(Luận văn) nghiên cứu đặc trưng thấm và giữ nước tiềm tàng của đất rừng tại núi luốt xuân mai hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VŨ THỊ QUỲNH NGA lu an n va p ie gh tn to NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG THẤM VÀ GIỮ NƯỚC TIỀM TÀNG CỦA ĐẤT RỪNG TẠI NÚI LUỐT - XUÂN MAI - HÀ NỘI d oa nl w nf va an lu lm ul LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP z at nh oi z m co l gm @ an Lu n va HÀ NỘI, 2009 ac th si ĐẶT VẤN ĐỀ Nghiên cứu đặc trưng thấm giữ nước đất rừng có ý nghĩa quan trọng ngành Lâm nghiệp Nắm đặc trưng thấm giữ nước đất rừng, hình dung vận động biến đổi lượng nước đất rừng, xác định lực điều tiết tuần hoàn thuỷ văn đất chế phát sinh dòng chảy Khả thấm giữ nước đất sở quan trọng để giữ nước đất giữ đất chỗ Hiệu giữ nước đất tiêu tổng lu hợp chi phối chu trình thuỷ văn hiệu phịng chống xói mịn đất Ngồi an ra, cịn sở để giải thích chế phát sinh dịng chảy, xây dựng va n khoa học cho xác định yêu cầu cấu trúc rừng bảo vệ nguồn nước, đồng thời để Tuy nhiên, nghiên cứu đặc trưng thấm giữ nước đất p ie gh tn to đề xuất giải pháp phát huy tốt chức có lợi khác rừng rừng Việt Nam hạn chế Kết phần lớn nghiên cứu nl w giúp nhận thức cách sơ đặc trưng thấm, giữ nước đất d oa rừng Điều gây khó khăn cho việc phân tích chế phát sinh dòng an lu chảy sườn dốc, dự báo xói mịn đất lũ lụt; đồng thời chưa đủ luận nf va khoa học để đề xuất giải pháp quản lý rừng phòng hộ nguồn nước theo hướng phát huy đồng thời tối đa chức có lợi rừng lm ul sinh thái kinh tế z at nh oi Để góp phần giải số tồn nêu trên, đề tài “Nghiên cứu đặc trưng thấm giữ nước tiềm tàng đất rừng núi Luốt - Xuân Mai - Hà z Nội” thực @ gm Do điều kiện nghiên cứu thời gian có hạn, đề tài xác định số l đặc trưng thấm giữ nước tiềm tàng đất rừng điều kiện cung cấp m co nước nhân tạo khu rừng thực nghiệm núi Luốt trường Đại học Lâm rừng an Lu nghiệp, ví dụ minh họa thể đặc trưng thấm, giữ nước đất n va ac th si CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Ở nước 1.1.1 Thành nghiên cứu 1.1.1.1 Khả thấm nước đất Sự thấm nước đất vấn đề nghiên cứu sâu rộng lĩnh vực thủy văn học, từ lý luận sản sinh dòng chảy mặt tiếp giáp mà xét, thấm nước đất thị cho khả tầng điều tiết quan lu trọng tuần hoàn thủy văn nước, sau nước mưa qua an bầu khơng khí lớp thảm thực vật che phủ Sự thấm nước đất có tác va n dụng quan trọng việc hình thành chế phát sinh dịng chảy Có gh tn to nhiều mơ hình thấm nước đất dựa vào việc đơn giản hóa trình vật lý p ie mơ hình kinh nghiệm, có mơ hình Philip mơ hình cải tiến mơ hình Smith - Parlange, mơ hình Green - Ampt, mơ hình Horton, oa nl w mơ hình Holtan, vv Khi nước thấm vào đất dịch chuyển đất, đứng mặt chất d an lu vật lý học mà nói, chúng chịu chi phối trọng lực lực hấp dẫn địa cầu nf va sinh lực tác dụng mao quản tiếp xúc nước hạt đất (Baver, lm ul 1937) (dẫn theo Nguyễn Thị Bích Ngọc, [33]), biến đổi kết z at nh oi cấu đất thành phần giới đất, dẫn đến rối loạn đan chéo vào đường vận động nước đất, việc ứng dụng định luật Darcy định luật mô tả vận động nước môi trường đồng nhiều lỗ z gm @ hổng - phương trình liên tục vận động nước đất rừng để nghiên cứu định lượng dự báo, dẫn đến sai lệch tương đối lớn so l co với tình hình thực tế phạm vi sử dụng định luật Darcy dùng cho vận m động dòng chảy tầng đất Vận động dòng chảy ưu tiên an Lu nước đất vận động dòng chảy rối loạn, mơ tả mặt lý luận có n va ac th si thể sử dụng phương trình Darcy - Weisbach Những nghiên cứu trước dòng ưu tiên chủ yếu sử dụng dòng chảy theo đường ống, dòng chảy theo đường ống vận động dòng chảy rối loạn chất lỏng theo đường vận động thông qua lỗ hổng lớn mao quản chất (Atkinson, 1978) (dẫn theo Lê Hồng Liên, [28]); nghiên cứu gần cho thấy rõ, đất cát (cơ chất) nhất, không ổn định mức độ đỉnh cao ẩm ướt, nên dẫn đến vận động dòng chảy nước đất theo chủ quan (Stagnitti and Parlange, 1995) lu (dẫn theo Nguyễn Thị Bích Ngọc, [33]) Từ góc độ ảnh hưởng rừng đối an với tuần hoàn thủy văn mà xét, hồn cảnh rừng có phân giải va n liên tục thảm mục, hoạt động rễ cây, hoạt động phong phú động gh tn to vật dẫn đến vận động dòng chảy theo đường ống lỗ hổng tương p ie đối lớn, có ý nghĩa vơ quan trọng ảnh hưởng rừng hình thành dòng chảy lưu vực rừng lượng nước sản sinh lưu vực oa nl w (Jones, 1997) (dẫn theo Lê Hồng Liên, [28]) Do đó, vận động theo phương thẳng đứng bên d an lu theo phương nằm ngang nước mơi trường đất, xem xét đến tính nf va chất không đồng môi trường đất, việc sử dụng phương trình Laplace lm ul cho vận động bão hịa phương trình Richards cho vận động khơng bão hịa z at nh oi - vốn mơ tả vận động chất lỏng môi trường đồng để mô tả vận động thực tế nước đất khó đạt tính chân thực chuẩn xác z gm @ Cơng trình nghiên cứu đặc trưng thấm nước đất Darcy (1856) (dẫn theo Nguyễn Thị Bích Ngọc, [33]) Tác giả đưa l co định luật Darcy để tính lượng nước thấm vào đất Trong định luật tác giả m khẳng định hệ số thấm phụ thuộc vào tính chất đất đồng thời phụ thuộc vào an Lu tính chất chất lỏng (nước) - tức độ nhớt chúng, mà độ nhớt lại phụ n va ac th si thuộc vào nhiệt độ mức độ khống hóa Khi nhiệt độ giảm độ nhớt tăng dẫn đến làm giảm tốc độ thấm ngược lại Tác giả biểu thị cơng thức tốn học gọi định luật Darcy: Q = K.S.T.h/l Trong đó: Q lượng nước thấm (cm3), K hệ số thấm (cm3), T thời gian thấm (phút), h độ chênh lệch áp lực cột nước đầu đầu cột thấm, l chiều dài đoạn đường thấm (cm) Đồng thời, định luật biểu thị phương trình tốc độ thấm: lu V = K.I an Với V tốc độ thấm (mm/giây, cm/phút, m/ngày đêm), I = h/l va n Sau này, người ta nhận thấy xác định tốc độ thấm đất gh tn to điều kiện nhiệt độ thay đổi khơng thể so sánh được, p ie người ta quy điều kiện tiêu chuẩn 100 C cách sử dụng hệ số điều chỉnh nhiệt độ Hazen là: 0,7 + 0,3t tính hệ số thấm oa nl w Đến năm 1937, Vusoski (dẫn theo Lê Hồng Liên, [28]) nhà bác học người Nga xây dựng công thức tính lượng nước thấm xuống đất d an lu Cơng trình nghiên cứu Fraisơ (1963) (dẫn theo Phùng Ngọc Lan, 1994, nf va [27]) nghiên cứu việc phân bố lượng nước rơi rừng thường xanh lm ul Brazil Kết nghiên cứu đưa kết luận lượng nước trực tiếp xuống z at nh oi đất rừng sau trận mưa lớn Nếu đất rừng có khả thấm nước cao giảm lượng nước chảy bề mặt, giảm xói mịn Đã có nhiều mơ hình nghiên cứu nước thấm vào đất dựa việc đơn z gm @ giản hóa q trình vật lý mơ hình kinh nghiệm mơ hình Philip cải biến mơ hình Smith - Pilange, mơ hình Green - Ampt, mơ hình l co Horton, Khả thấm nước đất nghiên cứu với tác m động ảnh hưởng lửa rừng Theo kết nghiên cứu Dernes (1976) an Lu (dẫn theo Nguyễn Thị Bích Ngọc, [33]) đốt lửa làm cho lớp đất mặt từ 2,5 - n va ac th si 30 cm giảm rõ rệt độ thấm nước làm tăng bay bề mặt, lớp đất mặt trở nên khô, độ xốp đất giảm, kết cấu đất bị phá vỡ Nhìn chung, đất rừng có hiệu suất thấm nước lớn so với loại hình sử dụng đất khác, hiệu suất ổn định nước thấm xuống đất rừng tốt lên tới 80 cm/h trở lên (Dunne (1978) (dẫn theo Nguyễn Thị Bích Ngọc, [33]) Cịn Trung Quốc, nhà khoa học thường dùng lượng nước bão hòa lỗ hổng ngồi mao quản đất rừng để tính tốn lượng nước thấm xuống đất lu Sau có nhiều mơ hình xây dựng để mơ tả q trình an thấm nước đất hồn thiện đầy đủ hơn, mơ hình dựa việc va n đơn giản hố q trình vật lý mơ hình kinh nghiệm gồm mơ hình Philip gh tn to mơ hình cải tiến mơ hình Smith - Parlange, mơ hình Green - p ie Ampt, mơ hình Horton, v.v…Mặc dù, mơ hình mô tốt vận động nước đất nông nghiệp thuỷ văn lưu vực đất oa nl w nông nghiệp (Skaggs and Khaleel, 1982) (dẫn theo Lê Hồng Liên, [28]), ứng dụng lưu vực rừng lại gây thách thức nghiêm d an lu trọng (dẫn theo Bùi Hiếu, 2002, [14]) nf va 1.1.1.2 Khả giữ nước đất lm ul Khả giữ nước đất khả giữ lại nước điều kiện có z at nh oi dịng chảy tự phía Số lượng nước đất giữ lại điều kiện đặc trưng độ trữ ẩm toàn phần có tầm quan trọng sản xuất nơng nghiệp kinh doanh rừng Do đó, có nhiều z gm @ nhà khoa học nghiên cứu vấn đề Penman (1991) (dẫn theo Nguyễn Thị Bích Ngọc, [33]) sử dụng l co phương pháp động lượng học khơng khí để tính tốn lượng lưu thông tiềm m nhiệt dùng cho bốc Monteith cải tiến thêm thành phương pháp tính tốn an Lu hiệu suất phản xạ thảm thực vật hình thành phương pháp Penman - n va ac th si Monteith để tính tốn lượng phát tán nước, việc xác định lực cản động lực học khơng khí lực cản tầng tán rừng có tầm quan trọng bậc Theo Jones (1997) (dẫn theo Đỗ Đình Sâm cộng sự, [38]) nhìn từ góc độ hình thành dịng chảy khơng có đường ưu tiên vận động nước đất (dịng ưu tiên), khơng có khả hình thành dòng chảy mạch nước ngầm, dòng chảy tốc độ nhanh đất, dòng chảy lưu vực v.v… lu Những nghiên cứu Atkinson (1978) (dẫn theo Lê Hồng Liên, [28]) an dòng ưu tiên chủ yếu sử dụng dòng chảy theo đường ống, dòng chảy va n theo đường ống vận động dòng chảy rối loạn chất lỏng theo Trong năm gần đây, có nhiều cơng trình nghiên cứu dịng p ie gh tn to đường vận động thơng qua lỗ hổng lớn mao quản chảy mặt cơng trình nghiên cứu Moltranov A.A (1960, 1973), oa nl w Matveev P.N (1973), Santra Regina L (1989), Giacomin (1992) (dẫn theo Phùng Văn Khoa, [23])…Một cơng trình nghiên cứu tồn diện d an lu phải kể đến cơng trình Moltranov tiến hành Liên Xô Tác giả nf va nghiên cứu tỉ mỉ khả thấm giữ nước đất rừng, khác biệt lm ul lượng nước bị giữ lại tán rừng, lượng nước chảy men thân cây, z at nh oi lượng mưa tán rừng Tác giả khẳng định nơi có độ dốc 25 - 300, đất rừng có khả chuyển nước chảy mặt đất thành nước ngầm Hiệu làm khô đất rừng Liên Xô không thấy z gm @ vùng đầm lầy mà khu vực có lượng mưa thấp vùng Trung Á Kết nghiên cứu Moltranov có ý nghĩa không công l m thành phương pháp nghiên cứu thuỷ văn rừng co tác xây dựng tiêu chuẩn rừng giữ nước mà lĩnh vực nghiên cứu hình an Lu n va ac th si Theo Rode Koloskop (dẫn theo Vương Văn Quỳnh, [37]) độ trữ ẩm hấp phụ cực đại lượng nước lớn mà đất giữ lại nhờ lực hấp phụ, hay nói cách khác lượng nước lớn nước liên kết chặt Theo Lebedev, độ trữ ẩm phân tử cực đại lượng nước lớn giữ lại đất nhờ lực phân tử, bao gồm nước hút ẩm khơng khí cực đại nước màng Theo Rozop (1936), Rode (1952, 1963, 1969), Astapop (1943), Katriski (1970) (dẫn theo Vương Văn Quỳnh, [37]) độ trữ ẩm cực đại lượng nước lớn mà đất giữ lại sau nước lưu vực rút chảy khơng có lu tượng dâng mao quản từ mạch ngấm lên an n va Bude Ko (1943) (dẫn theo Bùi Hiếu, [14]) sáng lập phương pháp tn to cân lượng thông qua việc dựng lên phương trình cân gh lượng để xác định lượng lưu thông tiềm nhiệt dùng cho bốc nước, từ p ie xác định lượng nước bốc Trên sở nghiên cứu nhiều năm, Kantrinski [40] đưa bảng w d oa nl đánh giá độ trữ ẩm cực đại sau: nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si Bảng 1.1 Đánh giá độ trữ ẩm cực đại đất Đất có thành phần giới nặng Đất có thành phần giới nhẹ Độ trữ ẩm so với đất khô (%) Đánh giá Không đạt yêu cầu đất canh tác Đối với rừng thích nghi đất cát 25 – 30 Trung bình Đối với trồng thích nghi đất cát, độ trữ ẩm không nhỏ 10% 30 – 40 Tốt 40 – 50 Tốt < 25 lu an n va Đất cát (đất trồng trọt) tầng cày có độ trữ ẩm cực đại từ 20 - 25% gh tn to Theo Rode A.A [40], lượng chứa nước hữu hiệu đất chia ie p thành dạng sau: oa nl w Bảng 1.2: Lượng chứa nước hữu hiệu đất d - Không tiêu (thực vật không sử dụng - Độ trữ ẩm từ không đến sức chứa ẩm lu phân tử cực đại - Rất khó sử dụng nf va an được) - Từ sức chứa ẩm phân tử cực đại đến độ mạch dẫn - Từ độ ẩm đứt mao mạch dẫn đến sức z - Sử dụng trung bình - Từ độ ẩm héo đến độ ẩm đứt mao z at nh oi lm ul - Khó sử dụng ẩm héo gm @ chứa ẩm cực đại - Dễ sử dụng chuyển sang trạng thái - Từ sức chứa ẩm cực đại đến sức chứa ẩm toàn phần m co l thừa Các nhà khoa học Trung Quốc khẳng định vai trò quan trọng an Lu rừng việc bảo vệ đất nước lớn nhiều so với giá trị kinh tế trực n va ac th si tiếp mà mang lại Trần Huệ Tuyền [43] nghiên cứu khả giữ nước rừng đầu nguồn hồ Tùng Hoa - Côn Minh (Trung Quốc) cho thấy với diện tích rừng đầu nguồn 60.000 ha, độ tàn che 30%, hàng năm giữ lại khoảng 8,3 triệu m3 nước Khi nghiên cứu bốc nước, Danton (1976) (dẫn theo Phùng Ngọc Lan, [27]) khẳng định, khả giữ nước đất phụ thuộc vào khả bốc bề mặt đất đưa phương trình sau: V = k.(F - f).760S/P lu Với V lượng nước thoát hơi; k hệ số khuếch tán; F áp lực an nước bão hòa khoảng không gian xung quanh bề mặt bốc nhiệt độ va n cho; f áp lực nước môi trường xung quanh; P áp lực khơng khí; S Ngồi ra, vật rơi rụng có khả ngăn giữ dịng nước tương đối p ie gh tn to diện tích bề mặt bốc lớn, nên có tác dụng bổ sung nước cho đất cung cấp nước cho thực vật oa nl w (dẫn theo Phạm Văn Điển, 2006) [10] Những nghiên cứu Black & Kelliher (1989) [27] cho thấy rằng, lượng nước bốc từ vật rơi rụng d nf va mặt đất rừng an lu kiểu rừng khác chiếm khoảng - 21% tổng lượng nước bốc lm ul Nhìn chung, nghiên cứu khả thấm, giữ nước đất z at nh oi rừng tác giả đa dạng có kết định áp dụng vào thực tiễn sản xuất nơng - lâm nghiệp 1.1.1.3 Lượng nước bốc z gm @ Bốc nước đất rừng nhân tố quan trọng tuần hoàn nước cân lượng hệ sinh thái rừng; biến l co đổi lượng nước sản sinh lưu vực biến đổi rừng gây m có liên quan chặt chẽ với bốc nước rừng Người ta cho rằng: thảm an Lu thực vật rừng có lượng nước lớn loại thảm thực vật khác, n va ac th si 70 Từ bảng 4.25, 4.26, 4.27, phương trình tương quan tương ứng, cụ thể thể phụ biểu 06 ta thấy nhân tố độ ẩm khơng khí nhiệt độ khơng khí khơng có tương quan với độ ẩm đất Do đó, ta khơng dùng hàm tuyến tính để xác định mối quan hệ mà phải dùng chuỗi Fourier (như tác giả Phạm Văn Điển, 2006 tiến hành) Tuy nhiên, khuôn khổ đề tài Thạc sỹ số liệu chưa đầy đủ nên chúng tơi chưa có điều kiện thực Ngoài biến động độ ẩm đất theo thời gian thể biến lu động độ ẩm theo mùa Như phân tích trên, biến động độ ẩm đất có an thể chia làm thời kỳ: va n - Thời kỳ mùa đông xuân (từ tháng đến tháng 3) to - Thời kỳ mùa đông hay mùa khô hanh (từ tháng đến tháng 12) p ie gh tn - Thời kỳ mùa hè thu (từ tháng đến tháng 8) nl w Sự biến đổi độ ẩm đất theo mùa thể biểu đồ sau: oa Thông + Keo w (%) d 15 10 Mùa z at nh oi lm ul nf va an lu 20 Mùa đông Mùa hè Mùa đông xuân thu z gm @ m rừng Thơng + Keo co l Hình 4.9: Biến động độ ẩm tầng đất mặt mùa trạng thái an Lu n va ac th si 71 W(%) Thông + Cây địa 22.00 21.00 20.00 19.00 18.00 17.00 16.00 Mùa Mùa Mùa hè Mùa đông thu đơng xn lu an n va tn to Hình 4.10: Biến động độ ẩm tầng đất mặt mùa trạng thái p ie gh rừng Thông + Cây địa oa nl w Keo + Cây địa W(%) d 25.00 lu 15.00 5.00 lm ul 10.00 nf va an 20.00 Mùa hè thu Mùa đông z Mùa đông xuân z at nh oi 0.00 Mùa co l gm @ m Hình 4.11: Biến động độ ẩm tầng đất mặt mùa trạng thái an Lu rừng Keo + Cây địa n va ac th si 72 4.3.5.2 Biến động độ ẩm đất theo chiều thẳng đứng Nhìn chung, lớp đất rừng độ sâu – 30 cm phân định tầng biến đổi nhanh chịu ảnh hưởng tương đối lớn bốc nước Mức độ biến động độ ẩm đất theo chiều thẳng đứng đất rừng tất trạng thái tương đối lớn Để minh hoạ điều này, độ ẩm theo chiều thẳng đứng đất thể bảng 4.29: Bảng 4.29: Độ ẩm đất (0 - 30 cm) trạng thái rừng độ sâu khác lu Độ sâu (cm) an Trạng thái rừng 10 - 30 16,10 16,37 19,70 18,39 19,66 16,78 n va - 10 gh tn to Thông + Keo Thông + Cây địa p ie Keo + Cây địa oa nl w Nhận xét: Nhìn chung độ sâu từ - 10 cm 10 - 30 cm độ ẩm đất có d an lu biến đổi tương đối lớn tầng đất chịu ảnh hưởng nhiều bốc nf va nước Trong trạng thái rừng rừng Thơng + Cây địa có độ hình 4.12 z at nh oi lm ul ẩm lớn Cụ thể biến động độ ẩm đất minh hoạ biểu đồ z m co l gm @ an Lu n va ac th si 73 Wd (%) 25.00 20.00 Thông + Keo 15.00 Thông + Cây địa Keo + Cây địa 10.00 lu 5.00 an va n 0.00 p ie gh tn to - 10 10 - 30 Độ sâu (cm) Hình 4.12: Biến động độ ẩm đất theo chiều thẳng đứng nl w trạng thái rừng d oa 4.3.5.3 Biến động độ ẩm đất trạng thái rừng an lu Sự biến động độ ẩm lâm phần tiêu quan trọng phản nf va ánh lực giữ nước chúng Ở loại rừng khác khả lm ul giữ nước đất rừng khác Để thấy rõ khác độ ẩm đất trạng thái rừng ta z at nh oi lập bảng bao gồm tiêu địa hình, thảm thực vật để so sánh Kết thể bảng 4.30: z m co l gm @ an Lu n va ac th si 74 Bảng 4.30: Bảng tổng hợp tiêu độ ẩm tầng đất mặt trạng thái rừng α Hd (độ) (cm) Trạng thái rừng X (%) I (m2) HVN (m) Ltánlá (m) Wđất (%) lu an Thông + Keo 17 84,5 45,295 3375,03 15,0 1,43 17,11 Thông + Cây địa 18 83,0 45,157 3390,70 12,8 1,37 19,55 Keo + Cây địa 16 94,6 47,33 3203,10 17,0 1,59 19,85 va n Từ kết bảng 4.30 ta thấy điều kiện nhiệt độ, độ ẩm khơng gh tn to khí lượng mưa giống trạng thái rừng có chênh lệch độ p ie ẩm đất mà dẫn đến số độ xốp, số diện tích tán lá, chiều w dài tán có khác nhau, chênh lệch trạng thái oa nl rừng không lớn d Ngoài ra, từ kết bảng 4.26 cho thấy vào mùa khô độ ẩm đất lu an trạng thái rừng biến động, vào mùa mưa độ ẩm đất có biến nf va động rõ rệt trạng thái rừng Do vào mùa mưa, khả giữ nước lm ul trạng thái rừng khác nên độ ẩm đất biến động nhiều Nhìn z at nh oi chung, vào mùa khơ rừng trồng Thông + Cây địa hỗn giao Keo + Thơng có độ ẩm đất thấp đất rừng Keo + Cây địa Nhìn chung, nước đất khu vực thí nghiệm tồn tính sai dị theo z gm @ không gian thời gian tương đối rõ Độ ẩm đất khu nghiên cứu có tốc độ l suy giảm mạnh, cần thời gian ngắn không nhận nước mưa từ an Lu quan trọng quy hoạch trồng rừng m co khí biểu khơ hạn Vì vậy, đặc điểm n va ac th si 75 4.3.6 Lượng nước bốc Lượng nước bốc từ đất nói lên di chuyển lượng nước thoát khỏi bề mặt đất đơn vị diện tích Khi đó, nước có thay đổi từ trạng thái lỏng sang trạng thái vào khơng khí Lượng nước bốc nằm giới hạn vừa đủ có tác dụng tăng độ ẩm khơng khí, giảm nhiệt độ rừng, tạo điều kiện cho sinh vật sinh trưởng, phát triển thuận lợi Vì vậy, để nghiên cứu khả bốc lượng bốc mặt đất ô tiêu chuẩn, ngồi việc xác định độ ẩm đất, đề tài cịn nghiên cứu quan hệ bốc lu nước mặt đất với độ ẩm đất Kết thí nghiệm phụ thuộc bốc an mặt đất vào độ ẩm đất trình bày bảng sau: va n Bảng 4.31: Biến đổi cường độ bốc mặt đất to gh tn Nhiệt độ ie p OTC Trạng thái TTV khơng nl w khí Thơng + Keo khơng mẫu khí bốc bốchơi đất (%) Cường độ độ (tấn/ha/giờ) (mm/giờ) (%) 28 85 23,90 0,063 0,63 Thông + Cây địa 30 85 23,06 0,057 0,57 Thông + Cây địa 27 75 22,94 0,067 0,67 Thông + Cây địa 27 88 23,21 0,063 0,63 Thông + Keo Keo + Cây địa Keo + Cây địa Keo + Cây địa nf va an lu Cường ẩm z at nh oi d oa (0C) Độ Độ ẩm lm ul 85 22,60 0,063 0,63 25 85 23,73 0,066 0,66 28 85 23,60 0,076 0,76 25 88 23,40 0,076 0,76 z co l gm @ Nhận xét: 28 m Từ kết bốc nước mặt đất bảng 4.31 cho thấy: điều kiện an Lu khí tượng cường độ bốc mặt đất chủ yếu phụ thuộc vào độ ẩm đất nguồn cung cấp nước cho trình bốc Ngồi ra, đặc n va ac th si 76 tính cịn phụ thuộc vào tính chất đất, trạng thái thảm thực vật, vật rơi rụng nhân tố khí hậu, thời tiết như: nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, thời gian chiếu nắng, Từ số liệu thu thập đề tài xác định nhân tố có ảnh hưởng đến bốc mặt đất cường độ bốc quy tấn/ha/giờ Theo kết nghiên cứu Phùng Văn Khoa [23] dự đốn cường độ bốc nước (tấn/ha/năm) năm 4458,77 tấn/ha/năm So sánh với tổng lượng mưa năm ta thấy: Cường độ bốc nước lớn nhiều so với tổng lượng mưa Do đó, cần phải có biện pháp để hạn chế lượng bốc lu nước mặt đất Từ bảng ta thể bốc vật lý đất theo an trạng thái thảm thực vật (hình 4.13) Số liệu cho thấy lượng bốc va n nước mặt đất thay đổi phụ thuộc vào độ ẩm đất, nhiệt độ độ ẩm khơng khí - ie gh tn to nhân tố có ảnh hưởng p 0.080 Keo+Bản địa 0.070 w Thông+Keo Thông+Bản địa 0.040 z at nh oi lm ul 0.000 nf va 0.020 0.010 an 0.030 lu I (mm\h) d oa nl 0.060 0.050 Trạng thái rừng z gm @ Hình 4.13 : Cường độ bốc nước mặt đất theo trạng thái rừng Trong yếu tố trên, cường độ bốc có liên quan chặt với l độ ẩm đất nhiệt độ khơng khí Để biểu thị mối quan hệ ta nhìn vào co m bảng phương trình tương quan để thấy rõ quan hệ an Lu n va ac th si 77 Bảng 4.32: Liên hệ cường độ bốc nước mặt đất với độ ẩm đất nhiệt độ khơng khí R Ftính Sig.ta0 Sig.ta1 V% P% 6,124 2,165 I = 0,068 - 0,002TKK + 0.002Wđ 0,59 1,287 - 1,532 0,399 Thảo luận: Từ nghiên cứu đặc trưng thấm nước giữ nước trạng thái lu an rừng: Hỗn giao Thông + Keo, Thông + Cây địa, Keo + Cây địa ta rút n va số kết luận sau: tn to - Trong ba trạng thái rừng điều tra trạng thái rừng Keo + Cây - Cây trồng trạng thái rừng Keo + Cây địa có khả sử p ie gh địa có tốc độ thấm nước cao so với hai trạng thái rừng lại dụng nước lớn hai trạng thái rừng cịn lại lượng nước mao quản w oa nl trạng thái rừng Keo + Cây địa lớn nhất, trạng thái rừng hỗn d giao Thông + Keo, thấp trạng thái rừng Thông + Cây địa lu nf va an - Rừng Keo + Cây địa trạng thái rừng có khả giữ nước cao nhất, trạng thái rừng hỗn giao Thông + Keo, thấp lm ul trạng thái rừng Thông + Cây địa rừng z at nh oi 4.4 Đề xuất số giải pháp cải thiện khả thấm, giữ nước đất z Các giải pháp đưa nhằm cải thiện khả thấm giữ nước @ gm đất rừng nhằm tác động tới yếu tố có ảnh hưởng tới khả thấm m co đất l giữ nước đất, như: độ xốp, hàm lượng mùn, độ dày tầng đất, bề mặt an Lu n va ac th si 78 4.4.1 Các giải pháp cải thiện độ xốp đất Các giải pháp tác động vào đất rừng để làm tăng độ xốp đất việc làm tăng trị số độ xốp tổng số, cải thiện tỷ lệ độ xốp mao quản phi mao quản đất Theo kết bảng tổng hợp độ xốp chung, độ xốp mao quản độ xốp phi mao quản trạng thái thảm thực vật phần ta thấy: trạng thái rừng hỗn giao Thông + Keo có độ xốp lớn nhất, đất trạng thái rừng có tầng canh tác tốt, sinh trưởng phát triển tốt Trạng thái rừng Keo + Cây địa vượt ngưỡng tầng canh lu tác đất tốt, trạng thái rừng Thông + Cây địa đất đáp ứng yêu an cầu tầng canh tác Do đó, hai trạng thái rừng Keo + Cây va n địa trạng thái rừng Thông + Cây địa cần phải cải thiện để nâng cao độ gh tn to xốp tầng đất canh tác đạt đến ngưỡng trạng thái rừng hỗn giao p ie Thơng + Keo Để nâng cao độ xốp đất, biện pháp lâu dài bảo vệ rừng, ngăn chặn tác động bất lợi từ bên vào rừng Tuy nhiên, việc oa nl w để nâng cao độ xốp theo hướng cần nhiều thời gian, khu rừng nghiên cứu thực nghiệm nên khơng thể “cấm” khơng có tác động d an lu từ bên ngồi Do đó, cần phải có giải pháp khác tích cực Sau nf va số giải pháp nhằm nâng cao độ xốp đất: xốp mao quản cho đất z at nh oi lm ul + Cuốc xới đất vào thời gian độ ẩm khơng khí cao, nhằm làm tăng độ + Bón phân hữu để cải tạo thành phần giới đất + Nuôi giun đất đống đất giun đùn lên mặt đất z gm @ thức ăn mà giun thải sau tiêu hoá - chỗ chất thải nguồn dinh dưỡng dồi cho trồng, chúng chứa nhiều khống chất Giun l co chui vào đất làm cho đất có nhiều khe hở, làm tăng độ xốp đất m + Phối hợp loại trồng hợp lý giúp cải thiện độ xốp an Lu đất n va ac th si 79 4.4.2 Các giải pháp cải thiện hàm lượng mùn Các giải pháp cải thiện hàm lượng mùn giúp cho thảm thực vật phát triển tốt mà cịn góp phần làm giảm nguy gây xói mịn Theo bảng đánh giá mức độ hàm lượng mùn [39] trạng thái rừng có hàm lượng mùn mức trung bình đến xấp xỉ cao Do đó, việc cải thiện hàm lượng mùn cần thiết + Duy trì, bảo vệ vật rơi rụng tán rừng; tạo điều kiện cho vật rơi rụng phân huỷ lu + Trồng theo đường đồng mức để hạn chế xói mịn, qua bảo vệ an độ phì đất va n + Duy trì bụi thảm tươi số lơ rừng to gh tn + Phát triển thực vật che phủ cải tạo đất cách đưa số loài p ie Muồng nhọn, Cốt khí, Muồng ba lá, Muồng muồng trồng tán tầng cao Khi chăm sóc địa cắt lá, cành che phủ cải tạo oa nl w đất lấp vào xung quanh gốc địa kết hợp với xới đất vun gốc tạo nguồn bổ sung chất hữu cho trồng, nhằm làm tăng độ ẩm cho đất d an lu đồng thời làm tăng hàm lượng mùn nf va + Xúc tiến phân giải tầng thảm mục phủ dục, tỉa thưa, xếp z at nh oi cao hàm lượng mùn lm ul loại đá kiềm tầng thảm mục, tác động giới biện pháp tốt để nâng 4.4.3 Các giải pháp cải thiện độ dày tầng đất Độ dày tầng đất nhân tố thuộc tính đất Độ dày tầng đất z gm @ dày lên nhờ hoạt động canh tác kiểm sốt xói mịn Giải pháp để cải thiện độ dày tầng đất cần phải canh tác hợp lý, kiểm l co sốt xói mịn như: trồng theo đường đồng mức, khơng để bề mặt đất m tình trạng bị "quét sạch" Mỗi lồi có đặc tính sinh vật học khác an Lu nhau, sinh trưởng phân bố chúng có liên quan mật thiết với n va ac th si 80 điều kiện ngoại cảnh, trước tiên liên quan tới độ dày tầng đất Vì vậy, cần kết hợp loài trồng hợp lý góp phần nâng cao độ dày tầng đất 4.4.4 Các giải pháp cải thiện bề mặt đất Bề mặt đất bao gồm thành phần là: vật rơi rụng, thảm thực vật bụi thảm tươi Do đó, biện pháp nhằm cải thiện bề mặt đất biện pháp nhằm cải thiện thành phần bề mặt đất Cũng giống việc cải thiện độ xốp, việc bảo vệ bề mặt đất thực cách kiểm sốt khơng cho tác động từ bên ngồi lu vào, giải pháp không mang lại hiệu nhanh chóng Vì an thế, việc bảo vệ bề mặt đất cần phải có biện pháp hữu hiệu hơn: va n + Tránh không thu gom lượng vật rơi rụng, để vật rơi rụng phân huỷ tự gh tn to nhiên, ý tầng che phủ đất nơi có độ dốc lớn + Biện pháp giữ ẩm chống hạn cho đất: Với địa hình dốc, độ ẩm khơng ie p cao, bên cạnh có mùa khơ khốc liệt kéo dài dẫn tới tình trạng có nl w thể bị chết thiếu nước Vì vậy, biện pháp giữ ẩm, chống hạn cho d oa trồng tiến hành chuyển hóa điều cần thiết an lu + Việc đưa vào trồng địa góp phần cải thiện đất mà cịn có hiệu mặt sinh thái nf va Các biện pháp nâng cao hiệu giữ nước tiềm tàng đất rừng chủ lm ul yếu tác động vào đất rừng để nâng cao khả giữ nước đất rừng, z at nh oi thơng qua tính chất đất khả giữ nước Các giải pháp đề xuất đòi hỏi thời gian thực khác với mức độ đầu tư kinh phí, nhân lực khác Vì thế, muốn nâng cao trì khả z gm @ thấm, giữ nước đất rừng tốt nhất, nên có kết hợp hài hoà kiến thức địa với giải pháp kỹ thuật khoa học Để thực thành công l co biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng nhằm phục hồi phát triển rừng m thiết phải tiến hành đồng thời giải pháp mang tính kinh tế - xã hội, đặc an Lu biệt việc tuyên truyền tầm quan trọng rừng đời sống xã hội n va người khu vực ac th si 81 CHƯƠNG KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KHUYẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 5.1.1 Điều kiện lập địa khu vực nghiên cứu Chế độ mưa: Cường độ mưa bình quân đạt giá trị nhỏ vào tháng 12 0,43 mm/h, lớn vào tháng 45,70 mm/h; lượng mưa bình quân năm khu vực nghiên cứu tương đối lớn đạt 1690,7 mm Địa hình: Các tiêu chuẩn chủ yếu bố trí sườn phía Đơng lu sườn phía Tây khu vực nghiên cứu, có độ dốc khơng q chênh lệch an từ 11 - 220 va n Thổ nhưỡng: Tỷ trọng đất dao động khoảng từ 2,58 - 2,7 gh tn to (g/cm3); ô tiêu chuẩn dung trọng đất dao động từ 0,93 - 1,32 (g/cm3); p ie độ xốp ô tiêu chuẩn dao động từ 22,56 - 65%, độ xốp trung bình trạng thái rừng Thơng + Cây địa 51,9%, độ xốp trung bình oa nl w trạng thái rừng Keo + Cây địa 57,1%, độ xốp trung bình trạng thái rừng Thông + Keo 59,1%; hàm lượng mùn đất khu vực nghiên d an lu cứu dao động từ 0,46 - 2,83% nf va Thảm thực vật: Mật độ rừng hỗn giao Thông + Keo cao nhất, lm ul tiếp đến rừng trồng Thơng + Cây địa sau rừng trồng Keo + z at nh oi Cây địa; trung bình mật độ 410 cây/ha, chiều cao bình qn rừng tiêu chuẩn biến động khoảng từ 10,72 -18,09 m, độ tàn che rừng biến động từ 70 - 85% z gm @ 5.1.2 Đặc trưng thấm nước đất rừng Tốc độ thấm nước ban đầu: Tốc độ thấm nước ban đầu đất rừng l co cao, biến động từ 6,6 - 11,5 mm/phút, tốc độ thấm nước đất rừng m trồng Keo + Cây địa cao biến động từ 11,1 - 11,3 mm/phút, tốc độ an Lu thấm nước đất rừng trồng Thông + Cây địa thấp nhất, biến động n va từ 6,6 - 6,7 mm/phút ac th si 82 Tốc độ thấm nước ổn định: Đất trạng thái rừng Keo + Cây địa có tốc độ thấm nước ổn định cao (5,0 mm/phút), sau đến đất trạng thái rừng Thông + Keo (là 4,0 mm/phút), thấp đất trạng thái rừng Thông + Cây địa (3,8 mm/phút); Quá trình thấm nước đất mơ mơ hình Horton mơ hình Philip Q trình đọng nước: Sự đọng nước xảy cường độ mưa lớn tốc độ thấm nước đất lu 5.1.3 Đặc trưng giữ nước đất rừng an Lượng nước tích giữ khe hổng mao quản: Lượng nước lớn va n trạng thái rừng Keo + Cây địa (2837,0 mm), tiếp đến trạng gh tn to thái rừng hỗn giao Thông + Keo (2478,2 mm), thấp trạng thái p ie rừng Thông + Cây địa (2260,1 mm) Lượng nước tích giữ khe hổng ngồi mao quản: Lượng nước oa nl w mao quản trạng thái rừng Thông + Keo lớn (256,7 mm), tiếp đến trạng thái rừng Keo + Cây địa (252,6 mm), thấp trạng d an lu thái rừng Thông + Cây địa (205,6 mm) nf va Lượng nước bão hoà: Lượng nước bão hoà xếp theo thứ tự lm ul giảm dần: Keo + Thông > Keo + Cây địa > Thông + Cây địa z at nh oi Lượng chứa nước hữu hiệu: Lượng chứa nước hữu hiệu trạng thái rừng Keo +Cây địa lớn (132,89 mm), đến trạng thái rừng hỗn giao Thông + Keo (116,35 mm), thấp trạng thái rừng z l gm Biến động độ ẩm đất theo thời gian @ Thông + Cây địa (103,1 mm) co - Vào mùa mưa: Độ ẩm biến đổi khoảng từ 29 % - 40 % m - Vào mùa khô: Độ ẩm dao động khoảng 18% an Lu Biến động độ ẩm theo chiều thẳng đứng n va ac th si 83 Ở độ sâu từ - 10 cm 10 - 30 cm, độ ẩm đất có biến đổi tương đối lớn tầng đất chịu ảnh hưởng nhiều bốc nước, rừng Keo + Cây địa có độ ẩm lớn Biến động độ ẩm trạng thái rừng Vào mùa khô độ ẩm đất trạng thái rừng biến động, vào mùa mưa độ ẩm đất có biến động rõ rệt trạng thái rừng Vào mùa khô rừng trồng Thông + Cây địa hỗn giao Keo + Thơng có độ ẩm đất thấp đất rừng Keo + Cây địa lu Lượng nước bốc hơi: Cường độ bốc nước (tấn/ha/giờ) trạng an thái rừng Keo + Cây địa cao (0,73 tấn/ha/giờ), trạng va n thái rừng hỗn giao Thông + Keo (0,63 tấn/ha/giờ), thấp trạng thái - Đề tài xây dựng số phương trình tương quan gồm: tốc độ p ie gh tn to rừng Thông + Cây địa (0,62 tấn/ha/giờ) thấm nước ban đầu tốc độ thấm nước ổn định với nhân tố ảnh hưởng; oa nl w mối quan hệ độ ẩm đất với nhiệt độ độ ẩm khơng khí; mối liên hệ cường độ bốc nước mặt đất với nhiệt độ độ ẩm khơng khí d an lu 5.1.4 Các giải pháp cải thiện khả thấm, giữ nước đất nf va - Giải pháp cải thiện độ xốp đất: Cuốc xới đất vào thời gian độ ẩm lm ul khơng khí cao, bón phân hữu để cải tạo thành phần giới, nuôi giun đất, z at nh oi phối hợp loại trồng hợp lý - Giải pháp cải thiện hàm lượng mùn: Bảo vệ trì, thảm mục; trồng theo đường đồng mức; trì bụi thảm tươi; phát triển thực vật z gm @ che phủ cải tạo đất cách trồng số loài cốt khí, muồng ba lá, muồng muồng, xúc tiến phân giải tầng thảm mục tỉa thưa l co - Cải thiện độ dày tầng đất: Canh tác hợp lý kiểm sốt xói mịn m - Cải thiện bề mặt đất: Tránh không thu gom vật rơi rụng, giữ ẩm chống an Lu hạn cho đất, trồng kết hợp với địa n va ac th si 84 5.2 Tồn - Chưa thực thí nghiệm điều kiện mưa thiên nhiên - Việc bố trí thí nghiệm cịn chưa nhiều, nên chưa bao quát đặc trưng trạng thái rừng lại - Việc kế thừa số liệu cơng nhận, thời gian có hạn nên tác giả chưa có điều kiện kiểm chứng lại cách tỉ mỉ - Tuy đưa số biện pháp nhằm cải thiện khả thấm giữ nước đất rừng, tính khả thi chúng chưa làm sáng lu tỏ an 5.3 Khuyến nghị va n Nghiên cứu khả thấm, giữ nước đất có ý nghĩa quan trọng gh tn to hoạt động lâm nghiệp Tuy nhiên, việc nghiên cứu vấn đề ie hạn chế Vì vậy, tác giả mong muốn điều kiện cho phép p sâu nghiên cứu nữa, số lượng thí nghiêm nhiều để bao quát nl w toàn diện tích khu vực nghiên cứu Tác giả mong muốn rằng, biện d oa pháp kỹ thuật nhằm cải thiện khả thấm, giữ nước đất cần áp nf va an lu dụng cho địa bàn nghiên cứu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si