Nghiên cứu một số giải pháp phục hồi rừng nhằm đáp ứng mục tiêu phòng hộ tại lâm trường như xuân tỉnh thanh hóa​

Bộ giáo dục đào tạo Bộ nông nghiệp & PTNT Trường đại học lâm nghiệp & Hoàng bùi tư Nghiện cứu số giải pháp phục hồi rừng nhằm đáp ứng mục tiêu phòng hộ lâm trườgn xuân tỉnh hoá Chuyên ngành: lâm học Mà số: 60.62.60 Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp người hướng dẫn: PGS.TS Phạm xuân hoàn Hà Tây, năm 2007 Bộ giáo dục đào tạo Bộ nông nghiệp & PTNT Trường đại học lâm nghiệp & Hoµng bïi t­ Nghiện cứu số giải pháp phục hồi rừng nhằm đáp ứng mục tiêu phòng hộ lâm trườgn xuân tỉnh hoá Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp Hà Tây, năm 2007 Đặt vấn đề Rừng nguồn tài nguyên vô quý giá, cung cấp sản phẩm rừng cho kinh tế quốc dân mà có tác dụng phòng hộ, bảo vệ đất, điều tiết nguồn nước, trì cân sinh thái bảo vệ môi trường sống Thời gian gần diện tích chất lượng rừng tỉnh Thanh Hoá bị giảm sút nghiêm trọng, ảnh hưởng xấu đến lực phòng hộ môi trường sinh thái rừng, dẫn đến hậu như: Hạn hán, lũ lụt, xói mòn, lở đất ngày gia tăng , đà ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước sinh hoạt sinh hoạt không phận cư dân miền núi mà ảnh hưởng tới cộng đồng dân cư sống vùng hạ lưu sông suối Thực trạng có nhiều nguyên nhân khác nhau, dân số tăng nhanh dẫn đến nhu cầu gỗ, củi tăng, tượng du canh du cư đồng bào dân tộc miền núi gắn với phương thức đốt nương làm rẫy, nạn cháy rừng, tình trạng khai thác lạm dụng mức vốn rừng , dẫn đến suy thoái rừng, lực phòng hộ rừng bị suy gảm nghiêm trọng Lâm trường Như Xuân - Thanh Hoá nằm lưu vực ba hồ chứa nước lớn: Đập sông Mực, đập thuỷ lợi Mậu Lâm đập lớn Phúc Đường với dung tích biến động từ 450 - 630 triệu m3 nước Đây nguồn nước tưới cho 10.000 ruộng nước ba huyện Như Thanh, Nông Cống Quảng Xương Hiện diện tích rừng tự nhiên Lâm trường bị suy giảm diện tích chất lượng, không đảm bảo chức phòng hộ việc giữ nước điều tiết dòng chảy cho công trình thủy lợi hồ đập vùng Để đảm bảo cung cấp nước tối đa cho hồ chứa nước, cïng víi c¸c hun miỊn nói tØnh, hun Nh­ Thanh nói chung Lâm trường Như Xuân nói riêng đà quan tâm đầu tư trồng rừng, khôi phục rừng thông qua chương trình 327, dự án 661, dự án trồng rừng phòng hộ đầu nguồn , nhằm xây dựng khôi phục rừng đầu nguồn Tuy nhiên, việc tổ chức quy hoạch xây dựng giải pháp quản lý rừng phòng hộ đầu nguồn gặp nhiều khó khăn, chưa xác định diện tích cần thiết mô hình cấu trúc có khả phòng hộ cao cho khu vực cụ thể, chưa xác định vị trí phân bố rừng phòng hộ sườn dốc, chưa xác định quy trình kỹ thuật để nâng cao hiệu phòng hộ rừng chưa đề giải pháp kinh tế - xà hội cần thiết cho việc quản lý rừng phòng hộ đầu nguồn số khu vực phòng hộ, tỉnh Thanh Hoá đà đầu tư nhiều kinh phí để trồng rừng nhằm giữ nước chống xói mòn đất, khả bảo vệ đất giữ nước khu rừng trồng lại so với thảm thực vật cũ trước đà bị người thay Việc bố trí đai rừng phòng hộ sườn dốc nhiều trường hợp không phát huy vai trò bảo vệ đất giữ nước Chưa có mô hình cấu trúc có khả phòng hộ cao khu vực nghiên cứu Để góp phần khắc phục tồn nêu bổ sung sở khoa học cho vấn đề phục hồi rừng phòng hộ đầu nguồn khu vực nghiên cứu, tiến hành thực đề tài Nghiên cứu số giải pháp phục hồi rừng nhằm đáp ứng mục tiêu phòng hộ Lâm trường Như Xuân - Thanh Hoá Chương Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1 Trên giới Lược sử nghiên cứu trình phục hồi rừng gắn liền với lược sử nghiên cứu cấu trúc rừng, tái sinh rừng tự nhiên diễn thảm thực vật rừng biện pháp xử lý lâm sinh cho rừng thứ sinh nghèo Vì vậy, điểm qua nét lớn liên quan đến nội dung nghiên cứu đề tài sau 1.1.1 Nghiên cứu phục hồi rõng thø sinh nghÌo 1.1.1.1 Quan ®iĨm vỊ rõng thø sinh nghÌo vµ phơc håi rõng thø sinh nghÌo Quan ®iĨm hiƯn vỊ phơc håi rõng thø sinh nghÌo chia thành nhóm sau: Một là, phục hồi rừng đưa rừng đến trạng thái hoàn chỉnh, tiếp cận trạng thái trước bị tác động Các công trình Cairns (1995), Jordan (1995) Egan (1996) điển hình quan điểm Hai là, nhấn mạnh hệ sinh thái rừng phải phục hồi tới mức độ bền vững đường tự nhiên nhân tạo mà không thiết giống hệ sinh thái ban đầu Đây quan điểm nhận nhiều tán đồng Điển hình quan điểm là: Harrington, 1999; Kumar, 1999; Bradshaw, 2002; IUCN, 2003; David Lamb, 2003 (dÉn theo Vò Tiến Hinh Phạm Văn Điển, 2006 [14] ) Ba là, tập trung vào việc xác định nguyên nhân yếu tố rào cản trình phục hồi rừng Điển hình nghiên cứu ITTO (2002) nhấn mạnh, khu vực đất rừng đà bị thoái hoá, hàm lượng chất dinh dưỡng đất thấp, kết cấu không tốt, nhiều mầm bệnh, xói mòn mạnh lửa rừng Để phục hồi rừng cần phải xác định ảnh hưởng nhân tố tới rừng (stress factors), từ cố gắng hạn chế loại bỏ chúng Đây coi quan điểm, sù nh×n nhËn míi vỊ phơc håi rõng, v× nã đà bước đầu gắn kết phục hồi rừng với yếu tố xà hội, nguyên nhân gây nên rừng nước nhiệt đới người 1.1.1.2 Thành tựu nghiên cứu phục hồi rừng thứ sinh nghèo - Về tái sinh phục hồi rừng Nhiều công trình nghiên cứu đà phân tích nguyên nhân ảnh hưởng tới tái sinh, phục hồi rừng tự nhiên chia chúng thành hai nhóm: * Nhóm nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến tái sinh phục hồi rừng can thiệp ng­êi (Baur G N, 1964; Anden S, 1981) * Nhóm nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến tái sinh vµ phơc håi rõng cã sù can thiƯp cđa người Các nhà lâm học như: Gorxenhin (1972, 1976); Bêlốp (1982) đà xây dựng thành công nhiều phương thức tái sinh phục hồi rừng nghèo kiệt; đáng ý số công trình nghiên cứu Maslacop E.L (1981) phục hồi rừng khu khai thác, Mêlêkhốp I.C (1966) ảnh hưởng cháy rừng tới trình phục hồi rừng, Pabedinxkion (1966) phương pháp nghiên cứu trình phục hồi rừng Myiawaki (1993), Yu cộng (1994), Goosem Tucker (1995), Sun cộng (1995), Kooyman (1996) đà đưa nhiỊu h­íng tiÕp cËn nh»m phơc håi hƯ sinh th¸i rừng đà bị tác động vùng nhiệt đới Kết ban đầu nghiên cứu đà tạo nên khu rừng có cấu trúc làm tăng mức độ đa dạng loài Tuy nhiên, hạn chế chúng áp dụng quy mô rộng, yêu cầu nhân công nguồn lực khác trình thực (dẫn theo Vũ Tiến Hinh Phạm Văn Điển, 2006 [14] ) - Về phân loại rừng nghèo Hiện nay, có hai quan điểm phân loại rừng nghèo trí cao giíi khoa häc qc tÕ * Dùa vµo đặc điểm trạng thảm thực vật che phủ Điển hình cho quan điểm E.F Bruenig (1998) Tác giả phân chia hệ sinh thái rừng bị suy thoái thành loại biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm phục hồi chúng Đó lâm phần rừng hỗn loài tự nhiên bị khai thác mức, lâm phần rừng thứ sinh giai đoạn phát triển khác nhau, đám gỗ thứ sinh, trảng cỏ dạng thảm thực vật khác loại hình thổ nhưỡng khác * Dựa vào đặc điểm tác động Quan điểm thể rõ hướng dẫn phục hồi rừng Tổ chức gỗ rừng nhiệt đới quốc tế (ITTO, 2002), theo rừng nghèo phân chia thành kiểu phụ là: Rừng nguyên sinh bị suy thoái (Degraded primary forest); rừng thứ sinh (Secondary forest); đất rừng bị thoái hóa (Degraded forest land) - Về phân loại đối tượng rừng để tác động Phân loại đối tượng rừng thứ sinh làm sở cho việc đề xuất giải pháp phục hồi phát triển rừng lµ viƯc lµm cã ý nghÜa thiÕt thùc Theo IUCN (2001) Dư Thân Hiểu (2001), để phân chia loại hình kinh doanh rừng thứ sinh, trước tiên cần xem xét đến loài ưu số loài mục đích chủ yếu tình hình điều kiện lập địa, sau quy nạp chúng vào biện pháp kinh doanh tương ứng 1.1.2 Nghiên cứu sở khoa học phục hồi rừng phòng hộ đầu nguồn 1.1.2.1 Nghiên cứu khả phòng hộ rừng đầu nguồn Khả phòng hộ rừng đầu nguồn thể qua chức ổn định dòng chảy làm tăng lượng nước mùa khô Chức giữ nước rừng phản ánh thông qua ảnh hưởng nã ®Õn hiƯu Ých ngn n­íc, cã thĨ sư dơng nhiều tiêu khác để đánh giá khả phòng hộ rừng việc giữ nước mức độ thay đổi hàm lượng chất hóa học, chất hòa tan nước sau đà dịch chuyển qua hệ sinh thái rừng, hệ số dòng chảy bề mặt, mực nước ngầm, tần xuất lũ dùng tiêu trực tiếp có ảnh hưởng đến nguồn nước nhân tố cấu trúc rừng, tính chất vật lý đất rừng Tuy nhiên, xét tính đại diện, hệ số dòng chảy bề mặt, lượng nước giữ lại đất tiêu tốt phản ánh lực phòng hộ rừng việc giữ nước bảo vệ đất Dòng chảy bề mặt thấp chứng tỏ lượng nước giữ lại đất nhiều, khả phòng hộ rừng cao G Fiebiger (1993) đà dùng khái niệm Dung tích giữ nước rừng để phản ánh khả giữ nước xác định tổng lượng nước giữ lại tán, lượng nước giữ lại vật rơi rụng lượng nước tích giữ đất Quan điểm nhà thuỷ văn rừng Trần Huệ Tuyền (1994), Vu Chí Dân Vương Lễ Tiên (2001) chấp nhận cách rộng rÃi (dẫn theo Phạm Văn Điển, 2006 [10]) Khả giữ nước rừng có giới hạn phụ thuộc vào đặc ®iĨm cđa ®Êt rõng nh­; ®é xèp, cÊu t­ỵng ®Êt, tốc độ thấm nước đất, hàm lượng mùn, độ dầy tầng đất Chúng định dung tích chứa nước đất rừng (Vu Chí Dân Vương Lễ Tiên, 2001 - dẫn theo Phạm Văn Điển, 2006 [10]) * Nghiên cứu xói mòn đất Kết quan trọng nghiên cứu xói mòn khả bảo vệ đất giai đoạn đà xây dựng phương trình đất phổ dụng trường Đại học tổng hợp Pardin (Mỹ) vào cuối năm 1950 (Hudson, 1981 [17]) Sau đó, phương trình W.H.Wischmeier hoàn chỉnh dần (W.H.Wischmeier, 1978 [34]) Phương trình đất phổ dụng đà làm sáng tỏ vai trò nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn Nó có tác dụng định hướng cho nhiều nghiên cứu nhằm xác định quy luật xói mòn nghiên cứu mô hình canh tác bền vững khu vực có điều kiện địa lý khác Tuy nhiên, sử dụng phương trình đất phổ dụng gặp phải khó khăn định, đòi hỏi phải có nghiên cứu bổ sung để điều chỉnh hệ số cho phù hợp với điều kiện địa lý, địa chất, thổ nhưỡng, tập quán canh tác đặc tính trồng địa phương Kết nghiên cứu G.Fiebiger (1993) xác nhận rằng, nguy xói mòn đất tầng gỗ tăng lên giọt mưa tán rừng có kích thước lớn (G.Fiebiger, 1993) Những loài cã phiÕn l¸ to (nh­ l¸ tÕch - Tectona grandis) thường tạo giọt nước ngưng đọng với kích thước lớn, nên rơi từ tán cao xuống có sức công phá bề mặt đất lớn so với sức công phá giọt mưa tự nhiên đất trống Loài Albizzia falcataria với tầng tán cao 20m so với mặt đất, tạo giọt mưa có lượng gây xói mòn 102% so với lượng giọt mưa nơi trống Loài Anthocephalus chinensis với phiến to tầng tán cao 10m, lại tạo nên hạt nước rơi có lượng gây xói mòn 147% so với lượng hạt mưa rơi tự nhiên (G Fiebiger, 1993) Vì vậy, tiêu chí chọn loại trồng rừng phòng hộ đầu nguồn vùng nhiệt đới chọn có tán dày rậm phiến phải nhỏ, nhỏ tốt Những nghiên cứu khác cho thấy rằng, bụi, thảm tươi vật rơi rụng có vai trò lớn việc hạn chế xói mòn đất Nếu chúng bị phá trụi bị lấy khỏi đất rừng tầng gỗ phía tác dụng giảm thiểu xói mòn sườn dốc FAO (1994a, 1994b) đà tổng kết nhiều tài liệu nghiên cứu xói mòn đất loại rừng kiểu sử dụng đất khác đà rằng, trình tích luỹ lượng sinh vật chế sinh vật học chủ yếu để khống chế xói mòn đất (dẫn theo Phạm Văn Điển, 2004 [8]) * Nghiên cứu xác định hệ số xói mòn đất Để xác định hệ số xói mòn ®Êt K, Wischmeier & Smith (1978) [34] ®· sư dơng toán đồ với độ xác tương đối cao Hai ông đà dựa vào nhân tố để xây dựng toán đồ là: Giá trị phần trăm hạt cát mịn, phần trăm hạt cát thô, lượng chất hữu cơ, cấu trúc đất sức thấm nước đất Trong tiêu này; tiêu tỷ lệ hạt cát mịn hạt cát tính phần trăm (%), hàm lượng mùn chia làm cấp từ đến 4, cấu trúc đất chia làm cấp là; hạt nhỏ, hạt nhỏ, hạt trung bình hạt thô Sức thấm nước chia làm cấp, từ thấm chậm đến thấm nhanh * Nghiên cứu xác định hệ số xói mòn mưa Hệ số xói mòn mưa tiêu tổng hợp phản ánh đặc tính mưa, tham số quan trọng phương trình dự báo xói mòn Wischmeier & Smith Khó khăn việc định lượng tính xói mòn mưa đơn vị lÃnh thổ chỗ, có tài liƯu m­a tù ghi Héi Thỉ nh­ìng Qc tÕ (ISSS, 1995) đưa giải pháp tính gần số xói mòn mưa đà áp dụng nhiều nơi sau: 1) Phương pháp Bols (1978) Indônêxia 2) Phương pháp sửa đổi số Amoldus (1990) 3) Phương pháp kết hợp Ateshian (1974) Hargrenves (1981) 4) Phương pháp tuyến tính Roose (1980) 1.1.2.2 Nghiên cứu cấu trúc rừng phòng hộ Công trình nghiên cứu Moltranov.A.A.(1960, 1973) Matveev.P.N (1973) công trình lớn đề cập đến cấu trúc rừng phòng hộ đầu nguồn nước Liên Xô (cũ) Với trang thiết bị mưa nhân tạo, tác giả đà nghiên cứu ảnh hưởng nhân tố cấu trúc đến khả điều tiết nước, bảo vệ đất rõng nh­; cÊu tróc tỉ thµnh loµi, cÊu tróc ti, cấu trúc tầng thứ độ tàn che Những nghiên cứu đà đặt sở khoa học cho việc xây dựng cấu trúc rừng phòng hộ đầu nguồn việc xác định biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng ôn đới Tuy vậy, cấu trúc rừng ôn đới có lớp thảm mục dày nên tác giả chưa ý đến vai trò tầng đất mặt, cấu trúc tầng thứ chưa tác giả nghiên cứu sâu Những nghiên cứu đà LuiWenyao céng sù (1992) bỉ sung nghiªn cøu ë tØnh Vân Nam - Trung Quốc (dẫn theo Võ Đại Hải, 1996 [12]) 1.1.2.3 Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật phục hồi rừng Cho đến nay, phương thức lâm sinh cho phục hồi phát triển rừng tự nhiên có hai dạng chính: (a)- trì cấu trúc rừng tự nhiên không tuổi cách lợi dụng lớp thảm thực vật rừng tự nhiên có thuận lợi điều kiện tự nhiên để thực tái sinh tự nhiên, trồng bổ sung Ngoài sử dụng phương thức chặt chọn hay đám, phương thức cải thiện quần thể chặt nuôi dưỡng rừng tự nhiên để dẫn dắt rừng cã cÊu tróc gÇn víi cÊu tróc cđa rõng tù nhiên nguyên sinh (b)- dẫn dắt rừng theo hướng tuổi, có loài phương thức chủ yếu cải biến tổ thành rừng tự nhiên, tạo lập rừng tuổi tái sinh tự nhiên tuổi, phương thức chặt dần tái sinh tán rừng nhiệt đới (TSS); phương thức cải tạo rừng chặt trắng trồng lại; phương thức trồng rừng kết hợp với nông nghiệp (Taungya) 1.2 Việt Nam 1.2.1 Nghiên cứu trình phục hồi rừng 1.2.1.1 Quan điểm rừng thứ sinh nghèo phục håi rõng thø sinh nghÌo ... học cho vấn đề phục hồi rừng phòng hộ đầu nguồn khu vực nghiên cứu, tiến hành thực đề tài Nghiên cứu số giải pháp phục hồi rừng nhằm đáp ứng mục tiêu phòng hộ Lâm trường Như Xuân - Thanh Hoá 3... giải pháp kỹ thuật phục hồi rừng nhằm mục tiêu phòng hộ khu vực nghiên cứu 2.1.2 Giới hạn đề tài - Về đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu giải pháp phục hồi rừng nhằm mục tiêu phòng hộ trạng thái thảm... nghiệp & PTNT Trường đại học lâm nghiệp & Hoàng bùi tư Nghiện cứu số giải pháp phục hồi rừng nhằm đáp ứng mục tiêu phòng hộ lâm trườgn xuân tỉnh hoá Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp Hà