(Luận văn) nghiên cứu xói mòn đất dưới một số thảm thực vật tại khu vực hồ chứa nước cửa đặt huyện thường xuân tỉnh thanh hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VŨ THỊ HƯỜNG lu an n va gh tn to p ie NGHIÊN CỨU XÓI MÒN ĐẤT DƯỚI MỘT SỐ THẢM HUYỆN THƯỜNG XUÂN - TỈNH THANH HÓA d oa nl w THỰC VẬT TẠI KHU VỰC HỒ CHỨA NƯỚC CỬA ĐẶT ll u nf va an lu oi m z at nh LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP z m co l gm @ an Lu Hà Nội, 2010 n va ac th si BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VŨ THỊ HƯỜNG NGHIÊN CỨU XĨI MỊN ĐẤT DƯỚI MỘT SỐ THẢM lu an THỰC VẬT TẠI KHU VỰC HỒ CHỨA NƯỚC CỬA ĐẶT va n HUYỆN THƯỜNG XUÂN - TỈNH THANH HÓA p ie gh tn to d oa nl w Chuyên ngành: LÂM HỌC Mã số: 60.62.60 va an lu ll u nf LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP oi m z at nh z NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Hà Quang Khải TS Phạm Văn Điển m co l gm @ an Lu Hà Nội, 2010 n va ac th si i LỜI CẢM ƠN Luận văn hồn thành theo chương trình đào tạo thạc sỹ Lâm sinh khóa 15 Trường Đại học Lâm nghiệp, giai đoạn 2007 - 2010 Trong trình thực hồn thành luận văn, tơi nhận quan tâm, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi Ban giám hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp, Ban chủ nhiệm khoa Sau Đại học, Bộ môn Lâm sinh, Khoa Lâm học Nhân dịp này, xin cảm ơn giúp đỡ q báu lu Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Hà Quang Khải, TS Phạm Văn Điển, người tận tình hướng dẫn, bảo tơi q trình thực tập hoàn thành luận văn an n va p ie gh tn to Để thu thập số liệu thực nghiệm cho luận văn, nhận giúp đỡ có hiệu ThS Nguyễn Hữu Tân, giảng viên trường Đại học Hồng Đức, bạn sinh viên Khoa nông lâm trường Đại học Hồng Đức, cán kiểm lâm thuộc Ban quản lý rừng phòng hộ đầu nguồn Sông Chu, UBND xã LươngSơn, UBND xã Yên Nhân, huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa Nhân dịp này, xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình oa nl w d Cuối tơi xin gửi lời cảm ơn tới tất bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ tơi hồn thành luận văn an lu u nf va Tuy có nhiều cố gắng, song thời gian, trình độ kinh nghiệm cịn ll hạn chế nên luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót định Tơi m oi mong nhận góp ý, bổ sung, thầy cô giáo bạn đồng z Tôi xin chân thành cảm ơn ! z at nh nghiệp để luận văn hoàn thiện @ l gm Xuân Mai, ngày 12 tháng năm 2010 Tác giả m co Vũ Thị Hường an Lu n va ac th si ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn i Mục lục ii Danh mục từ viết tắt v lu an n va vii Danh mục hình x ĐẶ VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Ở nước gh tn to Danh mục bảng 1.1.1 Thành nghiên cứu p ie 1.1.2 Tồn nghiên cứu w 1.2 Ở nước oa nl 1.2.1 Thành nghiên cứu d lu 1.2.2 Tồn nghiên cứu va an 1.3 Thảo luận 12 13 u nf ll Chương 2: MỤC TIÊU, GIỚI HẠN, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG m 14 oi VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1.1 Về lý luận 14 14 z 14 2.2 Đối tượng nghiên cứu 14 l 2.3.1 Nghiên cứu đặc điểm chế độ mưa 14 an Lu 2.3.2 Nghiên cứu đặc điểm địa hình -thổ nhưỡng 14 m co 2.3 Nội dung nghiên cứu gm @ 2.1.2 Về thực tiễn z at nh 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 15 n va ac th si iii 2.3.3 Nghiên cứu đặc điểm thảm thực vật 15 2.3.4 Lượng đất xói mịn 15 2.3.5 Đề xuất tiêu chuẩn thảm thực vật đáp ứng yêu cầu bảo vệ đất 15 2.3.6 Đề xuất giải pháp kỹ thuật lâm sinh giảm thiểu lượng đất xói 16 mịn khu vực nghiên cứu 2.4 Phương pháp nghiên cứu 16 lu an 2.4.1 Quan điểm phương pháp luận 16 2.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 17 2.4.3 Phương pháp thu thập số liệu 18 2.4.4 Tính tốn xử lý số liệu 25 n va 29 2.2 Điều kiện tự nhiên 29 gh tn to Chương ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 29 p ie 2.1.1 Vị trí địa lý 29 2.2.2 Địa hình, địa mạo w 30 31 2.2.5 Thủy văn 31 2.2.5 Tài nguyên thực vật rừng 32 d 2.2.4 Khí hậu lu oa nl 2.2.3 Đất đai, thổ nhưỡng u nf va an 33 4.1 Đặc điểm chế độ mưa 35 ll 2.3 Điều kiện kinh tế - xã hội Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN oi m 35 z at nh 4.1.1 Lượng mưa cường độ mưa z 36 @ 4.1.2 Phân bố mưa 35 gm 4.1.2 Năng lượng mưa hệ số xói mịn mưa 42 an Lu 4.2.2 Đặc điểm thổ nhưỡng 42 m co 4.2.1 Đặc điểm địa hình l 4.2 Đặc điểm địa hình-thổ nhưỡng 40 43 n va ac th si iv 4.3 Đặc điểm thảm thực vật 54 4.3.1 Tầng cao 54 4.3.2 Cây bụi, thảm tươi 56 4.3.4 Vật rơi rụng 57 4.4 Lượng đất xói mịn 67 4.4.1 Lượng nước chảy bề mặt 69 4.4.2 Mối liên hệ lượng đất xói mịn với nhân tố có ảnh 72 hưởng quan trọng lu 4.4.3 Xác định tham số K, R, C phương trình dự đốn an 77 xói mịn đất Wischmeier W.H Smith D.D (1978) va n 4.5 Đề xuất tiêu chuẩn thảm thực vật đáp ứng yêu cầu bảo vệ đất 80 81 gh tn to 4.5.1 Tiêu chuẩn thảm thực vật bắt đầu có ý nghĩa giảm xói mịn đất 4.5.2 Tiêu chuẩn thảm thực vật đáp ứng yêu bảo vệ đất ie 84 p 4.6 Đề xuất giải pháp kỹ thuật lâm sinh giảm thiểu lượng đất xói mịn 86 nl w khu vực nghiên cứu oa Chương KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KHUYẾN NGHỊ d 92 u nf 5.3 Khuyến nghị 94 va 5.2 Tồn an lu 5.1 Kết luận 92 95 ll oi z at nh PHỤ LỤC m TÀI LIỆU THAM KHẢO z m co l gm @ an Lu n va ac th si v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Chú giải Đơn vị tính lu an n va Lượng đất xói mịn BM Lượng nước chảy bề mặt BM/P Hệ số dòng chảy mặt C Hệ số thảm thực vật CP Độ che phủ bụi, thảm tươi % Cai Chỉ số diện tích tán % d Tỷ trọng đất g/cm3 D Dung trọng đất g/cm3 D1.3 Đường kính vị trí 1.3m cm Đường kính tán m Năng lượng mưa J/m2 p ie gh tn to A dm3, mm % oa nl Năng lượng mưa gây xói mịn J/m2 d Exm w E Dt Tấn/ha/năm lu H Chiều cao Hđ Độ dày tầng đất Ibq Cường độ mưa bình quân I30 Cường độ mưa lớn 30 phút k Chỉ số khơng mưa K Hệ số xói mòn đất L Chiều dài sườn dốc LS Hệ số địa hình N Mật độ OM Hàm lượng mùn va an m u nf cm ll mm/phút, mm/h m oi mm/h z at nh z m co l gm @ m Cây/ha an Lu % n va ac th si vi lu an n va Ô tiêu chuẩn P Lượng mưa R Hệ số xói mịn mưa S Hệ số độ dốc t Thời gian TM Độ che phủ vật rơi rụng TTTV Trạng thái thảm thực vật  Độ dốc mặt đất độ TC Độ tàn che tầng cao % VC Tốc độ thấm nước ổn định mm/phút V0 Tốc độ thấm nước ban đầu mm/phút VRR Vật rơi rụng gh tn to ÔTC p ie phút % % Lượng mưa bình quân tháng i năm mm Lượng mưa tháng bình quân mm oa nl Độ ẩm đất tầng đất mặt % d Nhà xuất ll u nf va an lu Nxb w Wđ X J/m2, phút-tấn/acre Độ xốp chung X Xi mm oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si vii DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng TT Trang 4.1 Lượng mưa cường độ mưa năm (2009) 35 4.2 Phân bố mưa theo tháng năm (2009) 36 4.3 Phân bố lượng mưa cường độ mưa theo tháng năm 37 4.4 Phân bố lượng mưa theo cấp cường độ mưa 39 4.5 Hệ số biến động mưa tháng năm 40 4.6 Phân bố lượng mưa lượng mưa gây xói mòn 40 theo tháng năm lu an Phân bố hệ số xói mịn mưa theo tháng năm 42 4.8 Đặc điểm địa hình trạng thái thảm thực vật 43 4.9 Tính chất vật lý đất khu vực nghiên cứu 44 n va 4.7 tn to p ie gh 4.10 Bảng tốc độ thấm nước ban đầu bình quân trạng thái 48 thảm thực vật 4.11 Đánh giá tốc độ thấm nước đất w 49 4.12 Các nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ thấm nước ban đầu oa nl 50 4.13 Tốc độ thời gian thấm nước ổn định trạng thái d 51 an lu thảm thực vật 4.14 Tốc độ thấm nước ổn định nhân tố ảnh hưởng u nf va 51 4.15 Phương trình liên hệ tốc độ thấm nước ổn định với ll oi m nhân tố ảnh hưởng 52 53 4.17 Một số đặc điểm tầng cao 56 4.18 Đặc điểm bụi thảm tươi trạng thái thảm thực vật 57 z at nh 4.16 Quá trình thấm nước đất z @ 4.19 Độ che phủ, khối lượng thành phần vật rơi rụng l gm trạng thái thảm thực vật 59 60 an Lu thảm thực vật m co 4.20 Lượng vật rơi rụng bình quân (kg/ha) trạng thái n va ac th si viii 4.21 Ảnh hưởng phần rơi rụng thời gian hút nước đến 62 lượng nước hút vật rơi rụng (lít nước/kg vật rơi rụng khơ) 4.22 Tốc độ hút nước vật rơi rụng trạng thái thảm thực 65 vật khác 4.23 Lượng vật rơi rụng lượng nước giữ tối đa theo ba phần 66 trạng thái thảm thực vật 4.24 Lượng nước chảy bề mặt đo ô thí nghiệm 69 trạng thái thảm thực vật 4.25 Hệ số dòng chảy mặt tiêu tổng hợp trạng 71 lu thái thảm thực vật an 71 tiêu tổng hợp n va 4.26 Phương trình tương quan hệ số dịng chảy mặt với tn to 4.27 Thống kê lượng đất xói mịn theo đặc điểm địa hình-thổ nhưỡng 73 gh 4.28 Thống kê lượng đất xói mịn trạng thái thảm thực vật p ie 73 75 4.30 Phương trình tương quan lượng đất xói mịn với số 75 nl w 4.29 Tiêu chuẩn cấp xói mòn nhà nước số 579 TCVN 1995 d oa đặc điểm địa hình-thổ nhưỡng 4.31 Phương trình tương quan lượng đất xói mịn với an lu 76 va tiêu tổng hợp 4.32 Phương trình tương quan lượng đất xói mịn với hệ số ll u nf 4.33 Các tham số K, LS, R, C oi m dòng chảy mặt 77 78 z at nh 79 4.35 Dự đoán hệ số C thảm thực vật 80 z 4.34 Phương trình tương quan hệ số C với tiêu tổng hợp @ 4.36 Tiêu chuẩn thảm thực vật bắt đầu có ý nghĩa giảm xói mịn 82 gm 84 4.38 So sánh tiêu tổng hợp tiêu mong đợi 88 thảm thực vật m co l 4.37 Tiêu chuẩn thảm thực vật đáp ứng yêu cầu phòng hộ bảo vệ đất an Lu n va ac th si Biểu 01: Một số tính chất vật lý đất khu vực nghiên cứu Thành phần cấp hạt % lu IIA an va n IIB gh tn to p ie IIIA1 Độ sâu (cm) 0-10 2,73 1,45 46,9 2,13 40,70 58,31 10-30 2,63 1,43 45,6 1,15 42,62 57,48 0-10 2,65 0,98 63 2,38 60,38 38,35 10-30 2,68 1,22 54,5 2,04 50,78 49,21 0-10 2,52 0,90 64,3 2,79 56,8 39,81 10-30 2,70 0,92 65,9 2,02 62,56 48,78 0-10 2,50 0,97 61,2 5,21 60,63 61,63 10-30 2,60 1,10 57,7 2,04 47,58 47,57 2,54 0,90 64,6 4,89 43,64 56,36 10-30 2,60 0,94 63,8 2,04 35,23 64,77 1,21 54,9 2,35 54,91 49,24 1,23 54,4 1,63 50,75 49,13 1,21 54,9 2,24 58,46 39,7 1,54 60,1 41,5 IIIA3 0-10 lu 2,68 2,68 10-30 2,67 oi 1,12 z m co l gm @ an Lu Trong đó: d: Tỷ trọng đất D: Dung trọng đất (g/cm3) X: Độ xốp đất (%) OM: Hàm lượng mùn (%) CVL: Cát vật lý (%) SVL: Sét vật lý (%) 58.,1 z at nh 0-10 m 2,70 ll 10-30 u nf va an Luồng 0-10 d oa Keo X Cát VL Sét VL %OM (%) (d>0.01mm (d 0,05 Do vậy, phương trình khơng tương thích 4.14.2 Phương trình tương quan lượng đât xói mịn hệ số dòng chảy hàm Compound va an lu M ode l Sum m ary u nf Adjusted R Square 539 R Square 616 ll m R 785 Std Error of the Es timate 389 oi The independent v ariable is BM/P(%) z at nh ANOVA df Mean Square 1.211 151 m co l Coe fficients Standardized Coef f ic ients Beta 2.191 t 48.760 3.796 Sig .000 013 n va The dependent variable is ln(A tan/ha/nam) an Lu BM/P(% ) (Constant) Sig .037 gm The independent variable is BM/P(%) Uns tandardized Coef f ic ients B Std Error 1.060 022 9.281 2.445 F 8.006 @ z Regres sion Res idual Total Sum of Squares 1.211 756 1.967 ac th si 4.14.3 Phương trình tương quan lượng đât xói mịn hệ số dịng chảy dạng hàm Logarithmic M ode l Sum m ary R 938 Adjusted R Square 855 R Square 879 Std Error of the Es timate 4.378 The independent v ariable is BM/P(%) ANOVA Sum of Squares 698.052 95.842 793.894 Regres sion Res idual Total df Mean Square 698.052 19.168 F 36.417 Sig .002 The independent variable is BM/P(%) lu Coe fficients an n va Uns tandardized Coef f ic ients B Std Error 20.211 3.349 -24.962 7.606 t 6.035 -3.282 Sig .002 022 gh tn to ln(BM/P(% )) (Constant) Standardized Coef f ic ients Beta 938 p ie A = -24,906+20,211 x lg(BM/P) 4.14.4 Phương trình tương quan lượng đât xói mịn hệ số dịng chảy dạng hàm Inverse w d oa nl M ode l Sum m ary R Square 896 Adjusted R Square 875 Std Error of the Es timate 4.069 an lu R 946 The independent v ariable is BM/P(%) va df oi m Mean Square 711.096 16.560 F 42.942 Sig .001 z at nh Regres sion Res idual Total Sum of Squares 711.096 82.798 793.894 ll u nf ANOVA The independent variable is BM/P(%) z Standardiz ed Coef f ic ients Beta -.946 t -6.553 10.580 Sig .001 000 m co l / BM/P(%) (Constant) Uns tandardiz ed Coef f ic ients B Std Error -229.802 35.068 47.446 4.485 gm @ Coefficie nts an Lu A = 47,446 – 229,802/(BM/P) n va ac th si 4.14.5 Phương trình tương quan lượng đât xói mịn hệ số dòng chảy dạng hàm Power M ode l Sum m ary R 878 R Square 770 Adjusted R Square 724 Std Error of the Estimate 301 The independent variable is BM/P(%) ANOVA lu an n va Regression Residual Total to Sum of Squares 1.516 452 1.967 df Mean Square 1.516 090 F 16.776 Sig .009 t 4.096 1.915 Sig .009 114 p ie gh tn The independent variable is BM/P(%) Coe fficients oa nl w d ln(BM/P(%)) (Constant) Standardized Coefficients Beta 878 an lu Unstandardized Coefficients B Std Error 942 230 2.136 1.116 The dependent variable is ln(A tan/ha/nam) u nf va ll Hệ số a không tồn sig = 0,114 > 0,05 Do vậy, phương trình khơng oi m tương thích z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 4.15 Phương tương quan C với tiêu tổng hợp dùng số diện tích tán M ode l Sum m ary R 956 A djusted R Square 896 R Square 914 Std Error of the Es timate 138 The independent v ariable is (Cai+CP+TM) ANOVA Regres sion Res idual Total Sum of Squares 1.003 095 1.098 df Mean Square 1.003 019 F 52.929 Sig .001 The independent variable is (Cai+CP+TM) lu an Coefficie nts n va Uns tandardiz ed Coef f ic ients B Std Error -.563 077 075 031 t -7.275 2.433 Sig .001 046 gh tn to ln((Cai+CP+TM)) (Constant) Standardiz ed Coef f ic ients Beta -.956 The dependent variable is ln(C) ie p C=0,075 ((Cai+CP+TM))-0,563 4.16 Phương trình tương quan (C) với tiêu tổng hợp dùng độ tàn che nl w A djusted R Square 856 d oa M ode l Sum m ary an lu R 938 R Square 880 Std Error of the Es timate 162 u nf va The independent v ariable is (TC+CP+TM) ll m df oi Mean Square 967 026 F 36.714 Sig .002 z at nh Regres sion Res idual Total Sum of Squares 967 132 1.098 ANOV A The independent variable is (TC+CP+TM) z m co l t -6.059 1.869 Sig .002 021 an Lu The dependent variable is ln(C) Standardized Coef f ic ients Beta -.938 gm ln((TC+CP+TM)) (Constant) Uns tandardized Coef f ic ients B Std Error -.627 104 097 052 @ Coe fficients C= 0,097((TC+CP+TM))-0,627 n va ac th si