Dòng chảy mặt, xói mòn và lượng dinh dưỡng mất đi từ mô hình rừng trồng keo thuần loài tại vùng đầu nguồn Lương Sơn, Hòa Bình

Nhằm đánh giá sự phát sinh dòng chảy mặt , xói mòn và lượng dinh dưỡng mất đi từ mô hình rừng trồng keo thuần loài tại vùng đầu nguồn Lương Sơn, Hòa Bình, 4 ô dạng bản (10m2/ô) đã được lập ở các độ tuổi keo khác nhau gồm keo 1,4 năm tuổi, 2 tuổi, 3 tuổi và 5 tuổi.

Quản lý Tài ngun rừng & Mơi trường DỊNG CHẢY MẶT, XĨI MỊN VÀ LƯỢNG DINH DƯỠNG MẤT ĐI TỪ MƠ HÌNH RỪNG TRỒNG KEO THUẦN LỒI TẠI VÙNG ĐẦU NGUỒN LƯƠNG SƠN, HỊA BÌNH Bùi Xn Dũng1, Đặng Thị Thanh Hoa1, Đỗ Thị Kim Thanh1, Nguyễn Thị Mỹ Linh1, Đào Xuân Dương1 Trường Đại học Lâm nghiệp TÓM TẮT Nhằm đánh giá phát sinh dòng chảy mặt, xói mịn lượng dinh dưỡng từ rừng trồng keo loài vùng đầu nguồn Lương Sơn, Hịa Bình, dạng (10 m2/ơ) lập độ tuổi keo khác gồm keo 1,4 năm tuổi, năm tuổi, năm tuổi năm tuổi Lượng dòng chảy bề mặt lượng đất xói mịn quan trắc cho 34 trận mưa thời gian từ tháng 8/2018 đến tháng 5/2019 Lượng dinh dưỡng xác định thông qua việc phân tích 48 mẫu đất xói mịn Kết rằng: (1) Dịng chảy mặt trung bình ô 1,4 năm tuổi (0,37 mm/trận; hệ số dòng chảy trung bình 0,69%) cao nhất, giảm dần tuổi keo tăng lên năm (0,27 mm/trận, 0,43%) năm (0,17 mm/trận , 0,29%) thấp keo tuổi với 0,10 mm/trận (0,14%); (2) Lượng xói mịn tích luỹ keo 1,4 năm tuổi (4,92 kg) cao gấp lần so với keo (2,19 kg) năm tuổi (1,74 kg), gấp lần keo năm tuổi (1,17 kg); (3) Lượng dinh dưỡng đất keo 1,4 năm tuổi cao thấp ô keo năm; (4) Kết nghiên cứu cho thấy dịng chảy, lượng đất xói mịn, lượng dinh dưỡng tương đối lớn so với nghiên cứu trước nhân tố có mối quan hệ với Vì cần phải đưa giải pháp phù hợp để kiểm sốt xói mịn, dịng chảy mặt lượng dinh dưỡng đi, từ giảm nhẹ thiên tai cho vùng đầu nguồn sống người dân Từ khóa: Dịng chảy mặt, lượng dinh dưỡng, rừng keo lồi, vùng đầu nguồn xói mịn ĐẶT VẤN ĐỀ Xói mịn ngun nhân dẫn đến suy thoái đất nghiêm trọng (Casermeiro cộng sự, 2004) Mỗi năm có khoảng 75 tỉ đất bị xói mịn tồn cầu (Montgomery, 2007), đất đồng thời với chất mùn chất dinh dưỡng quan trọng Nitơ, Photpho, Kali (Dũng cộng sự, 2017) Đất chất dinh dưỡng trở nên nghèo giảm khả sản xuất, dẫn đến nguy đói nghèo an ninh lương thực Ở quốc gia phát triển có kinh tế phụ thuộc nhiều vào sản xuất Nơng-Lâm nghiệp Việt Nam xói mịn trở thành vấn đề cấp thiết cần quan tâm Trong vài thập kỷ vừa qua có khơng nghiên cứu nhân tố ảnh hưởng đến q trình xói mịn chất dinh dưỡng đưa biện pháp để bảo vệ tài ngun đất Xói mịn bị chi phối nhiều nhân tố tính chất đất (Oztas cộng sự, 2003), loại hình sử dụng đất (Kosmas cộng sự, 1997), yếu tố địa hình, lượng mưa (Hairsine cộng sự, 1999), thảm thực vật (Miyata cộng sự, 2009) phát sinh dòng chảy mặt (Dũng cộng sự, 2017) Trong nhân tố trên, thực vật dòng chảy mặt xem nhân tố định đến mức độ xói mịn Khi lượng dịng chảy bề mặt tăng lên lượng xói mịn tăng lên đáng kể (Miyata cộng sự, 2009) Trong lớp phủ thực vật giảm tác động bắn phá hạt mưa ngăn cản dòng chảy mặt trôi đất (Gomi cộng sự, 2008) Mặc dù thực vật chứng minh có khả bảo vệ đất giảm xói mịn, nhiên loại hình trồng mục đích sử dụng đất khác tác động lên trình xói mịn khác Những năm gần mơ hình rừng trồng khu vực Đơng Nam Á có phát triển nhanh chóng (Liu cộng sự, 2018), đặc biệt mơ hình rừng trồng keo trở nên vô phổ biến quốc gia Việt Nam (Dũng cộng sự, 2019) Diện tích rừng trồng keo bạch đàn triệu ha, chiếm đến 70% tổng diện tích rừng trồng sản xuất Việt Nam Keo trồng thường dao động từ đến năm tùy thuộc vào khả sinh trưởng nhu cầu kinh tế người chủ rừng (Dũng cộng sự, 2019) Theo thời gian q trình xói mịn đất thay đổi với phát triển thực vật (Liu cộng sự, 2018) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 49 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường Ở lứa tuổi non, rừng trồng keo có nguy xói mịn cao thiếu che phủ thảm thực vật (Dũng cộng sự, 2019; Casermeiro cộng sự, 2004) tác động từ trình xử lý thực bì Bên cạnh đó, với phát triển keo, kết cấu đất trở nên ổn định khơng có hoạt động làm đất canh tác, rừng keo lớn tuổi có khả bảo vệ đất tốt (Kabiri cộng sự, 2015) Các nghiên cứu trước chưa tập trung vào xác định hình thành dịng chảy mặt, xói mòn chất dinh dưỡng độ tuổi cố định Sự thiếu hụt thông tin xói mịn độ tuổi dẫn đến khó khăn thiếu sở việc đánh giá khả điều tiết bảo vệ tài nguồn tài nguyên đất nước việc so sánh loại hình sử dụng đất với Đứng trước thực trạng trên, nghiên cứu: “Dịng chảy mặt, xói mịn lượng chất dinh dưỡng từ mơ hình rừng trồng keo loài vùng đầu nguồn Lương Sơn, Hịa Bình” thực với mục tiêu góp phần giải vấn đề tồn PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu Để đạt mục tiêu nghiên cứu, có 04 nội dung nghiên cứu tiến hành: (1) Xác định đặc điểm dịng chảy mặt từ mơ hình trồng keo lồi; (2) Xác định lượng xói mịn từ mơ hình trồng keo loài; (3) Đánh giá lượng dinh dưỡng từ mơ hình trồng keo lồi; (4) Xác định quan hệ dịng chảy mặt, xói mịn, lượng dinh dưỡng lượng mưa 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Đặc điểm khu vực nghiên cứu Nghiên cứu tiến hành Làng Chanh, xã Trường Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh Hịa Bình (Hình 1) Địa hình nơi đa dạng với đồi núi thấp có độ cao khoảng 200 – 400 m hình thành đá macma, đá vơi trầm tích lục ngun, có mạng lưới sơng, suối dày đặc Vì vùng trung du nơi chuyển tiếp đồng đồi núi nên khí hậu Lương Sơn mang đặc trưng khí hậu vùng nhiệt đới gió mùa Nhiệt trung bình năm 22,9 - 23,30C lượng mưa bình quân từ 1.520 - 2.255 mm/năm, phân bố không tháng mùa thất thường Do đặc điểm khí hậu địa hình nên đất đai chia theo vùng rõ rệt: vùng núi cao trung bình gồm đất ferarit vàng đỏ có hàm lượng mùn - 7% độ ẩm cao, nhiệt độ thấp, vùng thuận lợi cho phát triển lâm nghiệp Vùng đồi núi thấp gồm đất ferarit vàng đỏ vùng cỏ thứ sinh (Dũng cộng sự, 2019) Hình Vị trí khu vực nghiên cứu 50 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu a Bố trí thí nghiệm Vùng đồi núi Làng Chanh gồm nhiều cấp tuổi keo trồng khác nhau, để đánh giá ảnh hưởng độ tuổi keo lên trình phát sinh dịng chảy mặt xói mịn đất dạng bảng lập (diện tích 10 m2 = x 2,5 m) loại hình: Ơ - Đất rừng keo 1,4 năm tuổi; Ô - Đất rừng keo năm tuổi; Ô - Đất Ô Tuổi keo (năm) 1,4 2,0 3,0 5,0 rừng keo năm tuổi Ô - Đất rừng keo năm tuổi (Hình a, b) Độ che phủ Ô khoảng 70%, Ô khoảng 46%, cịn Ơ Ơ khoảng 30% Bốn nghiên cứu đặt vị trí sườn đồi rừng trồng keo với độ dốc trung bình khoảng 240 Chiều cao trung bình 0,6 m; 3,2 m; 4,1 m 6,2 m (Bảng 1) Bảng Đặc điểm điều kiện tự nhiên ô dạng Độ che phủ (%) 69,2 45,9 36,5 27,8 Độ dốc ( 0) Độ xốp (%) Độ cao (m) 23 23 24 26 28 39 40 38 65 64 65 67 Bề dày tầng đất (m) 0,9 1,0 1,0 1,2 Mật độ (cây/ 10 m2) 4 Đường kính trung bình (cm) 1,0 2,2 3,6 8,5 Chiều cao trung bình (m) 0,6 3,2 4,1 6,2 Hình Sơ đồ vị trí thiết kế quan trắc dịng chảy mặt xói mịn Ơ dạng có diện tích 10 m2, cạnh dài (4 m) vng góc với đường đồng mức bề rộng (2,5 m) song song với đường đồng mức đặt cấp tuổi keo Thành ô dạng lắp đặt kim loại có chiều cao mặt đất 0,25 m chiều chôn xuống đất cm nhằm cố định ô ngăn dịng chảy mặt - xói mịn từ chỗ khác chảy vào Phần máng hứng dòng chảy mặt xói mịn đặt phía có kết nối với bình đựng nhựa để chứa dịng chảy mặt xói mịn (Hình c) Bên cạnh dạng lắp đặt ống đo mưa nhựa để đo lượng mưa khu vực nghiên cứu b Đo đạc quan trắc tiêu * Đo lượng mưa Lượng mưa xác định ống đo mưa nhựa Mỹ đặt khu vực nghiên cứu trực tiếp đọc số liệu thang đo ống theo trận mưa khác Lượng mưa quan sát liên tục 34 trận từ tháng 08/2018 đến tháng 05/2019 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 51 Quản lý Tài nguyên rừng & Mơi trường * Xác định dịng chảy mặt Sau nước từ ô dạng chảy vào thùng chứa đo tồn lượng nước thùng để tính dịng chảy mặt Ban đầu, dịng chảy đo trực tiếp, phần dưới, nước chứa nhiều chất lơ lửng, nước lọc trước đo Đơn vị đo dịng chảy mặt mililít (ml), sau chuyển đổi thành đơn vị milimét (mm) theo diện tích lơ (m2) Lượng dịng chảy mặt quan sát cho 34 trận mưa có lượng mưa khác từ tháng năm 2018 đến tháng năm 2019, cụ thể Ô – 33 trận mưa, Ô Ô – 34 trận mưa Ô – 32 trận mưa (thất thoát trận mưa Ô Ô thùng chứa) * Xác định lượng đất xói mịn Lượng đất xói mịn lấy từ máng vào hộp nhựa, ghi thời điểm mưa bảo quản nơi khô Lượng đất có đem sấy khơ kiệt để xác định lượng đất xói mịn Lượng đất xói mịn quan sát cho 34 trận mưa có lượng mưa khác khoảng thời gian từ tháng 08/2018 đến tháng 03/2019, Ơ – 33 trận mưa, Ô Ô – 34 trận mưa Ô – 32 trận mưa (thất thoát trận mưa Ô Ô thùng chứa) * Xác định lượng dinh dưỡng Các mẫu lấy từ lượng đất xói mịn ô nghiên cứu để xác định hàm lượng dinh dưỡng đất trung tâm thí nghiệm thực hành Số mẫu đất 45 tương ứng với 12 trận mưa điển hình có P > 14 mm trải dài tháng quan trắc trường Đại học Lâm nghiệp, đó: 11 mẫu – Ơ 1, Ơ Ơ (3 mẫu hỏng q trình thí nghiệm) 12 mẫu Ô Phương pháp xác định cụ thể lượng đất dinh dưỡng thể bảng Bảng Phương pháp xác định lượng Nito Phopho dễ tiêu Phân tích Xác định Nito dễ tiêu Xác định phopho dễ tiêu Phân tích Amoni (NH4+) quang phổ kế sau Bằng cách phân tích Photphat (P2O5) sử Phương chiết dd KCl tạo phức với thuốc thử dụng phương pháp Olsen, chiết dd Netle Lấy mẫu đất đại diện theo TCVN 7538-1 NaHCO3 tạo phức với amonimolipdat, pháp (ISO 10381-1) Xử lý sơ mẫu đất theo TCVN phân tích quang phổ kế 6647 (ISO 11464) Công thức X= (V  Vo )c  14  100K G [Nguyễn Thị Hoài, 2013] (a-b) x V x  x k m [Đồn Xn Lan, 2013] P (mg/kg) = Trong đó: V: thể tích dung dịch axit clohydric chuẩn dùng chuẩn độ dịch lọc, tính ml; Vo: thể tích dung dịch axit clohydric chuẩn dùng chuẩn độ mẫu trắng, tính ml; C: nồng độ axit clohydric tính mol lít; G: khối lượng đất ứng với dịch lọc, tính gam; K: hệ số khơ tuyệt đối đất * Xử lí số liệu Số liệu sau thu thập thực địa phân tích phần mềm Excel Bên cạnh đó, mối tương quan dòng chảy mặt lượng mưa, xói mịn lượng dinh dưỡng kiểm tra phần mềm SPSS nhằm đưa giải pháp thích hợp để giảm lượng 52 Trong đó: a: nồng độ phospho dung dịch xác định (mg/l); b: nồng độ phospho dung dịch mẫu trắng (mg/l); V: tồn thể tích dung dịch chiết mẫu (ml); f: hệ số pha loãng dung dịch mẫu; m: khối lượng mẫu, tính gam (g); k: hệ số chuyển thành đất khơ tuyệt đối xói mịn dịng dinh dưỡng khu vực nghiên cứu KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc điểm dòng chảy mặt đất tuổi keo khác Dòng chảy mặt hệ số dịng chảy có xu hướng giảm dần tuổi keo tăng lên TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 Quản lý Tài ngun rừng & Mơi trường (Hình 1a) Lượng dịng chảy mặt keo 1,4 năm tuổi dao động từ - 1,73 mm/trận, trung bình 0,37 mm/trận (± SD Độ lệch chuẩn 0,44 mm); ô keo năm dao động từ - 1,54 mm/trận, trung bình 0,27 mm/trận (±0,40 mm); ô keo tuổi dao động từ - 1,00 mm/trận, trung bình 0,17 mm/trận (±0,24 mm) ô keo năm dao động từ - 0,97 mm/trận, trung bình 0,1 mm (±0,22 mm) (Hình 1a) Hệ số dịng chảy mặt keo 1,4 tuổi dao động từ - 1,70%, trung bình 0,69% (±0,43%), hệ số dịng chảy mặt keo tuổi dao động từ 0,04 - 0,88%, trung bình 0,43% (±0,2%), hệ số dịng chảy mặt keo tuổi dao động từ - 0,55%, trung bình 0,29% (±0,14%), hệ số dịng chảy mặt keo tuổi dao động từ 0,02 - 0,29%, trung bình 0,14% (±0,07%) (Hình 1b) Hình Đặc điểm (a) Dịng chảy mặt; (b) hệ số dòng chảy mặt; (c) dòng chảy tích luỹ độ tuổi keo khác Tổng lượng mưa quan trắc sau 34 trận mưa 1780 mm Cũng thời gian quan trắc tổng lượng dòng chảy bề mặt quan sát cấp độ tuổi keo 1,4 năm; năm; năm năm 12,58 mm, 9,20 mm, 5,81 mm 3,53 mm (Hình 1c) Khả phát sinh dịng chảy bề mặt thấp tiêu chuẩn có độ tuổi keo lớn Điều giải thích thơng qua điều kiện che phủ tán lượng nước giữ lại tán cao đất có rừng che phủ (Yến, 2014) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 53 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường 0,3 0.3 0,3 Đậu nành Ngô & Sắn 0,4 0.4 0.6 0,6 Ngô Keo 1.4 năm tuổi Keo năm tuổi 0.33 0,33 0,33 Keo năm tuổi 0.2 0,2 Keo năm tuổi Rừng tự nhiên 0,7 0.7 0.52 0,52 0,52 0,3 0.3 0,3 0,3 0.3 Rừng tre 0.2 0.4 0.6 Hệ số dịng chảy (%) 0.8 Hình So sánh hệ số dòng chảy mặt từ nghiên cứu với nghiên cứu khác giới (Aru and Barrocu, 1993) So với nghiên cứu trước dòng chảy mặt từ loại hình sử dụng đất khác giới, thấy rằng, hệ số dòng chảy mặt cấp tuổi keo ước tính năm lớn (Hình 2) Kết cho thấy việc liên quan đến khu vực mơ hình trồng keo với đặc điểm khu vực đầu nguồn với độ cao từ 60 – 400 m địa hình dốc Sườn núi dốc nhân tố tác động lên khả tạo dịng chảy mặt xói mịn Bên cạnh đó, độ Lượng xói mịn (mm) 0,6 xốp đất đất khu vực nghiên cứu thấp so với địa điểm so sánh (Lan Dũng, 2018) Hơn nữa, hoạt động canh tác người dân địa khu vực miền núi Việt Nam khơng mang tính chất bền vững, tự phát đốt, phát phát trắng ảnh hưởng tới kết cấu đất, nguyên nhân dẫn đến hệ số dịng chảy mặt cao 3.2 Đặc điểm xói mòn đất độ tuổi keo khác Trung vị 25% - 75% Khoảng liệu -a- 0,5 0,4 * Giá trị ngoại vi Giá trị cực 0,3 0,2 0,1 Ô1 Ô2 Ô3 Ô 00 55 50 50 -b- 44 100 100 150 150 33 22 Keo năm tuổi Keo năm tuổi Keo năm tuổi Keo 1.4 năm tuổi 200 200 250 250 300 300 11 00 Lượng mưa(mm) (mm) Lượng mưa Lượng xóimịn mịntích tích Lượng xói lũylũy (kg)(g) 6 350 350 37 219 704 704 1284 1284 1335 1335 1395 1395 1445 1445 1479 1479 1566 1609 1725 1725 1780 1780 219 566 1609 Lượng tích(mm) lũy (mm) Lượng mưa mưa tích lũy 400 400 Hình (a) Lượng đất xói mòn từ độ tuổi keo thời gian quan trắc; (b) Đặc điểm lượng đất xói mịn tích luỹ từ độ tuổi keo khác ô tiêu chuẩn Lượng đất xói mịn lớn độ tuổi keo bé (Hình 3a) Lượng đất xói mịn keo 1,4 năm tuổi dao động từ - 0,597 kg, trung bình 0,145 kg (±0,172 kg); ô keo năm dao động từ 0,007 - 0,321 kg, trung bình 54 0,064kg (±0,072 kg); keo tuổi dao động từ 0,000 - 0,292 kg, trung bình 0,051 kg (±0,066 kg) ô keo năm dao động từ 0,003 - 0,249 kg, trung bình 0,034 kg (±0,057 kg) (Hình 3b) Qua 34 trận mưa quan trắc với tổng lượng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường mưa 1780 mm, lượng đất xói mịn tích luỹ độ tuổi keo 1,4 năm, năm, năm năm 4,92 kg, 2,19 kg, 1,74 kg 1,17 kg (Hình 3b) Tổng lượng đất xói mịn tích luỹ cấp tuổi keo giảm dần theo độ tuổi keo, khả bảo vệ lớp đất mặt từ kích thước tán rễ keo hình thành Lượng đất xói mịn độ tuổi keo khác cao số khu vực khác, thấp khu vực đất trống (Hình 4) Hầu hết gia tăng xói mịn thay đổi thảm thực vật Như đề cập trên, điều giải thích nhân tố loại hình đất, phạm vi nghiên cứu, loại che phủ Đất trống Đồng cỏ Đất bụi Ngô Đậu Sắn Ngô đậu phộng Keo 1.4 năm tuổi Keo năm tuổi Keo năm tuổi Keo năm tuổi Rừng thông Rừng họ Dầu thực vật mật độ trồng Loại đất khu vực Feralit với đặc điểm tầng mùn dày phong hoá, đất nhiều khí, dễ tiêu nước, chất gây ô nhiễm, nhiều oxit sắt, đồng, dễ suy thoái Bên cạnh đó, dịng chảy mặt khu vực nghiên cứu cao so với khu vực so sánh Hơn nữa, khác phân bố mơ hình trồng rừng đầu nguồn chu trình kinh doanh Keo nguyên nhân gây xói mịn lớn Chặt trắng đốt sau khai thác keo năm tuổi để chuẩn bị tái trồng chu kỳ kinh doanh tiềm ẩn nhiều rủi ro xói mịn đất 114.36 114,36 0,13 0.13 0.01 0,01 18 18 10 1010 2,41 2.41 1,44 1.44 21,8 21.80 17.30 17,3 11.60 11,6 5,47 5.47 3,46 3.46 20 49,2 49.20 40 60 80 100 120 Tổng lượng xói mịn (tấn/ha/năm) 140 Hình So sánh lượng đất xói mịn ước tính từ nghiên cứu với nghiên cứu khác giới (Mohammad and Adam, Craswell et al., 2010) 3.3 Đặc điểm dòng dinh dưỡng độ tuổi keo khác Lượng mưa lớn dẫn đến xói mịn mạnh, lượng dinh dưỡng đất nhiều mơ hình độ tuổi keo (Hình 5a, 5c) Lượng dinh dưỡng có xu hướng giảm dần cấp tuổi keo tăng dần Lượng dinh dưỡng cao cấp tuổi keo 1,4 năm với tổng lượng Nitơ dễ tiêu 0,307 g, gấp gần 10 lần cấp tuổi keo năm với 0,038 g Điều cho thấy độ tuổi keo lớn khả giữ lại dinh dưỡng đất cao Tương tự với tổng lượng Photpho dễ tiêu đi, cao cấp tuổi keo 1,4 năm (0,039 g), gấp gần 10 lần cấp tuổi keo năm (0,004 g) Lượng Photpho dễ tiêu đáng kể so với lượng Nitơ dễ tiêu (Hình 5b, 5d) Lượng Nito dễ tiêu rong toàn thời gian nghiên cứu với keo 1,4 năm tuổi: 47,49 g, keo năm tuổi: 20 g, keo năm tuổi: 14,79 g, keo năm tuổi: 5,3 g Trong đó, lượng Photpho dễ tiêu với keo 1,4 năm tuổi: 6,18 g; keo năm tuổi: 2,06 g; keo năm tuổi: 1,28 g; keo năm tuổi: 0,59 g Với 45 mẫu phân tích thành phần dinh dưỡng đất, đối chiều với tiêu Connova (Chỉ tiêu đánh giá Nitơ dễ tiêu) tiêu Olsen (Chỉ tiêu đánh giá Photpho dễ tiêu) hàm lượng Nitơ dễ tiêu hàm lượng Photpho dễ tiêu có cấp tuổi keo hầu hết mức trung bình nghèo Kết phân tích đánh giá mang tính chất tương đối khối lượng mẫu không đồng nhất, nhiên sở cho nghiên cứu TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 55 0.3 0,3 0.2 0,2 0.1 0,1 17/2/2019 7/12/2018 8/10/2018 1/9/2018 11/9/2018 30/8/2018 28/8/2018 24/8/2018 22/8/2018 19/8/2018 13/8/2018 00 -b- 0.000 0,000 350 400 0.05 0,05 (d) 0.04 0,04 0,03 0.03 0,02 0.02 0.01 0,01 -d- 00 17/2/2019 (c) Hình (a, c) Đặc điểm xói mịn dòng dinh dưỡng độ tuổi keo khác nhau; (b, d) Đặc điểm dịng dinh dưỡng tích luỹ cấp tuổi keo khác 3.4 Quan hệ dịng chảy mặt, xói mịn, lượng dinh dưỡng lượng mưa Lượng dòng chảy (mm) 0,8 0.8 = 0,85 Ô R² 1: =R0.85 R² R = 20.97 = 0,97 Ô 2: R² =20.97 = 0,97 Ô 3: R²R= 0.98 Ô 4: R2 = 0,98 0,6 0.6 -a- 0,4 0.4 0,2 0.2 00 22 Ô1 Ô3 100 200 Ô 1: RR²2 == 0.89 0,89 = =0,95 Ô 2: R2R² 0.95 = 0,98 Ô 3: R2R² = 0.98 = 0,93 Ô 4: R2 R² = 0.93 1.6 1,6 1.2 1.2 Ô2 Ô4 30 00 300 400 -b- Lượng xói mịn (g) 0.8 0,8 0,4 0.4 00 22 100 Ô 1:R²R= 20.90 = 0,90 Ô 2: R²R=2 0.91 = 0,91 = 0,97 Ô 3:R²R=2 0.97 R² =20.98 Ô 4: R = 0,98 1.6 1,6 1.2 1.2 200 LƯỢNG MƯA Lượng mưa(mm) -c- 0.8 0,8 0.4 0,4 00 00 0.2 0,2 00,4 Lượng dòng chảy (mm) 00,6 0.8 0,8 Hình (a) Mối quan hệ xói mịn lượng mưa; (b) Dịng chảy mặt lượng mưa; (c) Xói mịn dịng chảy mặt 56 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 Lượng mưa(mm) mưa (mm) Lượng -c- 7/12/2018 400 0.4 0,4 11/8/2018 Lượng dễtích tiêulũy(g)(g) Lượng Photpho Nito dễ tiêu 0.00 300 0.003 0,003 8/10/2018 350 11/9/2018 -a- 250 0.006 0,006 1/9/2018 300 200 30/8/2018 0,05 0.05 250 150 0.009 0,009 28/8/2018 0,10 0.10 200 100 0.012 0,012 24/8/2018 0.15 0,15 150 22/8/2018 Lượng mưa (mm) Ô4 Ô3 Ô2 Ô1 50 (b) 19/8/2018 100 0.015 0,015 13/8/2018 50 11/8/2018 0,20 0.20 0.018 0,018 (a) Lượng Lượng mưa(mm) mưa (mm) Lượng dễtiêu tiêu(g)(g) Lượng Nito Nito dễ 0.25 0,25 Nito dễ tiêudễtích Lượng Photpho tiêu lũy (g) (g) Lượng Photpho dễ tiêu tíchlũy lũy(g) (g) Lượng Lượng Photpho dễ tiêu tích Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường Quản lý Tài nguyên rừng & Mơi trường Dịng chảy bề mặt từ độ tuổi keo phản ứng nhanh với lượng mưa Khi lượng mưa lớn dịng chảy mặt có giá trị cao tương ứng với bậc số quan hệ R2 dao động từ 0,85 đến 0,98 (Hình 6a) Lượng đất xói mịn điều kiện che phủ có quan hệ chặt với lượng mưa, hệ số tương quan R2 dao động từ 0,89 đến 0,98 (Hình 6b) dòng chảy bề mặt với hệ số tương Lượng Nito dễ tiêu (g) 0,12 0.12 0,12 0,1 0.1 0,1 0.08 0,08 0,08 0.06 0,06 0,06 Lượng Photpho dễ tiêu (g) -a- = 0,75 ÔR²1:= R 0.75 = 0,96 Ô R² 2:=R0.98 R² = 0.96 Ô 3: R2 = 0,98 R² = 0.99 Ô 4: R2 = 0,99 0.04 0,04 0,04 0.02 0,02 00 0.016 0,016 0.014 0,014 0.012 0,012 0.01 0,01 0.008 0,008 0.006 0,006 0.004 0,004 0.002 0,002 00 200 = 0,67 R² =R0.67 Ô 1: R² = 0.97 Ô 2: R2 = 0,97 R² = 0.97 Ô 3: R2R²== 0,97 0.98 Ô 4: R2 = 0,98 quan dao động từ 0,90 đến 0,98 (Hình 6c) theo hàm hồi quy tuyến tính Khi lượng mưa dịng chảy bề mặt tăng lượng đất xói mịn đồng thời gia tăng Quan hệ tồn có ý nghĩa thống kê giá trị p < 0,01 Ngưỡng lượng mưa gây xói mịn điều kiện che phủ mm, nhiên, lượng đất xói mịn cấp tuổi keo 1,4 năm cao giảm dần cấp tuổi keo tăng lên 400 -c- Ô R2 = 0,92 R² 1: = 0.92 = 0,82 ÔR²2:= R 0.82 = 0,93 R² =R0.93 Ô 3: Ô 4:R²R= 21.00 = 1,00 Ô1 Ô2 Ô3 Ô4 600 800 -b- 200 400 600 Lượng mưa (mm) 0.5 1.5 0.5 1.5 0,5 1,5 Dịng chảy mặt (mm) ƠR²1:= 0.89 R2 = 0,89 ÔR²2:= 0.84 R2 = 0,84 R² =R0.91 = 0,91 Ô 3: R² = 0.99 Ô 4: R2 = 0,99 800 -d- Hình (a, b) Mối quan hệ lượng Nito Phopho dễ tiêu với lượng mưa; (c, d) Lượng Nito Photpho dễ tiêu với dòng chảy mặt Lượng dinh dưỡng điều kiện che phủ có quan hệ chặt ý nghĩa thống kê với lượng mưa, lượng dịng chảy mặt lượng đất xói mịn, hệ số tương quan R2 dao động từ 0,67 đến 1,00, theo hàm hồi quy tuyến tính (Hình 7) Khi lượng mưa, lượng dịng chảy mặt lượng đất xói mịn tăng lượng dinh dưỡng tăng Quan hệ tồn có ý nghĩa thống kê giá trị p < 0,01 (Hình 7) Bên cạnh đó, loại đất tính chất đất kết hợp với điều kiện thời tiết khu vực nghiên cứu có ảnh hưởng đến lượng dinh dưỡng từ mơ hình rừng trồng keo KẾT LUẬN Thơng qua việc quan trắc dịng chảy mặt, xói mịn lượng dinh dưỡng từ ô nghiên cứu (10 m2/ô) thời gian nghiên cứu từ tháng 10/2018 đến tháng 05/2019 nghiên cứu đạt số kết sau: (1) Lượng dòng chảy mặt trung bình thời gian quan trắc cao cấp tuổi keo 1,4 năm với 0,37 mm/trận (±0,44 mm), giảm dần cấp tuổi keo tăng lên năm năm 0,27 mm/trận (±0,40 mm) 0,17 mm/trận (±0,24 mm), thấp cấp tuổi keo năm với 0,10 mm/trận (±0,22 mm) Lượng dòng chảy mặt tỷ lệ thuận với lượng mưa; (2) Lượng xói mịn tích luỹ thời gian quan trắc cao cấp tuổi keo 1,4 năm với 4,92 kg, giảm dần cấp tuổi keo tăng dần lên năm năm 2,19 kg 1,74 kg, thấp cấp tuổi keo năm với 1,17 kg Lượng đất xói mịn tỷ lệ thuận với lượng mưa dòng chảy mặt; (3) Lượng dinh dưỡng đất cao cấp tuổi keo 1,4 năm thấp cấp tuổi keo năm Lượng dinh dưỡng tỷ lệ thuận với lượng mưa, dịng chảy mặt lượng đất xói mịn; (4) Cấp độ tuổi keo cao khả hạn chế xói mịn tốt khả giữ chất dinh dưỡng đất cao Từ này, số biện pháp kỹ thuật đưa để nhanh chóng giảm thiểu xói mịn mơ hình trồng keo giai đoạn tuổi non (< năm) khu vực đầu nguồn thực cần thiết TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 57 Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO Aru A and Barrocu G (1993) The Rio Santa Lucia catchment area In: Mediterranean Desertification and Land Use MEDALUS Final Report Commission of the European Communities 533-559 Bùi Xuân Dũng, Phùng Văn Khoa (2017) Đặc điểm dòng chảy bề mặt lượng đất xói mịn nghiên cứu dạng Núi Luốt, Xuân Mai, Hà Nội, Tạp chí Khoa học Công nghệ Lâm Nghiệp, 04, 64-73 Bùi Xuân Dũng, Phạm Quỳnh Trang, Nguyễn Thị Mỹ Linh, Takashi Gomi (2019) Đất xói mịn dịng chảy mặt từ mơ hình trồng Keo khu vực đầu nguồn Việt Nam IOP Conf Ser.: Earth Environ Sci 266 012012 Casermeiro M.A, Molina J.A, Caravaca M, Costa J.H, Massanet M.I.H, Moreno P.S (2004) Influence of scrubs on runoff and sediment loss in soils of Mediterranean climate Catena, 57 (1), pp 91–107 Chảo Thị Yến (2014) Đánh giá ảnh hưởng loại thảm thực vật che phủ với dòng chảy mặt đất xói mịn núi Luốt, Xn Mai, Hà Nội Khoá luận tốt nghiệp (Hà Nội: Trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam) Craswell E T, Sajapongse A, Howlett D J B and Dowling A J (1998) Agroforestry and the Management of Sloping Land in Asia and Pacific Agroforestry Systems 38 121-137 Đoàn Xuân Lan (2013) Khảo sát hàm lượng lân đất nông trường Phạm Văn Cội – Củ Chi, Đại học sư phạm Hồ Chí Minh Gomi T, Sidle R.C, Ueno M, Miyata S and Kosugi K (2008) Characteristics of overland flow generation on steep forested hillslopes of central Japan Journal of Hydrology, 361, pp 275– 290 Kabiri V, Raiesi F, Ghazavi MA (2015) Six years of different tillage systems affected aggregate- associated SOM in a semi-arid loam soil from Central Iran Soil Till Res 154:114–125 10 Liu H, Sergey B and Feng L, Jianchu X and Georg C (2018) Impact of rubber plantation age on erosive potential studied with USLE model Journal of Applied Water Engineering and Research, 6, pp 252261 11 Miyata S, Kosugi K, Gomi T and Mizuyama T (2009) Effects of forest floor coverage on overland flow and soil erosion on hillslopes in Japanese cypress plantation forests Water Resour Res, 45, pp 1-17 12 Mohammad A G and Adam MA (2010) The impact of vegetation cover type on runoff and soil erosion under different land uses Catena 81 97-103 13 Montgomery D (2007) Soil erosion and agricultural sustainability Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 104, pp 13268–13272 14 Nguyễn Thị Hoài (2013) Khảo sát hàm lượng mùn, nito tổng số, Nito dễ tiêu đất trồng cao su nông trường Phạm Văn Cội - TP HCM, Đại học Sư phạm Tp Hồ Chí Minh 15 Oztas, T., Koc, A., Comakli, B (2003) Change in vegetation and soil properties longe a slope on overgrazed and eroded rangelands Journal of Arid Environment 55, 93–100 16 P.B Hairsine, G.C Sander, C.W Rose, J.Y Parlange, W.L Hogaith, I Lisle, H Rouhipour (1999) Unsteady soil erosion due to rainfall impact: a model of sediment sorting on the hillslope Volume 220, Issues 34 pp 115-128 17 Trần Ngọc Lan, Bùi Xuân Dũng (2018) Đặc điểm độ thấm đất độ tuổi mơ hình trồng keo khu vực đầu nguồn Lương Sơn, Hồ Bình, Việt Nam Khố luận tốt nghiệp - Trường Đại học Lâm nghiệp RUNOFF, SOIL EROSION AND NUTRIENT LOSS FROM ACACIA PLANTATION FOREST AT HEADWATER OF LUONG SON, HOA BINH Bui Xuan Dung1, Dang Thi Thanh Hoa1, Do Thi Kim Thanh1, Nguyen Thi My Linh1, Dao Xuan Duong1 Vietnam National University of Forestry SUMMARY To assess runoff, soil erosion and nutrient loss in Acacia plantation, plots (10 m2/plot) was set up corresponding to four different ages including 1.4 years old, years old, years old and years old The amount of runoff and soil erosion was monitored over 34 storm events from August 2018 to May 2019, the nutrient loss is analyzed through 48 soil samples The main results included: (1) Runoff at the age 1.4 was the highest with 0.37 mm/storm (runoff coefficient at 0.69%), gradually decreasing at age (0.27 mm/storm; 0.43%) and (0.17 mm/storm; 0.29%), the lowest amount at years Acacia (0.10 mm/storm; 0.14%) ; (2) The highest amount of soil erosion in 1.4 years old Acacia was 4.92 kg, times comparision with years old (2.19 kg), years old (1.74 kg) and times with years old (1.17 kg); (3) The amount of nutrient loss in the 1.4 years old Acacia is the highest and lowest in the years old one; (4) The results shown that runoff, soil erosion, nutrient loss are relatively large compared to previous studies and related to other factors Therefore, it is necessary to proposal appropriate solutions to minimize the impact on people's life Keywords: Acacia plantation, headwater, nutrient loss, runoff, soil erosion Ngày nhận Ngày phản biện Ngày định đăng 58 : 07/8/2019 : 23/9/2019 : 30/9/2019 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ - 2019 ... đi? ??m dịng chảy mặt từ mơ hình trồng keo lồi; (2) Xác định lượng xói mịn từ mơ hình trồng keo lồi; (3) Đánh giá lượng dinh dưỡng từ mơ hình trồng keo lồi; (4) Xác định quan hệ dịng chảy mặt, xói. .. so sánh loại hình sử dụng đất với Đứng trước thực trạng trên, nghiên cứu: ? ?Dòng chảy mặt, xói mịn lượng chất dinh dưỡng từ mơ hình rừng trồng keo lồi vùng đầu nguồn Lương Sơn, Hịa Bình? ?? thực với... Hình (a, c) Đặc đi? ??m xói mịn dịng dinh dưỡng độ tuổi keo khác nhau; (b, d) Đặc đi? ??m dòng dinh dưỡng tích luỹ cấp tuổi keo khác 3.4 Quan hệ dịng chảy mặt, xói mịn, lượng dinh dưỡng lượng mưa Lượng