Nghiên cứu một số đặc điểm thủy văn của rừng trồng tại huyện bạch thông tỉnh bắc cạn

i LỜI CAM ĐOAN Luận văn Thạc sỹ “Nghiên cứu số đặc điểm thuỷ văn rừng trồng huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn” Chuyên ngành lâm học, cơng trình nghiên cứu khoa học riêng cá nhân Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị, nghiên cứu Trong luận văn tơi có sử dụng thơng tin từ nhiều nguồn liệu cá nhân, tổ chức tập thể khác Các thơng tin trích dẫn sử dụng ghi rõ nguồn gốc xuất xứ Tác giả ii LỜI CẢM ƠN Luận văn thực hồn thành theo Chương trình đào tạo Thạc sĩ Trường Đại học Lâm nghiệp, Xuân Mai, Hà Nội Nhân dịp hoàn thành luận văn, Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Phùng Văn Khoa tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu cho tác giả thời gian học tập q trình hồn thành luận văn Tác giả chân thành cảm ơn NCS Nguyễn Thị Thúy Hường, NCS Nguyễn Văn Khiết tạo điều kiện cho tác giả tham gia thu thập số liệu cho phép tác giả sử dụng phần số liệu để phục vụ đề tài Tác giả cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Lâm nghiệp, khoa Sau đại học, khoa Lâm học, thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp gia đình quan tâm giúp đỡ tác giả q trình nghiên cứu, hồn chỉnh luận văn Tác giả gửi lời cảm ơn sâu sắc tới người dân xã Đơng Phong nhiệt tình giúp đỡ tinh thần vật chất để tác giả hoàn thành luận văn Mặc dù làm việc với tất nỗ lực, trình độ thời gian hạn chế Luận văn tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp, xây dựng quý báu nhà khoa học bạn bè đồng nghiệp Tôi xin trân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày… tháng… năm 2013 Tác giả iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan i lời cảm ơn Error! Bookmark not defined.ii Mục lục iii Danh mục từ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục hình viii ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Trên giới 2.1.1 Lượng nước mưa giữ lại tán 2.1.2 Lượng nước chảy men thân 2.1.3 Lượng nước mưa lọt tán 2.1.4 Lượng nước giữ vật rơi rụng rừng 2.1.5 Lượng nước chảy bề mặt 2.1.6 Bốc thoát nước 2.2 Ở Việt Nam 10 2.2.1 Lượng nước mưa giữ lại tán 10 2.2.2 Lượng nước chảy men thân 11 2.2.3 Lượng nước mưa lọt tán 11 2.2.4 Lượng nước hút giữ vật rơi rụng 12 2.2.5 Lượng nước chảy bề mặt 13 2.2.6 Bốc thoát nước 17 Chương MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 20 2.1.1 Mục tiêu chung 20 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 20 iv 2.2 Đối tượng nghiên cứu 20 2.3 Phạm vi giới hạn đề tài 20 2.4 Nội dung nghiên cứu 21 2.4.1 Nghiên cứu đặc điểm trạng rừng số loại rừng trồng: 21 2.4.2 Đặc điểm chế độ mưa khu vực nghiên cứu 21 2.4.3 Nghiên cứu số đặc điểm thủy văn rừng trồng phân tích mối quan hệ nhân tốc với đặc điểm thủy văn rừng trồng khu vực 21 2.4.4 Đề xuất số giải pháp nâng cao hiệu phòng hộ rừng trồng khu vực nghiên cứu 21 2.5 Phương pháp nghiên cứu 21 2.5.1 Phương pháp luận 21 2.5.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 22 2.5.3 Phương pháp thu thập số liệu 2324 2.5.4 Phương pháp xử lý số liệu 27 Chương ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 29 3.1 Điều kiện tự nhiên 29 3.1.1 Vị trí địa lý, địa hình 29 3.1.2 Điều kiện khí hậu 30 3.1.3 Thuỷ văn 31 3.2 Đặc điểm văn hóa xã hội 32 3.2.1 Dân số 32 3.2.2 Nguồn nhân lực 33 3.2.3 Văn hóa 33 3.3 Đặc điểm kinh tế 34 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38 4.1 Đặc điểm trạng số trạng thái rừng trồng 38 4.1.1 Cấu trúc tầng cao 39 4.1.2 Độ che phủ lớp bụi thảm tươi 42 v 4.1.3 Thảm khô, thảm mục 42 4.1.4 Đặc điểm địa hình, độ dốc, độ cao, loại đất, bề dày tầng đất số tính chất đất rừng 43 4.2 Đặc điểm chế độ mưa 45 4.3 Một số đặc điểm thủy văn rừng trồng phân tích mối quan hệ nhân tốc với đặc điểm thủy văn rừng trồng khu vực 47 4.3.1 Lượng nước giữ lại tán 47 4.3.2 Lượng nước chảy men thân 52 4.3.3 Khả giữ nước vật rơi rụng 53 4.4 Lượng nước chảy bề mặt 57 4.4.1 Các đặc trưng dòng chảy mặt 57 4.4.2 Biến thiên dòng chảy mặt theo lượng mưa 58 4.4.3 Mối liên hệ dòng chảy mặt với lượng mưa nhân tố cấu trúc rừng 61 4.5 Khả bốc thoát khả giữ nước trạng thái rừng 64 4.5.1 Lượng nước bốc thoát 66 4.5.2 Lượng nước thấm xuống đất 68 4.5.3 Lượng nước giữ lại đất 6869 4.6 Một số giải pháp nâng cao hiệu phòng hộ rừng trồng khu vực nghiên cứu 70 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Viết đầy đủ BH Bốc nước (mm) BM Dòng chảy mặt ( mm) BM/P CP CTTH Hệ số dòng chảy mặt (%) Độ che phủ bụi thảm tươi (%) Chỉ tiêu tổng hợp LT Lượng nước mưa lọt qua tán thảm thực vật (mm) MT Lượng nước chảy men thân (mm) Ntđ Lượng nước giữ lại đất (mm) Ntxđ Lượng nước thấm xuống đất (mm) Ô TC Ô tiêu chuẩn ÔDB Ô dạng ÔTN Ô thí nghiệm P Lượng mưa tán nơi trống (mm) P’ Lượng mưa đến mặt đất rừng (mm) R Hệ số tương quan S Hộ dốc (độ) T Nhiệt độ khơng khí (0c) t Thời gian TC Độ tàn che (%) TH Lượng nước thoát (mm) TM Độ che phủ vật rơi rụng (%) TT Lượng nước giữ lại tán (mm) TT% Tỷ lệ phần trăm lượng nước giữ tán so với tổng lượng mưa (%) vii VRR Lượng vật rơi rụng (kg; tấn) DANH MỤC CÁC BẢNG TT 3.1 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18 Tên bảng Thống kê diện tích, dân số theo đơn vị cấp huyện Các tiêu sinh trưởng tầng gỗ Độ xốp trung bình lớp đất mặt trạng thái rừng Độ ẩm trung bình lớp đất mặt trạng thái rừng Đặc trưng giữ nước tán trạng thái thảm thực vật thời gian thí nghiệm Kiểm tra tồn tham số R phương trình tương quan TT (%) P, N, Dt, TC, CP Phương trình tương quan TT (%) P Dự đoán tổng lượng nước giữ tán trạng thái rừng Độ che phủ khối lượng vật rơi rụng thời gian nghiên cứu Lượng nước giữ vật rơi rụng trạng thái thảm thực vật thời gian nghiên cứu Tổng lượng nước giữ tán vật rơi rụng Đặc trưng dòng chảy mặt trạng thái rừng So sánh dòng chảy mặt trạng thái rừng Lượng nước chảy bề mặt trạng thái rừng thời gian nghiên cứu Phương trình tương quan dịng chảy mặt với lượng mưa Phương trình tương quan lượng dòng chảy mặt với tiêu tổng hợp Tổng lượng nước bốc thời gian nghiên cứu trạng thái thảm thực vật Lượng nước thoát trạng thái thảm thực vật Lượng nước thấm xuống đất bình quân trạng thái rừng Trang 32 39 44 45 49 50 51 51 54 55 56 57 58 61 62 63 67 67 68 viii 4.19 Lượng nước giữ lại đất bình quân trạng thái thảm thực vật 4.20 Tổng hợp thành phần cân nước cho trạng thái 69 69 DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên bảng Trang 2.1 Sơ đồ thí nghiệm đo dịng chảy tán rừng 33 4.1 Sơ đồ vị trí ƠTC đo đếm 38 4.2 Các tiêu điều tra tầng cao mơ hình rừng 41 4.3 Biểu đồ phân bố lượng mưa theo thời gian mô hình rừng Quế 4.4 46 Biểu đồ phân bố lượng mưa theo thời gian rừng Keo tai tượng 46 4.5 Biểu đồ phân bố lượng mưa theo thời gian rừng Mỡ 47 4.6 Biến đổi tỷ lệ phần trăm lượng nước giữ tán theo lượng mưa trạng thái rừng Quế 4.7 Biến đổi tỷ lệ phần tram lượng nước giữ tán theo lượng mưa trạng thái rừng Keo tai tượng 4.8 4.9 48 48 Biến đổi tỷ lệ phần tram lượng nước giữ tán theo lượng mưa trạng thái rừng Mỡ 49 Khả giữ nước trán trạng thái 52 4.10 Tỷ lệ lượng nước giữ tán vật rơi rụng 56 4.11 Hệ số dòng chảy mặt trạng thái thảm thực vật 58 4.12 Biến thiên lượng dòng chảy mặt theo lượng mưa trạng thái rừng Quế 59 ix 4.13 Biến thiên lượng dòng chảy mặt theo lượng mưa trạng thái rừng Keo tai tượng 59 4.14 Biến thiên lượng dòng chảy mặt theo lượng mưa trạng thái rừng Mỡ 60 ĐẶT VẤN ĐỀ Nghiên cứu thuỷ văn rừng lĩnh vực có ý nghĩa quan trọng hoạt động lâm nghiệp Xác định đặc điểm thuỷ văn rừng, nhà khoa học, nhà chuyên môn nắm bắt quy luật vận động thành phần nước hệ sinh thái rừng, tìm hiểu mối quan hệ tác động qua lại cách biện chứng thành phần nước với nhân tố cấu trúc rừng yếu tố lập địa khác Việc nghiên cứu thuỷ văn rừng không sở giúp cho nhà lâm học đưa giải pháp thiết kế cấu trúc rừng nói chung chọn loại trồng phương thức trồng rừng nói riêng cách hợp lý mà đưa giải pháp kinh doanh, sử dụng rừng cách hiệu kinh tế sinh thái loại rừng Tuy nhiên, nghiên cứu thuỷ văn rừng Việt Nam giới nói chung cịn nhiều hạn chế Phần lớn kết nghiên cứu dừng lại mức xác định mặt định tính quy luật thuỷ văn rừng, mà chưa định lượng mối quan hệ chúng Hạn chế dẫn đến cịn thiếu sở khoa học cơng tác quy hoạch thiết kế cấu trúc rừng nên thực tế cịn gặp nhiều khó khăn quản lý sử dụng rừng Rừng trồng Việt Nam nhiều nước giới ngày dần thay rừng tự nhiên Đa phần nghiên cứu thủy văn rừng Việt Nam từ trước tới tập trung nghiên cứu rừng tự nhiên Nghiên cứu thủy văn rừng trồng mảng trống lớn cần nghiên cứu Thực điều có ý nghĩa lớn việc nâng cao hiệu sử dụng rừng Trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn, nghiên cứu thủy văn rừng hạn chế đặc biệt thủy văn rừng trồng Vì vậy, lựa chọn thực nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu số đặc điểm thuỷ văn rừng trồng huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn” 66 cứu lũ vùng núi lưu vực nhỏ, nên thời gian lưu giữ làm chậm dòng chảy mặt đất dốc nước mao quản lại dài nhiều so với thời gian tích tụ nước dịng chảy mặt đất Do “khả giữ nước tốc độ nhanh” trở thành tiêu chủ yếu chứa nước lũ lưu vực đặc biệt nhỏ (về góc độ cơng trình bảo vệ đất, nước) Đối với lũ vùng núi lưu vực đặc biệt nhỏ miền núi, tiêu khống chế chủ yếu lưu lượng đỉnh lũ vùng núi, thời gian kéo dài lũ vùng núi vài phút, phá hoại ghê gớm Qua phân tích thấy rằng, để xác định lượng nước thực giữ lại đất cần phải tính tốn lượng nước bốc thoát đất rừng 4.5.1 Lượng nước bốc thoát Bốc thoát nước đất rừng gồm phận bốc từ lượng nước ngăn giữ tán rừng (TT), bốc nước mặt đất rừng (BH) thoát nước thực vật rừng (TH); bốc nước sườn dốc trình vật lý  sinh vật phức tạp Lượng nước bốc thoát Em biểu thị sau: Em = TT + BH + TH Lượng nước giữ lại tán rừng (TT) xác định mục 4.3.1 Vấn đề lại xác định lượng nước bốc vật lý từ đất lượng nước thoát sinh lý từ thực vật Lượng nước bốc từ đất phản ánh di chuyển lượng nước thoát khỏi bề mặt đất đơn vị diện tích Khi nước có thay đổi từ trạng thái lỏng đất sang trạng thái vào khơng khí, nhờ bốc làm cho độ ẩm không khí tăng, nhiệt độ giảm, tạo điều kiện cho sinh vật sinh trưởng, phát triển thuận lợi 67 Tổng lượng nước bốc thời gian nghiên cứu trạng thái rừng tổng hợp bảng 4.16 Bảng 4.16: Tổng lượng nước bốc thời gian nghiên cứu trạng thái thảm thực vật Trạng thái rừng P (mm) BH (mm) BH/P (%) Quế 983,0 169,7 17,3 Keo tai tượng 988,6 200,6 20,3 1.043,4 190,6 18,3 Mỡ Lượng nước bốc trạng thái rừng dao động khoảng từ 169,7 – 200,6mm Cao rừng Keo tai tượng, thấp rừng Quế Thốt nước q trình sinh lý phức tạp thực vật Thoát nước chủ yếu qua khí khổng, phần nhỏ qua biểu bì Cơ chế nước gắn liền với chế đóng mở khí khổng Sự đóng mở khí khổng phản ứng tăng giảm độ trương nước tế bào đóng so với tế bào biểu bì lân cận Bất kỳ đặc điểm hình thái làm tăng độ rộng khe khí khổng: phân bố khí khổng hai mặt lá, khí khổng nhơ lên lớp biểu bì,v.v , làm tăng tốc độ nước Lượng nước thoát trạng thái thảm thực vật tổng hợp bảng 4.17 Bảng 4.17: Lượng nước thoát trạng thái thảm thực vật Trạng thái rừng P (mm) TH (mm) TH/P (%) Quế 983,0 188,1 19,1 Keo tai tượng 988,6 182,9 18,5 Mỡ 1043,4 202,1 19,4 68 Lượng nước thoát trạng thái rừng dao động từ 188,1 – 202,1mm, lớn rừng Mỡ, thấp rừng Keo tai tượng Tỷ lệ lượng nước thoát so với lượng mưa xấp xỉ lượng nước bốc từ mặt đất 4.5.2 Lượng nước thấm xuống đất Tác dụng giữ nước rừng biểu chủ yếu khả ngăn cản dòng chảy mặt, chuyển thành dòng chảy ngầm trì lượng nước đất ổn định Lượng nước thấm xuống đất xác định theo cơng thức sau: Ntxđ = P’ – DCM Trong đó: Ntxđ lượng nước thấm xuống đất, P’ lượng mưa đến mặt đất rừng, DCMlà lượng nước chảy bề mặt đất Lượng nước thấm xuống đất bình quân trạng thái rừng tổng hợp bảng 4.18 Bảng 4.18: Lượng nước thấm xuống đất bình quân trạng thái rừng Trạng thái rừng TC CP (%) Độ xốp (%) Độ ẩm (%) P LT MT P' DCM (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 0,7 59,3 41,7 29 983 874,7 Quế Keo tai 0,7 66,5 39,7 26,3 988,6 881,2 tượng 0,6 74 44,1 27,6 1043 907 Mỡ Ntxđ (mm) Tỷ lệ Ntxđ/P (%) 15,6 859,1 63,7 795,4 80,9 13,8 867,4 69,2 798,2 80,7 4,3 902,7 70,3 832,5 79,8 - Lượng nước thấm xuống đất thấp rừng Quế (795,4mm), cao đất rừng Mỡ (832,5 mm) Tỷ lệ phần trăm lượng nước thấm xuống đất so với tổng lượng mưa trạng thái thảm thực vật biến động từ 79,8 – 80,9% - Lượng nước thấm xuống đất trạng thái thảm thực vật thay đổi tuỳ theo biến động lượng nước mưa đến mặt đất (P', mm) lượng nước chảy bề mặt (BM, mm) Lượng nước mưa đến mặt đất lớn lượng nước chảy bề mặt nhỏ, lượng nước thấm xuống đất lớn 4.5.3 Lượng nước giữ lại đất 69 Lượng nước giữ lại đất xác định theo công thức Ntđ = Ntxđ BH - TH Theo công thức này, lượng nước giữ lại đất hiểu bao gồm lượng nước trì độ ẩm đất, nước ngầm dòng chảy ngầm đất Lượng nước giữ lại đất nhiều, khả giữ nước điều tiết nước rừng tốt, đặc biệt khả chống hạn vào mùa khô Kết xác định lượng nước giữ lại đất tổng hợp bảng 4.19 Bảng 4.19: Lượng nước giữ lại đất bình quân trạng thái thảm thực vật Trạng thái rừng Độ xốp (%) Độ ẩm (%) 0,7 59,3 41,7 29 TC CP (%) P LT MT P' DCM (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Ntđ (mm) Tỷ lệ Ntđ/P (%) 983 874,7 15,6 859,1 63,7 437,5 44,5 Keo tai 0,7 66,5 39,7 26,3 988,6 881,2 tượng 0,6 74 44,1 27,6 1043 907 Mỡ 13,8 867,4 69,2 414,7 41,9 4,3 902,7 70,3 439,8 42,1 Quế Tổng hợp kết phía trên, đến tổng hợp thành phần cân nước cho trạng thái rừng, làm sở biểu diễn phương trình cân nước Kết tổng hợp bảng 4.20 Bảng 4.20: Tổng hợp thành phần cân nước cho trạng thái Trạn g thái rừng P (mm) LT (mm) MT (mm ) TT (mm) TM (mm ) BH (mm) TH (mm) DC M (mm) Quế 983 874, 15,6 859, 31,8 169, 188, Keo tai tượng 988, 881, 13,8 867, 41,8 200, Mỡ 1043 907 4,3 902, 26,8 190, Ntxđ Ntxđ Ntđ (mm) (mm) (mm) 63,7 795, 437, 437, 182, 69,2 798, 414, 414, 202, 70,3 832, 439, 439, - Khả giữ nước rừng gồm: giữ nước tán, giữ nước vật rơi rụng giữ nước đất rừng Tổng ba thành phần cân nước bảng chiếm tỷ lệ khoảng 57%tổng lượng mưa, rừng Mỡ cao nhất, rừng Keo tai tượng thấp 70 - Lượng nước giữ lại đất chiếm khoảng 44% tổng lượng mưa, hệ số dòng chảy mặt 6,5 – 7%, tổng lượng nước bối thoát chiếm tỷ lệ lớn (từ 36,4% rừng Quế, đến 38,8% rừng Keo tai tượng), chứng tỏ thất thoát nước rừng tương đối lớn, lực nuôi dưỡng điều tiết nguồn nước rừng hạn chế 4.6 Một số giải pháp nâng cao hiệu phòng hộ rừng trồng khu vực nghiên cứu Mục tiêu cuối khu rừng phòng hộ chuyển lượng nước mưa thành dòng nước ngầm Tức cao tỷ lệ lượng nước giữ đất (N tđ) Muốn phải thực biện pháp nhằm giảm lượng nước chảy men thân, nước lọt tán, dòng chảy mặt, thoát nước thực vật bốc nước mặt đất; phải tăng lượng nước giữ vật rơi rụng thảm mục Trong phạm vi nghiên cứu đề tài chưa cho thấy có mối tương quan lượng nước mưa giữ lại tán (MT + LT = P - TT) với tiêu cấu trúc rừng nên chưa thể đưa biện pháp làm tăng lượng nước mưa giữ lại tán Nghiên cứu cho thấy rừng Mỡ có lượng nước giữ vật rơi rụng thảm mục cao nhất, cần lựa chọn lồi trồng cho rừng phịng hộ nên chọn lồi Mỡ Dịng chảy mặt trạng thái rừng Quế Mỡ thấp rừng Keo Dịng chảy mặt có mối quan hệ chặt với tiêu tổng hợp Tức muốn giảm dịng chảy mặt thực biện pháp làm giảm độ dốc đất (làm bậc thang theo đường đồng mức trước trồng rừng, VD: Trồng cao su Trung Quốc người áp dụng giải pháp này), tăng độ che phủ (trồng rừng đa tầng tán), độ tàn che, đường kính tán xới xáo, cầy ngầm trước trồng 71 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ Kết luận * Đặc điểm cấu trúc trạng rừng - Cấu trúc tầng cao: rừng Keo tai tượng với mật độ trung bình 1300 cây/ha, D1.3tb 8,2cm; Dttb = 3,4m; Hvntb = 7,7m; TC = 0,7 Rừng Quế có mật độ trung bình 1500 cây/ha; D1.3tb = 11,5cm; Dttb = 2,3m; Hvntb = 12,47m; TC = 0,7 Rừng Mỡ có mật độ trung bình 1520 cây/ha; D1.3tb = 14,6cm; Dttb = 3,9m; Hvntb = 12,47m; TC = 0,6 - Độ che phủ: Xét mặt trung bình tính tốn, độ che phủ lớp bụi thảm tươi rừng Mỡ lớn 74%, thấp rừng Quế 59,3%, Keo tai tượng 66,6% - Thảm khô, thảm mục: Độ che phủ lớp thảm mục tán rừng Keo tai tượng lớn so với rừng Quế Mỡ, trung bình đạt 28,17%, rừng Quế 21,67%, rừng Mỡ 22,3% * Đặc điểm chế độ mưa - Trong khoảng thời gian từ 5/2013 – 8/2013, khu vực nghiên cứu xuất 37 trận mưa với lượng mưa trận dao động từ 6,2 – 72,1mm; tổng lượng mưa tất trận sau: rừng Quế (983), rừng Keo tai tượng (988,6mm), rừng Mỡ (1043,4mm) * Đặc trưng giữ nước tán vật rơi rụng Bảng tổng hợp cho thấy tỷ lệ lượng nước giữ tán có chênh lệch trạng thái, tỷ lệ lượng nước giữ tán bình quân trạng thái rừng Quế (9,4), Keo tai tượng (10,4), Mỡ (12,7) Theo đó, trạng thái rừng Keo tai tượng Mỡ coi cao trạng thái Quế Phương trình tương quan tỷ lệ lượng nước giữ tán với lượng mưa: Rừng Quế: TT(%)=4703,6 P-2,05 Rừng Keo tai tượng TT(%) = 222,2 P-0,97 Rừng Mỡ TT(%) = 114,9 P-0,65 72 Dự đoán lượng nước giữ tán bình quân hàng năm: rừng Quế (179,4mm), rừng Keo tai tượng (198,1mm), rừng Mỡ (240,6mm) * Khả giữ nước vật rơi rụng - Độ che phủ vật rơi rụng biến động từ 60 – 80%; khối lượng biến động từ 5595,5 - 9516,6 kg/ha Khối lượng vật rơi rụng rừng Keo tai tượng lớn loại rừng lại Khối lượng vật rơi rụng phần phân giải bán phân giải cao phần chưa phân giải - Lượng nước giữ vật rơi rụng thấp so với lượng nước giữ tán rừng Tỷ lệ phần trăm lượng nước giữ tán vật rơi rụng dao động khoảng 12,7 – 15,2%, thấp rừng Quế cao rừng Mỡ * Lượng nước chảy bề mặt - Lượng dòng chảy mặt trạng thái rừng chưa có khác đáng kể, hệ số dòng chảy mặt thực khác biệt Tiêu chuẩn Tukey chia trạng thái rừng thành nhóm theo hệ số dịng chảy mặt, nhóm gồm rừng Quế (1,6%) Mỡ (1,4), nhóm – rừng Keo tai tượng (1,8%) – trạng thái rừng có hệ số dịng chảy mặt cao Trong phạm vi nghiên cứu, hệ số dòng chảy mặt rừng Quế Mỡ ngang - Mối liên hệ lượng dòng chảy mặt lượng mưa theo dạng hàm Logistic: DCM = e- (1,508 + 0,97.P) - Có tương quan chặt dịng chảy mặt với CTTH theo dạng hàm Power, hệ số xác định dao động từ 0,67 – 0,85 * Khả giữ nước đất - Lượng nước bốc trạng thái rừng dao động khoảng từ 169,7 – 200,6mm Cao rừng Keo tai tượng, thấp rừng Quế - Lượng nước thoát trạng thái rừng dao động từ 188,1 – 202,1mm, lớn rừng Mỡ, thấp rừng Keo tai tượng Tỷ lệ lượng nước thoát so với lượng mưa xấp xỉ lượng nước bốc từ mặt đất 73 - Lượng nước thấm xuống đất thấp rừng Quế (795,4mm), cao đất rừng Mỡ (832,5 mm) Tỷ lệ phần trăm lượng nước thấm xuống đất so với tổng lượng mưa trạng thái thảm thực vật biến động từ 79,8 – 80,9% - Lượng nước thấm xuống đất trạng thái thảm thực vật thay đổi tuỳ theo biến động lượng nước mưa đến mặt đất (P', mm) lượng nước chảy bề mặt (BM, mm) Lượng nước mưa đến mặt đất lớn lượng nước chảy bề mặt nhỏ, lượng nước thấm xuống đất lớn - Khả giữ nước rừng gồm: giữ nước tán, giữ nước vật rơi rụng giữ nước đất rừng Tổng ba thành phần cân nước bảng chiếm tỷ lệ khoảng 57% tổng lượng mưa, rừng Mỡ cao nhất, rừng Keo tai tượng thấp - Lượng nước giữ lại đất chiếm khoảng 44% tổng lượng mưa, hệ số dòng chảy mặt 6,5 – 7%, tổng lượng nước bối thoát chiếm tỷ lệ lớn (từ 36,4% rừng Quế, đến 38,8% rừng Keo tai tượng), chứng tỏ thất thoát nước rừng tương đối lớn, lực nuôi dưỡng điều tiết nguồn nước rừng hạn chế Tồn Do thời gian kinh phí có hạn nên: - Đề tài chưa nghiên cứu ảnh hưởng cường độ mưa tới tiêu thủy văn - Chưa kiểm nghiệm phù hợp phương trình thực tế Kiến nghị Quá trình thủy văn rừng có ý nghĩa vơ quan trọng sản xuất lâm nghiệp Tuy nhiên, trình thủy văn rừng trình phức tạp, chịu ảnh hưởng nhiều nhân tố, mặt khác nghiên cứu thủy văn rừng Việt Nam cịn hạn chế Vì vậy, nên có nghiên cứu ƠTN định vị, theo dõi thời gian dài 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Vu Chí Dân - Christoph Peisert - Dư Tân Hiểu (2001), Sổ tay rừng bảo vệ nguồn nước, Đại học lâm nghiệp Bắc Kinh - Trung Quốc, (Trần Văn Mão lược dịch), Tài liệu tham khảo Bộ môn Lâm sinh, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Vũ Chí Dân Vương Lễ Tiên (2001), Nghiên cứu hiệu rừng nuôi dưỡng nguồn nước, Đại học Lâm nghiệp Bắc Kinh - Trung Quốc, (Nguyễn Tiến Nghênh dịch), Tài liệu tham khảo Bộ môn Lâm sinh, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Phạm Ngọc Dũng (1993), "Rừng với tác dụng dòng chảy", Tạp chí lâm nghiệp Phạm Văn Điển (1998), Bước đầu nghiên cứu đặc điểm thuỷ văn số thảm thực vật rừng làm sở cho việc xây dựng tiêu chuẩn rừng giữ nước - vùng xung yếu hồ thuỷ điện Hồ Bình, Luận văn thạc sĩ khoa học Lâm nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Phạm Văn Điển (2002), Thăm dò phương pháp đo lượng nước chảy bề mặt lượng nước chảy men thân phục vụ cho nghiên cứu sinh thái thuỷ văn rừng nhiệt đới, Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học cấp Trường, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Phạm Văn Điển (2006), Nghiên cứu khả giữ nước số thảm thực vật vùng phịng hộ thủy điện tỉnh Hịa Bình, Luận án Tiến sĩ Khoa học Nông nghiệp, Hà Nội Fetter C.W (2000), Địa chất thuỷ văn ứng dụng, Bản dịch tiếng Việt, tập I + II, NXB Giáo dục, Hà Nội Trương Hồng Giang (1989), Hiệu giữ đất số loài cây, (Trần Văn Mão dịch), Tài liệu tham khảo Bộ môn Lâm sinh, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Võ Đại Hải (1996), Nghiên cứu dạng cấu trúc hợp lý cho rừng phòng hộ đầu nguồn Việt Nam, Luận án PTS khoa học Nông nghiệp, Hà Nội 10 Dư Tân Hiểu (1991), Những tiến triển bình luận vấn đề nghiên cứu thấm nước mưa đất sản sinh dòng chảy, (Trần Văn Mão lược dịch), Tài liệu tham khảo Bộ môn Lâm sinh, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 11 Phùng Văn Khoa (1997), Nghiên cứu đặc điểm thuỷ văn rừng thông đuôi ngựa khu vực núi Luốt, Xuân Mai, Hà Tây, Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 12 Ngô Kim Khôi (1998), Thống kê tốn học lâm nghiệp, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội 13 Nguyễn Ngọc Lung cộng (1995), Nghiên cứu áp dụng sở khoa học giải pháp kinh tế kỹ thuật để quy hoạch thiết kế lưu vực phòng hộ xây dựng rừng phòng hộ nguồn nước, rừng chống gió bão ven biển, Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước KN 03 - 09, Hà Nội 14 Nguyễn Ngọc Lung Võ Đại Hải (1997), Kết bước đầu nghiên cứu tác dụng phòng hộ nguồn nước số thảm thực vật ngun tắc xây dựng rừng phịng hộ nguồn nước, NXB Nơng nghiệp, Hồ Chí Minh 15 Bùi Ngạnh, Vũ Văn Mễ (1995), Kết bước đầu nghiên cứu tình hình xói mịn biện pháp phịng chống xói mịn đất rừng trồng bồ đề Tứ Quận Tuyên Quang (1974 - 1976), Khoa học Kỹ thuật Lâm nghiệp Việt Nam, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội 16 Nguyễn Viết Phổ (1992), “Các vấn đề thuỷ văn rừng nhiệt đới", Tạp chí Lâm nghiệp, Bộ Lâm nghiệp, Hà Nội 17 Vương Văn Quỳnh (1994a), Nghiên cứu thuỷ văn xói mịn khu thực nghiệm Trường Đại học Lâm nghiệp, Kết nghiên cứu khoa học 1995-1999, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 18 Vương Văn Quỳnh (1994b), Nghiên cứu khả bảo vệ đất phương thức canh tác hộ gia đình người Dao Hàm Yên - Tuyên Quang, Báo cáo đề tài thuộc chương trình hợp tác Việt Nam - Thuỵ Điển, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 19 Vương Văn Quỳnh (1997), "Hiện tượng khô đất rừng trồng Bạch đàn", Thông tin khoa học Lâm nghiệp, 97 (2), tr 20-11.Vương Văn Quỳnh (1999), Quản lý nguồn nước, Đề cương giáo trình Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 20 Vương Văn Quỳnh (1997), "Hiện tượng khô đất rừng trồng Bạch đàn", Thông tin khoa học Lâm nghiệp, Hà Tây 21 Trần Thục, Huỳnh Thị Lan Hương (1999), Tính tốn đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất đến chế độ dòng chảy lưu vực sông, Hà Nội 22 Nguyễn Tử Tiêm, thái phiên (1999), Phương pháp nghiên cứu xói mịn dịng chảy mặt đất đồi núi việt nam, thoái hoá phục hồi, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 23 Vương Lễ Tiên (1990), Nghiên cứu thủy văn rừng mô tả tổng hợp trị thủy lưu vực, (Nguyễn Tiến Nghênh biên dịch), Tài liệu chuyên khảo Bộ môn Lâm sinh, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 24 Vương Lễ Tiên, Lý Á Quang (1991), Nghiên cứu tác dụng điều tiết lũ lụt rừng thuộc vùng núi Bắc Kinh, (Trần Văn Mão lược dịch), Tài liệu chuyên khảo Bộ môn Lâm sinh, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 25 Bùi Quang Toản (1991), Một số vấn đề đất nương rẫy Tây Bắc phương hướng sử dụng, Luận án PTS khoa học Nông nghiệp, Hà Nội 26 Vũ Văn Tuấn (1977), "Vài nhận xét dòng chảy kiệt qua tài liệu nghiên cứu thực nghiệm", Tập san khí tượng thuỷ văn 27 Vũ Văn Tuấn (1981), "Nhận xét ảnh hưởng rừng qua tài liệu thực nghiệm thuỷ văn", Tập san Khí tượng thuỷ văn 28 Vũ Văn Tuấn (1982), "Dòng chảy mặt sườn dốc việc xây dựng đai rừng phịng hộ vùng mưa nhiệt đới", Tập san Khí tượng thuỷ văn 29 Vũ Văn Tuấn, Phạm Thị Lan Hương (1998), Ứng dụng mơ hình tốn để đánh giá ảnh hưởng rừng tới số đặc trưng thuỷ văn lưu vực, Hà Nội 30 Nguyễn Hải Tuất Ngô Kim khôi (1997), Ứng dụng tin học lâm nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Tiếng Anh 31 Beven (1988), "Canging ideas in hydrology - the case of physically-based models", Journal of hydrology 32 Bonell M (1993), "Progress in the understanding of runoff generation dynamics in forests", Journal of hydrology 33 Bruijnzeel, L.A (1990), "Hydrologic impacts of tropical forest conversion", Nature and Resources Journal 34 Burton V Barnes et al (1998), Forest Ecology, 4th edition, USA 35 D.E Swete Kelly A.A Gomez (1998), Measuring erosion as a component of sustainability, Soil erosion at multiple scales, CABI Publishing 36 Denmead O.T (1984), Plant physiological methods for studying evapotranspiration: problem of telling the forest from the trees, Agricultural water management 37 Foster G.R (1982), Modeling the erosion process, New York 38 G Fiebiger (1993), Watershed Management Tropical Forestry Handbook Germany 39 Gary M Pierzynski et all (1998), Methods for assessing the impacts of soil degradation on water quality Methods for assessment of soil degradation, New York, 1998 40 Gladwell, J S (ed.) (2002), Hydrology and Water Management in the Humid Tropics, Proceedings of the Second International Colloquium Panama, Republic of Panama, 22–26 March 1999, UNESCO IHP Technical Document In Hydrology No 52 Paris: UNESCO 41 M J Whelan and J M Anderson (1997) "Modelling spatial patterns of throughfall and interception loss in a Norway spruce plantation (Picea abies) plantation at the plot scale", Journal of Hydrology, 97 (186), pp 335-354 42 Mulder (1985), Simulation of forest hydrology: model description, USA 43 Herwitz (1986), Episodic stemflow inputs of magnesium and potasium to a tropical forest floor during heavy rainfall events, Oecologia 44 Jackson (1975), "Relationships between rainfall parameters and interception by tropical forest", Journal of hydrology 24, pp 215-238 45 Jordan and C.F Herrera (1981), Tropical rain forests: are nutrients really critical? The American Naturalist 117 46 Le Van Lanh (1991), Establishment of ecological models rehebilitation of degraded barren midland land in norther Viet nam, University of Queensland, Australia 47 Lloyd and Marques Filho (1988), "Spatial variability of throughfall and stemflow mearurements in Amazonian rain forest", Journal of Forest and agricultural meteology 48 Poels (1987), Soils, water and nutrients in a forest ecosystem in Suriname, PhD thesis, agricultural university, Wageningen, the Netherlands 49 Valente et al (1997), "The effect of deforestation on the hydrological regime" Journal of Hydrology 50 Whitehead, D and Hinckley, T.M., (1991), "Models of water flux through forests stands: critical leaf and stand parameters", Journal of Tree Physiology ... dung nghiên cứu 21 2.4.1 Nghiên cứu đặc điểm trạng rừng số loại rừng trồng: 21 2.4.2 Đặc điểm chế độ mưa khu vực nghiên cứu 21 2.4.3 Nghiên cứu số đặc điểm thủy văn rừng trồng. .. chế đặc biệt thủy văn rừng trồng Vì vậy, chúng tơi lựa chọn thực nghiên cứu đề tài ? ?Nghiên cứu số đặc điểm thuỷ văn rừng trồng huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn” 2 Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU... nghiên cứu rừng tự nhiên Nghiên cứu thủy văn rừng trồng mảng trống lớn cần nghiên cứu Thực điều có ý nghĩa lớn việc nâng cao hiệu sử dụng rừng Trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn, nghiên cứu thủy văn rừng