NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIỮ NƯỚC CỦA ĐẤT DƯỚI MỘT SỐ TRANG THÁI THẢM THỰC VẬT LÀM CƠ SỞ ĐỀ XUẤT DIỆN TiCH RỪNG PHÒNG HỘ CAN THIET Ứ KHU BẢO TỔN THIÊN NHIÊN THƯỢNG TIẾN, HUYỆN KIM BÔI, TINH HOA BINH LUẬN VĂN THẠC SỸ

45 Chương 5 5.1 52 54 Chiều cao cây rừng ở các trạng thái thảm thực vật Độ tàn che và độ che phủ Đặc điểm độ ẩm, độ xốp đất dưới một số trạng thái thảm thực vật Độ Âm đất Độ ẩm đất dư

NGUYEN QUANG GIÁP

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIỮ NƯỚC CỦA ĐẤT DƯỚI MỘT Số

TRANG THAI THAM THUC VAT LAM Cd SO BE XUAT DIEN TicH RUNG PHONG HO CAN THIET Ứ KHU BẢO TỔN THIÊN NHIÊN

THƯỢNG TIẾN, HUYỆN KIM BÔI, TINH HOA BINH

Chuyên ngành: LÂM HỌC

Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn ldioa học: PGS.TS Vương Văn Quỳnh

HA TAY - 2007

Luận văn này được thực hiện và hoàn thành theo Chương trình đảo tạo “Thạc sĩ của Trường Đại học Lâm nghiệp, Xuân Mai, Hà Tây

Nhân dịp hoàn thành luận văn, Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Vương Văn Quỳnh, người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ Tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này,

Xin tran trọng cảm ơn Khoa đào tạo Sau đại học trường Đại học Lam nghiệp, Ban lãnh đạo Viện Sinh thái rừng và Môi trường, tập thể phòng Tổng hợp, bộ môn Phát triên rừng và Môi trường viện Sinh thái rừng và Môi trường

Đối với địa phương, Tác giả chân thành cảm ơn Ban Quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Thượng Tiến, Lâm trường Kim Bôi, Trạm nghiên cứu thuỷ văn huyện Kim Bị

thập số liệu để thực hiện luận văn

Xin cảm ơn các sinh viên khoá 47, khoa Quản lý Bảo vệ tài nguyên Rừng và Môi trường, Trường Đại học Lâm nghiệp đã hỗ trợ tác giả thu thập số liệu

của luận văn

và bà con các dân tộc ở địa phương, nơi tác giả đã đến thu

Xin cảm ơn bạn bè và đồng nghiệp đã giúp đỡ Tác giả trong quá trình thực hiện luận văn

> Xin tran trong cém on!

Tae gid

Nguyễn Quang Giáp

21 Đặc điểm tự nhiên và dân sinh kinh tế của khu Bảo tồn thiên

Chương 3 Mục tiêu, giới hạn, nội dung và phương pháp nghiên cứu 23

3.4.2 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu 25

Chương4 Kết quả nghiên cứu và thảo luận 32 41 Phân bố điện tích và cấu trúc của các trạng thái thảm thực vật 32

4121 Mậtđộ 39

45 Chương 5

5.1 52 54

Chiều cao cây rừng ở các trạng thái thảm thực vật Độ tàn che và độ che phủ

Đặc điểm độ ẩm, độ xốp đất dưới một số trạng thái thảm thực

vật

Độ Âm đất Độ ẩm đất dưới các trạng thái thảm thực vật trong thời gian

Lượng nước trong đất ở các trạng thái thảm thực vật

Lượng nước bình quân trong đất ở các trạng thái thảm thực vật

trong thời gian nghiên cứu Lượng nước bình quân trong đất ở các tháng trong năm của các

42 43 45 45

61

63 67 73 73

74

75 76

Kỹ hiệu BTTN c cP

D

Dis

Chủ giải Bảo tồn thiên nhiên Độ cao

Độ che phủ Độ dốc Đường kính ngang ngực bình quân Chiều cao vút ngọn bình quân

Bề dày tầng đất

Trữ lượng Mật độ bình quân

Ô tiêu chuẩn

Lượng nước chứa tối đa

Lượng mưa có thể gây lũ

Lượng mưa Lượng nước có trong đất

Hệ số tương quan

Rừng nghèo Rừng phục Từng trung bình Nhiét độ không khí Trung bình

Độ tản che Trảng cỏ cây bụi Thảm khô

Thảm thực vật Độ âm không khí

Độ ẩm đất

trữ Âm toàn phần

TT

21

41

42 43 44

Các chỉ tiêu điều tra của các trạng thái thảm thực vật

Tổng hợp độ ẩm đất tự nhiên bình quân ở các ÔTC của các trạng,

thái TTV

Biến đổi độ âm đất tự nhiên theo lượng mưa của các trạng thái

TTV Độ xốp đắt trung bình ở các ÔTC của các trang thai TTV

Lượng nước bình quân trong đất dưới các trạng thái TTV trong,

thời gian nghiên cứu

Lượng nước bình quân trong đất ở mỗi tháng trong năm của các

42 43 44 4.5

46 47 48 49

4.10

TT 41 42

43

44

Tỷ lệ diện tích các trạng thái thảm thực vật của khu BTTN

'Phân bố diện tích các trạng thái TTV theo độ cao 36 Phân bồ diện tích các trang thái TTV theo độ dốc 36 Mật độ bình quân (N) của các trạng thái rừng, 40 Đường kính (Dị) trung bình của các trạng thái rừng, 42 Chiều cao vút ngọn bình quân (Hvạ) của các trạng thái rừng, 4 Quan hệ giữa độ tàn che và độ che phủ của các trạng thái TTV 44

Biến đổi độ âm đất tự nhiên theo chiều sâu ở các trạng thái

Phân bố trạng thái tám thực vật khu BTTN Thượng Tiến 34

'Tỷ lệ diện tích rừng trung bình cần thiết để phòng hộ (giữ âm)

Ngoài giá

được về mặt môi trường như bảo vệ đất, giữ nước, ngăn chặn quá trình sa mạc

hoá, cải thiện môi trường, phòng tránh thiên tai Việc suy giảm diện tích và chất lượng rừng trong những thập kỷ qua ở nước ta là một trong những, nguyên nhân chính gây ra lũ lụt, hạn hán, suy thoái đất, nguồn nước và cũng, là nguyên nhân dẫn đến đói nghèo ở nhiều địa phương

'Vì vậy, bảo vệ và phát triển rừng phòng hộ được xem là một trong những

nhiệm vụ quan trọng nhằm bảo vệ môi trường sinh thái theo hướng bền vững

Tuy nhiên, một câu hỏi đặt ra là diện tích rừng phòng hộ thực sự cần thiết là bao nhiêu và phân bố cụ thể như thế nào để đảm bảo an toàn về môi trường

Thực tế cho thấy rằng diện tích rừng phòng hộ ở một số nơi đã được nâng lên quá mức cần thiết, trong khi đó ở một số nơi khác lại không duy trì diện tích

rừng phòng hộ ở mức tối thiểu, nên đã làm gia tăng hạn hán và lũ lụt, ảnh hưởng đến đời sống con người Do thiếu những nghiên cứu cơ bản về ảnh hưởng của rừng đến môi trường mà đến nay vẫn chưa có cơ sở khoa học đầy đủ để xác định diện tích và phân bố cần thiết của rừng phòng hộ Vì thế, việc

quy hoạch hiện nay vẫn cua đảm bảo phát huy tối đa tác dụng phòng hộ của rừng,

Việc nghiên cứu quy luật tác động của rừng đến các yếu tố môi trường,

đặc biệt là ảnh hưởng đến đất và nước sẽ là căn cứ để xác định diện tích cần

thiết và phân bố của rừng phòng hộ Tuy nhiên, nghiên cứu tác động của rừng đến môi trường là công việc phức tạp Trước kia, do thiếu công cụ và phương tiện mà những nghiên cứu này còn hạn chế, nên chưa cung cấp đủ cơ sở khoa học cho những giải pháp quản lý rừng, trong đó có quy hoạch diện tích rừng cần thiết cho các địa phương Trong những năm gần đây, với sự phát triển

mới để nghiên cứu tác động của rừng đến môi trường, mở ra cơ hội để giải

quyết nhiều vấn đề cơ bản liên quan đến quản lý và phát triển rừng

Khu Bảo tồn Thiên nhiên Thượng Tiến là vùng phòng hộ đầu nguồn

của huyện Kim Bôi, tỉnh Hoà Bình Hiện nay, ở đây đang diễn ra tranh luận

về quy hoạch rừng phòng hộ cho địa phương Những ý kiến đưa ra chủ yếu

liên quan đến việc xác định diện tích rừng phòng hộ cần thiết là bao nhiêu và

phân bố của chúng như thế nào để rừng không những chỉ phát huy vai trò bảo

vệ môi trường, mà còn nâng cao hiệu quả kinh tế, góp phần phát triển nông

thôn bẵn vững

Nhằm góp phần xác định cơ sở khoa học cho việc giải quyết một số

tồn tại trên chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng giữ nước của

đất dưới một số trạng thái thảm thực vật làm cơ sở đề xuất diện tích rừng phòng hộ cần thiết ở khu Bảo tần Thiên nhiên Thượng Tiến, huyện Kim Bôi,

tinh Hoa Bink”.

1.1 TREN THE GIỚI

Nghiên cứu vai trò giữ nước của rừng về cơ bản là nghiên cứu thủy văn

rừng Thuật ngữ “Thủy văn rừng” ra đời vào những năm đầu của thế kỷ XIII,

tuy lĩnh vực này đã được đề cập nghiên cứu từ khá lâu, song những thành tựu

của nó mang ý nghĩa rõ rệt trong cuộc sống phải kể từ những năm 1930 trở lại

đây Đến nay có rất nhiều khái niệm và định nghĩa về thuật ngữ “vai /rỏ giữ nước của rừng” nhưng chủ yếu là xoay quanh hai quan điểm đó là rừng có tác

dụng làm tăng lượng nước trong mùa khô và làm ổn định dòng chảy trong khu vực Trên quan điểm chung, vai trò giữ nước của rừng được hiểu là giữ

và tích lñy nước như: làm tăng lượng nước trong đất, giảm sự bốc thoát hơi nước, làm tăng mực nước ngầm, giảm dòng chảy bề mặt, hạn chế xói mòn

đất, qua đó điều hoà và ổn định lượng nước sông suối, cũng như làm sạch nước (Mon-tra-nop, 1960, 1973 - dẫn theo Vương Văn Quỳnh, 1999) [25];

Khanbecop (1984) [14] Nghiên cứu khả năng giữ nước của rừng hay nói cách khác là nghiên cứu

thủy văn rừng đã được rất nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm, các tác giả đã đề cập đến nhiều lĩnh vực khác nhau, tuy nhiên những nghiên cứu đó

tập trung vào các vấn đề sau: - Nghiên cứu về “Dung tích giữ nước của rừng”, khái niệm này đã được

dùng để phản ánh khả năng giữ nước của rừng thông qua tổng lượng nước giữ

lại trên tán, lượng nước giữ lại bởi vật rơi rụng và lượng nước giữ trong đất Quan điểm này được các nhà thuỷ văn rừng chấp nhận một cách rộng rãi (Trần Huệ Tuyền, 1994; Vu Chí Dân và Vương Lễ Tiên, 2001) [3]

mùn, độ dày tầng đất Chúng quyết định dung tích chứa nước của đất rừng

(Vu Chi Dân và Vương Lễ Tiên, 2001) [3]

- Sự thấm nước của đất là chỉ thị cho khả năng của tầng điều tiết quan

trọng nhất trong tuần hoàn thủy văn rừng, sau khi nước mưa đã đi qua bầu

không khí và lớp thảm thực vật che phủ Sự thấm nước của đất có tác dụng rất

quan trọng trong việc hình thành cơ chế phát sinh dòng chảy Có nhiều mô

hình thấm nước của đất dựa vào việc đơn giản hóa quá trình vật lý và các mô hình kinh nghiệm và mô hình cải tiến của nó Mặc dù những mô hình này đã thu được thành công khá tốt trong mô phỏng vận động của nước trong đất

nông nghiệp và trong thủy văn lưu vực đất nông nghiệp, nhưng khi ứng dụng,

cho vùng đất dốc lại gây ra những thách thức nghiêm trọng Khi nước thấm vào đất và vận chuyển trong đắt, chúng chịu sự chỉ phối của trọng lực và lực

tác dụng mao quản do tiếp xúc giữa nước và hạt đất Sự biến đổi của kết cấu đất và của thành phần cơ giới đất sẽ dẫn đến sự rối loạn của con đường vận

động nước trong đất, nên việc ứng dụng định luật Darcy - định luật mô tả vận

động của nước trong một môi trường đồng nhất nhiều lỗ hổng - và phương trình liên tục về sự vận động của nước trong đất rừng để nghiên cứu định

lượng và dự báo, sẽ dân đến những sai lệch tương đối lớn so với tình hình

thực tế vì phạm vi sử dụng của định luật Darcy là dùng cho vận động của

dòng chảy trong một tầng đất (dẫn theo Phạm Văn Điển, 2006) [11] Xét từ

góc độ ảnh hưởng của rừng đến tuần hoàn thủy văn: do phân giải thảm mục,

hoạt động của rễ cây và động vật, dẫn đến vận động của dòng chảy trong các

lỗ hổng tương đối lớn, làm tăng lượng nước thấm xuống đắt và lượng nước giữ lại trong đất (Zakharop, 1981) [35]

Nói chung, đất rừng có tốc độ thắm nước lớn hơn so với các loại hình sử

độ thấm nước và lượng nước thấm của đất rừng sẽ tăng lên Có thể mô phỏng quá trình nước thấm xuống đất rừng theo mô hình Philip (Diêu Hoa Hạ, 1989; Tham Bang và Nông Tấn, 1992) [1]

Lượng nước giữ trong đất rừng là một chỉ tiêu rất quan trọng để đánh giá tác dụng nuôi dưỡng nguồn nước của rừng Ở Trung Quốc, các nhà khoa học thường dùng lượng nước bão hòa các lỗ hỗng ngoài mao quản trong đất rừng để tính toán lượng nước thấm xuống đắt Theo kết quả nghiên cứu, mỗi

hecta đất rừng có thể tích giữ được lượng nước 641 - 679 tắn/năm (Vu Chí

Dân và Vương Lễ Tiên, 2001) [3] - Một trong những chỉ tiêu phản ánh khả năng giữ nước của rừng là

lượng nước giữ lại trên tán Qua các kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ lượng,

nước mưa giữ lại trên tán rừng lá ki ôn đới chiếm 20 - 40% (Vương Lễ Tiên

và Lý Á Quang, 1991) [29] Những nghiên cửu ở Trung Quốc về tỷ lệ lượng,

nước mưa ngăn giữ bởi tán rừng tương ứng với các đới khí hậu khác nhau cho

thấy phạm vi biến động của tỷ lệ lượng nước mưa bị ngăn giữ lại trong

khoảng 11,4 - 34,3%, lệ sô biến động 6,68 - 55,05%, trong đó tỷ lệ nước mưa

bị giữ lại trên tán của rùng lá kim thường xanh Á nhiệt đới ở miền Tây là lớn

nhất, rừng hỗn giao cây lá rộng thường xanh với cây lá rộng rụng lá á nhiệt đới, miền núi là nhỏ nhất (Vũ Chí Dân - Christoph Peisert - Dư Tân Hiểu

(2001) [2] ~ Nghiên cứu về khả năng hút giữ nước của vật rơi rụng trong rừng: vật

rơi rụng, thảm mục trong rừng có khả năng ngăn giữ nước tương đối lớn, nên có tác dụng bổ sung nước cho đất và cung cấp nước cho thực vật của Vũ Chí Dân & Vương Lễ Tiên, 2001 (dẫn theo Phạm Văn Điển, 2006) [1 1] Mặt khác

'Vương Lễ Tiên, 2001) [3] Lượng nước hút giữ của lớp thảm mục trong rừng

phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: thành phần thảm mục, tuổi rừng, tình

trạng phân giải thảm mục, tình trạng tích lũy của thảm mục, tình trạng giữ

nước của thảm mục, loại hình lâm phần và đặc điểm của mưa Những nghiên

cứu của Mật Vân, Trương Hồng Giang, Triệu Hồng Nhạn ở Trung Quốc đã

chứng minh: lượng nước hút giữ của thảm mục có thể đạt tới 2 - 4 lần khối

lượng khô của bản thân nó, tỷ lệ lượng nước giữ tối đa bình quân của thảm mục trong rừng là 309,54%, dung lượng nước hút giữ của nó nhỏ hơn 191%

(Vũ Chí Dân & Vương Lễ Tiên, 2001) [3]

- Nghiên cứu bốc hơi nước vật lý từ đất và thoát hơi nước sinh lý từ tán rừng đã được các nhà khoa học ở Trung Quốc đề cập vào những năm 1960,

(theo Dư Tân Hiểu, 1993) [12], phần lớn các kết quả nghiên cứu cho thấy lượng nước bốc hơi và thoát hơi của rừng chiếm từ 40% - 80% tổng lượng

mưa (bao gồm cả tổn thắt nước do ngăn giữ của tản rừng và thảm mục ) Nghiên cứu của Khang Văn Tỉnh (1997) đã sử dụng phương pháp khuyếch tán hỗn lưu để nghiên cứu quy luật bốc hơi và thoát hơi nước của rừng trồng

Samu (dẫn theo Vũ Chí Dân & Vương Lễ Tiên, 2001) [3] Kết quả cho thấy,

lượng nước bốc hơi và thoát hơi bình quân năm trong rừng Sa mu nhân tạo

chiếm 82,2% tổng lượng nước rơi hàng năm, còn lượng bốc và thoát hơi của tán rừng chiếm 89,3% tổng lượng nước bốc hơi và thoát hơi của rừng

- Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về lượng nước chảy men thân, theo một số tài liệu thống kê cho thấy lượng nước này thường,

chiếm tỷ lệ từ 1 - 3% tổng lượng mưa Đây là tỷ lệ thấp so với các thành phần

cân bằng nước khác, nhưng nó có giá trị là cung cấp một phần đỉnh dưỡng cho cây cá lẻ mà không nên bỏ qua.

tự nhiên có khả năng thấm nước rất cao và rất hiểm xuất hiện dòng chảy bề

mặt Lượng nước chảy bề mặt càng lớn khi rừng có tán lá càng thưa thớt và khi độ dốc mặt đất càng lớn thì tạo ra nhiều lượng nước chảy trên bề mặt

- Lượng mưa lọt tán đã được nhiều tác giả trên thế giới nghiên cứu Nhìn

chung kết quả nghiên cứu về lượng nước mưa lọt tán còn khiêm tốn, một số công trình được coi là có độ tin cậy cao nhưng mới chỉ đưa ra một số thông, tin ban đầu như: tỷ lệ phần trăm của lượng nước mưa lọt tán so với tổng

lượng mưa của các loại rừng thường ở mức 75% trở lên Lượng mưa lọt tán phụ thuộc vào cấu trúc tán lá, chỉ số điện tích lá và một số nhân tổ khác

Đã có nhiều lý luận về dòng chảy bỀ mặt đất như: “Cơ chế dòng chảy

trên mặt đất siêu thắm”; khái niệm “Diện tích sản sinh dòng chảy biến động”

Lý luận “Diện tích sản sinh dòng chảy biến động” ra đời vào những năm 60 của thế kỷ XX và đã được thừa nhận rộng rãi, những nghiên cứu về thủy văn

học trên đất dốc đã phát triển mạnh mẽ và thay thế giả thuyết về dòng chảy

siêu thẩm

Nghiên cứu thuỷ văn rừng thường gắn liền với nghiên cứu xói mòn đất

Công trình đầu tiên ngiiêu cứu về xói mòn đất và dòng chảy được nhà bác

học Volni người Đức !:ðng những năm 1877 - 1885 (Hudson N, 1981) [13]

‘Thi nghiệm được bố trí để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiều nhân tố như loại đất, độ dốc tầng đất mặt, thực bì, lượng mưa tới dòng chảy và xói mòn đất

Song phần lớn các kết kết luận đã nghiên cứu chưa được định lượng,

chính xác Tuy nhiên, bên cạnh đó cũng có một số công trình tỏ ra có ý nghĩa

trong thực tiễn như: nghiên cứu của trường Đại học Tổng hợp Pardiu vào năm 1950 (Hudson N, 1981) [13] đã xây dựng phương trình mất đất Sau đó

phương trình này được W.H.Wischmeier hoàn chỉnh dần Phương trình đó đã

đất và các mô hình canh tác bền vững ở những khu vực có điều kiện địa lý khác nhau

Một số nghiên cứu cho thấy: nguy cơ xói mòn đất dưới tằng cây gỗ có thể tăng lên do giọt mưa dưới tán rừng có kích thước lớn hơn Các loài cây có phiến lá to thường tạo ra những giọt nước lớn nên có khả năng làm xói mòn đất lớn hơn những loài cây có phiến lá nhỏ Vì vậy, một trong những tiêu chí

chọn loài cây trồng rừng phòng hộ đầu nguồn ở vùng nhiệt đới thường chọn

cây có tán 14 day, ram nhưng phiến lá nhỏ Một số nghiên cứu về thảm thực

vật và xói mòn đất cũng cho rằng, cây bụi, thẳm tươi và vật rơi rụng có vai trò lớn trong việc hạn chế xói mòn đất

* Vai trò giữ nước của rừng trên sườn đốc

Trong thời gian t 1970 - 1985, Bộ môn Khí tượng Thuỷ văn rừng (viện nghiên cứu Lâm nghiệp Việt Nam) [19] đã có công trình nghiên cứu về thuỷ

văn rừng ở Tứ Quận, Tuyên Quang và ở núi Tiên, Hữu Lũng, Lạng Sơn

'Những công trình nghiên cứu này tập trung vào nghiên cứu các vấn đề: tim hiểu lượng nước chảy bề mặt và lượng đắt xói mòn dưới tán rừng Bồ đề trồng thuần loài đều tuổi; ảnh hưởng của độ tàn che tới khả năng điều tiết nước của rừng và khả năng ngăn cản nước mưa của tán rừng Những nghiên cứu này đã

cho thấy ở những kiểu rừng khác nhau thì sự thay đôi dòng chảy mặt cũng,

khác nhau và các tác giả đã đưa ra những mô hình bố trí các đai rừng giữ

cứu xói mòn đất và khả năng giữ nước của một số loài cây trồng nông - công,

nghiệp Trong thời gian này có hàng loạt các công trình đã định lượng về xói

mòn đất như nghiên cứu của Nguyễn Quang Mỹ, Quách Cao Yêm, Hoàng

Xuân Cơ (1984) [18] Các nghiên cứu đã phản ánh ảnh hưởng của nhân tổ địa

hình, vai trò chống xói mòn của thảm thực vật và đề cập đến độ che phủ

Những năm đâu của thập niên 1990, nghiên cứu thuỷ văn rừng được quan

tâm và phát triển mạnh mẽ hơn, với kết quả bước đầu đã xây dựng được một

số cơ sở khoa học cho việc xây dựng rừng phòng hộ giữ nước, giữ đất ở nước

ta Những nghiên cứu đó phải kể đến các tắc giả: Võ Đại Hải (1996) [11];

Nguyễn Ngọc Lung và Võ Đại Hải (1997) [17]; Vuong Văn Quỳnh và cộng sự (1994, 1996,1997, 1999)[21],[22],[23],[24],[25] Nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Lung và Võ Đại Hải (1997) [17] đã thành công việc xây dựng phương

pháp đo lượng nước mưa lọt qua tán rừng; theo các tác giả này phải dùng ít

nhất 9 ống đo mưa bố trí theo hệ thống trên diện tích 3.600 mỶ sẽ cho kết quả

tin cậy, với sai số luôn nhỏ hơn 10% Các tác giả cũng đưa ra kết luận vai trò

điều tiết nước, chống xói mòn đất của rừng rất lớn, lượng nước mưa bị tán

rừng ngăn cản dao động từ 5,7% đến 11,6% tuỳ thuộc vào từng loại rừng;

lượng nước tạo thành dòne cltáy ngầm và các dạng khác từ 88,2% đến 92,5%

tổng lượng nước mưa; lượng nước mưa tạo thành dòng chảy mặt ở những nơi

có rừng rất thấp, qua đó hạn chế khả năng hình thành lũ và lũ quét Cũng qua

nghiên cứu hai tác giả đã xây dựng được bảng tra hệ số thảm thực vật (hệ số

©) tương ứng với đặc điểm, cấu trúc của một số thảm rừng và xác định được

cấu trúc hợp lý của thảm thực vật rừng chống xói mòn đất

Nghiên cứu của tác giả Vương Văn Quỳnh và cộng sự (1994, 1996,

1997, 1999) [21],[22],[23],[24],[25] da xây dựng phương trình dự báo xói

mòn đất ở Việt Nam Trên cùng một diện tích đồng nhất chỉ có một trạng thái

rừng và không làm đất hàng năm, cường độ xói mòn đất được tính:

H: TM: tỷ lệ che phủ lớp thảm khô trên mặt đất (lớn nhất là 1,0);

X : độ xốp tổng số của lớp đất mặt (từ 0 ~ 5cm);

K : hệ số xói mòn được xác định theo công thức:

u cao bình quân tầng cây cao (tính bằng m);

B K = Ÿ (8//25,9|916 +331.1g|- 5.8263+2,4811n(Ri)/25,4]]/100 Trong đó:

R¿: lượng mưa tháng thứ ï trong năm, tính bằng mm/tháng

Trong trường hợp trên một diện tích đồng nhất có hon hai trạng thái

rừng, cường độ xói mòn bình quân được xác định theo công thức sau:

Từ công thức tính cường độ xói mòn đắt, Vương Văn Quỳnh và cộng sự,

1997 [24] đã xác định tiêu chuẩn bảo vệ đất của rừng và lớp thảm thực vật nói

chung thoả mãn điều kiện d < 0,8 mm/năm

Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên (1999) [28] đã nghiên cứu xói mòn đất

trên diện tích canh tác cây trồng nông nghiệp Nghiên cứu đã chỉ ra rằng,

những nơi đất trống hay trồng cây theo phương thức bình thường thì lượng

đất xói mòn hàng năm từ 7 - 23 tắn/ha, có nơi lên tới 50 - 170 tắn/ha - Nghiên cứu của Phùng Văn Khoa (1997) [15] về đặc điểm thuỷ văn

rừng thông đuôi ngựa tại núi Luốt - Xuân Mai - Hà Tây Kết quả nghiên cứu

công trình này có thể tóm lược như sau: Lượng nước mưa lọt qua tán biến

động từ 80 - 90% phụ thuộc vào lượng mưa, diện tích tán và bề dày tán theo phương trình tuyến tính ba lớp Lượng nước mưa giữ lại trên tán biến động từ 10 - 20% tổng lượng mưa và phụ thuộc vào lượng, diện tích bề mặt lá theo phương trình tuyến tính hai lớp Lượng nước chảy men thân biến động từ 3 - 5%, phụ thuộc vào lượng mưa, diện tích tán và bề dày tán cây theo phương,

trình tuyến tính ba lớp Lượng nước chảy bề mặt chiếm từ 3 - 5% phụ thuộc

chặt chẽ vào độ tàn che của cây bụi thảm tươi Lượng nước thoát hơi của thực

vật chiếm 30 — 40% tổng lượng mưa và phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm không, khí, diện tích lá Lượng nước bốc hơi từ đất rừng biến động từ 30 - 35%, phụ

thuộc vào nhiệt độ và độ âm không khí dưới tán rừng Lượng nước giữ lại

trong đất chiếm từ 10 ~ 1534 Tác giả đã nhận định, tiêu chuẩn rừng giữ nước

là trị số của độ che phù lớp cây bụi thảm tươi mà tại đó lượng nước chảy bề

mặt đạt mức tối thiểu Song do phạm vỉ nghiên cứu hẹp và đối tượng nghiên

cứu còn hạn chế, nên công trình chỉ mang tính thử nghiệm về phương pháp

nghiên cứu * Vai trò giữ mước cũa rừng trên lưu vựe

Có một số tác giả đã nghiên cứu đến vai trò điều tiết nước của rừng và ảnh hưởng của kiểu thảm thực vật rừng tới việc thay đổi chế độ dòng chảy mặt tại các lưu vực nước, cũng như ảnh hưởng đến lượng nước của sông ngòi

như: Nguyễn Viết Phổ (1992) [20]; Vũ Văn Tuấn (1977,1981,1982)

[311132133] Các tác giả đã đưa ra kết luận thảm thực vật rừng có vai trỏ

quan trọng trong điều tiết nước, nó hạn chế dòng chảy vào mùa mưa và cung

cấp nước vào mùa khô Công trình nghiên cứu "rừng với tác dụng dòng chảy" của Phạm Ngọc Dũng (1993) [4] cho thấy cây rừng có khả năng tiêu thụ một

lượng nước rất lớn và đất rừng cũng là một nhân tố ảnh hưởng rất rõ nét đến đồng chảy mặt

'Với nghiên cứu của mình, tác giả Võ Minh Châu, 1993 (dẫn theo Vương

Van Quỳnh, 1999) [25] cho thấy sự suy giảm diện tích rừng đầu nguồn sông Ngàn Mọ từ 23.971 ha xuống còn 6.000 ha đã làm cho lượng nước hồ Kẻ Gỗ giảm đi đáng kể, giảm từ 340 triệu m xuống còn 60 triệu m', do đó không

đảm bảo nước cho sản xuất nông nghiệp trên diện tích 6.000 ha Qua đây cho

thấy rừng có vai trò rất quan trọng trong việc giữ nước, đặc biệt là cung cấp

nước cho khu vực lân cận và vùng hạ lưu,

Cho điểm và đánh giá vai trò của nhân tố đất ảnh hưởng tới xói mòn đất

dựa trên cơ sở sự thấm, thoát nước và thoái hoá của các loại đất (Nguyễn

Ngọc Lung và cộng sự, 1995) [16]

Kết quả nghiên cứu đưa ra dẫn liệu lưu lượng dòng chảy tại nơi có rừng thấp hơn từ 2,5 đến 27 lần so với khu vực canh tác nông nghiệp, rừng tự nhiên

có tác dụng tốt hơn rùng trồng trong việc giảm dòng chảy mặt; dòng chảy kiệt

nơi có rừng cao hơn nơi không có rừng (Đỗ Đình Sâm và cộng sự, 2002) [26] Trung tâm Sinh thái và Môi trường rừng thuộc viện Khoa học Lâm

nghiệp Việt Nam phối hợp với viện Quốc tế Môi trường và Phát triển (2002)

[30], trong chương trình nghiên cứu “Liệu rừng có phòng hộ đầu nguồn được

không?”, sau khi phân tích bốn ví dụ nhóm tác giả đã kết luận: những bằng,

chứng về thuỷ văn rừng và chức năng phòng hộ đầu nguồn của rừng chưa

được nghiên cứu đầy đủ ở Việt Nam

* O'tinh Hod Bink Tại Hòa Bình đã có một số nghiên cứu về khả năng giữ nước của rừng,

thực vật như: - Kết quả nghiên cứu của sự bồi lắng đất xuống lòng hồ thuỷ điện Hoà

dưới các trạng th

Bình rất lớn, bình quân mỗi năm làm đáy Hồ nâng cao lên 0,3 - 0,5m (Phạm

Van Sơn, 1994) [27] Sự bồi lắng của sông Đà sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của

công trình thuỷ điện từ 250 năm xuống còn khoảng 100 năm

~ Nghiên cứu về lượng đất xói mòn ở các trạng thái rừng keo lá trằm, keo

tai tượng, luồng, trẩu (Nguyễn Ngọc Lung và Võ Đại Hải, 1995) [16] Công,

trình đã thiết lập 4 ô thí nghiệm định vị với diện tích 100mẺ (10m x 10m),

phân bố ở độ đốc 12 - 15, mỗi ô thí nghiệm đại diện cho một trạng thái rừng

Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng xói mòn đất ở bốn trạng thái biến động từ 152,09 - 400,12kg/ha; cao nhất ở rừng trâu và thấp nhất ở rừng keo lá tràm;

lượng nước chảy bề mặt biến động từ 765,4 — 990,2m”/ha, cao nhất ở rừng,

trấu va thấp nhất ở rừng keo lá trằm - Phạm Văn Điển (1998 - 2002) [5][6][7][8][9] đã nghiên cứu đặc

điểm thuỷ văn của một số thảm thực vật tại xã Vầy Nưa thuộc huyện Đà Bắc,

tỉnh Hoà Bình Tác giả đã lựa chọn và nghiên cứu ba trạng thái thảm thực vật: keo tai tượng trồng thuần joài; trảng cây bụi phục hồi tự nhiên sau nương rẫy,

thời gian phục hồi sau ở sãm; trảng cỏ sau nương rẫy Tác giả đã thiết lập

được quan hệ định lượng của từng thành phần cân bằng nước với những nhân

tố có ảnh hưởng quan trọng, tác giả cũng để xuất tiêu chuẩn cấu trúc của lớp thảm thực vật giữ nước Kết quả nghiên cứu này góp phần nhất định phản ánh

đặc điểm thuỷ văn của một số thảm thực vật ở xã Vầy Nưa Tuy nhiên, với

đối tượng và thời gian nghiên cứu có hạn nên công trình cần được tiếp tục đầu

tư nghiên cứu

~ Phạm Văn Điển (2006) [1 1], với công trình nghiên cứu luận án tiến sỹ

“Khả năng giữ nước của một số thảm thực vật ở vùng phòng hộ thuỷ điện tỉnh 'Hoà Bình” Tác giả đã thiết lập 45 ô thí nghiệm định vị tại hai xa Vay Nua va

Tân Mai, trên bốn loại hình phổ biến ở vùng hồ Hoà Bình (rừng rự nhiên,

rừng trằng, trang cé va trảng cây bụi) Công trình đã đưa ra một số kết luận

chính như sau: Tỷ lệ phần trăm lượng nước giữ trên tán thảm thực vật dao động từ 2,91 - 18,55% tổng lượng mưa trong năm, thấp nhất là trắng cỏ, cao nhất là rừng tự nhiên và có liên hệ chặt chế với độ che phủ của cây bụi, thăm

tươi (hệ số tương quan 0,97, hệ số biến động của phương trình 8,34%) Lượng, nước chảy bề mặt bình quân ở các trạng thái rừng biến động từ 104,7 - 574,7mm/ha/năm, tương đương hệ số dòng chảy mặt từ 5,2 - 28,7%, hệ số dòng chảy lớn nhất ở trảng cỏ và thấp nhất ở rừng tự nhiên Tốc độ thắm nước của đất dưới các trạng thái rừng nghiên cứu tương đối cao, tốc độ thắm nước ban đầu từ 6,7 - 15,2mm/phút, tốc độ thấm nước ổn định từ 2,5 - 8,0mm/phút;

tốc độ thấm nước của đất có liên hệ chặt chẽ với độ xốp, độ dày, độ ẩm đất

Hệ số tiêu giảm nước của đất rừng ở địa bàn nghiên cứu biến động từ 0,985 -

0,998 Tiêu chuẩn đánh giá rừng phòng hộ nguồn nước xác định bởi biểu thức:

GT+CP+TM>95,0.K.§ Trong đó : GT: dé giao tan (%)

CP: độ che phủ của cây bụi thảm tươi (%) TM: độ che phủ của vật rơi rụng (%)

K: hệ số xói mòn đất §: độ dốc (độ)

Trị số của tổng giao tán, che phủ cây bụi thảm tươi và độ che phủ của vật rơi rụng được xác định ở biểu thức này là tiêu chuẩn mà từ đó trở lên thì tác dụng phòng hộ nguồn nước của lớp thảm thực vật tương đối ổn định ở

mức cao nhất, đồng thời là tiêu chuẩn cho phép khai thác lợi dụng rừng Đây

là một trong những công trình nghiên cứu tương đối hoàn chỉnh về khả năng giữ nước của rừng Tuy nhiên, công trình chỉ đề cấp đến vai trò giữ nước và

chống xói mòn đắt của thảm thực vật trên quy mô lâm phần mà không đẻ cập đến vai trò giữ nước của thảm thực vật trên quy mô lưu vực và chưa đề cập đến việc xác định diện tích và phân bố thảm thực vật đầu nguồn

* Những tần tại chính trong nghiên cứu khả năng giữ nước của rừng

Đến nay, với nhiều lý do khác nhau nên vẫn chưa có công trình nào nghiên cứu một cách có hệ thống và đầy đủ về khả năng giữ nước của rừng, đặc biệt là trên quy mô lưu vực, mức độ định lượng các chỉ tiêu khả năng giữ

~ Thiếu nhiều công trình nghiên cứu theo hướng phát hiện ra những quy

luật và giải thích cơ chế tuần hoàn thuỷ văn rừng và định lượng bằng các công,

cụ toán học, tin học để vận dụng vào thực tế

- Việc nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc xác định phân bố diện tích, cấu trúc rừng phòng hộ nguồn nước còn bỏ ngỏ, chưa được thực hiện

- Đối với Khu 3T7N Thượng Tiến, các nghiên cứu về thuỷ văn rừng, rất khiêm tốn, đến nay chỉ có mmột vài công trình nghiên cứu liên quan đến khả năng giữ nước của rừng Song chưa có đề tài nào tập trung, đi sâu nghiên cứu

khả năng giữ nước của đất dưới thảm thực vật và xác định diện tích cần thiết

của rừng phòng hộ Đặc biệt, Khu BTTN Thượng Tiến là vùng phòng hộ đầu

nguồn của huyện Kim Bôi, hiện nay vẫn còn những tranh luận về tỷ lệ diện

tích cần thiết cho rừng phòng hộ là bao nhiêu để đảm bảo phát huy hiệu quả bảo vệ môi trường cao nhất mà tiết kiệm được diện tích đất Bởi vậy, hy vọng luận văn thực hiện sẽ góp phần giải quyết một số tổn tại trên

CHUONG 2

DAC DIEM, DOI TUQNG VA PHẠM VI NGHIÊN CỨU

2.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ DÂN SINH KINH TẾ CỦA KHU BAO TON THIÊN NHIÊN THƯỢNG TIỀN

2.1.1 Điều kiện tự nhiên

* Vị trí địa lý

Khu Bảo tồn thiên nhiên Thượng Tiến được thành lập theo quyết định

số 1242/QĐ-UB ngày 09 tháng 10 năm 2000 của UBND Tình Hoà Bình Đây là một trong những khu bảo tồn thiên nhiên đa lợi ích lớn nhất của tỉnh Hoà

Bình tính đến thời điểm hiện nay Khu bảo tồn thiền nhiên Thượng Tiến nằm

trong khu vực có địa hình gồm nhiều dãy núi lớn, nhỏ, hình vòng cung tạo nên một lưu vực tương đối khép kín; đây là vùng thượng nguồn cung cấp

nước cho vùng hạ lưu thuộc hai huyện Kim Bôi và huyện Lạc Thuỷ tỉnh Hoà Bình

Khu BTTN Thượng Tiến nằm trên địa phận ba xã đó là: xã Thượng,

Tiến và xã Kim Tiến thuộc huyện Kim Bôi; xã Quý Hòa thuộc huyện Lạc

Sơn Địa giới hành chính của Khu bảo tồn như sau:

- Phía Bắc giáp các xã: Tú Sơn, Vĩnh Tiến, Đông Bắc và xã Hợp Đồng

huyện Kim Bôi

- Phía Đông giáp các xã: Kim Bình, Kim Bôi, Kim Truy và xã Cuối Hạ huyện Kim Bôi

~ Phía Nam giáp các xã: Miền Đổi, Tuân Trào và xã Mỹ Thành huyện

Tir 10520" dén 105°20' kinh 46 Déng

‘Tir 20°30’ dén 20°40’ vi độ Bá

* Địa hình, địa thế, địa chất và đất đai

Khu BTTN Thượng Tiến nằm trong vùng núi trung bình, gồm một dải

núi chính là dải Cốt Ca hình vòng cung và các dải núi phụ, độ cao tuyệt đối bình quân từ 700 - 800m và cao nhất là đỉnh Cốt Ca 1073m; chiều dài sườn

đốc bình quân từ 1000 - 1500m, độ đốc bình quân 25 - 30° Khu vực nghiên

cứu là lưu vực của con suối Cái Thượng Tiến và là thượng nguồn của con

sông Bồi

Trong khu vực nghiên cứu phần lớn diện tích là núi đất lẫn núi đá Ở

đây có hai loại đá mẹ chủ yêu là Sa Thạch thuộc nhóm đá cát, có thành phần

khoáng vật chủ yếu là Thạch anh, Fenspat, Limonit sản phẩm phong hóa cho

thành phần cơ giới hạt thô và loại đá Bazich thuộc nhóm đá kiềm, có thành phần khoáng vật chủ yếu là Biroxin, Olepin sản phẩm phong hóa cho thành

phân cơ giới trung bình

Qua kết quả điều tra cho thấy đất trong khu vực gồm có hai nhóm chính

sau: nhóm đất feralit phát triển trên đá Bazich có màu nâu, thành phần cơ giới

thịt trung bình, thấm nước tốt, đất tơi xốp, độ sâu tầng đất bình quân trên

80cm; dưới tán rừng tỷ lệ mùi 3 - 5%, đất m Nhóm đất feralit phát triển trên đá Sa thạch có màu sóng tráng, thành phần cơ giới thịt nhẹ và thịt pha cát kết

rac rat dễ bị rửa trôi, tỷ lệ đá lẫn 10 - 12%, độ dày tầng tất trên

cấu hơi rị 50cm, dat hơi khô, dưới tán rừng tỷ lệ mùn từ 1 - 2%

* Điều kiện khí hậu thäy van

~ Khí hậu: Huyện Kim Bôi nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, một năm có 2 mùa rõ rột: mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10, lượng mưa bình quân 1.584mm, chiếm 77% tổng lượng mưa cả năm Mùa khô từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau, lượng mưa bình quân 679mm, chiếm 23% tổng

lượng mưa cả năm Nhiệt độ bình quân năm 24C, tháng nóng nhất là tháng 7

nhiệt độ cao nhất lên tới 39°C, tháng lạnh nhất là tháng 1 nhiệt độ thấp nhất

xuống dưới 5°C Độ ẩm không khí trong khu vực ít độ âm không khí bình quân cao nhất vào tháng 8 và tháng 9 là 88%; độ ẩm không khí bình quân thấp nhất vào tháng 5 là 82% Nhìn chung độ ẳm ở khu

Bảo tồn Thiên nhiên Thượng Tiến thuận lợi cho nhiều loài thực vật, động vật

sinh trưởng và phát triển để hình thành khu bảo tồn đa dạng, ổn định và đa tác dụng

n động bình quân 84%,

~ Thủy văn: khu vực nghiên cứu là lưu vực của con suối Cái Thượng Tiến và là thượng nguồn của sông Bôi, đây là nguồn chính cung cấp nước cho các xã trong khu vực huyện Kim Bôi và huyện Lạc Thuỷ Qua thống kê cho

thấy việc sử dụng nước phục vụ cho nông nghiệp của vùng hạ lưu thuộc hai huyện Kim Bôi và Lạc Thuỷ chủ yếu nhờ vào nguồn cung cấp nước của con

sông Bôi Tuy nhiên, vào mùa mưa thường gây ra lũ làm ảnh hưởng đến giao

thông trong vùng Đây là một trong những vấn đề cần được nghiên cứu để

góp phần phân phối, điều tiết hru lượng nước đối với vùng hạ lưu thông qua

việc quản lý, sử dụng rừng phòng hộ đầu nguồn 2.1.2 Đặc điểm dân sinh kinh tế

* Dan sé, dan thc va luo dong

- Dén hu BITN Thuong Tiến nằm trong ranh giới hành chính 3

xã gồm có 2089 hộ gia đình, với 10641 nhân khẩu, trong đó nhân khẩu làm

nông nghiệp là chủ yếu 9914 người (chiếm 93,2%), nhân khẩu phi nông nghiệp 727 người (chiếm 6,8%)

~ Đân tộc: Trong khu vực có hai dân tộc chính là dân tộc Mường chiếm

97,1% và dân tộc Kinh chiếm 2,9%

- Lao động: Toàn vùng có 4535 lao động, chủ yếu là làm nông nghiệp

4.130 người chiếm 91,07%, còn lại là lao động thuộc các ngành nghề khác

sống Hoạt động sản xuất trong khu vực nghiên cứu chủ yếu là nông nghiệp, nguồn thu nhập chính của người dân là từ trồng trọt và chăn nuôi gia súc, gia cầm Đời sống của người dân địa phương còn gặp rất nhiều khó khăn, thu

nhập lương thực bình quân đầu người 285kg/người/năm Tổng thu nhập bình

quân đầu người khoảng 1.800.000đ/người/năm 2.1.3 Hiện trạng tài nguyên rừng

Khu Bảo tồn thiên nhiên Thượng Tiến có tổng diện tích đất tự nhiên là

11835 ha Qua biểu 2.1 cho thấy đất lâm nghiệp chiếm tỷ trọng cao, chiếm đến 91,3% tổng diện tích tự nhiên của Khu vực Điều này nói lên rằng tiềm

năng phát triển lâm nghiệp của khu vực là rất lớn.

* Hệ thực vật

Đặc điểm hệ thực vật của Khu bảo tồn là kiểu rừng rậm thường xanh, mưa mùa nhiệt đới, thực vật rất phong phú Rừng kết cấu 2-3 tằng thứ, tầng,

trên bao gồm các cây gỗ lớn như: Chò chỉ (Parashorea chinensis Wang Hsie),

Re (Lauraceae Juss), Gidi (Michelia mediocris Dandy), Sén (Shorea

roxburghii G.Don) ting dưới gồm các cây chịu béng: Dé Castanopsis, Vang anh (Saraca dives Pierre)

Theo số liệu nghiên cứu về đa dạng loài thực vật rừng cho rừng tự

nhiên Thượng Tiến, xác định được KBT có các loài thực vật bậc cao thuộc các chỉ, lớp, ngành sau:

Ngành Duong xi (Polypodiophyta): 13 họ, 22 chi, 7 loài Ngành Hạt trin Pynophyta hay Gymnospermatophyta: Ichi, 1 họ, 1 loài Nganh Hat kin Magnoliophyta hay Angiospermatophyta: 74 ho, 232

chi, 283 loai

Những họ có nhiều loài, gồm: ho Ba manh vé (Euphorbiaceae Juss)

với 11 loài, họ Dâu tằm (Moraceae Link) với 8 loai, ho Long no (Lauraceae

Juss.) với 7 loài, họ Vang (Caesalpiniaceae R.Br với 6 loài KBT có một số

loài cây được công nhận là cây gỗ quý của Việt Nam cần được bảo tồn, như:

Thông tre (Podocarpus byevifolius Foxw), Lat hoa (Chukrasia tabularis A

Juss), Chd chi (Parashored chinensis Wang Hsie) Trong nhiing nim gan

đây để góp phần vào quá trình phục hồi rừng, công tác trồng rừng theo PAM,

327 và trồng rừng đặc dụng đã đưa vào trồng thêm các loài có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt như: Luồng (Dendroealamus membranaceus Munro), Lat (Chukrasia tabularis A Juss),

* Hệ động vật

Do đặc điểm về vị trí địa lý và địa hình nên địa hình của Khu bảo tồn

tương đối hiểm trở, rừng tự nhiên còn nhiều kéo liền thành một dải nên động

Hiện nay thống kê được 280 loài động vật thuộc 86 họ và 25 bộ, trong đó phát hiện một số loài có giá trị, loài quý hiếm, đang có nguy cơ diệt vong cần được bảo vệ, các loài được đưa vào Sách Đỏ, như: Gấu ngựa Ursus thibethanus, Béo gim Neofelis nebulosa, chim Céng Pavomulticus imperato,

2.2, DOI TUQNG VA ĐỊA ĐIÊM NGHIÊN CỨU

* Về đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là 4 trạng thái thảm thực vật: rừng

trung bình, rừng nghèo, rừng phục hồi và trảng cỏ cây bụi Các trạng thái

thảm thực vật khác trong khu vực không thuộc phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Trang thái rừng trung bình: đây là diện tích rừng tự nhiên, thành phần

thực vật còn lại tương đối phong phú; mật độ bình quân của cây gỗ biến động,

từ 425 cây/ha đến 693 cây/ha; độ tàn che bình quân 64,3%; đường kính ngang

ngực bình quân (D;) biến động từ 18,0 cm đến 24,3 cm; chiều cao vút ngọn

bình quân (Hụ;) từ 14,1m đến 17,0 mm; độ che phủ cây bụi thảm tươi từ 51%; diện tích rừng phân bố từ độ cao 200m đến độ cao 1.100 m, với độ dốc mặt đất từ 8 - 40,

- Rừng nghèo: là rừng tự nhiên sau khi bị khai thác chọn vào những năm 80 của thế kỷ X%⁄ riật độ bình quân của cây gỗ từ 219 cây/ha đến 521 cây/ha; độ tàn che bin quâz 31,7%; đường kính ngang ngực (D.,) từ 12,3 em

đến 21,8 cm; chiều cao vút ngon (Hyy) từ 11,9m đến 16,5 m; độ che phủ cây

bụi thảm tươi bình quân 52%; diện tích phân bố từ độ cao 200m đến 1.000m,

độ dốc mặt đất từ 8 - 357,

~ Rừng phục hồi: là điện tích rừng phục hồi sau khi khai thác trắng và diện tích sau nương rẫy Mật độ bình quân của cây gỗ biến động từ 412 cây/ha đến 773 cây/ha;

từ 12,1 em đến 17 em; chiều cao vút ngọn (hvạ) từ 10,9 đến 14,9 m; độ che

lộ tàn che bình quân 51,5%; đường kính ngang ngực

phủ cây bụi thảm tươi bình quân 52%; diện tích phân bố từ độ cao 100m đến

1.000 m, độ dốc mặt đất từ 5 - 30°,

~ Trảng cỏ cây bụi (gọi tắt là trảng cỏ): hình thành do hoạt động phá rùng và canh tác nương rẫy của người dân địa phương Chiều cao bình quân của cây bụi thảm tươi 0,8 m Độ che phủ bình quân 76,7%; diện tích phân bố

từ độ cao 100 - 700m, với độ đốc mặt đất từ 5 - 259,

* Về địa bàn nghiên cứu: Luận văn thực hiện tại Khu BTTN Thượng Tiến - huyện Kim Bôi - tỉnh Hòa Bình, trang thái thực vật chủ yếu gồm: rừng trung bình, rừng nghèo, rừng phục hồi va trang cd

2.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Trong khuôn khỗ có giới hạn về thời gian của luận văn cao học đề tài chỉ tập trung vào nghiên cứu một số nhân tố ảnh hưởng đến khả năng giữ nước của đất dưới một số trạng thái thảm thực vật phổ biến ở lưu vực thuộc

Khu BTTN Thượng Tiến, huyện Kim Bôi, tỉnh Hòa Bình Đây là một trong

những khu vực mà thảm thực vật được bảo vệ tương đối tốt, ít bị biến động,

trong những năm gần đây Nó đảm bảo tính ổn định của đối tượng trong suốt

thời gian nghiên cứu Ngoài ra, đây cũng là một lưu vực kín, độc lập thuận tiện cho việc điều tra và nghiên cứu ảnh hưởng của những nhân tố tự nhiên

đến khả năng giữ nước của đốt.

khu Bảo tồn Thiên nhiên Thượng Tiến

- Đề xuất diện tích rừng phòng hộ cần thiết nhằm đảm bảo giữ nước và

tiết kiệm diện tích đất cho các hoạt động kinh tế - xã hội khác ở Khu bảo tồn Thiên nhiên Thượng Tiến

3.2 GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU

- Do giới hạn về thời gian và kinh phí thực hiện, nên luận văn chỉ tập

trung nghiên cứu ảnh hưởng của các trạng thái thảm thực vật tới độ ẩm và

lượng nước trong đất

- Các nhân tố ảnh hưởng đến độ ẩm và lượng nước trong đất được nghiên cứu là đặc điển: cấu trúc rừng, điều kiện thổ nhưỡng, địa hình Đây là những nhân tố chủ yếu tạo rên sự khác biệt về độ ẩm và lượng nước trong đất

ở khu vực nghiên cứu Lượng mưa là nhân tố ảnh hưởng đến độ ẩm đất trong,

những thời điểm cụ thể, nhưng khi nghiên cứu sự khác biệt về

trạng thái thảm thực vật khác nhau thì lượng mưa không được đưa vào phân

độ âm đất ở các

tích, vì lượng mưa trong khu vực nhỏ được xem là đồng nhất đối với tất cả

các trạng thái thảm thực vật

3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CUU

- Nghiên cứu đặc điểm về phân bố, diện tích và cấu trúc của một số

trạng thái thảm thực vật ở khu BTTN Thượng Tiến.

- Nghiên cứu đặc điểm độ ẩm và độ xốp đắt dưới một số trạng thái thảm

thực vật trong khu vực nghiên cứu

- Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến độ ẩm đất dưới một số thảm

thực vật ở khu vực nghiên cứu

~ Nghiên cứu khả năng giữ nước của đất ở một số trạng thái thảm thực

vật ở khu BTTN Thượng Tiến

~ Nghiên cứu tỷ lệ diện tích rừng phòng hộ cần thiết ở khu bảo tồn thiên nhiên Thượng Tiến

3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.4.1 Phương pháp luận

Khả năng giữ nước là một trong những chức năng sinh thái quan trong của rừng Các kết quả nghiên cứu đã khẳng định vai trò giữ nước của rừng, trong việc giảm thiểu lũ lụt, hạn hán và giảm nhẹ nhiều thiên tai khác Tuy nhiên, hiệu quả giữ nước của rừng không én định, thường xuyên thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: địa hình, thổ nhưỡng, điều kiện khí hậu, diện tích và cấu trúc rừng

Vì vậy, khi nghiên cứu khả năng giữ nước của rừng cần điều tra, phân

tích hiệu quả của nó trong mối liên hệ với các nhân tố ảnh hưởng khác Trong luận văn này tập trunz điều te+ và xác định một số chỉ tiêu phản ánh khả năng giữ nước của rừng như: độ ả¡n đất, độ xốp đất và đặc điểm của điều kiện khí tượng thủy văn, đặc điểm phân bố của rừng và các thảm thực vật khác trong khu vực nghiên cứu

'Khả năng giữ nước của đất phản ánh quản độ trữ ẩm của đất Lượng nước trong đất ở một thời điểm được phản ánh qua độ âm đất Vì vậy, nghiên cứu độ trữ

ẩm cũng chính là xác định được khả năng chứa nước của đất, còn nghiên cứu độ

ẩm đất cho ta xác định được lượng nước có trong đất tại thời điểm đó.

3.4.2 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu

3.4.2.1 Ngoại nghiệp * Lựa chọn các trạng thái thảm thực vật

Luận văn chọn bốn trạng thái TTV có tỷ lệ diện tích lớn nhất trong, tổng số 10 kiểu trạng thái của khu vực Diện tích của bốn trạng thái TTV dé tài nghiên cứu chiếm tỷ lệ 92,8% tổng diện tích của cả khu vực, các trạng thái

đó gồm: rừng trung bình, rừng nghèo, rừng phục hồi (gdm Ia và IIb) và trạng thái tring cỏ

* Số lượng và lựa chon OTC

Số lượng và cách lựa chọn ÔTC là yếu tố ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của các kết luận thống kê, đảm bảo sự phù hợp giữa kết quả nghiên cứu

với thực tiễn Trong điều kiện nghiên cứu của học viên Cao học, để tài đã kết

hợp các nguyên tắc của phương pháp chọn mẫu điển hình kết hợp với chọn mẫu trải đều trong cả miền phân bố rộng của đối tượng nghiên cứu

- Số lượng ÔTC: Tỗng số ÔTC là 40 ô, trong đó ở mỗi trang thai TTV có 10 ÔTC

~ Phương pháp bố trí ÔTC: OTC được bố trí đều trên ba dạng địa hình

khác nhau (/ôi, phẳng và !Zm) Trên mỗi trạng thái TTV, ÔTC được bố trí

theo sườn đông từ châu đổi đóa đỉnh đổi, đảm bảo đại diện cho các độ dốc và

* Phương pháp thu thập số liệu

Để có đủ lượng thông tin cần thiết cho các nội dung nghiên cứu, đề tài

đã áp dụng các phương pháp thu thập thông tỉn sau

~ Thừa kế số liệu thứ cấp của Khu bảo tồn như: lượng mưa, nhiệt độ, độ

dm không khi trong 3 năm (2003 đến 2005); tài liệu đất đai thổ nhưỡng năm 2005, điều kiện dân sinh kinh tế năm 2005

- Vị trí của các ô tiêu chuẩn được xác định bằng máy định vị GPS, sau đó được tích trên bản đồ nhờ phần mền Mapinfo

- Điều kiện địa hình:

+ Độ đốc mặt đất: Được đo bằng địa bàn cầm tay tại sườn đốc nơi đặt OTC Trong mỗi ÔTC đo 10 vị trí khác nhau và lấy trị số trung bình

+ Hướng dốc: Được xác định bằng địa bàn cằm tay

- Điều kiện thổ nhưỡng: Ngoài các chỉ tiêu có trong tài liệu thứ cấp

chúng tối điều tra thêm các chỉ tiêu về điều kiện thổ nhưỡng bao gồm:

+ Độ ẩm đất: Độ ẩm đất được điều tra ở các độ sâu khác nhau (0 — 10em; 20 - 30 em, 50 — 60 em, 80 — 100 em và trên 100 cm), chỉ tiêu này được lấy mẫu hàng ngày vào lúc 8 giờ 30 — 9 giờ 30 phút tại các ÔTC, nếu

trường hợp gặp hôm trời mưa thì sau khi hết mưa tiến hành lấy mẫu

+ Tỷ trọng và dune trạng đất: Xác định tỷ trọng và dung trọng đất cho

các tằng đất 0 — 10em; 20 30e:n, 50 ~ 60cm Phương pháp lấy mẫu như sau:

đào phẫu điện, sau đó dùng ống dung trọng lấy mẫu ở các tầng đất

+ Độ xốp của đất: Độ xốp của đất được xác định thông qua dung trọng, và tỷ trọng đất

bằng thước đo cao Blume - Leiss và thước dây với độ chính xác đến dm

+ Độ tàn che (7C, %), che phủ (CP, %) và thảm khô (TK, 2) được xác

định bằng thước đo độ tàn che quang học nhờ phương pháp đo hệ thống 80

điểm ngẫu nhiên trong ÔTC

- Xác định độ trữ ẩm toàn phần (độ ẩm đất tối đa): Độ trữ Am toàn phần của đất được xác định theo giả thiết là độ âm đất ở trạng thái khi toàn bộ phần rỗng trong đất được chứa đầy nước

+ Lấy mẫu đất theo các tầng tại các ÔTC và tại một số phương thức

canh tác thuộc khu vực nghiên cứu

3.4.2.2 Nội nghiệp

* Phân bố diện tích các trạng thái thảm thực vật được xác định qua bản

đồ kỹ thuật số (bản đồ hiện trạng rừng Tây Bắc) của viện Điều tra Quy hoạch

rừng (năm 2002) Từ bản đồ hiện trạng đề tài cắt lấy phần ranh giới Khu

BTTN Thượng Tiến, thiết lập lưới ô vuông cho toàn khu vực Từ đây cơ sở

dữ liệu được xây dựng trên lưới ô vuông Các thông tỉn về trạng thái rừng

được chuyển từ bản đỗ hiện trạng Tây Bắc sang Bằng sử dụng phần mềm

Mapinfo xây dựng được bản đồ phân bố các trạng thái thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu Diện tích của các trạng thái được tính dựa vào phần mềm

'Visual Foxpro thông quá hệ thông lưới ô vuông

* Các chỉ tiêu điều tra cấu trúc rừng được thống kê và xác định theo

phương pháp nghiên cứu trong lâm sinh học và điều tra rừng

- Các giá trị Dịa; Hy; được xác định bằng phương pháp thống kê trong

phan mém EXCEL

~ Tính tổng tiết dign ngang G/ha (m’/ha), trit long M/ha (m°/ha); mat

9 Nina (edy/ha)

G.1)

c: khối lượng ống và đắt sau khi đã bão hoà nước

* Khi phân tích mối liên hệ giữa các đại lượng, đề tài đã áp dụng

phương pháp thống kê toán học với sự hỗ trợ của phần mềm EXCEL

* Đề xuất diện tích rừng phòng hộ cần thiết cho khu vực:

- Theo nghĩa rộng thì diện tích rừng cần thiết được hiểu là diện tích

rừng tối thiểu mà vẫn đảu: bảo được các chức năng phòng hộ của nó như giữ ấm đất cho cây trồng, ngăn cản được lữ lụt, ngăn cản được quá trình bồi lắp

lòng hồ, ổn định được điều kiện khí hậu, bảo vệ được mức đa dang sinh

học Tuỳ theo mục đích phòng hộ mà diện tích rừng phòng hộ có thể được

xác định ở mức cao hay thấp hơn

~ Định hướng nghiên cứu của đề tài là xác định mục đích phòng hộ cẳn

thiết để duy trì độ ẩm thích hợp cho sinh trưởng và phát triển của thực vật Độ ẩm đất thích hợp là độ âm đạt 60% độ trữ ẩm toàn phần (Lê Văn Khoa,

Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Nghiệp, Cái Văn

“Tranh, phương pháp phân tích đất, nước và phân bón cây trồng, Nhà xuất bản

Giáo dục) [36]

- Độ Âm đất thích hợp bình quân của khu vực (Wno, %) được tính như

sau:

Wag (%) = 60 x Wee (%)/100 G8) Trong đó:

Wag (%) : độ ẩm bình đất bình quân ở khu vực

'Wrp (%) : độ trữ âm toàn phần bình quân ở khu vực

~ Diện tích rừng cần thiết được xác định trên cơ sở sử dụng phương

trình liên hệ giữa độ âm đất với các nhân tổ ảnh hưởng độ tàn che (TC, %), độ che phủ (CP, %), thảm khô (TK, %), độ xốp (X, %), độ cao (C, m), độ dốc (Ð, độ) của từng loại rừng khác nhau và phan mém FOXPRO

Phần mềm FOXPRO được sử dụng gồm 3 chương trình: + Tính độ ẩm đất cho các ô vuông trên lưới theo độ tàn che, độ che

Sơ đồ 3.1: Quá trình thu thập và xử lý số liệu

Thu tht thong sin Thu thập thông tin Hn thle tid fn

về điều kiện địa về đặc điểm cấu ; lộ âm, 6 xếp

hình, khí tượng, trúc rừng, điện tích deena 3

thổ nhưỡng, dân sinh kinh tế và phân bố rừng im todn phần :

chuyên ngành và phần mềm Visual Foxpro

thái TEV, ~ Luong mira có thể gây lũ các tháng trong, - Lượng nước giữ lại trong đất ở các trạng

năm - Những phương trình phản ánh quy luật

của các nhân tố đến độ âm đất dưới một số thảm thực vật phổ biến

~ Đề xuất diện tích và phân bố rừng phòng hộ cần thiết cho khu vực

CHƯƠNG 4

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 PHÂN BÓ DIỆN TÍCH VÀ CÁU TRÚC CỦA CÁC TRẠNG THÁI THẢM

THC VAT

‘Tham thực vật giữ vai trò rất quan trọng đối với chu trình cân bằng,

nước trong hệ sinh thái rừng nhờ khả năng giữ nước của tán lá, làm giảm

động năng của hạt mưa, ngăn cản đòng chảy bề mặt, giảm bốc thoát hơi nước

từ mặt đất và chuyển hoá dòng chảy mặt thành dòng chảy ngầm Tác dụng giữ nước của thảm thực vật không chỉ phụ thuộc vào đặc điểm cấu trúc ma

còn phụ thuộc chặt chẽ vào sự phân bố của nó trên mặt đất Vì vậy, khi

nghiên cứu tác dụng giữ nước của các thảm thực vật cần nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và đặc điểm phân bố của chúng

4.1.1 Diện tích và phân bố lớp thảm thực vật

Qua bản đồ phân bố hiện trạng của khu vực nghiên cứu cho thấy khu

vực nghiên cứu có 10 trạng thái thảm thực vật phổ biến Chúng được phân bố ở các độ cao, độ dốc và các dạng địa hình khác nhau, dẫn đến ảnh hưởng,

không giống nhau đến đất rừng cũng như độ ẩm đất và khả năng giữ nước của

rừng Số liệu phân bố, diện tích các trạng thái thực vật của khu vực nghiên

cứu được tổng hợp và thể hiện qua biểu 4.1 và trên bản đồ 4.1

Qua biéu 4.1 cho thay tổng diện tích của khu vực nghiên cứu là 5611,9 ha, bao gồm 10 trạng (I:ái- Trong đó, trạng thái rừng nghèo có diện tích phân bố lớn nhất là 1487,9 ha, chiếm 26,5%, sau đến rừng phục hồi (/⁄4 và 11B) với

diện tích là 1374,3 ha, chiếm 24,5%, tiếp đến là trạng thái rừng trung bình với diện tích là 1320,0 ha, chiếm 23,5% và thấp nhất là trạng thái trằng cỏ có diện

tích là 1025,5 ha, chiếm 18,3% Bốn trạng thái thảm thực vật này có diện tích

lên tới 5207,7 ha, chiếm đến 92,8% tổng diện tích khu vực nghiên cứu Các

trạng thái còn lại chiếm tỷ lệ rất ít Cụ thể, nương rẫy chiếm 4,6%; lúa màu

chiếm 0,9%; đất dân cư chiếm 0,8%; rừng tre nứa 0,7% và ít nhất là điện tích núi đá chiếm 0,2%