Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đặc trưng thấm và giữ nước tiềm tàng của đất rừng tại núi luốt xuân mai hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO T ẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VŨ THỊ QUỲNH NGA NGHIÊN C ỨU ĐẶC TRƯNG THẤM VÀ GI Ữ NƯỚC TIỀM TÀNG CỦA ĐẤT RỪNG TẠI NÚI LUỐT - XUÂN MAI - HÀ N ỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP HÀ N ỘI, 2009 ĐẶT VẤN ĐỀ Nghiên cứu đặc trưng thấm giữ nước đất rừng có ý nghĩa quan trọng ngành Lâm nghi ệp Nắm đặc trưng thấm giữ nước đất rừng, hình dung vận động biến đổi lượng nước đất rừng, xác định lực điều tiết tuần hoàn thuỷ văn đất chế phát sinh dòng ch ảy Khả thấm giữ nước đất sở quan trọng để giữ nước đất giữ đất chỗ Hiệu giữ nước đất tiêu tổng hợp chi phối chu trình thuỷ văn hiệu phịng ch ống xói mịn đất Ngồi ra, cịn c sở để giải thích chế phát sinh dịng ch ảy, xây dựng khoa học cho xác định yêu cầu cấu trúc rừng bảo vệ nguồn nước, đồng thời để đề xuất giải pháp phát huy tốt chức có lợi khác rừng Tuy nhiên, nghiên cứu đặc trưng thấm giữ nước đất rừng Việt Nam r ất hạn chế Kết phần lớn nghiên cứu giúp nhận thức cách sơ đặc trưng thấm, giữ nước đất rừng Điều gây khó kh ăn cho việc phân tích chế phát sinh dịng chảy sườn dốc, dự báo xói mịn đất lũ lụt; đồng thời chưa đủ luận khoa học để đề xuất giải pháp quản lý rừng phòng h ộ nguồn nước theo hướng phát huy đồng thời tối đa chức có lợi rừng sinh thái kinh t ế Để góp phần giải số tồn nêu trên, đề tài “Nghiên cứu đặc trưng thấm gi ữ nước tiềm tàng c đất rừng núi Luốt - Xuân Mai - Hà Nội” thực Do điều kiện nghiên cứu thời gian có hạn, đề tài xác định số đặc trưng thấm giữ nước tiềm tàng đất rừng điều kiện cung cấp nước nhân tạo khu rừng thực nghiệm núi Lu ốt trường Đại học Lâm nghiệp, ví dụ minh họa thể đặc trưng thấm, giữ nước đất rừng CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Ở nước 1.1.1 Thành qu ả nghiên cứu 1.1.1.1 Khả thấm nước đất Sự thấm nước đất vấn đề nghiên cứu sâu rộng lĩnh vực thủy văn học, từ lý luận sản sinh dòng ch ảy mặt tiếp giáp mà xét, s ự thấm nước đất thị cho khả tầng điều tiết quan trọng tuần hoàn thủy văn nước, sau nước mưa qua bầu khơng khí lớp thảm thực vật che phủ Sự thấm nước đất có tác dụng quan trọng việc hình thành chế phát sinh dịng ch ảy Có nhiều mơ hình thấm nước đất dựa vào việc đơn giản hóa q trình vật lý mơ hình kinh nghi ệm, có mơ hình Philip mơ hình cải tiến mơ hình Smith - Parlange, mơ hình Green - Ampt, mơ hình Horton, mơ hình Holtan, vv Khi nước thấm vào đất dịch chuyển đất, đứng mặt chất vật lý học mà nói, chúng ch ịu chi phối trọng lực lực hấp dẫn địa cầu sinh lực tác dụng mao quản tiếp xúc nước hạt đất (Baver, 1937) (dẫn theo Nguyễn Thị Bích Ngọc, [33]), biến đổi kết cấu đất thành phần giới đất, dẫn đến rối loạn đan chéo vào đường vận động nước đất, việc ứng dụng định luật Darcy - định luật mô tả vận động nước môi trường đồng nhiều lỗ hổng - phương trình liên tục vận động nước đất rừng để nghiên cứu định lượng dự báo, dẫn đến sai lệch tương đối lớn so với tình hình thực tế phạm vi sử dụng định luật Darcy dùng cho v ận động dòng ch ảy tầng đất Vận động dòng ch ảy ưu tiên nước đất vận động dòng ch ảy rối loạn, mơ tả mặt lý luận sử dụng phương trình Darcy - Weisbach Những nghiên cứu trước dòng ưu tiên chủ yếu sử dụng dòng ch ảy theo đường ống, dòng ch ảy theo đường ống vận động dòng ch ảy rối loạn chất lỏng theo đường vận động thông qua lỗ hổng lớn mao quản chất (Atkinson, 1978) (dẫn theo Lê Hồng Liên, [28]); nghiên cứu gần cho thấy rõ, dù r ằng đất cát (cơ chất) nhất, không ổn định mức độ đỉnh cao ẩm ướt, nên dẫn đến vận động dòng ch ảy nước đất theo chủ quan (Stagnitti and Parlange, 1995) (dẫn theo Nguyễn Thị Bích Ngọc, [33]) Từ góc độ ảnh hưởng rừng tuần hoàn thủy văn mà xét, hồn c ảnh rừng có phân giải liên tục thảm mục, hoạt động rễ cây, hoạt động phong phú động vật dẫn đến vận động dòng ch ảy theo đường ống lỗ hổng tương đối lớn, có ý nghĩa vơ quan tr ọng ảnh hưởng rừng hình thành dịng chảy lưu vực rừng lượng nước sản sinh lưu vực (Jones, 1997) (dẫn theo Lê Hồng Liên, [28]) Do đó, vận động theo phương thẳng đứng bên theo phương nằm ngang nước môi trường đất, xem xét đến tính chất khơng đồng mơi trường đất, việc sử dụng phương trình Laplace cho vận động bão hịa ph ương trình Richards cho vận động khơng bão hịa - vốn mơ t ả vận động chất lỏng môi trường đồng để mô tả vận động thực tế nước đất khó đạt tính chân thực chuẩn xác Cơng trình nghiên cứu đặc trưng thấm nước đất Darcy (1856) (dẫn theo Nguyễn Thị Bích Ngọc, [33]) Tác giả đưa định luật Darcy để tính lượng nước thấm vào đất Trong định luật tác gi ả khẳng định hệ số thấm phụ thuộc vào tính chất đất đồng thời phụ thuộc vào tính chất chất lỏng (nước) - tức độ nhớt chúng, mà độ nhớt lại phụ thuộc vào nhiệt độ mức độ khống hóa Khi nhiệt độ giảm độ nhớt tăng dẫn đến làm giảm tốc độ thấm ngược lại Tác giả biểu thị cơng th ức tốn học gọi định luật Darcy: Q = K.S.T.h/l Trong đó: Q lượng nước thấm (cm 3), K hệ số thấm (cm3), T thời gian thấm (phút), h độ chênh lệch áp lực cột nước đầu đầu cột thấm, l chiều dài đoạn đường thấm (cm) Đồng thời, định luật biểu thị phương trình tốc độ thấm: V=K.I Với V tốc độ thấm (mm/giây, cm/phút, ho ặc m/ngày đêm), I = h/l Sau này, người ta nhận thấy xác định tốc độ thấm đất điều kiện nhiệt độ thay đổi khơng thể so sánh được, người ta quy điều kiện tiêu chuẩn 10 C cách sử dụng hệ số điều chỉnh nhiệt độ Hazen là: 0,7 + 0,3t tính hệ số thấm Đến năm 1937, Vusoski (dẫn theo Lê Hồng Liên, [28]) nhà bác h ọc người Nga xây dựng cơng thức tính lượng nước thấm xuống đất Cơng trình nghiên cứu Fraisơ (1963) (dẫn theo Phùng Ngọc Lan, 1994, [27]) nghiên cứu việc phân bố lượng nước rơi rừng thường xanh Brazil Kết nghiên cứu đưa kết luận lượng nước trực tiếp xuống đất rừng sau trận mưa lớn Nếu đất rừng có khả thấm nước cao giảm lượng nước chảy bề mặt, giảm xói mịn Đã có nhi ều mơ hình nghiên cứu nước thấm vào đất dựa việc đơn giản hóa q trình vật lý mơ hình kinh nghiệm mơ hình Philip cải biến mơ hình Smith - Pilange, mơ hình Green - Ampt, mơ hình Horton, Khả thấm nước đất nghiên cứu v ới tác động ảnh hưởng lửa rừng Theo kết nghiên cứu Dernes (1976) (dẫn theo Nguyễn Thị Bích Ngọc, [33]) đốt lửa làm cho lớp đất mặt từ 2,5 - 30 cm giảm rõ r ệt độ thấm nước làm tăng bay bề mặt, lớp đất mặt trở nên khô, độ xốp đất giảm, kết cấu đất bị phá vỡ Nhìn chung, đất rừng có hiệu suất thấm nước lớn so với loại hình sử dụng đất khác, hiệu suất ổn định nước thấm xuống đất rừng tốt lên tới 80 cm/h trở lên (Dunne (1978) (dẫn theo Nguyễn Thị Bích Ngọc, [33]) Cịn Trung Quốc, nhà khoa h ọc thường dùng l ượng nước bão hịa l ỗ hổng ngồi mao quản đất rừng để tính tốn lượng nước thấm xuống đất Sau có nhi ều mơ hình xây dựng để mơ tả q trình thấm nước đất hoàn thiện đầy đủ hơn, mơ hình dựa việc đơn giản hố q trình vật lý mơ hình kinh nghiệm gồm mơ hình Philip mơ hình cải tiến mơ hình Smith - Parlange, mơ hình Green Ampt, mơ hình Horton, v.v…Mặc dù, nh ững mơ hình mô ph ỏng tốt vận động nước đất nông nghiệp thuỷ văn lưu vực đất nông nghi ệp (Skaggs and Khaleel, 1982) (dẫn theo Lê Hồng Liên, [28]), ứng dụng lưu vực rừng lại gây thách thức nghiêm trọng (dẫn theo Bùi Hi ếu, 2002, [14]) 1.1.1.2 Khả giữ nước đất Khả giữ nước đất khả giữ lại nước điều kiện có dịng ch ảy tự phía Số lượng nước đất giữ lại điều kiện đặc trưng độ trữ ẩm toàn phần có t ầm quan trọng sản xuất nơng nghiệp kinh doanh rừng Do , có r ất nhiều nhà khoa học nghiên c ứu vấn đề Penman (1991) (dẫn theo Nguyễn Thị Bích Ngọc, [33]) sử dụng phương pháp động lượng học khơng khí để tính tốn lượng lưu thông tiềm nhiệt dùng cho b ốc Monteith cải tiến thêm thành phương pháp tính tốn hiệu suất phản xạ thảm thực vật hình thành phương pháp Penman - Monteith để tính tốn lượng phát tán nước, việc xác định lực cản động lực học khơng khí lực cản tầng tán rừng có tầm quan trọng bậc Theo Jones (1997) (dẫn theo Đỗ Đình Sâm cộng sự, [38]) nhìn từ góc độ hình thành dịng chảy khơng có đường ưu tiên vận động nước đất (dịng ưu tiên), khơng có khả hình thành dịng ch ảy mạch nước ngầm, dịng ch ảy tốc độ nhanh đất, dòng ch ảy lưu vực v.v… Những nghiên cứu Atkinson (1978) (dẫn theo Lê Hồng Liên, [28]) dòng ưu tiên chủ yếu sử dụng dòng ch ảy theo đường ống, dòng ch ảy theo đường ống vận động dòng ch ảy rối loạn chất lỏng theo đường vận động thông qua lỗ hổng lớn mao quản Trong năm gần đây, có nhi ều cơng trình nghiên cứu dịng chảy mặt cơng trình nghiên cứu Moltranov A.A (1960, 1973), Matveev P.N (1973), Santra Regina L (1989), Giacomin (1992) (dẫn theo Phùng Văn Khoa, [23])…Một cơng trình nghiên cứu tồn diện phải kể đến cơng trình Moltranov tiến hành Liên Xô Tác giả nghiên cứu tỉ mỉ khả thấm giữ nước đất rừng, khác biệt lượng nước bị giữ lại tán r ừng, lượng nước chảy men thân cây, lượng mưa tán rừng Tác giả khẳng định nơi có độ dốc 25 - 300, đất rừng có khả chuyển nước chảy mặt đất thành nước ngầm Hiệu làm khô đất rừng Liên Xô không ch ỉ thấy vùng đầm lầy mà cịn khu vực có lượng mưa thấp vùng Trung Á K ết nghiên cứu Moltranov có ý nghĩa khơng cơng tác xây d ựng tiêu chuẩn rừng giữ nước mà l ĩnh vực nghiên cứu hình thành phương pháp nghiên cứu thuỷ văn rừng Theo Rode Koloskop (dẫn theo Vương Văn Quỳnh, [37]) độ trữ ẩm hấp phụ cực đại lượng nước lớn mà đất giữ lại nhờ lực hấp phụ, hay nói cách khác l ượng nước lớn nước liên kết chặt Theo Lebedev, độ trữ ẩm phân tử cực đại lượng nước lớn giữ lại đất nhờ lực phân tử, bao gồm nước hút ẩm khơng khí cực đại nước màng Theo Rozop (1936), Rode (1952, 1963, 1969), Astapop (1943), Katriski (1970) (dẫn theo Vương Văn Quỳnh, [37]) độ trữ ẩm cực đại lượng nước lớn mà đất giữ lại sau nước lưu vực rút ch ảy khơng có hi ện tượng dâng mao quản từ mạch ngấm lên Bude Ko (1943) (dẫn theo Bùi Hi ếu, [14]) sáng l ập phương pháp cân lượng thông qua việc dựng lên phương trình cân lượng để xác định lượng lưu thông ti ềm nhiệt dùng cho b ốc nước, từ xác định lượng nước bốc Trên sở nghiên cứu nhiều năm, Kantrinski [40] đưa bảng đánh giá độ trữ ẩm cực đại sau: Bảng 1.1 Đánh giá độ trữ ẩm cực đại đất Đất có thành phần giới nặng Độ trữ ẩm so với đất khô (%) < 25 25–30 30–40 40–50 Theo Rode A.A [40], lượng chứa nước hữu hiệu đất chia thành d ạng sau: Bảng 1.2: Lượng chứa nước hữu hiệu đất - Không tiêu (th ực vật không sử dụng được) - Rất khó sử dụng - Khó s dụng - Sử dụng trung bình thừa Dễ sử dụng chuyển sang trạng thái - Từ sức chứa ẩm cực đại đến sức chứa Các nhà khoa h ọc Trung Quốc khẳng định vai trò quan tr ọng rừng việc bảo vệ đất nước lớn nhiều so với giá trị kinh tế trực Hình 4.11: Biến động độ ẩm tầng đất mặt mùa trạng thái rừng Keo + Cây địa 72 4.3.5.2 Biến động độ ẩm đất theo chiều thẳng đứng Nhìn chung, lớp đất rừng độ sâu – 30 cm phân định tầng biến đổi nhanh chịu ảnh hưởng tương đối lớn bốc nước Mức độ biến động độ ẩm đất theo chiều thẳng đứng đất rừng tất trạng thái tương đối lớn Để minh hoạ điều này, độ ẩm theo chiều thẳng đứng đất thể bảng 4.29: Bảng 4.29: Độ ẩm đất (0 - 30 cm) trạng thái rừng Trạng thái rừng Thông + Keo Thông + Cây b ản địa Keo + Cây địa Nhận xét: Nhìn chung độ sâu từ - 10 cm 10 - 30 cm độ ẩm đất có biến đổi tương đối lớn tầng đất chịu ảnh hưởng nhiều bốc nước Trong trạng thái rừng rừng Thơng + Cây địa có độ ẩm lớn Cụ thể biến động độ ẩm đất minh hoạ biểu đồ hình 4.12 73 Hình 4.12: Biến động độ ẩm đất theo chiều thẳng đứng 4.3.5.3 Biến động độ ẩm đất trạng thái rừng Sự biến động độ ẩm lâm phần tiêu quan trọng phản ánh lực giữ nước chúng Ở loại rừng khác khả giữ nước đất rừng khác Để thấy rõ khác độ ẩm đất trạng thái rừng ta lập bảng bao gồm tiêu địa hình, thảm thực vật để so sánh Kết thể bảng 4.30: 74 Bảng 4.30: Bảng tổng hợp tiêu độ ẩm tầng đất mặt trạng thái rừng Trạng thái rừng Thông + Keo Thông + Cây b ản địa Keo + Cây địa Từ kết bảng 4.30 ta thấy điều kiện nhiệt độ, độ ẩm không khí lượng mưa giống trạng thái rừng có chênh lệch độ ẩm đất mà dẫn đến số độ xốp, số diện tích tán lá, chiều dài tán c ũng có khác nhau, chênh lệch trạng thái rừng không l ớn Ngoài ra, từ kết bảng 4.26 cho thấy vào mùa khô độ ẩm đất trạng thái rừng biến động, vào mùa mưa độ ẩm đất có biến động rõ r ệt trạng thái rừng Do vào mùa mưa, khả giữ nước trạng thái rừng khác nên độ ẩm đất biến động nhiều Nhìn chung, vào mùa khô r ừng trồng Thông + Cây b ản địa hỗn giao Keo + Thơng có độ ẩm đất thấp đất rừng Keo + Cây địa Nhìn chung, nước đất khu vực thí nghiệm tồn tính sai dị theo khơng gian th ời gian tương đối rõ Độ ẩm đất khu nghiên cứu có tốc độ suy giảm mạnh, cần thời gian ngắn không nhận nước mưa từ khí biểu khơ hạn Vì vậy, đặc điểm quan trọng quy hoạch trồng rừng 75 4.3.6 Lượng nước bốc Lượng nước bốc từ đất nói lên di chuyển lượng nước thoát khỏi bề mặt đất đơn vị diện tích Khi đó, nước có thay đổi từ trạng thái lỏng sang trạng thái vào khơng khí Lượng nước bốc nằm giới hạn vừa đủ có tác dụng tăng độ ẩm khơng khí, giảm nhiệt độ rừng, tạo điều kiện cho sinh vật sinh trưởng, phát triển thuận lợi Vì vậy, để nghiên cứu khả bốc lượng bốc mặt đất ô tiêu chuẩn, việc xác định độ ẩm đất, đề tài nghiên c ứu quan hệ bốc nước mặt đất với độ ẩm đất Kết thí nghiệm phụ thuộc bốc mặt đất vào độ ẩm đất trình bày bảng sau: Bảng 4.31: Biến đổi cường độ bốc mặt đất OTC Trạng thái TTV Thông + Keo Thông + Cây b ản địa Thông + Cây b ản địa Thông + Cây b ản địa Thông + Keo Keo + Cây địa Keo + Cây địa Keo + Cây địa Nhận xét: Từ kết bốc nước mặt đất bảng 4.31 cho thấy: điều kiện khí tượng cường độ bốc mặt đất chủ yếu phụ thuộc vào độ ẩm đất nguồn cung cấp nước cho q trình bốc Ngồi ra, đặc 76 tính cịn phụ thuộc vào tính chất đất, trạng thái thảm thực vật, vật rơi rụng nhân t ố khí hậu, thời tiết như: nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, thời gian chiếu nắng, Từ số liệu thu thập đề tài xác định nhân tố có ảnh hưởng đến bốc mặt đất cường độ bốc quy tấn/ha/giờ Theo kết nghiên cứu Phùng Văn Khoa [23] dự đốn cường độ bốc nước (tấn/ha/năm) năm 4458,77 tấn/ha/năm So sánh với tổng lượng mưa năm ta thấy: Cường độ bốc nước lớn nhiều so với tổng lượng mưa Do đó, cần phải có biện pháp để hạn chế lượng bốc nước mặt đất Từ bảng ta thể bốc vật lý đất theo trạng thái thảm thực vật (hình 4.13) Số liệu cho thấy lượng bốc nước mặt đất thay đổi phụ thuộc vào độ ẩm đất, nhiệt độ độ ẩm khơng khí nhân tố có ảnh hưởng I (mm\h) 0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 Hình 4.13 : Cường độ bốc nước mặt đất theo trạng thái rừng Thơng+K Trong yếu tố trên, cường độ bốc có liên quan chặt với độ ẩm đất nhiệt độ khơng khí Để biểu thị mối quan hệ ta nhìn vào bảng phương trình tương quan để thấy rõ h ơn quan hệ 77 Bảng 4.32: Liên hệ cường độ bốc nước mặt đất với độ ẩm đất nhiệt độ khơng khí R Thảo luận: Từ nghiên cứu đặc trưng thấm nước giữ nước trạng thái rừng: Hỗn giao Thông + Keo, Thông + Cây địa, Keo + Cây địa ta rút số kết luận sau: Trong ba trạng thái rừng điều tra trạng thái rừng Keo + Cây địa có tốc độ thấm nước cao so với hai trạng thái rừng l ại - Cây trồng trạng thái rừng Keo + Cây địa có khả sử dụng nước lớn hai trạng thái rừng cịn l ại lượng nước mao quản trạng thái rừng Keo + Cây địa lớn nhất, trạng thái rừng hỗn giao Thông + Keo, th ấp trạng thái rừng Thông + Cây địa - Rừng Keo + Cây địa trạng thái rừng có khả giữ nước cao nhất, trạng thái rừng hỗn giao Thông + Keo, thấp trạng thái rừng Thông + Cây địa 4.4 Đề xuất số giải pháp cải thiện khả thấm, giữ nước đất rừng Các giải pháp đưa nhằm cải thiện khả thấm giữ nước đất rừng nhằm tác động tới yếu tố có ảnh hưởng tới khả thấm giữ nước đất, như: độ xốp, hàm lượng mùn, độ dày tầng đất, bề mặt đất 78 4.4.1 Các gi ải pháp cải thiện độ xốp đất Các giải pháp tác động vào đất rừng để làm tăng độ xốp đất việc làm tăng trị số độ xốp tổng số, cải thiện tỷ lệ độ xốp mao quản phi mao quản đất Theo kết bảng tổng hợp độ xốp chung, độ xốp mao quản độ xốp phi mao quản trạng thái thảm thực vật phần ta thấy: trạng thái rừng hỗn giao Thông + Keo có độ xốp lớn nhất, đất trạng thái rừng có t ầng canh tác tốt, sinh trưởng phát triển tốt Trạng thái rừng Keo + Cây địa vượt ngưỡng tầng canh tác đất tốt, tr ạng thái rừng Thông + Cây địa đất đáp ứng yêu cầu tầng canh tác Do đó, hai trạng thái rừng Keo + Cây địa trạng thái rừng Thông + Cây địa cần phải cải thiện để nâng cao độ xốp tầng đất canh tác đạt đến ngưỡng trạng thái rừng hỗn giao Thơng + Keo Để nâng cao độ xốp đất, biện pháp lâu dài bảo vệ rừng, ngăn chặn tác động bất lợi từ bên vào rừng Tuy nhiên, việc để nâng cao độ xốp theo hướng cần nhiều thời gian, khu rừng nghiên cứu thực nghiệm nên khơ ng thể “cấm” khơ ng có tác động từ bên ngồi Do đó, cần phải có giải pháp khác tích cực Sau số giải pháp nhằm nâng cao độ xốp đất: + Cuốc xới đất vào thời gian độ ẩm không khí cao, nhằm làm tăng độ xốp ngồi mao quản cho đất + + Bón phân h ữu để cải tạo thành phần giới đất Nuôi giun đất đống đất giun đùn lên m ặt đất thức ăn mà giun thải sau tiêu hoá - chỗ chất thải nguồn dinh dưỡng dồi cho tr ồng, chúng chứa nhiều khống chất Giun chui vào đất làm cho đất có nhiều khe hở, làm tăng độ xốp đất + Phối hợp loại trồng hợp lý giúp cải thiện độ xốp đất 79 4.4.2 Các gi ải pháp cải thiện hàm lượng mùn Các giải pháp cải thiện hàm lượng mùn không nh ững giúp cho thảm thực vật phát triển tốt mà cịn góp ph ần làm giảm nguy gây xói mịn Theo bảng đánh giá mức độ hàm lượng mùn [39] trạng thái rừng có hàm lượng mùn mức trung bình đến xấp xỉ cao Do đó, việc cải thiện hàm lượng mùn r ất cần thiết + Duy trì, bảo vệ vật rơi rụng tán rừng; tạo điều kiện cho vật rơi rụng phân huỷ + Trồng theo đường đồng mức để hạn chế xói mịn , qua bảo vệ độ phì đất + + Duy trì bụi thảm tươi số lơ rừng Phát triển thực vật che phủ cải tạo đất cách đưa số loài Muồng nhọn, Cốt khí, Muồng ba lá, Muồng muồng trồng tán tầng cao Khi chăm sóc b ản địa cắt lá, cành che phủ cải tạo đất lấp vào xung quanh gốc địa kết hợp với xới đất vun gốc tạo nguồn bổ sung chất hữu cho trồng, nhằm làm tăng độ ẩm cho đất đồng thời làm tăng hàm lượng mùn + Xúc ti ến phân giải tầng thảm mục phủ dục, tỉa thưa, xếp loại đá kiềm tầng thảm mục, tác động giới biện pháp tốt để nâng cao hàm lượng mùn 4.4.3 Các gi ải pháp cải thiện độ dày t ầng đất Độ dày tầng đất nhân t ố thuộc tính đất Độ dày tầng đất dày lên nhờ hoạt động canh tác kiểm sốt xói mịn Giải pháp để cải thiện độ dày tầng đất cần phải canh tác hợp lý, kiểm sốt xói mịn nh ư: trồng theo đường đồng mức, khơng để bề mặt đất tình trạng bị "quét sạch" Mỗi lồi có đặc tính sinh vật học khác nhau, sinh trưởng phân b ố chúng có liên quan mật thiết với 80 điều kiện ngoại cảnh, trước tiên liên quan t ới độ dày tầng đất Vì vậy, cần kết hợp lồi tr ồng hợp lý góp phần nâng cao độ dày tầng đất 4.4.4 Các gi ải pháp cải thiện bề mặt đất Bề mặt đất bao gồm thành phần là: vật rơi rụng, thảm thực vật b ụi thảm tươi Do đó, biện pháp nhằm cải thiện bề mặt đất bi ện pháp nhằm cải thiện thành phần bề mặt đất Cũng giống việc cải thiện độ xốp, việc bảo vệ bề mặt đất thực cách kiểm sốt khơ ng cho tác động từ bên ngồi vào, giải pháp khô ng mang lại hiệu nhanh chóng Vì thế, việc bảo vệ bề mặt đất cần phải có biện pháp hữu hiệu hơn: + Tránh không thu gom lượng vật rơi rụng, để vật rơi rụng phân huỷ tự nhiên, ý t ầng che phủ đất nơi có độ dốc lớn + Biện pháp giữ ẩm chống hạn cho đất: Với địa hình dốc, độ ẩm khơng cao, bên cạnh có mùa khơ kh ốc liệt kéo dài dẫn tới tình trạng bị chết thiếu nước Vì vậy, biện pháp giữ ẩm, chống hạn cho trồng tiến hành chuyển hóa điều cần thiết + Việc đưa vào trồng địa khơng góp phần cải thiện đất mà cịn có hi ệu mặt sinh thái Các biện pháp nâng cao hiệu giữ nước tiềm tàng đất rừng chủ yếu tác động vào đất rừng để nâng cao khả giữ nước đất rừng, thơng qua tính chất đất khả giữ nước Các giải pháp đề xuất đòi h ỏi thời gian thực khác với mức độ đầu tư kinh phí, nhân lực khác Vì thế, muốn nâng cao trì khả thấm, giữ nước đất rừng tốt nhất, nên có s ự kết hợp hài hoà gi ữa kiến thức địa với giải pháp kỹ thuật khoa học Để thực thành công biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng nhằm phục hồi phát tri ển rừng thiết phải tiến hành đồng thời giải pháp mang tính kinh tế - xã hội, đặc biệt việc tuyên truyền tầm quan trọng rừng đời sống xã hội người khu vực 81 CHƯƠNG KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KHUYẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 5.1.1 Điều kiện lập địa khu vực nghiên cứu Chế độ mưa: Cường độ mưa bình quân đạt giá trị nhỏ vào tháng 12 0,43 mm/h, lớn vào tháng 45,70 mm/h; lượng mưa bình quân năm khu vực nghiên cứu tương đối lớn đạt 1690,7 mm Địa hình: Các tiêu chu ẩn chủ yếu bố trí sườn phía Đơng sườn phía Tây khu vực nghiên cứu, có độ dốc khơng chênh lệch từ 11 - 22 Thổ nhưỡng: Tỷ trọng đất dao động khoảng từ 2,58 - 2,7 (g/cm3); ô tiêu chuẩn dung trọng đất dao động từ 0,93 - 1,32 (g/cm3); độ xốp ô tiêu chuẩn dao động từ 22,56 - 65%, độ xốp trung bình trạng thái rừng Thông + Cây địa 51,9%, độ xốp trung bình trạng thái rừng Keo + Cây địa 57,1%, độ xốp trung bình trạng thái rừng Thông + Keo 59,1%; hàm lượng mùn c đất khu vực nghiên cứu dao động từ 0,46 - 2,83% Thảm thực vật: Mật độ rừng hỗn giao Thông + Keo cao nhất, tiếp đến rừng trồng Thơng + Cây địa sau rừng trồng Keo + Cây địa; trung bình mật độ 410 cây/ha, chi ều cao bình qn rừng tiêu chuẩn biến động khoảng từ 10,72 -18,09 m, độ tàn che rừng biến động từ 70 - 85% 5.1.2 Đặc trưng thấm nước đất rừng Tốc độ thấm nước ban đầu: Tốc độ thấm nước ban đầu đất rừng cao, bi ến động từ 6,6 - 11,5 mm/phút, t ốc độ thấm nước đất rừng trồng Keo + Cây địa cao biến động từ 11,1 - 11,3 mm/phút, t ốc độ thấm nước đất rừng trồng Thông + Cây địa thấp nhất, biến động từ 6,6 - 6,7 mm/phút 82 Tốc độ thấm nước ổn định: Đất trạng thái rừng Keo + Cây địa có t ốc độ thấm nước ổn định cao (5,0 mm/phút), sau đến đất trạng thái rừng Thông + Keo (là 4,0 mm/phút), th ấp đất trạng thái rừng Thông + Cây địa (3,8 mm/phút); Q trình thấm nước đất mơ mơ hình Horton mơ hình Philip Q trình đọng nước: Sự đọng nước xảy cường độ mưa lớn tốc độ thấm nước đất 5.1.3 Đặc trưng giữ nước đất rừng Lượng nước tích giữ khe hổng mao quản: Lượng nước lớn trạng thái rừng Keo + Cây địa (2837,0 mm), tiếp đến trạng thái rừng hỗn giao Thông + Keo (2478,2 mm), thấp trạng thái rừng Thông + Cây địa (2260,1 mm) Lượng nước tích giữ khe hổng mao quản: Lượng nước mao quản trạng thái rừng Thông + Keo lớn (256,7 mm), tiếp đến trạng thái rừng Keo + Cây địa (252,6 mm), thấp trạng thái rừng Thông + Cây địa (205,6 mm) Lượng nước bão hoà: L ượng nước bão hoà xếp theo thứ tự giảm dần: Keo + Thông > Keo + Cây địa > Thông + Cây địa Lượng chứa nước hữu hiệu: Lượng chứa nước hữu hiệu trạng thái rừng Keo +Cây địa lớn (132,89 mm), đến trạng thái rừng hỗn giao Thông + Keo (116,35 mm), thấp trạng thái rừng Thông + Cây b ản địa (103,1 mm) - Biến động độ ẩm đất theo thời gian Vào mùa mưa: Độ ẩm biến đổi khoảng từ 29 % - 40 % - Vào mùa khô: Độ ẩm dao động khoảng 18% Biến động độ ẩm theo chiều thẳng đứng 83 Ở độ sâu từ - 10 cm 10 - 30 cm, độ ẩm đất có biến đổi tương đối lớn tầng đất chịu ảnh hưởng nhiều bốc nước, rừng Keo + Cây địa có độ ẩm lớn Biến động độ ẩm trạng thái rừng Vào mùa khô độ ẩm đất trạng thái rừng biến động, vào mùa mưa độ ẩm đất có biến động rõ r ệt trạng thái rừng Vào mùa khô r ừng trồng Thông + Cây địa hỗn giao Keo + Thơng có độ ẩm đất thấp đất rừng Keo + Cây địa Lượng nước bốc hơi: Cường độ bốc nước (tấn/ha/giờ) trạng thái rừng Keo + Cây địa cao (0,73 tấn/ha/giờ), trạng thái rừng hỗn giao Thông + Keo (0,63 tấn/ha/giờ), thấp trạng thái rừng Thông + Cây địa (0,62 tấn/ha/giờ) - Đề tài xây d ựng số phương trình tương quan gồm: tốc độ thấm nước ban đầu tốc độ thấm nước ổn định với nhân tố ảnh hưởng; mối quan hệ độ ẩm đất với nhiệt độ độ ẩm khơng khí; mối liên hệ cường độ bốc nước mặt đất với nhiệt độ độ ẩm khơ ng khí 5.1.4 Các gi ải pháp cải thiện khả thấm, giữ nước đất - Giải pháp cải thiện độ xốp đất: Cuốc xới đất vào thời gian độ ẩm khô ng khí cao, bón phân hữu để cải tạo thành phần giới, nuô i giun đất, phối hợp loại trồng hợp lý - Giải pháp cải thiện hàm lượng mùn : Bảo vệ trì, thảm mục; trồng theo đường đồng mức; trì bụi thảm tươi; phát triển thực vật che phủ cải tạo đất cách trồng số loài cốt khí, muồng ba lá, muồng muồng, xúc tiến phân giải tầng thảm mục tỉa thưa - Cải thiện độ dày tầng đất: Canh tác hợp lý kiểm sốt xói mịn - Cải thiện bề mặt đất: Tránh khô ng thu gom vật rơi rụng, giữ ẩm chống hạn cho đất, trồng kết hợp với địa 84 5.2 Tồn Chưa thực thí nghiệm điều kiện mưa thiên nhiên - Việc bố trí thí nghiệm cịn ch ưa nhiều, nên chưa bao quát đặc trưng trạng thái rừng l ại - Việc kế thừa số liệu công nhận, thời gian có hạn nên tác gi ả chưa có điều kiện kiểm chứng lại cách tỉ mỉ - Tuy đưa số biện pháp nhằm cải thiện khả thấm giữ nước đất rừng, tính khả thi chúng chưa làm sáng tỏ 5.3 Khuyến nghị Nghiên cứu khả thấm, giữ nước đất có ý nghĩa quan trọng hoạt động lâm nghiệp Tuy nhiên, việc nghiên cứu vấn đề cịn r ất hạn chế Vì vậy, tác giả mong muốn điều kiện cho phép sâu nghiên c ứu nữa, số lượng thí nghiêm nhiều để bao qt tồn diện tích khu vực nghiên cứu Tác giả mong muốn rằng, biện pháp kỹ thuật nhằm cải thiện khả thấm, giữ nước đất cần áp dụng cho địa bàn nghiên c ứu ... thiện khả thấm, giữ nước đất rừng, góp phân nâng cao hi ệu bảo vệ nguồn nước rừng 2.2 Giới hạn nghiên cứu Luận văn nghiên cứu khả thấm giữ nước tiềm tàng đất tức khả thấm giữ nước đất điều kiện... trình nước chảy tràn, đọng nước bề mặt, 13 - Nghiên cứu đặc trưng thấm giữ nước đất rừng chưa nghiên cứu cách độc lập, nhánh nghiên cứu thuỷ văn rừng 1.2 Ở Việt Nam 1.2.1 Thành qu ả nghiên cứu. .. c đất rừng núi Luốt - Xuân Mai - Hà Nội? ?? thực Do điều kiện nghiên cứu thời gian có hạn, đề tài xác định số đặc trưng thấm giữ nước tiềm tàng đất rừng điều kiện cung cấp nước nhân tạo khu rừng