Nghiên cứu khả năng phục hồi đất của rừng trồng keo tai tượng ở vùng đệm khu bảo tồn thiên nhiên thượng tiến kim bôi hòa bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HÀ CÔNG HÙNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHỤC HỒI ĐẤT CỦA RỪNG TRỒNG KEO TAI TƯỢNG Ở VÙNG ĐỆM KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN THƯỢNG TIẾN – KIM BÔI – HOÀ BÌNH Luận văn Thạc sỹ Khoa học Lâm nghiệp: Chuyên ngành Lâm học Hà Nội, 2008 ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam nước nằm khu vực nhiệt đới gió mùa với 3/4 diện tích lãnh thổ vùng đồi núi Diện tích vùng đất dốc rộng lớn giúp có điều kiện thuận lợi cho phát triển ngành Lâm nghiệp đặc biệt kinh doanh rừng sản xuất Tuy nhiên, vùng đất dốc nhiệt đới nơi có tính nhạy cảm sinh thái cao phụ thuộc lớn vào lớp phủ thực vật phát triển bên Khi thay lớp phủ thực vật nguyên thủy lớp phủ thực vật nhân tạo, rừng trồng thay đổi mối quan hệ sinh thái tự nhiên chúng Do nhiều hệ sinh thái rừng trồng trở nên thiếu bền vững, đất đai bị suy thoái nghiêm trọng Tài nguyên đất dạng tài nguyên thiên nhiên có khả tái tạo sử dụng hợp lý Trong hệ sinh thái rừng, đất có mối quan hệ vừa thống vừa đấu tranh, mối liên hệ phức tạp với nhân tối môi trường khác Trước hết, sử dụng chất dinh dưỡng, khoáng từ đất để sinh tồn Mặt khác lớp phủ thực vật trả lại đất vật liệu rơi rụng để phân huỷ thành mùn chất dinh dưỡng làm giàu cho đất đồng thời thực vật có tác dụng bảo vệ đất đất chống xói mòn, sạt lở đất Để đánh giá khả sản xuất đất người ta vào độ phì đất Hiểu biết quy luật biến đổi độ phì đất mối quan hệ hài hoà với lớp phủ thực vật bên giúp có sở khoa học để nâng cao hiệu sử dụng đất Trong năm gần diện tích rừng trồng keo tăng lên đáng kể phạm vi toàn quốc đặc biệt keo tai tượng keo loài sinh trưởng tốt giúp phủ xanh vùng đất trống đồi núi chọc mang lại hiệu kinh tế cao cho hoạt động kinh doanh rừng Tuy nhiên, hệ sinh thái rừng trồng keo có coi bền vững hay không? Hoạt động trồng keo có khả cải tạo phục hồi đất rừng hay không? Cần làm để trì sức sản xuất đất xuất rừng theo thời gian? Hiện chưa có câu trả lời cho băn khoăn Nghiên cứu biến đổi tính chất đất rừng trồng keo tai tượng cấp tuổi khác vô cần thiết nhằm cung cấp sở khoa học cách có hệ thống cho giải pháp quản lý kinh doanh rừng trồng keo bền vững Với lý kể trên, thực đề tài “Nghiên cứu khả phục hồi đất rừng trồng keo tai tượng vùng đệm Khu bảo tồn thiên nhiên Thượng Tiến – Kim Bôi – Hoà Bình’’ Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Trên giới 1.1.1 Nghiên cứu đặc điểm đất rừng Đất rừng thành phần quan trọng hệ sinh thái rừng Đất quần thể thực vật rừng có mối quan hệ chặt chẽ chịu tác động qua lại với Do đất rừng có tính chất khác biệt so với nhiều loại đất khác Nghiên cứu đất rừng nhiều tác giả giới thực từ kỷ trước Những kinh nghiệm, đất tích luỹ thời cổ Hy lạp “Sự phân loại đất” độc đáo tuyển tập nhà triết học cổ Hy lạp Aristos, Teoflast Các ông lúc chia đất tốt, đất phì nhiêu đất cằn cỗi, không phì nhiêu Tuy vậy, thổ nhưỡng phát triển thành khoa học muộn nhiều Độ phì nhiêu đất đóng vai trò quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến suất chất lượng trồng Ngược lại, loài khác có ảnh hưởng đến độ phì đất khac Trên giới, nhiều nghiên cứu tập trung vào mối quan hệ đặc tính đất sinh trưởng trồng Nhiều quan điểm cho vùng ôn đới phản ứng đất (pH), hàm lượng CaCO3 chất bazơ khác, thành phần cấp hạt điện ôxy hóa khử đất yếu tố quan trọng nhất, có nghĩa yếu tố hóa học quan trọng yếu tố vật lý Còn vùng nhiệt đới, nghiên cứu cho yếu tố: Khả giữ nước, độ sâu đất, độ thoáng khí đất yếu tố giữ vai trò chủ đạo tức yếu tố vật lý quan trọng yếu tố hóa học Tại Mỹ, năm 1964, Klingebiel Nontgomery [30] thuộc nhiệm vụ bảo tồn đất đai Bộ nông nghiệp đưa khái niệm (khả đất đai) công tác đánh giá đất đai Hoa Kỳ Trong việc đánh giá đơn vị đồ đất đai nhóm lại dựa vào khả sản xuất loại thực vật tự nhiên đó, tiêu thức hạn chế lớp phủ thổ nhưỡng mục tiêu canh tác đề nghị Hệ thống đánh giá đất đai mang tính chất sơ bộ, gắn đất đai với trạng sử dụng đất hay gọi "loại hình sử dụng đất" Hornor W.W (1942) (trích dẫn theo Phạm Văn Điển, (1998)) [5] với cộng tác viên bang Iowa, Mỹ nghiên cứu tính xói mòn loại đất ảnh hưởng phương thức luân canh với phương pháp trồng tới ảnh hưởng xói mòn Cũng thời gian này, ban nghiên cứu xói mòn thành lập lần yếu tố mưa đề cập tới Sau đó, hàng loạt phương trình công bố phương trình Musgrave; Phương trình xói mòn phổ dụng Wischmeier W.H- Smith D.D (RUSLE), phương trình áp dụng rộng rãi nhiều nước giới, cho kết khả quan Theo E.P.Odum (1971) [10] rừng nhiệt đới có tới 75 % tổng lượng bon hữu nằm phần sinh khối rừng, phần bon nằm đất rừng có 25%…Đặc biệt trao đổi vật chất rừng nhiệt đới đất, diễn nhanh mãnh liệt, tạo thành vòng tuần hoàn vật chất rừng đất khép kín, thời gian ngắn, so với miền rừng ôn đới Đặc điểm giải thích rõ nguyên nhân giảm sút nhanh độ phì đất, thảm thực vật rừng nhiệt đới bị phá huỷ, đốt rừng làm nương rẫy Odum (1978) [9], Var Barren (1959) [35] nghiên cứu chu trình dinh dưỡng rừng đất Amazôn cho thấy rừng nhiệt đới tự nhiên, lớp nấm, rễ dày đặc tầng đất mặt phân huỷ tức thời lớp thảm mục thu hút chất dinh dưỡng khoáng chuyển tiếp vào tế bào gỗ Stark Jordan gọi tượng "bẫy dinh dưỡng" nhằm đảm bảo cho muối khoáng không bị rửa trôi quay vòng nhiều lần năm Chính chế tạo điều kiện cho rừng nhiệt đới phát triển nhanh với lượng dinh dưỡng nghèo so với đất ôn đới, tác giả cho điều kiện rừng nhiệt đới sống gần cần vào lớp đất mỏng phía Tuy nhiên tượng xảy rừng cực đỉnh tự nhiên Nó không xảy rừng trồng với chu kỳ khai thác ngắn Theo Smith.C.T (1994) [33] việc trồng rừng đem lại ảnh hưởng tích cực mà độ phì đất cải thiện Ngược lại đem lại ảnh hưởng tiêu cực làm cân hay cạn kiệt nguồn dinh dưỡng đất Nhìn chung việc trồng rừng cải thiện tính chất vật lý đất Tuy nhiên, việc sử dụng giới hoá xử lý thực bì, khai thác, trồng rừng nguyên nhân dẫn đến suy giảm sức sản xuất đất Tại Nga, P.A Kostưtrev (1845-1890) (trích dẫn theo Phạm Văn Điển, (1998)) [5] Kostưtrev thực nhiều nghiên cứu mối quan hệ đất thực vật đưa nhiều lý luận có giá trị thổ nhưỡng trồng trọt Ông xác định đất lớp thổ bì có khối lớn rễ thực vật phát triển nhấn mạnh mối liên quan chặt chẽ hình thành đất với hoạt động sống thực vật Lần ông đưa khai niệm hình thành mùn liên quan đến hoạt động sống vi sinh vật Những công trình ông tốc độ phân giải xác thực vật phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm, tính chất lý học đất hợp chất cacbonnat canxi có ý nghĩa quan trọng Và ông vai trò to lớn cấu trúc đất bền nước độ phì nhiêu đất Ông nêu lên liên hệ chặt chẽ biện pháp kỹ thuật nông nghiệp với tính chất cuả đất nhấn mạnh cần thiết phải thay đổi biện pháp canh tác cho phù hợp với điều kiện khí hậu đất đai vùng Trong công trình “đất sécnôzôm Nga” (1886) ông nêu đặc điểm hình thành mùn đất biện pháp nâng cao độ phì nhiêu đất Công lao lớn ông gắn chặt thổ nhưỡng trồng trọt Những năm cuối kỷ XIX đầu kỷ XX liên quan với phát triển chung khoa học tự nhiên vật lý, hoá học sinh vật học, thổ nhưỡng hình thành chuyên môn vật lý đất, hoá học đất sinh học đất Moltranov A.A (Liên Xô, 1960, 1973) (trích dẫn theo Phạm Văn Điển, (1998)) [5] nghiên cứu tỉ mỷ khác biệt lượng nước bị giữ lại tán rừng, lượng nước chảy men thân cây, khả thấm giữ nước đất rừng Ông khẳng định rừng có ảnh hưởng lớn đến độ ẩm đất mực nước ngầm Bên cạnh khả thấm nước, đất rừng có khả giữ nước Đó khả đất giữ nước lại cho điều kiện có dòng chảy tự phía Số lượng nước đất giữ lại điều kiện đặc trưng độ ẩm Nó có tầm quan trọng lớn sản xuất nông nghiệp kinh doanh rừng Tại Trung Quốc, Trung Quốc thường dùng lượng nước bão hoà phi mao quản đất rừng để tính toán, theo kết nghiên cứu Hà Đông Ninh, 1991, hecta đất rừng tàng trữ lượng nước 641-679 Trung tâm thực nghiệm Gunnarsholt giới thiệu công trình nghiên cứu chu kỳ tính toán độ ẩm đất rừng theo nguyên tắc: tính toán thể tích lớp bề mặt, phẫu đồ nước lớp đất lớp bề mặt phẫu đồ thể tích nước đất Tại úc Khi nghiên cứu rừng mưa nhiệt đới Autralia, Week (1970) [36], khẳng định sinh trưởng thực vật phụ thuộc vào yếu tố: Đá mẹ, độ ẩm đất, thành phần giới, hàm lượng mùn, đạm Turvey (1983) [34] cho thay rừng bạch đàn tự nhiên Úc rừng trồng thông (Pinus radiata) với chu kỳ chặt 15 – 20 năm (400m3/ha) làm giảm độ phì đất khai thác gỗ Mặt khác tầng thảm mục dày khó phân giải thông làm chậm quay vòng nguyên tố khoáng đạm lập địa Nghiên cứu Keeves (1966) [31] bước đầu cho thấy thoái hóa lập địa khai thác rừng thông Pinus radiata với chu kỳ ngắn Úc Theo tác giả, có tới 90% chất dinh dưỡng sinh khối bị lấy khỏi rừng khai thác Nhìn chung nghiên cứu quan hệ thực vật với tính chất đất đai nghiên cứu rộng dãi có kết định, áp dụng vào thực tiễn nông lâm nghiệp 1.1.2 Nghiên cứu đặc điểm đất rừng keo Công tác nghiên cứu đặc điểm, đặc tính đất rừng keo loại khác giới nhiều tác giả quan tâm Ohta ( 1993 ) [32] nghiên cứu thay đổi tính chất việc trồng rừng keo tràm vùng Pantabanga, Philippines Tác giả xem xét biến đổi tính chất đất rừng keo tràm tuổi rừng thông ba tuổi trồng đất thoái hóa nghèo kiệt Kết nghiên cứu tác giả cho thấy trồng rừng làm thay đổi dung trọng độ xốp đất tầng – 5cm theo hướng tích cực Tuy nhiên lượng Ca2+ tầng đất mặt loại rừng lại thấp so với đối chứng Chakraborty R N Chakraborty D (1989) [29] nghiên cứu thay đổi tính chất đất tán rừng keo tràm tuổi 2, Kết nghiên cứu cho thấy rừng trồng keo tràm cải thiện đáng kể số tính chất độ phì đất pH đất biến đổi từ 5.9 đến 7.6, khả giữ nước đất tăng từ 22.9 đến 2.7%, chất hữu tăng từ 0.81 đến 2.7%, đạm tăng từ 0.364 đến 0.504% đặc biệt mầu sắc đất biến đổi cách rõ rệt từ mầu nâu vàng sang mầu nâu Bernhard Reversat F (1993) [26] nghiên cứu động thái lượng rơi rụng chất hữu rừng mọc nhanh gồm bạch đàn lai, keo tai tượng keo tràm tuổi từ – tuổi trồng đất cát thuộc khu vực tây nam Congo Kết nghiên cứu tác giả cho thấy lượng rơi rụng biến đổi tương đối lớn, tấn/ha/năm rừng bạch đàn lai 10 tấn/ha/năm rừng keo tràm Kết phân tích lượng rơi rụng rõ lượng rơi rụng rừng bạch đàn lai nghèo đạm so với rừng keo khả phân giải thảm mục rừng keo nhanh so với rừng bạch đàn lai Trong năm gần trung tâm lâm nghiệp quốc tế ( CIFOR) nghiên cứu quản lý lập địa sản lương rừng cho rừng trồng nước nhiệt đới CIFOR nghiên cứu đối tượng bạch đàn, Thông, keo trồng loài dạng lập địa khác nước Brazil, Congo, Nam phi, Indonesia, Trung Quốc, ấn Độ Kết nghiên cứu cho thấy biện pháp xử lý lập địa khác loài trồng khác có ảnh hưởng khác đến độ phì đất, cân nước, phân hủy thảm mụcvà chu trình dinh dưỡng khoáng [27], [28] 1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.1 Những nghiên cứu đặc điểm đất rừng Trong thập kỷ gần công tác điều tra điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên môi trường trở thành vấn đề thời lý thuyết phát triển bền vững, có việc điều tra đánh giá tài nguyên đất Vì đất "cơ sở sản xuất nông nghiệp "tư liệu sản xuất đặc biệt" "đối tượng lao động độc đáo" đồng thời môi trường sản xuất lương thực, thực phẩm với giá thành thấp nhất, nhân tố quan trọng hợp thành môi trường nhiều trường hợp lại chi phối phát triển hay hủy diệt nhân tố khác môi trường Trần An Phong (1995) [11] đưa kết đánh giá trạng sử dụng đất nước ta theo quan điểm sinh thái lâu bền Phương pháp đánh giá đặt mối quan hệ biện chứng yếu tố: tính chất đất Hiện trạng sử dụng đất, tính thích hợp đất đai, vùng sinh thái Đánh giá tiềm sử dụng đất Lâm nghiệp vùng sinh thái toàn quốc Đỗ Đình Sâm cộng (1995) [17] phương pháp ứng dụng phần mềm GIS máy tính để xây dựng đồ đánh giá khả sử dụng đất lâm nghiệp Phương pháp cho phép lợi dụng thông tin sẵn có có ỹ nghĩa thực tiễn mang tính chiến lược dự báo Độ ẩm, độ chặt, độ thoáng khí chịu ảnh hưởng lớn hệ hệ rễ thực vật rừng, trước hết hệ thống rễ gỗ Các rễ cầy xới đất làm tăng độ ẩm lỗ hổng tạo cấu trúc đất tốt hơn, chí có trường hợp tác động đến tầng đá mẹ, chúng không hút chất dinh dưỡng khoáng, mà tham gia vào trình hình thành đất Đặc biệt loài có hệ rễ phát triển rộng hệ rễ ăn sâu ảnh hưởng tốt đến cấu trúc đất Ảnh hưởng tốt đến đất hệ thống rễ rừng hỗn giao Sau hệ rễ chết 56 Hà m lư ợ n g mù n c c c ấ p tu ổ i ke o 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 Độ s âu - 10 cm 1.50 1.00 Độ s âu 20 - 30 cm 0.50 0.00 cấp tuổi Hình 4.22 Hàm lượng mùn qua cấp tuổi keo khác Qua hình 4.22 thấy hàm lượng mùn đất rừng trồng keo mức độ nghèo Hàm lượng mùn cao tầng mặt, thấp tầng dưới, chúng biến đổi tăng dần theo cấp tuổi đạt trị số cao cấp tuổi Qua hình 4.22 cho thấy biến đổi mạnh tầng mặt, tầng đất biến động hàm lượng mùn thấp Như thấy cấu trúc rừng có ảnh hưởng lớn đến hàm lượng mùn đất, đặc biệt hàm lượng mùn tầng A Mức độ gia tăng lượng mùn đất tỷ lệ thuận với tuổi rừng Khi rừng nhiều tuổi, cấu trúc rừng ổn định hàm lượng mùn lớn 4.2.2.3 Các nguyên tố đa lượng Các nguyên tố N, P, K có vai trò quan trọng rừng, tiêu phản ánh độ phì nhiêu đất Đề tài tiến hành nghiên cứu hàm lượng chất dễ tiêu có đất theo trạng thái rừng keo khác Kết nghiên cứu thể hình 4.23 4.24 Qua hình 4.23 thấy hàm lượng chất có biến thiên lớn tuổi rừng tăng Sự biến đối mạnh tầng đất – 10 cm Hàm 57 lượng chất giảm dần theo chiều sâu tầng đất Ở tầng đất 20 – 30 cm biến đổi theo tuổi nguyên tố không rõ nét đặc biệt làm hàm lượng phốt dễ tiêu tăng lên đột ngột cấp tuổi giảm cấp tuổi 6, Tuy nhiên, hình 4.23 4.24 cho thấy hàm lượng dinh dưỡng rừng tuổi từ 5, tăng lên đáng kể so với cấp tuổi thấp mg/100g mg/100g 4.5 4 3.5 2.5 NH4+ K2O P2O5 1.5 1 NH4+ K2O P2O5 0.5 Cấp tuổi keo Cấp tuổi keo Hình 4.23 Diễn biến hàm lượng chất Hình 4.24 Diễn biến hàm lượng chất độ sâu – 10 cm theo cấp tuổi khác độ sâu 20 – 30 cm theo cấp tuổi khác Như cấu trúc rừng biến đổi theo tuổi dẫn đến biến đổi mạnh mẽ hàm lượng chất dinh dưỡng đất tầng A tầng B Qua tin tưởng hoạt động trồng keo keo phục hồi tính chất đất 58 4.3 Các nhân tố ảnh hưởng tới khả phục hồi đất rừng cấp tuổi rừng keo khác Cấu trúc rừng tính chất đất có quan hệ với Các đặc trưng cấu trúc rừng ảnh hưởng đến tính chất đất ngược lại tính chất đất ảnh hưởng không nhỏ đến lớp thảm thực vật, ảnh hưởng đến cấu trúc rừng Qua kết nghiên cứu tính chất lý, hóa học đất ta thấy tính chất đất cải thiện đáng kể theo tăng lên tuổi rừng Điều thê tăng lên tiêu cấu trúc Để làm rõ vấn đề này, đề tài tiến hành xây dựng mói quan hệ tính chất đất với tiêu cấu trúc rừng ( D1.3, Hvn, Dt, Tc) trạng thái rừng keo cấp tuổi khác Mối quan hệ thể thông qua việc lập phương trình tuyến tính lớp phần mềm chuyên dụng Trong nhân tố cấu trúc tiêu trung bình cấp tuổi tính chất đất lấy tương ứng với cấp tuổi Qua thấy rõ nhân tố ảnh hưởng tới tính chất rừng làm sở đề xuất giải pháp nâng cao hiệu đất rừng trồng keo Các tính chất đất đề cập đến bao gồm: Độ ẩm ( W%), Độ xốp ( X), dung trọng ( D - g/cm3), tỷ trọng (d), độ pH nước ( pH H2O), độ pH KCl ( pH KCl), đạm (NH4+), K2O, phốt dễ tiêu (P2O5), mùn ( M%) - Các tiêu tầng cao Mối quan hệ TC tính chất đất Độ tàn che có liên quan mật thiết với đường kính tán nhân tố gần ảnh hưởng trực tiếp đến lượng xạ mặt trời lượng mưa xuống đất cường bốc vật lý đất Thiết lập quan hệ độ tàn che tầng cao với tính chất đất thể biểu 4.4 59 Biểu 4.4 Mối quan hệ độ tàn che với tính chất đất Sự tương quan TT Tính chất đất Phương trình tương quan (D) D = - 0.0118*Tc+ 1,9419 Hệ số tương quan ( r) Dung trọng (g/cm3) 0,85 Tỷ trọng( d) d = 0,0135*Tc+ 2,4825 0,81 Độ ẩm ( W) W = 0,4697*Tc+ 4,0848 0,88 Độ xốp (X) X = 0,2149*Tc+ 40,05 0,77 pH H2O pH H2O = 0,0232Tc+ 4,1155 0,74 PH KCl PH KCl = 0,0221*Tc+ 3,4573 0,74 K2O (mg/100g) K2O = 0,0902*Tc – 0,9653 0,81 NH4 NH4 = 0,1201*Tc – 3,8607 0,84 P2O5 P2O5 = 0,0858*Tc – 1,1308 0,76 10 Mùn ( M%) M = 0,0029*Tc+1,2728 0,78 Kết biểu 4.4 cho thấy giống nhân tố câu trúc kể trên, độ tàn che có quan hệ mật thiết với tính chất đất * Chiều cao vút (Hvn) Cũng D1.3, Hvn nhân tố quan trọng cấu trúc rừng có ảnh hưởng tương đối lớn đến tính chất đất Mối qua hệ Hvn tính chất đất thể biểu 06 60 Biểu 4.5 Tương quan Hvn với tính chất đất Sự tương quan TT Tính chất đất Phương trình tương quan (D) d = - 0,0223*Hvn+ 1,3844 Hệ số tương quan ( r) Dung trọng (g/cm3) 0,91 Tỷ trọng( d) D = 0,0269*Hvn+ 2,7838 0,78 Độ ẩm ( W) W = 0,9524*Hvn+ 25,825 0,87 Độ xốp (X) X = 0,3919*Hvn+ 50,317 0,85 pH H2O pH H2O = 0,045*Hvn+ 5,2023 0,69 PH KCl PH KCl = 0,0421*Hvn+ 4,4978 0,87 K2O (mg/100g) K2O = 0,1818*Hvn+ 3,2173 0,89 NH4 NH4 = 0,2334*Hvn+ 1,7746 0,79 P2O5 P2O5 = 0,1622*Hvn+ 2,9254 0,77 10 Mùn ( M%) M = 0,0051*Hvn+1,4136 0,82 Kết tính toán biểu cho thấy D1.3 Hvn có quan hệ chặt với tất tính chất đất Điều hoàn toàn dễ hiểu tăng trưởng rừng trình tăng trưởng tổng hợp tiêu cấu trúc Do độ tàn che nhân tố chủ đạo nhất, chi phối mạnh đến nhân tố cấu trúc khác Bên cạnh đó, độ tàn che tăng lên tính chất thủy văn tán rừng diễn cách ổn định, điều dẫn tới tính chất đất cải thiện, độ phì đất nâng cao  Đường kính tán (Dt) Trong cấu trúc rừng nhân tố đường kính tán nhân tố chủ đạo Nó không coa quan hệ mật thiết với nhân tố khác, đặc biệt độ tàn 61 che mà có quan hệ mật thiết với tính chất đất Đường kính tán nhân tố phản ánh vê lượng nước giữ lại tán rừng, lượng xạ mặt trời chiều xuống đất Biểu 4.6.Mối quan hệ Dt tính chất đất Sự tương quan TT Tính chất đất Phương trình tương quan (D) d = - 0,0323*Dt+ 1,3624 Hệ số tương quan ( r) Dung trọng (g/cm3) 0,78 Tỷ trọng( d) D = 0,0378*Dt+ 2,7633 0,64 Độ ẩm ( W) W = 1,3848*Dt+ 26,757 0,83 Độ xốp (X) X = 0,5723*Dt+ 50,689 0,82 pH H2O pH H2O = 0,0654*Dt+ 5,2467 0,86 PH KCl PH KCl = 0,0619*Dt+ 4,5357 0,86 K2O (mg/100g) K2O = 0,2667*Dt+ 3,385 0,88 NH4 NH4 = 0,3397*Dt+ 2,0018 0,86 P2O5 P2O5 = 0,2361*Dt+ 3,0832 0,85 10 Mùn ( M%) M = 0,0072*Dt+1,419 0,89 Qua biểu 4.6 cho thấy đường kính tán có mối quan hệ mật thiết với tính chất đất Các tương quan chặt với hệ số tương quan cao Khi đường kính tán tăng lên theo cấp tuổi tính chất đất cải thiện, độ phì đất tăng lên - Các tiêu cấu trúc tầng bụi thảm tươi Mặc dù thành phần cấu trúc rừng lớp bụi thảm tươi lại có vai trò quan trọng việc bảo vệ đất, nước, thúc đẩy trình tuần hoàn nước dinh dưỡng, trình phân huỷ xác 62 hữu giúp cho đất rừng không bị xói mòn mà trở nên tơi xốp màu mỡ Mối quan hệ độ che phủ tầng bụi thảm tươi (Cp) với số tính chất đất thể qua biểu 4.7 Biểu 4.7 Mối quan hệ độ che phủ tầng bụi thảm tươi (cp) với tính chất đất Sự tương quan TT Tính chất đất Phương trình tương quan (D) d = - 0.0013*Cp+ 1,897 Hệ số tương quan ( r) Dung trọng (g/cm3) 0,85 Tỷ trọng( d) D = -1.2172*Cp+ 3.4198 0,88 Độ ẩm ( W) W = 0,45.118*Cp+ 2.3546 0,89 Độ xốp (X) X = 16,722*Cp+ 41,902 0,72 pH H2O pH H2O = 2,164+ 4,073 0,73 PH KCl PH KCl = 2,0221*Cp+ 3,4413 0,71 K2O (mg/100g) K2O = 8,23*Cp– 1,0054 0,76 NH4 NH4 = 11,103*Cp – 4,0084 0,72 P2O5 P2O5 = 6,3729*Cp – 0,3104 0,75 10 Mùn ( M%) M = 0,2525*Cp+1,2802 0,89 Qua biều 4.7 thấy tính chất đất chịu ảnh hưởng độ che phủ Lớp bụi thảm tươi có độ che phủ cao giảm bứt phá hạt đất hạt mưa rơi xuống nên giữ kết cấu đất Đồng thời lớp bụi thảm tươi phát triển đồng nghĩa với lượng vật rơi rụng mặt đất nhiều nguồn cung ứng chất dinh dưỡng cho đất Hơn rễ lớp lan rộng ăn sâu xống đất giúp đất tơi xốp gắn kết thành phần đất lại với làm giảm trình xói mòn rửa trôi đất Lớp bụi thảm tươi chịu ảnh hưởng nhân tố khác: địa hình địa mạo, cấu trúc tầng 63 cao…Do qua tuổi khác đặc điểm lớp biến đổi nhiều Như lớp bụi thảm tươi thành phần có ảnh hưởng lớn đến biến động đất, để cải tạo đất cần ý đến thành phần - Chỉ tiêu lớp thảm khô Lớp thảm khô bao gồm toàn vật liệu khô rơi rụng bề mặt đất, có liên quan trực tiếp với thành phần đất Qua phương trình tương quan tính chất đất thành độ che phủ lớp thảm khô thấy độ chủ lớp thảm khô có quan hệ tỷ lệ thuận với tiêu phản ánh độ phì: độ xốp, độ ẩm, mùn, đạm…và quan hệ tỷ lệ nghịch với dung trọng tỷ trọng đất hệ số tương quan tất phương trình mức độ trung bình (0,3 – 0,7) Biểu 4.8 Mối quan hệ độ che phủ tầng thảm mục(Tm) với tính chất đất Sự tương quan TT Tính chất đất Phương trình tương quan Dung (g/cm3) trọng (D) Hệ số tương quan ( r) d = - 0.0013*Tm+ 1,897 0,65 Tỷ trọng( d) D = -1.2172*Tm+ 3.4198 0,68 Độ ẩm ( W) W = 0,6677*Tm+ 31,797 0,37 Độ xốp (X) X = 0,2397*Tm+ 52,79 0,36 pH H2O pH(H2O) = 2,164Tm+ 4,073 0,73 PH KCl PH KCl = 2,0221*Tm+ 3,4413 0,71 K2O (mg/100g) K2O = 80,1257*Tm+ 4,3416 0,41 NH4 NH4 = 0,1792*Tm+ 3,189 0,46 P2O5 P2O5 = 0,1178*Tm +3,9195 0,43 Mùn ( M%) M = 0,0031*Tm+1,445 0,33 64 So sánh với phương trình tương quan thể mối quan hệ trọng lượng thảm khô với số tính chất đất thấy trọng lượng lớp thảm khô có liên quan chặt chẽ với tính chất đất độ che phủ lớp thảm khô nhân tố chịu ảnh hưởng nhiều hàm lượng mùn đất Qua biểu 4.8 ta thấy trọng lượng vật liệu rơi rụng có ảnh hưởng lớn đến tính chất đất, trọng lượng cao độ phì đất lớn - Mối quan hệ tổng hợp số tiêu cấu trúc với tính chất đất Để đánh giá mối quan hệ tổng hợp tính chất đất với tiêu cấu trúc đề tài tiến hành xây dựng số phương trình tương quan thể bảng … Biểu 4.9 Mối quan hệ tổng hợp số tiêu cấu trúc với tính chất đất Sự tương quan TT Tính chất đất Phương trình tương quan Hệ số tương quan ( r) Độ ẩm ( W) W = - 1,35*Dt + 0,46*Tc – 23,55*Cp + 0,82Tm + 68,74*PTm + 7,89 0,97 Độ xốp (X) X = 0.08*Dt + 0,18*Tc – 3,06*Cp + 0,09*Tm + 3,25*PTm + 3,18 0,96 K2O (mg/100g) K2O = 0,16*Dt + 0,02*Tc + 1,26*Cp 0,02*Tm + 2,71*PTm + 1,41 0,94 NH4 NH4 = 0,13*Dt + 0,06*Tc + 1,25*Cp + 0,03*Tm + 1,88*PTm – 2,02 0,93 P2O5 P2O5= - 0,1*Dt + 0,08*Tc – 1,19*Cp + 0,92*Tm + 5,48*PTm – 0,93 0,96 Mùn ( M%) M = - 0,007*Dt + 0,004*Tc – 0,08*Cp + 0,004Tm + 0,16*PTm + 1,24 0,97 65 Số liệu biểu 4.9 cho ta thấy tính chất đất chịu tác động tổng hợp nhiều tiêu cấu trúc phương trình tương quan thể mối quan hệ tổng hợp mức chặt, hệ số tương quan lớn ( từ 0,93 đến 0,97) Điều có ý nghĩa quan trọng công tác trồng rừng cải tạo đất Để nâng cao tính chất, độ phì đất không trọng vào nhân tố đơn lẻ mà phải trọng đến nhiều yếu tố Nhận xét chung: Qua việc xây dựng mối quan hệ nhân tố cấu trúc với tính chất lý hóa học đất cho thấy nhân tố cấu trúc ( D1.3, Hvn, Dt, Tc) có quan hệ chặt chẽ với tính chất đất Khi nhân tố cấu trúc ổn định hay nói cách khác chất lượng rừng tăng lên tính chất đất cải thiện rõ rệt, đồng nghĩa với việc độ phì đất tăng lên Điều có ý nghĩa quan trọng việc quản lý sử dụng đất nhằm đảm bảo tính chất đất, tăng độ phì đất Khi độ phì đất cải thiện chất lượng rừng trồng tăng lên suất chất lượng 4.4 Đề xuất số giải pháp nhằm nâng cao hiệu phục hồi đất khu vực nghiên cứu - Duy trì độ tàn che rừng mức 0.8 trở lên để cải thiện độ ẩm đất nâng cao khả giữ nước rừng nói chung Kết nghiên cứu đề tài cho thấy rừng keo có tác dụng cải thiện độ ẩm rõ Chúng làm tăng độ ẩm đất từ 10-12% Khi tuổi rừng tăng lên, độ tàn che tính chất khác rừng cải thiện làm cho độ ẩm tăng Sự tăng lên độ ẩm đất theo tuổi tuân theo dạng đường cong hàm số parabol hàm logarit Xu hướng chung độ ẩm tăng chậm dần đạt giá trị cao khoảng 40% tuổi rừng đạt từ 6-7 trở lên Có thể nhận thấy chất ảnh hưởng rừng trồng keo tuổi rừng mà độ tàn che kích thước rừng Từ 6-7 tuổi 66 trở lên điều kiện rừng bảo vệ tốt khu vực nghiên cứu độ tàn che rừng đạt mức 0.8 trở lên Cùng với tuổi rừng độ tàn che mà nhiều tính chất khác độ xốp, hàm lượng mùn vv tăng lên Tuy nhiên nơi khác rừng tuổi điều kiện bảo vệ không tốt làm mật độ rừng giảm nhiều, khả giữ nước tính chất khác đất không cải thiện Vì vậy, chất tuổi rừng tiêu liên hệ chặt với tính chất đất rừng mà tiêu khác , có độ tàn che kích thước rừng Theo quy trình trồng rừng địa phương rừng đạt độ tàn che 0.8 chiều cao trung bình 12 m tuổi rừng từ trở lên Vì vậy, để rừng phát huy hiệu giữ nước cao rừng cần trì độ tàn che mức từ 0.8 trở lên Kết qủa mở khả sử dụng hợp lý rừng trồng keo với mục đích phòng hộ giữ nước Khi rừng keo đạt tuổi có độ tàn che vượt 0.8 Trong trường hợp khai thác phần trữ lượng rừng phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế Theo kết nghiên cứu đề tài khả giữ nước rừng không suy giảm đáng kể trình khai thác không làm độ tàn che rừng giảm xuống 0.8 - Duy trì lớp thảm tươi bụi để nâng cao khả bảo vệ phục hồi đất rừng Kết nghiên cứu đề tài cho thấy vai trò quan trọng lớp thảm tươi bụi thảm khô bảo vệ phục hồi tính chất đất Sự gia tăng tỷ lệ che phủ thảm tươi bụi lớp thảm khô kéo theo gia tăng độ ẩm độ xốp nhiều tính chất khác đất Vì vậy, trình thực biện pháp xử lý thực bì để trồng rừng , chăm sóc rừng , bảo vệ rừng v.v cần bảo vệ lớp thảm tươi bụi thảm khô Chúng tác dụng bảo vệ đất giai đoạn đầu phát triển 67 rừng trồng mà keo chưa khép tán, mà có vai trò quan trọng trường hợp khai thác phần tầng cao cho mục tiêu kinh tế Lớp thảm tươi bụi thảm khô trì có tác dụng nhân tố đảm bảo trì chức giữ đất, giữ nước rừng cho phép khai thác rừng phòng hộ mục tiêu kinh tế cường độ cao - Tạo băng xanh loài mọc nhanh để bảo vệ đất năm đầu trồng rừng Kết nghiên cứu cho thấy tác dụng bảo vệ phục hồi đất rừng trồng thực thể rõ rừng trồng keo đạt từ tuổi trở lên Vì vậy, để hỗ trợ rừng trồng keo bảo vệ đất giai đoạn đầu cần phát triển băng mọc nhanh , có khả cải tạo đất tốt Kỹ thuật phát triển băng xanh giai đoạn đầu rừng trồng keo cần nghiên cứu thêm Tuy nhiên , theo kết qủa đề tài điều kiện khu vực nghiên cứu băng xanh phải góp phần tạo độ che phủ chung rừng trồng mức từ 0.7 - 0.8 trở lên 68 Chương KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ 5.1 Kết luận - Về cấu trúc rừng Các tiêu cấu trúc rừng biến đổi mạnh mẽ qua cấp tuổi khác Mật độ rừng cao tuổi 1, dao động từ 1320 cây/ha đến 1760 cây/ha trung bình 1600 cây/ha Mật độ rừng thấp tuổi 7, trung bình 960 cây/ha Chiều cao trung bình đạt 2.35m tuổi lên 6.85 m tuổi đạt 12.38 m tuổi Tăng trưởng trung bình năm chiều cao đạt 1.43 m/năm, đường kính tán trung bình cấp tuổi biến động khoảng từ 1,7 đến 7,3 cm, D1.3 trung bình biến động từ 1,3cm cấp tuổi đến 17,6 cm cấp tuổi + Lớp bụi thảm tươi tương đối phát triển biến động mạnh theo theo cấp tuổi khác Độ che phủ biến động từ 53.81% đến 59.70% trung bình đạt 56.01% Chiều cao lớp thảm tươi tương đối thấp, trung bình 0.33m, biến động từ 0.22m đến 0.44m Sinh khối lớp thảm tươi biến động từ 0.248 kg/m2 đến 0.438 kg/m2 trung bình đạt 0.322 kg/m2 + Lượng thảm khô rừng trồng keo mức độ trung bình…… - Độ xốp, độ ẩm khu vực mức cao có xu hướng tăng dần theo cấp tuổi, biến động độ xốp từ (40 – 60%), độ ẩm dao động khoảng từ (20 – 50)% - Nhìn chung độ chua đất thay đổi rõ rệt qua cấp tuổi khác từ tuổi đến tuổi Như khẳng định chu kỳ kinh doanh keo độ chua đất biến động 69 - Hàm lượng mùn chất dễ tiêu (NH4+, K2O, P2O5) mức trung bình Cùng với tăng lên tuổi rừng, hàm lượng chất cải thiện đáng kể - Các tính chất đất có quan hệ chặt chẽ với tiêu cấu trúc rừng Mối quan hệ chặt chẽ mối quan hệ tính chất đất với nhiều nhân tố cấu trúc rừng (hệ số tương quan đếu mức 0.9%) Điều đồng nghĩa đất chịu tác động tổng hợp nhiều tiêu cấu trúc rừng - Việc trì độ tàn che mức 0.8 với lớp bụi thảm tươi tạo băng xanh giai đoạn nhỏ coi giải pháp khả thi giúp phục hồi đất khu vực rừng trồng keo 5.2 Tồn Vì thời gian phương tiện nghiên cứu có hạn, nên đề tài xây dựng số lượng hạn chế ô thí nghiệm xã Thượng Tiến, huyện Kim Bôi tỉnh Hoà Bình Đồng thời đề tài tập chung nghiên cứu tác động yếu tố cấu trúc rừng lên đất rừng mà chưa liên quan đến vấn đề kinh tế xã hội Điều dẫn đến hạn chế định trình phân tích quy luật biến động tính chất đất theo cấp tuổi rừng keo tai tượng khác 5.3 Khuyến nghị - Nên cần có nghiên cứu giải pháp kinh tế-xã hội, nhằm nâng cao hiệu quản lý, sử dụng đất rừng trồng keo Nghiên cứu sâu cấp tuổi khác số tiêu khác phản ánh tính chất đất - Tuyên truyền giáo dục tăng cường quản lý đất đai sử dụng hiệu diện tích đất trồng keo 70 ... hồi đất rừng trồng keo tai tượng vùng đệm Khu bảo tồn thiên nhiên Thượng Tiến – Kim Bôi – Hoà Bình ’ Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Trên giới 1.1.1 Nghiên cứu đặc điểm đất rừng Đất rừng. .. tồn thiên nhiên Thượng Tiến, huyện Kim Bôi, tỉnh Hoà Bình 2.3 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu rừng trồng keo tai tượng đất rừng tán rừng trồng keo có tuổi từ đến năm tuổi, vùng đệm khu. .. chất đất tán rừng trồng keo tai tượng cấp tuổi khác - Tìm nhân tố ảnh hưởng đến khả phục hồi đất đề xuất số giải pháp quản lý, sử dụng bền vững hệ sinh thái rừng đất rừng trồng keo tai tượng khu