Khả năng giữ nước dưới tán rừng tại lưu vực thủy điện Hòa Bình

Vai trò của rừng trong việc giữ nước và điều tiết dòng chảy đã được thừa nhận từ rất lâu. Ở Việt Nam, việc điều tiết nguồn nước tại các vùng đầu nguồn để đảm bảo tính ổn định, bền vững của môi trường sống và sự trường tồn của các công trình thuỷ điện đã đưa chức năng giữ nước của rừng phòng hộ lên tầm quan trọng mới. Tuy nhiên, vì chưa nghiên cứu đầy đủ về khả năng giữ nước của rừng, nên việc tổ chức quy hoạch và xây dựng giải pháp quản lý rừng phòng hộ nguồn nước còn gặp nhiều khó khăn. Hiện nay chúng ta vẫn chưa xác định được diện tích cần thiết và cấu trúc hợp lý của thảm thực vật rừng phòng hộ trên từng lô đất cụ thể; chưa xác định được vị trí phân bố của rừng phòng hộ trên sườn dốc; chưa xây dựng được quy trình kỹ thuật để nâng cao hiệu quả phòng hộ của rừng cũng như chưa đề ra những giải pháp kinh tế xã hội cần thiết cho quản lý bền vững rừng phòng hộ nguồn nước.

47 đặt vấn đề Vai trò rừng việc giữ nớc điều tiết dòng chảy đà đợc thừa nhận từ lâu Việt Nam, việc điều tiết nguồn nớc vùng đầu nguồn để đảm bảo tính ổn định, bền vững môi trờng sống trờng tồn công trình thuỷ điện đà đa chức giữ nớc rừng phòng hộ lên tầm quan trọng Tuy nhiên, cha nghiên cứu đầy đủ khả giữ nớc rừng, nên việc tổ chức quy hoạch xây dựng giải pháp quản lý rừng phòng hộ nguồn nớc gặp nhiều khó khăn Hiện cha xác định đợc diện tích cần thiết cấu trúc hợp lý thảm thực vật rừng phòng hộ lô đất cụ thể; cha xác định đợc vị trí phân bố rừng phòng hộ sờn dốc; cha xây dựng đợc quy trình kỹ thuật để nâng cao hiệu phòng hộ rừng nh cha đề giải pháp kinh tế - xà hội cần thiết cho quản lý bền vững rừng phòng hộ nguồn nớc Những tồn nêu đà dẫn đến số địa điểm ngời ta trì mức cần thiÕt diƯn tÝch rõng phßng ngn níc, địa điểm khác lại không phát triển đủ diện tÝch rõng tèi thiĨu Trong mét sè trêng hỵp ngêi ta chi phí nhiều tiền để trồng rừng giữ nớc chống xói mòn đất, nhng rừng trồng đợc tạo lại có khả bảo vệ nớc đất so với thảm thực vật bị thay trớc Việc bố trí đai rừng phòng hộ sờn dốc nhiều trờng hợp không phát huy đợc vai trò bảo vệ nớc đất Trong số trờng hợp khác ngời ta lại không khai thác lợi dụng giá trị kinh tế rừng phòng hộ nguồn nớc, thực tế khai thác đợc cờng độ mà không làm giảm đáng kể tác dụng phòng cđa rõng Ngêi ta cịng cha thĨ ®Ị xt c¸c biƯn ph¸p kiĨm tra, gi¸m s¸t kü tht phï hợp nh cha huy động đầy đủ nguồn lùc kinh tÕ - x· héi cho qu¶n lý rõng phòng hộ nguồn nớc Đây nguyên nhân làm suy thoái rừng giảm hiệu giữ níc cđa rõng Thùc tÕ ®ã chØ r»ng, viƯc nghiên cứu tác dụng giữ nớc rừng nhằm đặt sở khoa học cho giải pháp quản lý sử dụng rừng phòng hộ nguồn nớc cần thiết cấp bách Để góp phần giải tồn trên, luận án "Nghiên cứu khả giữ nớc số thảm thực vật vùng phòng hộ hồ thuỷ điện tỉnh Hoà Bình" đà đợc thực Phơng hớng nghiên cứu luận án phân tích quan hệ định lợng khả giữ nớc rừng với nhân tố có ảnh hởng quan trọng làm sở cho việc xác định tiêu chuẩn đánh giá thảm thực vật rừng phòng hộ nguồn nớc Luận án đà chọn vùng phòng hộ hồ thuỷ điện Hoà Bình làm địa bàn nghiên cứu, nơi có diện tích rừng phòng hộ đầu nguồn lớn Việt Nam Việc xác định tiêu chuẩn đánh giá thảm thực vật rừng phòng hộ nguồn nớc nh việc qui hoạch giải pháp phát triển rừng, quy hoạch loại hình sử dụng đất hợp lý đòi hỏi khẩn thiết đặt cho ngành lâm nghiệp cho địa 48 phơng khu vực Luận án đợc thực góp phần cung cấp sở khoa học thực tiễn để kiện toàn phát triển rừng phòng hộ đầu nguồn, nhằm phát huy đồng thời giá trị có lợi rừng sinh thái, kinh tế xà hội Những đóng góp luận án đợc tóm tắt nh sau: - Lần vùng hồ Hoà Bình có công trình nghiên cứu tơng đối hệ thống toàn diện vai trò giữ nớc thảm thực vật, làm së khoa häc cho viƯc x©y dùng cÊu tróc rõng khai thác giá trị kinh tế rừng phòng hộ nguồn nớc - Phơng pháp đo lợng nớc chảy men thân lợng nớc chảy bề mặt đợc cải tiến bớc để phù hợp với đặc thù rừng nhiệt đới giảm chi phí nghiên cứu - Tiêu chuẩn đánh giá thảm thực vật đáp ứng yêu cầu phòng hộ nguồn nớc lần đợc đề xuất phù hợp với đặc thù địa bàn nghiên cứu có ý nghĩa dẫn cho hoạt động xây dựng, phát triển rừng phòng hộ đầu nguồn vùng hồ thuỷ điện tỉnh Hoà Bình 49 Chơng Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1 Trên giới Nghiên cứu vai trò giữ nớc rừng thực chất nghiên cứu thủy văn rừng (Franklin J F, 1989 [81]; Swank W T, 1992 [114]; Whitehead P G vµ céng sù, 1993 [121]; Christensen J P vµ céng sù, 1998 [70]) Theo John D Hewlett vµ Wade L Nutter, (1969) [93], thuật ngữ thuỷ văn rừng - forest hydrology đời cách gần thiên niên kỷ, vào năm 1215 Tuy nhiên, phải từ năm 1930 trở lại đây, phơng pháp nghiên cứu định lợng phát triển, nghiên cứu thuỷ văn rừng thu đợc thành tựu có ý nghÜa râ rÖt (Hibbert A.R, 1967 [89]; Sharma W, 1996 [112]) 1.1.1 Quan điểm Thuật ngữ vai trò giữ nớc rừng phản ánh hai quan điểm bổ sung lẫn nhau: rừng làm ổn định dòng chảy rừng làm tăng lợng nớc mùa khô Trong quan điểm chung, vai trò giữ nớc rừng đợc hiểu giữ tích luỹ nớc dạng - làm tăng lợng nớc đất, giảm bốc, thoát nớc, tăng mực nớc ngầm, giảm dòng chảy bề mặt, hạn chế xói mòn đất, qua làm tăng ổn định lợng nớc sông suối, nh làm nớc (Mon-tra-nop, 1960, 1973 - dẫn theo Vơng Văn Quúnh, 1999 [42]; Khanbecop 1984 [22]; Whitehead P G vµ Robinson M, 1993 [121]; Bonell M, 1993 [62]) G Fiebiger (1993) [82] đà dùng khái niệm lợng giữ nớc rừng để phản ánh khả giữ nớc đợc xác định tổng lợng nớc giữ tán, lợng nớc giữ vật rơi rụng lợng nớc tích giữ đất Quan điểm đợc nhà thuỷ văn rừng chấp nhận cách rộng rÃi (Trần Huệ Tuyền, 1994 [58]; Vu Chí Dân Vơng Lễ Tiên, 2001 [4]) Khả giữ nớc rừng có giới hạn phụ thuộc nhiều vào đặc điểm đất rừng nh độ xốp, cấu tợng đất, tốc độ thấm nớc, hàm lợng mùn, độ dày tầng đất Chúng định lợng giữ nớc đất rừng (Vu Chí Dân Vơng Lễ Tiên, 2001 [4]) Các nhà khoa học đà đề hai quy tắc bản: (1)- Nhà thuỷ văn phải quan tâm đến vấn đề cho giọt nớc ma chảy không nhanh, ngợc lại, chậm tốt (2)- Nhà thuỷ văn phải đảm bảo cho dòng nớc đợc suối, sông, hồ mang có lợng nh nhau, mïa ma cịng nh mïa kh« (Kimmin, 1973, 1989 [95], [96]) 1.1.2 Phơng pháp luận Lý luận rừng hƯ sinh th¸i (Tansley A G, 1935 [115]; Odum, 1978 [36]) đặt tảng cho phơng pháp luận nghiên cứu hệ sinh thái nói chung, khả giữ nớc rừng nói riêng, nghiên cứu phân tích hệ thống Để nghiên cứu 50 phân tích hệ thống toàn cục, cần tiến hành xử lý, phân tích riêng rẽ hệ thống tổng hợp kết dựa vào mối quan hệ qua lại chúng với Rừng tợng địa lý tợng lịch sử, tợng diễn tuần hoàn thuỷ văn rừng không ngừng thay đổi theo không gian thời gian (I.C Mªlªkhèp, 1980 [28]; C.B Bª lèp, 1982 [2]; Burton V Barnes et al, 1998 [68]) Vấn đề chỗ, xuất phát từ không gian thời gian khác để nghiên cứu tìm hiểu chất, phát quy luật mô tuần hoàn thuỷ văn rừng công cụ định, qua giúp cho việc giải thích chế tuần hoàn thuỷ văn dự báo thành phần cân nớc rừng cho không gian thời gian khác với độ tin cậy định Một nội dung quan trọng nghiên cứu thuỷ văn rừng phơng trình cân nớc (FAO, 1986 [77]; G.Fiebiger, 1993 [82]; H.M Raghunath, 2000 [85]) Phơng trình cân nớc có thĨ ¸p dơng cho hƯ thèng cã kÝch thíc bÊt kú Nã ®óng víi mét hå níc nhá, mét rõng nh với lục địa Phơng trình cân nớc phụ thuộc vào thời gian, nên yếu tố dòng chảy vào dòng chảy phải đợc đo lúc Tuỳ theo điều kiện tự nhiên, kinh tế - xà hội mục tiêu quản lý rừng để xác định mục tiêu, quy mô, nội dung phơng pháp nghiên cứu vai trò giữ níc cđa rõng (Bonell M, Hufschmidt M M, and Gladwell J S (Eds.), 1993 [64]; UNESCO-IAEA, 2002 [117]) 1.1.3 C¸c híng nghiªn cøu Theo Thomas Dunne T (1992) [116], Menachem Agassi (1996) [105], C.A.A Ciesiolka vµ C.W Rose (1998) [69], F.Agus cộng (1998) [77], có hai hớng nghiên cứu khả giữ nớc rừng: nghiên cứu lu vực nghiên cứu trình thuỷ văn sờn dèc Bruijzeel vµ Abdul Rahim (1990b) [66], D.E Swete Kelly A.A Gomez (1998) [71] đề nghị thời kỳ suy thoái tài nguyên nay, việc nghiên cứu khả giữ nớc rừng vùng nhiệt đới ẩm tốt nên đợc thực quy mô sờn dốc với việc thiết lập bÃi đo dòng chảy điển hình để chúng liên kết với bao quát cho biến động môi trờng vùng rừng nhiệt đới ẩm Bonell M Balek (1993) [63] cho hớng tiếp cận dựa "bÃi đo dòng chảy" có triển vọng cho nghiên cứu khả giữ nớc rừng cho phép lồng ghép thông tin thuỷ văn rừng với thông tin địa hình, thổ nhỡng sinh thái không gian nghiên cứu Ngoài ra, phơng diện thủy văn rừng, sử dụng hớng nghiên cứu lu vực đem kết thực nghiệm để suy đoán cách xác cho lu vực khác Vì vậy, luận án ®· lùa chän híng nghiªn cøu thø hai - nghiªn cứu trình thuỷ văn sờn dốc 51 Đặc điểm thuỷ văn rừng đợc biểu thông qua vòng tuần hoàn nớc (John D Hewlett, 1982 [92]) hay tuần hoàn thuỷ văn (G.Fiebiger, 1993 [82]) Tuần hoàn thuỷ văn rừng sờn dốc đợc mô tả theo trình tự định, nớc ma vào hệ sinh thái, đến trình nớc ma bị giữ lại tán rừng, nớc ma lọt qua tán, nớc ma chảy men thân cây, nớc ma chảy tràn bề mặt đất, đến trình nớc thấm xuống đất, bốc nớc vật lý từ đất, từ thảm mục, thoát nớc thực vật để trở khí (Douglas, 1977 [73]) Nhìn chung, tuần hoàn thuỷ văn rừng chịu ảnh hởng rõ nét cấu trúc lớp thảm thực vật rừng, chế độ ma, địa hình, đất 1.1.4 Thành nghiên cứu Nghiên cứu khả giữ nớc rừng giới đà thu đợc nhiều thành quả, đáng ý thành liên quan đến việc định lợng thành phần cân nớc hệ sinh thái rừng xác định, dự báo xói mòn đất 1.1.4.1 Định lợng thành phần cân nớc a/ Lợng nớc ma giữ lại tán rừng Lợng nớc ma giữ lại tán tiêu phản ánh khả giữ nớc rừng Nhìn chung, công trình nghiên cứu cho thấy tỷ lệ lợng nớc ma giữ tán rừng kim ôn đới chiếm 20 - 40% (Vơng Lễ Tiên Lý Quang, 1991 [48]) Những nghiên cứu tỷ lệ lợng nớc ma ngăn giữ tán rừng kiểu thảm thực vật rừng tơng ứng với đới khí hậu khác Trung Quốc cho thấy, phạm vi biến động tỷ lệ lợng nớc ma bị ngăn giữ lại khoảng 11,4 - 34,3%, hệ số biến ®éng 6,68 - 55,05%, ®ã tû lƯ níc ma giữ lại tán rừng kim thờng xanh nhiệt đới, núi cao miền Tây lớn nhất, rừng hỗn giao rộng thờng xanh với rộng rụng nhiệt đới, miền núi nhỏ (Vu Chí Dân - Christoph Peisert - D Tân Hiểu (2001) [3] Lợng nớc ma giữ lại tán rừng phụ thuộc vào nhiều nhân tố, bao gồm loài cây, tuổi rừng, mật độ lâm phần, cấu trúc tán rừng, tần suất ma, cêng ®é ma, thêi gian ma Cịng gièng nh hệ sinh thái trình thủy văn, lợng nớc ma ngăn giữ tán rừng biến động theo không gian thời gian Vì vậy, mục tiêu việc nghiên cứu lợng nớc ma ngăn giữ tán rừng xây dựng đợc lý luận mô hình thực nghiệm mô tả ngăn giữ nớc ma tán rừng chỉnh hợp vào mô hình thủy văn rừng Hiện mô hình Rutter mô hình giải tích Gash (M.J Waterloo, 1999 [104]; Gladwell J S, 2002 [84]) tơng đối hoàn thiện đợc ứng dụng rộng rÃi số mô hình có việc mô lợng nớc ma giữ lại tán Mô hình Rutter mô hình Gash thích hợp cho việc mô ngăn giữ nớc ma khu rừng có tán tơng đối dày đặc Valente cộng (1997) [118] đà cải tiến hai mô hình để mô trình ngăn giữ nớc ma tán rừng tha Whelan M.J Anderson J.M, (1997) [102] đà mô thành công kết cấu 52 không gian lợng nớc ma lọt qua tán rừng lợng nớc ma tán rừng ngăn giữ rừng trồng vân sam Na Uy Những phát triển dựa mô hình Rutter, mô hình giải tích Gash ra, có mô hình Mulder (1985) [106] Whitehead D Hinckley T M, (1991) [122] mô định lợng ngăn giữ nớc ma tán rừng nhiều nớc khác, số học giả đà xây dựng mô hình ngăn giữ nớc ma tán rừng, có mô hình lấy nhân tố độ khô tán rừng, có mô hình lấy nhân tố hệ số nớc lọt qua tán rừng làm nhân tố chủ đạo (Vơng Lễ Tiên Lý Quang, 1991) [48] b/ Lợng nớc chảy men thân Theo Bruijnzeel L A, (1990b) [66], nhiều công trình nghiên cứu lợng nớc chảy men thân giới cho kết chóng thêng chiÕm tõ - 3% so víi tỉng lợng ma Đây tỷ lệ thấp so với thành phần cân nớc khác, nhng cung cấp lợng chất dinh dỡng cho cá lẻ mà không nên bỏ qua (Herwitz F, 1986) [88] Nhiều nhà thuỷ văn rừng nhận xét rằng, không trờng hợp lợng nớc chảy men thân có đờng kính lớn lại lợng nớc chảy men thân có đờng kính bé (Weaver 1972 [120]; Lloyd Marques Filho, 1988 [100]) Điều khác cách phân cành lợng nớc rơi từ tán tầng xuống tầng dới không nh Vì vậy, điều tra lợng nớc chảy men thân cần ý đầy đủ yếu tố có ảnh hởng đến nh kích thớc tán, góc phân cành, tầng thứ, v.v c/ Lợng nớc ma lọt tán Lợng nớc ma lọt tán đà đợc nhiều tác giả trªn thÕ giíi nghiªn cøu Tuy nhiªn, chØ cã mét số công trình nghiên cứu đảm bảo đợc độ tin cậy cần thiết đa số liệu thành phần cân nớc (Bruijnzeel, 1990a, 1990b) [65, 66] Nhìn chung thành nghiên cứu lợng nớc ma lọt tán khiêm tốn, đa đợc số thông tin ban đầu nh: tỷ lệ phần trăm lợng nớc ma lọt tán so với tổng lợng ma loại rừng thờng đạt từ 75% trở lên, phụ thuộc vào cấu trúc tán lá, số diện tích lá, đặc điểm ma nhân tố gió; lợng lợng nớc ma lọt tán rừng gỗ tầng thờng lớn lợng ma nơi trống; hàm lợng chất dinh dỡng khoáng thành phần nớc ma lọt tán cao so với nớc ma nơi trống (Jordan C.F Herrera 1981) [94] d/ Lợng nớc hút giữ bëi vËt r¬i rơng rõng VËt r¬i rơng cã khả ngăn giữ nớc tơng đối lớn, nên có tác dụng bổ sung nớc cho đất cung cấp nớc cho thực vật (Vu Chí Dân & Vơng Lễ Tiên, 2001) [4] Ngoài ra, vật rơi rụng có lỗ hổng lớn nhiều so với đất, nên lợng nớc ngăn giữ lại vật rơi rụng dễ dàng bốc Những nghiên cứu Black Kelliher (1989) (dẫn theo Vu Chí Dân & Vơng Lễ Tiên (2001) [4] cho thấy rằng, l- 53 ợng nớc bốc từ vật rơi rụng kiểu rừng khác chiếm khoảng - 21% tổng lợng nớc bốc mặt đất rừng Schaap Bouten (1997) (dẫn theo Vu Chí Dân & Vơng Lễ Tiên (2001) [4] sử dụng thiết bị đo lờng Lysimeter để xác định lợng nớc bốc vật rơi rụng, đồng thời dùng phơng trình Penman - Monteith để mô tốc độ bốc nớc vật rơi rụng khác biệt nhiệt độ không khí bề mặt đến độ cao mét, đà thu đợc kết tơng đối tốt Sự hút giữ nớc vật rơi rụng có ý nghĩa quan trọng mặt cung cấp chất dinh dỡng cho thảm thực vật rừng Những nghiên cứu Tietema cộng (1992) (dẫn theo Vu Chí Dân & Vơng Lễ Tiên, 2001) [4] cho thấy, tốc độ nitrate hóa tốc độ khoáng hóa thảm mục phụ thuộc vào hàm lợng nớc e/ Lợng nớc chảy bề mặt đất Nhìn chung, đất rừng tự nhiên có khả thấm nớc cao xuất dòng chảy bề mặt (Douglass 1977 [73]; Pritchett, 1979 [109]) Tuy nhiên, rừng bị chặt hạ trở nên tha thớt độ dốc mặt đất lớn, tạo nhiều lợng nớc chảy bề mặt (Ruxton B P, 1967 [111]; Imeson A C vµ Vis, 1982 [90]) Thủy văn học truyền thống đà phát triển lý luận dòng chảy mặt đất Horton vào năm 30 40 kỷ XX để nghiên cứu chế hình thành dòng chảy mặt đất Lý luận chiếm địa vị thống trị lĩnh vực thủy văn học công trình kéo dài suốt khoảng 30 năm (Foster G R, 1982) [79] Hibbert A R, (1967) [89] đà dựa vào quan trắc thực nghiệm hoàn cảnh rừng, cờng độ ma lớn tốc độ thấm nớc tiềm tàng đất, đà nêu khung lý luận động thái hình thành dòng chảy ma rào, sau đà triển khai nhiều nghiên cứu thực nghiệm nhằm tìm hiểu chế hình thành dòng chảy ma gây ra, chủ yếu khu vực ôn đới ẩm ớt châu Âu Mỹ (Bonell M, 1993) [62] Vào năm 1970, lý luận diện tích phát sinh dòng chảy biến động đà đợc thừa nhận rộng rÃi, nghiên cứu thủy văn học đất dốc đà phát triển mạnh mẽ thay giả thuyết dòng chảy siêu thấm - học giả Trung Quốc gọi trờng phái thủy văn học đất dốc (Trơng Hồng Giang, 1989 [15]; Vơng Lễ Tiên, 1990 [47]) - đặt sở cho việc hình thành lý luận chế phát sinh dòng chảy f/ Bốc thoát nớc Bốc thoát nớc trình trao đổi xạ, vận chuyển nớc sinh trởng thực vật tạo nên Phơng pháp đo lờng chuẩn xác sử dụng thiết bị đo bốc thoát nớc Lysimeter, nhng khả ứng dụng hạn chế Các phơng pháp đợc sử dụng rộng rÃi để nghiên cứu bốc thoát nớc rừng phơng pháp thủy văn học phơng pháp sinh lý thực vật học Phơng pháp thủy văn học dựa vào phơng trình cân lợng nớc hệ thống, thông qua đo lờng lợng ma, lợng nớc thấm xuống tầng đất sâu, lợng nớc 54 chảy mặt đất biến đổi động thái nớc đất, để tính toán lợng nớc bốc thoát hệ thống (Fetter C.W, 2000 [14]), (D Tân Hiểu, 1991) [20] Phơng pháp sinh lý thực vật học chủ yếu xác định lợng nớc thoát thực vật, bao gồm phơng pháp xung nhiệt mạch dẫn (vận chuyển nhựa cây), phơng pháp nguyên tố đồng vị phóng xạ, phơng pháp kim châm khí khổng phơng pháp buồng thông gió, phơng pháp cân nhanh Ivanov, vv Sử dụng phơng pháp sinh lý thực vật học để xác định lợng nớc thoát suy luận lợng nớc tiêu hao lâm phần mấu chốt vấn đề bớc then chốt để thiết lập mối quan hệ sinh lý thực vật học với thủy văn rừng (Denmead O.T, 1984 [72]; Poels, 1987 [108]) Hatton and Hsin (1995) [86] đà vào lý luận sinh thái học, lý luận cân thủy văn để thiết lập mối liên hệ định lợng lợng nớc thoát với diện tích ứng dụng để xác định nhu cầu nớc bạch đàn, đà thu đợc kết tốt g/ Quá trình thấm giữ nớc ®Êt rõng Sù thÊm níc cđa ®Êt lµ mét vấn đề đợc nghiên cứu sâu rộng lĩnh vực thủy văn học Từ lý luận phát sinh dòng chảy mặt, thấm nớc đất thị cho khả tầng điều tiết quan trọng tuần hoàn thủy văn rừng, sau nớc ma đà qua bầu không khí, lớp thảm thực vật vật rơi rụng che phủ Sự thấm nớc đất có tác dụng quan trọng việc hình thành chế phát sinh dòng chảy Có nhiều mô hình thấm nớc đất dựa vào việc đơn giản hóa trình vật lý mô hình kinh nghiệm, bao gồm mô hình Green Ampt (1911), mô hình Horton (1933, 1945), mô hình Philip (1957, 1969) mô hình cải tiến mô hình Smith R E - Parlange J Y, (1978) [113], v.v Nãi chung, ®Êt rõng cã tèc ®é thÊm níc lớn so với đất dới thảm thực vật khác, tốc độ thấm nớc ổn định đất rừng đạt 80 mm/giờ trở lên (Dunne T, 1978) [74] Kết nghiên cứu Trần Huệ Tuyền (1994) [58] cho thấy, đất rừng có độ hổng mao quản lớn, tốc độ thấm nớc lợng nớc thấm đất rừng tăng lên Có thể mô trình nớc thấm xuống đất rừng theo mô hình Philip (Diêu Hoa Hạ, 1989 [18]; Thẩm Băng Nông Tấn, 1992 [1]) Lợng nớc giữ đất rừng tiêu quan trọng để đánh giá tác dụng nuôi d ỡng nguồn nớc rừng Trung Quốc, nhà khoa học thờng dùng lợng nớc bÃo hòa lỗ hổng mao quản đất rừng để tính toán lợng nớc thấm xuống đất Theo kết nghiên cứu, hecta đất rừng tích giữ đợc lợng nớc 641 - 679 tấn/năm (Vu Chí Dân Vơng Lễ Tiên, 2001) [4] 1.1.4.2 Xói mòn đất Công trình nghiên cứu xói mòn đất dòng chảy đợc thực nhà bác học Volni ngời Đức thời kỳ 1877 đến 1885 (Hudson N, 1981 [21]) Những ô thí nghiệm đợc sử dụng để nghiên cứu ảnh hởng nhiều nhân tố nh thực 55 bì, loại đất, độ dốc mặt đất, lợng ma tới dòng chảy xói mòn đất Trong công trình Volni nghiên cứu ảnh hởng loại đất độ dốc mặt đất tới dòng chảy xói mòn đất Tuy nhiên, phần lớn kết luận cha đợc định lợng cách rõ ràng Bằng thí nghiệm phòng, Ellison (Hudson N, 1981 [21]) thấy loại đất khác có biểu khác pha xói mòn đất nớc Ellison ngời phát vai trò lớp phủ thực vật việc hạn chế xói mòn đất vai trò quan trọng hạt ma rơi xói mòn Phát Ellison đà mở phơng hớng nghiên cứu xói mòn đất, đà làm thay đổi quan điểm nghiên cứu xói mòn khẳng định khả bảo vệ đất lớp thảm thực vật Nó đà mở phơng hớng sử dụng cấu trúc thảm thực vật biện pháp chống xói mòn nhằm bảo vệ độ phì đất Các nghiên cứu xói mòn bắt đầu chuyển sang nghiên cứu định lợng, xác định chế xói mòn, tìm công thức toán học để mô trình xói mòn Nhờ phơng tiện đại ngời ta đà tiến hành nghiên cứu xói mòn không điều kiện tự nhiên mà điều kiện nhân tạo (ma nhân tạo, độ dốc nhân tạo, độ che phủ nhân tạo) Các nhà nghiên cứu tiếng giai đoạn là: Ellison (Hudson N, 1981 [21]), Delixop, Mikhovic (Zakharop P.X, 1981 [60]), Wischmeier W.H, (1978) [123], Kirkby M.J vµ Chorley (1967) [97] Kết quan trọng nghiên cứu xói mòn khả bảo vệ đất giai đoạn xây dựng đợc phơng trình đất trờng Đại học Tổng hợp Pardiu (Mỹ) vào cuối năm 1950 (Hudson N, 1981 [21]) Sau phơng trình đợc W.H.Wischmeier hoàn chỉnh dần (Wischmeier W.H, 1978 [123]) Phơng trình đất đà làm sáng tỏ vai trò nhân tố ảnh hởng tới xói mòn Nó có tác dụng định hớng cho nhiều nghiên cứu nhằm xác định quy luật xói mòn nghiên cứu mô hình canh tác bền vững khu vực có điều kiện địa lý khác Tuy nhiên, sử dụng phơng trình đất phổ dụng gặp phải khó khăn định đòi hỏi phải có nghiên cứu bổ sung để điều chỉnh hệ số cho phù hợp với điều kiện địa lý, địa chất, thổ nhỡng, tập quán canh tác đặc tính trồng địa phơng Kết nghiên cứu G Fiebiger (1993) [82] xác nhận rằng, nguy xói mòn đất dới tầng gỗ tăng lên giät ma díi t¸n rõng cã kÝch thíc lín Những loài có phiến to (nh tếch - Tectona grandis) thờng tạo giọt nớc ngng đọng với kích thớc lớn, nên rơi từ tán cao xuống có sức công phá bề mặt đất lớn so với sức công phá giọt ma tự nhiên đất trống Loài Albizzia falcataria với tầng tán cao 20 m so với mặt đất, tạo giọt ma có lợng gây xói mòn 102% so với lợng giọt ma nơi trống Loài Anthocephalus chinensis với phiến to tầng tán cao 10 m, lại tạo nên hạt nớc rơi có lợng gây xói mòn 147% so với lợng hạt ma rơi tự 56 nhiên (G Fiebiger, 1993) [82] Vì vậy, tiêu chí chọn loại trồng rừng phòng hộ đầu nguồn vùng nhiệt đới chọn có tán dày rậm nhng phiến phải nhỏ, nhỏ tốt Những nghiên cứu khác cho thấy rằng, bụi, thảm tơi vật rơi rụng có vai trò lớn việc hạn chế xói mòn đất Nếu chúng bị phá trụi bị lấy khỏi đất rừng tác dụng hạn chế xói mòn đất rừng giảm FAO (1994a, 1994b) [12, 13] đà tổng kết nhiều tài liệu nghiên cứu xói mòn đất dới loại rừng kiểu sử dụng đất khác đà rằng, trình tích lũy sinh khối chế sinh vật học chủ yếu để khống chế xói mòn đất 1.1.5 Những tồn Mặc dù đà thu đợc nhiều thành gần kỷ qua, nhng việc nghiên cứu vai trò giữ nớc rừng giới tồn nhiều vấn đề cấp bách cần đợc giải - Việc nghiên cứu định lợng vai trò giữ nớc rừng nhiệt đới hạn chế Cơ chế ảnh hởng rừng nhiệt đới đến nguồn nớc vấn đề phức tạp, quy luật biến động thành phần cân nớc hầu hết hệ sinh thái rừng nhiệt đới cha đợc lợng hoá Còn thiếu nhiều thông tin tác động hoạt động trồng rừng phá rừng đến tuần hoàn thuỷ văn ảnh hởng yếu tố địa lý, địa hình, thổ nhỡng đến đặc điểm thuỷ văn thảm thực vật rừng tự nhiên đợc hiểu biết, đặc điểm thuỷ văn rừng nhiệt đới mây mù cha đợc nghiên cứu mức Lợng nớc thoát từ thực vật đợc tính toán cách gián tiếp thông qua lợng nớc bốc thoát lợng nớc giữ lại tán; cha lợng hoá đợc mật độ kích thớc khí khổng loài rừng nh ảnh hởng tới lợng nớc thoát Lợng nớc giữ lại tán thờng đợc ớc lợng vợt trị số thực, sai số ớc lợng lớn không đo xác lợng nớc chảy men thân lợng nớc lọt qua tán - Nhiều nghi vấn cha đợc giải đáp, tranh luận gay gắt nhà khoa học vai trò giữ nớc rừng Còn nhiều nghi ngờ rừng sử dụng nớc nhiều nông nghiệp, phá rừng làm tăng lợng nớc - nhiều tranh luận khác phá rừng làm giảm lợng nớc đất rừng bốc so với đất trống Tính đến năm 1989, việc nghiên cứu chuyển dịch dinh dỡng khoáng rừng đợc thực cho 25 hệ sinh thái rừng nhiệt đới có 23 ấn phẩm đợc công bố (Bruijnzeel, 1990b, 1991) [66, 67]; kết phân tích hàm lợng chất dinh dỡng dịch chuyển hệ sinh thái rừng khác nhiều - Còn kinh nghiệm số lĩnh vực nghiên cứu nh nghiên cứu trình sinh địa tuần hoàn thuỷ văn; nghiên cứu đặc tính thuỷ văn đất rừng gắn với hoá học đất; nghiên cứu dự báo lợng nớc thoát từ th¶m thùc vËt; v.v (Beven, 1988 [61]; O’ Loughlin, 1990 [107]; Vertessy et al, 1990 [119]) - ThiÕu c¸c mô hình toán học đảm bảo độ tin cậy đơn giản để mô trình nớc dâng, nớc chảy tràn, nớc ngầm, chu trình sinh địa hoá, v.v