiên cứu - Nghiên cứu khả giữ nước đất rừng + Xác