ĐẶT VẤN ĐỀ Xói mòn đất là hiện tượng bào mòn lớp đất mặt, làm mất dinh dưỡng đất ở những vùng đất dốc, gây ảnh hưởng lớn đến mọi hoạt động sản xuất của con người Đây là vấn đề đã và đang được quan tâm[.]
ĐẶT VẤN ĐỀ Xói mịn đất tượng bào mòn lớp đất mặt, làm dinh dưỡng đất vùng đất dốc, gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất người Đây vấn đề quan tâm, tranh luận nhiều sản xuất Nông - Lâm nghiệp, đặc biệt với đối tượng cao su (Hevea brasiliensis Muell) đưa vào canh tác đất Lâm nghiệp Với đặc tính sinh trưởng nhanh dễ trồng, cao su phát triển nhanh chóng Việt Nam Tổng diện tích trồng cao su đến đạt 500.000 Những nơi trồng nhiều miền Đông Nam Bộ, Tây nguyên số tỉnh miền Trung Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh Hiện nay, người ta nghiên cứu mở rộng diện tích trồng cao su tỉnh miền núi phía Bắc với mơ hình trồng rừng Cao su thử nghiệm Lai Châu, Sơn La Cây Cao su hứa hẹn góp phần phủ xanh đất trống đồi núi trọc, loài chủ đạo làm thay đổi vùng đất nghèo khó, phát triển kinh tế miền núi “cây vàng” thời kỳ kinh tế thị trường Tuy nhiên, trước gia tăng nhanh chóng diện tích trồng cao su xuất nhiều ý kiến trái ngược tác động rừng trồng cao su đất dốc đến mơi trường đất, đặc biệt vấn đề xói mịn đất Hiện tượng xói mịn mạnh hay yếu? Những thành phần vật chất khác đất bao nhiêu? Biện pháp kỹ thuật cụ thể để trì dinh dưỡng đất rừng Cao su? Ở nước ta năm gần đây, trồng cao su chủ yếu vùng đất dốc (với độ dốc từ - 250) nhiều tỉnh miền Trung miền Bắc Những vùng đất nhạy cảm với thiên tai, đặc biệt dễ bị xói mịn mạnh lớp phủ thảm thực vật ngun thủy khơng cịn trước mà thay vào cánh rừng cao su trồng Để canh tác phát triển cao su bền vững, đạt hiệu cao kinh tế - xã hội - môi trường, vấn đề đặt nghiên cứu, xác định lượng đất xói mịn, thành phần vật chất xói mịn Từ có giải pháp hợp lý nhằm giảm thiểu lượng chất dinh dưỡng bị xói mịn, trì sức sản xuất đất Ở Việt Nam, nghiên cứu xói mòn hạn chế, nghiên cứu lượng vật chất thành phần vật chất bị xói mịn tán rừng đặc biệt nghiên cứu rừng Cao su Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài : “Nghiên cứu thành phần vật chất xói mịn rừng cao su Hương Khê – Hà Tĩnh” thực cần thiết có ý nghĩa thực tiễn cao CHƯƠNG LƯỢC SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Trên giới - Nghiên cứu tác động rừng trồng đến mơi trường đất xói mịn đất Một vài kỷ gần đây, dân số giới tăng nhanh thúc đẩy nhu cầu lương thực, thực phẩm, lâm sản… Đồng thời, nhịp độ phát triển nhanh chóng cách mạng kinh tế - kỹ thuật góp phần quan trọng việc tàn phá môi trường tự nhiên, khai thác triệt để nguồn tài nguyên, đặc biệt tài nguyên đất đai, tài nguyên rừng Giữa kỷ XVIII, nhiều khu rừng giới bị chặt bỏ, thay vào diện tích canh tác nơng nghiệp Hiện tượng xói mịn canh tác liên tục dẫn đến làm suy giảm độ phì suất trồng Trước thực tiễn thúc đẩy nghiên cứu đất, xói mịn đất, biện pháp phịng chống xói mịn, bảo vệ đất… nhà khoa học giới Trong lĩnh vực đất rừng, nhà khoa học tập trung nghiên cứu tính chất đất khu vực khác nhau, trạng thái khác rút kết luận: Nhìn chung độ phì đất rừng trồng cải thiện đáng kể cải thiện tăng dần theo tuổi (Shosh,1878; Iha.M.N, Pande.P Rathore, 1984; Basu.P.K Aparajita Mandi, 1987; Chakraborty.R.N Chakraborty.D, 1989; Ohta, 1993) Các lồi khác có ảnh hưởng khác đến độ phì đất, cân nước, phân hủy thảm mục chu trình dinh dưỡng khống (Bernhard Reversat.F, 1993; Trung tâm Lâm nghiệp quốc tế (CIFOR), 1998; Chandran.P, Dutta.D.R, Gupta.S.K Banerjee.S.K, 1998) Cơng trình nghiên cứu xói mịn đất dịng chảy thực nhà bác học Volni người Đức thời kỳ 1877 đến 1885 ( Hudson, 1981)[11] Những ô thí nghiệm sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng nhiều nhân tố thực bì, lượng mưa tới dịng chảy xói mịn đất cơng trình Tác giả nghiên cứu ảnh hưởng loại đất độ dốc mặt đất tới dòng chảy xói mịn đất Tuy nhiên, phần lớn kết luận chưa định lượng cách rõ ràng Sau đó, nghiên cứu xói mịn đất thực ngày nhiều Mỹ, Liên Xô số nước phát triển khác Bằng thí nghiệm phịng, Ellsion (Hudson, 1981)[11] thấy loại đất khác có biểu khác pha xói mịn đất nước Ellsion người phát vai trò lớp phủ thực vật việc hạn chế xói mịn đất vai trị quan trọng hạt mưa rơi xói mịn Phát ông mở hướng nghiên cứu xói mịn đất, làm thay đổi quan điểm nghiên cứu xói mịn khả bảo vệ lớp thảm thực vật Các nghiên cứu xói mịn bắt đầu chuyển sang nghiên cứu định lượng, xác định chế xói mịn, tìm cơng thức tốn học để mơ q trình xói mịn Nhờ phương tiện đại, người ta tiến hành nghiên cứu xói mịn khơng điều kiện tự nhiên mà điều kiện nhân tạo: mưa nhân tạo, độ dốc nhân tạo, độ che phủ nhân tạo Các nhà nghiên cứu tiếng giai đoạn là: Ellsion ( Hudson, 1981 [11]), Delixop, Mikhevic (Zakharop, 1981[11]), Wischmeier (1959 [21], 1974 [22]), Vào năm 1958, Wischmeier Smith đưa phương trình đất phổ dụng (USLE), có dạng tổng quát sau: A = 2,47 R.K.LS.C.P ( – 1) Trong đó: A: Lượng đất xói mịn (tấn/ ha/ năm) R: Hệ số xói mịn mưa K: Hệ số xói mịn đất LS: Hệ số xói mịn độ dốc chiều dài dốc C: Hệ số xói mịn lớp phủ thực vật P: Hệ số bảo vệ đất biện pháp liểm sốt xói mịn Phương trình đất phổ dụng dùng phổ biến giới để xác định hệ số an toàn độ dốc, chiều dài dốc, hệ số trồng canh tác, đánh giá so sánh lượng đất xói mịn phương thức sử dụng đất khác dự báo nguy xói mịn đất cho vùng lãnh thổ định Thơng qua phương trình làm sáng tỏ ảnh hưởng nhân tố đến xói mịn đất Nó cịn có tác dụng định hướng cho nhiều nghiên cứu nhằm xác định quy luật xói mịn nghiên cứu mơ hình canh tác bền vững khu vực có điều kiện địa lý khác Vào năm 70 kỷ XX, phương trình đất phổ dụng cải tiến để áp dụng cho đất rừng số loại đất phi nông nghiệp khác, gọi phương trình đất biến đổi: A= R.K.LS.MV (1 – 2) Trong đó: A: Lượng đất xói mịn (tấn/ acre/ năm) R: Hệ số xói mịn mưa K: Hệ số xói mịn đất LS: Hệ số xói mịn độ dốc chiều dài dốc MV: Hệ số biện pháp quản lý thực bì Trong phương trình đất biến đổi, tính phức tạp phương trình đất phổ dụng giảm bớt sở ghép nhân tố lớp phủ thực vật nhân tố bảo vệ đất thành nhân tố thực bì Việc áp dụng phương trình đất biến đổi trở nên đơn giản Tuy nhiên, mục tiêu sử dụng phương trình chủ yếu vần đất nơng nghiệp Khi áp dụng cho loại rừng kết có độ xác khơng cao Vì thế, tùy vào điều kiện cụ thể mà có điều chỉnh phù hợp - Nghiên cứu tác động rừng cao su đến môi trường đất Cây cao su có tên gốc gọi Hê vê (Hévéa), mọc dọc theo sông Ama-zôn Nam Mỹ Đây công nghiệp quan trọng kinh tế nên phát triển nhiều quốc gia, nguồn nguyên liệu chiến lược cho nhiều lĩnh vực sản xuất đời sống Ở Trung Quốc từ đầu năm 1950 có nhiều rừng tự nhiên thay đồn điền cao su Chúng không phát triển đất đỏ bazan màu mỡ, nơi phẳng với khí hậu ấm áp mà phát triển loại đất có độ phì vùng dốc với khí hậu lạnh Kết nghiên cứu WANG Xianpu cho thấy rừng cao su Trung Quốc có khả bảo vệ đất nước tốt nhiều số loại hình rừng trồng lồi khác Ailen et al.,(1982) nghiên cứu tác động môi trường rừng cao su bán đảo phía Tây Singapo nhận thấy hiệu thấp giữ nước bảo vệ đất rừng trồng cao su Ông kết luận q trình trồng cao su khơng tránh khỏi gia tăng dịng chảy mặt xói mịn đất Xói mịn đất nghiêm trọng người trồng cao su tiến hành phát dọn thực bì tán rừng Một số tác giả nghiên cứu khả bảo vệ môi trường rừng cao su như: Gao Suhua (1985), Wu Eryu (1984), Chen Yongshan (1982) điều tra hiệu bảo vệ đất nước đồn điền cao su Trung Quốc Nhìn chung nghiên cứu tác giả giới chủ yếu nghiên cứu sơ đặc điểm hệ sinh thái rừng cao su chức sinh thái chúng, mà số tác động khác hệ sinh thái chưa làm rõ 1.2 Ở Việt Nam - Nghiên cứu tác động rừng trồng đến mơi trường đất xói mịn đất Tại Việt Nam, cơng trình nghiên cứu xói mịn xuất vào năm 1960 - 1964 cơng trình Nguyễn Ngọc Bình, Cao Văn Vinh ảnh hưởng độ dốc tới xói mịn đất, góp phần đề tiêu, quy chế bảo vệ, sử dụng khai thác đất dốc Cũng thời gian tác Tơn Gia Hun, Chu Đình Hồng, Nguyễn Xuân Quát - Bùi Ngạnh (1963) [8]…đã tập trung nghiên cứu Tây Bắc, Bắc Thái, Sơn La, Phú Thọ, Lào Cai biện pháp cơng trình trồng phân xanh che phủ đất Những kết nghiên cứu góp phần xây dựng lên quy phạm tạm thời thiết kế đồi Bộ Nơng nghiệp Vào năm 1965 - 1975, hồn cảnh khó khăn, thời kỳ chiến tranh nên nghiên cứu bị gián đoạn, Tuy cơng tác nghiên cứu có thực chất có hướng phát triển theo chiều sâu chiều rộng, có phân vùng xói mịn, xây dựng trạm quan trắc xói mịn định vị lâu dài Điển hình số cơng trình nói đến giai đoạn cơng trình Chu Đình Hồng (1976, 1977), Đào Khương (1970) nét đặc trưng chủ yếu xói mịn vùng khí hậu nhiệt đới Việt Nam; Cơng trình Bộ mơn khí tượng thủy văn ( Viện nghiên cứu Lâm nghiệp) ảnh hưởng rừng tới xói mịn; Cơng trình Hà Học Ngơ( 1971) Ngơ Đức Thiều biện pháp cơng trình phân cắt dịng chảy; Cơng trình Bùi Quang Toản (1974) kỹ thuật canh tác nương định canh [10]…Những nghiên cứu bước đầu đề số biện pháp chống xói mịn đất thích hợp Sau chiến tranh kết thúc (1975), cơng trình nghiên cứu xói mịn đất xúc tiến với nhiều phương pháp nghiên cứu đại ứng dụng, hàng loạt khu quan trắc xây dựng Cơng trình nghiên cứu xói mịn đất Thanh Hịa ( Vĩnh Phú), Nguyễn Quang Mỹ Đào Đình Bắc (1985) đưa nhận xét đặc điểm xói mịn đất Việt Nam sau ( dẫn theo Phạm Văn Điển, 2006 [3]): + Q trình xói mịn đất Việt Nam có đặc điểm khác biệt so với miền ôn đới, hàn đới Ở nước ta, tượng xói mịn theo bề mặt gây tác hại to lớn cả, tiếp sau xói mịn theo dịng, cịn xói mịn gió hoạt động số nơi có điều kiện thích hợp Tây Ngun dải đồng hẹp ven biển miền Trung Do vậy, hướng nghiên cứu biện pháp chống xói mòn đất nước ta chủ yếu nhằm vào trình xói mịn bề mặt + Việc chống xói mòn Việt Nam phải mang đặc điểm riêng miền nhiệt đới ẩm, không theo khuôn mẫu nước Âu, Mỹ + Cường độ xói mịn đất Nông nghiệp Việt Nam mạnh (150 - 200 tấn/ ha/ năm), song biện pháp chống xói mịn cịn thơ sơ chưa triển khai rộng rãi Nhận định tác giả lẽ phiến diện, lượng đất xói mịn 150 - 200 tấn/ ha/ năm xảy số nơi có độ dốc lớn, đất có kết cấu khơng tốt, nghèo mùn, thảm thực vật trơ trụi, lượng đất xói mịn bình qn nước ta Từ đầu năm 1990, với sát nhập vào mạng lưới Nghiên cứu Đất dốc Châu Á tổ chức Nghiên cứu Quản lý Đất Quốc tế ( IBSRAM), nhiều nghiên cứu định vị triển khai tỉnh phía Bắc Tây Ngun Các đo đếm xói mịn thiết kế thống nhất, việc quan trắc tiến hành lâu dài có hệ thống Tiêu biểu số cơng trình: Cơng trình Bùi Quang Toản (1991), “ Một số vấn đề nương rẫy Tây Bắc phương hướng sử dụng”; Công trình nghiên cứu Nguyễn Quang Mỹ (1979, 1983, 1984, 1990) xói mịn đất nơng nghiệp Tây Ngun nhân tố ảnh hưởng tới xói mịn;… Năm 1999, Phạm Văn Điển nghiên cứu đặc điểm thủy văn số thảm thực vật rừng làm sở cho việc xây dựng tiêu chuẩn rừng giữ nước vùng xung yếu thủy điện Hịa Bình Bằng nghiên cứu cụ thể, tác giả đưa tiêu chuẩn để lớp phủ thực vật bắt đầu có giá trị giữ nước viết dạng biêu thức: U = [(TC + CP).X / S] ≤ 53,75 Các giá trị tổng độ tàn che đọ che phủ xác định từ biểu thức giá trị mà từ trở lên tác dụng giữ nước lớp thảm thực vật có ý nghĩa đáng kể Có thể viết tiêu chuẩn cấu trúc rừng giữ nước dạng biểu thức sau: K = [(TC + CP).X /S] ≥ 180,81 Như vậy, để đảm bảo khả giữ nước rừng giá trị độ dốc độ xốp lớp đất mặt cần có tổng tỷ lệ độ tàn che độ che phủ định lớp thảm thực vật Các giá trị tiêu tổng hợp tính từ biểu thức tiêu chuẩn cho phép khai thác lợi dụng rừng mà không làm giảm đáng kể tác dụng giữ nước rừng - Nghiên cứu tác động rừng Cao su đến môi trường đất Ở Việt Nam, nghiên cứu tác động rừng Cao su đến mơi trường nói chung mơi trường đất nói riêng cịn mẻ Trong phần lớn tài liệu nghiên cứu Cao su nhiều đề cập đến tác động mơi trường chúng Tuy nhiên chưa có nghiên cứu riêng vấn đề cách cụ thể Tác giả Nguyễn Khoa Chi (1977), cho Cao su lồi bảo vệ mơi trường tốt, có khả chống xói mịn khơng làm hủy hoại đất Theo nghiên cứu Trương Đình Trọng, 2005 “ Thực trạng thối hóa đất bazan tỉnh Quảng Trị giải pháp bảo vệ môi trường đất”: Ở số vùng sau lớp phủ rừng bị lột bỏ trồng công nghiệp dài ngày Cà phê, Cao su, Chè đất có biểu thối hóa nhẹ, tạo tầng đất chặt tầng canh tác Như nhiều ý kiến trái ngược tác động rừng đến môi trường đất Các nghiên cứu dừng lại việc so sánh ảnh hưởng rừng Cao su đến số tính chất đất với loại hình canh tác khác, chưa đánh giá ảnh hưởng độ dốc cấp tuổi khác nhau, khả bảo vệ đất chống xòi mòn 1.3 Nhận xét, đánh giá chung Điểm qua cơng trình nghiên cứu giới nước liên quan đến đề tài nghiên cứu, ta rút số nhận xét sau đây: - Trên giới, việc nghiên cứu tác động rừng trồng nói chung rừng Cao su nói riêng tới mơi trường đất có lịch sử lâu dài Nhưng kết nghiên cứu cho thấy chưa có khác biệt rõ ràng rừng trồng Cao su với loại rừng khác đất - Ở Việt Nam, Cao su có đặc điểm sinh thái tương đối phù hợp, có triển vọng phát triển kinh tế cao Tuy nhiên, tác động đến môi trường rừng trồng Cao su, đặc biệt mơi trường đất cịn chưa làm rõ có nhiều tranh luận đưa ra: Một số người cho rừng trồng Cao su có hiệu tích cực với mơi trường, số khác lại khẳng định rừng Cao su có khả bảo vệ đất, cải thiện độ phì đất giữ nước kém, Vì vậy, phát triển Cao su cách ạt nước ta dẫn đến tác động xấu cho môi trường đất đai địa bàn canh tác Đây u cầu, địi hỏi cấp thiết thực tiễn kinh doanh, trồng rừng Cao su địa bàn nhiều tỉnh Đề tài: “Nghiên cứu thành phần vật chất xói mịn rừng cao su Hương Khê – Hà Tĩnh” thực nhằm cung cấp thêm thông tin thành phần lượng chất xói mịn, lượng đất xói mịn Trên sở đề xuất giải pháp kỹ thuật làm giảm thiểu lượng đất, lượng chất dinh dưỡng bị xói mịn nhằm phát triển Cao su khu vực địa phương khác có điều kiện tương tự 10 ... thành phần vật chất bị xói mịn tán rừng đặc biệt nghiên cứu rừng Cao su Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài : ? ?Nghiên cứu thành phần vật chất xói mịn rừng cao su Hương Khê – Hà Tĩnh” thực cần thiết... Đề tài: ? ?Nghiên cứu thành phần vật chất xói mịn rừng cao su Hương Khê – Hà Tĩnh” thực nhằm cung cấp thêm thông tin thành phần lượng chất xói mịn, lượng đất xói mịn Trên sở đề xuất giải pháp kỹ.. .xói mịn Từ có giải pháp hợp lý nhằm giảm thiểu lượng chất dinh dưỡng bị xói mịn, trì sức sản xuất đất Ở Việt Nam, nghiên cứu xói mòn hạn chế, nghiên cứu lượng vật chất thành phần vật chất