3. Đóng góp mới của luận văn
4.2.2. Phẫu diện đất đặc trưng ở rừng Mỡ 24 tuối
Đất có độ dốc 200, độ cao tương đối so với mực nước biển là 65m Tầng Ao: 1cm (tầng thảm mục), có cành cây rụng và cỏ chết. Tầng A: 0 - 20cm
Đất có màu xám đen, đất ẩm và hơi xốp, đất có lẫn rễ cây.Chuyển lớp màu rõ rệt.
Tầng B: 20 - 80cm
Đất có màu xám nâu, độ ẩm vừ phải, có ít dễ cây, đất hơi chặt, không lẫn đá. Tầng C: 80 - 120cm
Đất có màu nâu vàng, cấu tượng đất hơi chặt. Chuyển lớp màu sắc chưa rõ rệt.
4.2.3.Phẫu diện đất đặc trưng ở rừng Quế 22 tuổi
Đất có độ dốc 250, độ cao tương đối so với mực nước biển là50m - Tầng Ao: 1cm (tầng thảm mục), có cảnh cây rụng và cỏ chết. - Tầng A: 0 -25cm
Đất có màu vàng nâu, đất ẩm, đất có cấu tượng hạt, đất có tổ giun, trong đất có lẫn rễ cây.Chuyển lớp màu rõ rệt.
- Tầng B: 25 - 90cm
Đất có màu vàng, đất khô, cấu tượng hạt đất hơi chặt, có lẫn nhiều đá.Chuyển lớp màu sắc rõ rệt.
Qua kết quả nghiên cứu về hình thái phẫu diện đất ở các điểm nghiên cứu chúng tôi thấy:
Cả 3 quần xã rừng trồng, phẫu diện đất đều có sự phân tầng rõ ràng, gồm 3 tầng A, B, C. Ở quần xã rừng Quế 22 tuổi có chiều dày tầng đất A lớn nhất là 25cm, rừng Mỡ 24 tuổi là 20cm, rừng Keo 7 tuổi là 20cm. Có thể xếp theo thứ tự độ dày tầng đất (A) nhỏ dần là:
RQU 22 tuổi > RMO 24 tuổi = RKE 7 tuổi
Quần xã RKE 7 tuổi là quần xã có tầng A0 dày nhất với 2cm. Có thể thấy quần xã này còn ít tuổi, vì vậy lượng vật chất rơi dụng nhiều hơn các quần xã nhiều tuổi. Độ dày tầng này ở RMO và RQU là 1cm.
Qua đánh giá về độ phì có thể thấy vai trò của thảm thực vật có tác dụng không chỉ làm giảm xói mòn mặt đất mà lớp thảm mục của thảm thưc vật còn cung cấp các chất dinh dưỡng cho đất.
Quá trình điều tra thực địa cho biết thông tin ban đầu về tính chất của đất. Để thấy được ảnh hưởng của thảm thực vật thì cần phân tích một số tính chất lý hóa học của đất. Tuy nhiên thảm thực vật mới chỉ có tác dụng cải tạo đất theo thời gian, còn quyết định tính chất hóa học của đất là do yếu tố đá mẹ.
4.3. Tính chất lý học của đất dưới một số quần xã thực vật
Tính chất lý học của đất có ý nghĩa quan trọng tới sự sinh trưởng, phát triển của thực vật và độ phì của đất. Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi chỉ đề cập đến độ ẩm, mức độ xói mòn và thành phần cơ giới của đất.
4.3.1. Thành phần cơ giới đất
Thành phần cơ giới đất là tổng số các thành phần cơ học có kích thước khác nhau chứa trong đất. Thành phần cơ giới là biểu hiện đặc trưng về nguồn gốc phát sinh và có ảnh hưởng nhiều đến tính chất lý hóa học của đất. Thành phần cơ giới ảnh hưởng đến không khí, chất dinh dưỡng và chế độ nước trong đất. Do đó ảnh hưởng đến độ phì của đất và tác động đến sinh trưởng của cây rừng.
Bảng 4.5. Thành phần cơ giới đất của các quần xã rừng trồng Quần xã Đặc trưng chính Độ sâu (cm) % Cấp hạt đường kính 0,2-0,02 (Cát) 0,02- 0,002(Limon) <0,002(Sét) RKE 7 tuổi Đất ẩm, tầng đất dày, xói mòn mặt nhẹ 0-10 34,3 30,6 33,1 10-20 30,1 32,7 34,0 20-30 32,4 33,0 33,4 RMO 24 tuổi Đất hơi ẩm, tầng đất dày 0-10 29,8 32,1 33,2 10-20 27,3 33,6 34,5 20-30 28,1 31,3 33,7 RQU 22 tuổi Đất ẩm, tầng đất dày 0-10 30,3 33,2 31,9 10-20 29,2 34,1 30,0 20-30 31,5 32,6 32,8 Qua kết quả ở bảng 4.5, dựa vào bảng phân loại đất theo thành phần cơ giới (của Liên Xô cũ và Mỹ) thì cả 3 quần xã nghiên cứu đều có thành phần cơ giới từ thịt trung bình đến sét nhẹ.
Ở lớp đất mặt (0 - 10cm), cấp hạt sét (<0,002mm) của đất dưới quần xã RMO 24 tuổi là cao nhất với 33.2%, tiếp theo là đến RKE 7 tuổi với 33.1% và thấp nhất là ở RQU 22 tuổi với 31.9%.
Ở lớp đất thứ 2 (10 - 20cm), cấp hạt sét (<0,002mm) của đất dưới quần xã RMO 24 tuổi là cao nhất với 34.5%, tiếp theo là đến RKE 7 tuổi với 34% và thấp nhất là ở RQU 22 tuổi với 30%.
Ở lớp đất cuối (20 - 30cm), cấp hạt sét (<0,002mm) của đất dưới quần xã RMO 24 tuổi là cao nhất với 33.7%, tiếp theo là đến RKE 7 tuổi với 33.4% và thấp nhất là ở RQU 22 tuổi với 32.8%.
Ở cả 3 lớp đất, cấp hạt sét (<0,002mm) của đất đều có quy luật sắp xếp như sau: RMO > RKE > RQUE.
4.3.2. Độ ẩm đất
Ở đề tài này, chúng tôi đo độ ẩm của đất từ độ ẩm khô không khí đến khô tuyệt đối, không đo độ ẩm đất từ ban đầu đến khô tuyệt đối.
Bảng 4.6. Độ ẩm (%) và mức độ xói mòn của đất ở các quần xã Quần xã Độ che phủ
(%)
Độ sâu lấy mẫu (cm) Độ ẩm (%) Mức độ xói mòn RKE 7 tuổi 0 - 10 2,33 Xói mòn mặt nhẹ 80-85 10 - 20 2,70 20 - 30 1,69 RMO 24 tuổi 0 - 10 1,54 Không có biểu hiện 90-95 10 - 20 1,48 20 - 30 1,00 RQU 22 tuổi 0 - 10 3,49 Không có biểu hiện 90-100 10 - 20 3,10 20 - 30 2,86
Từ kết quả của bảng 4.6 có thể thấy lớp đất mặt (0 - 10cm) ở RQU 22 tuổi có độ ẩm cao nhất 3,49%, sau đó là RKE 7 tuổi với 2,33% và cuối cùng là RMO 24 tuổi với 1,54%.
Độ ẩm theo từng tầng đất luôn tuân theo quy luật: RQU > RKE > RMO. Dẫn đến tổng độ ẩm của cả 3 tầng đất trong các quần xã cũng tuân theo quy luật:
RQU > RKE > RMO
Hình 4.1: Biểu đồ độ ẩm (%) theo chiều sâu phẫu diện của các quần xã nghiên cứu
2.33 2.7 1.69 1.54 1.48 1 3.49 3.1 2.86 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0-10 10-20 20-30
RKE RMO RQU
(cm) (%)
Trong mỗi quần xã thì độ ẩm đất cũng giảm dần theo độ sâu của phẫu diện, nhưng mức độ giảm không nhiều. Điều này có thể chứng tỏ nước mưa cung cấp độ ẩm cho đất.Lượng nước mưa này được giữ lại bởi hệ thống rễ cây và độ che phủ của thảm thực vật thì hạn chế sự bốc hơi nước từ bề mặt đất. Độ che phủ lớn thì độ ẩm cũng lớn theo, theo đó là độ dốc lớn thì mức độ giữ được nước mưa sẽ thấp hơn.
4.3.3. Mức độ xói mòn đất
Nhìn chung tình hình xói mòn đất ở các tỉnh miền núi trong đó có tỉnh Thái Nguyên chủ yếu do lượng nước mưa gây ra. Về mùa mưa, với cường độ nước mưa lớn, tổng lượng mưa hàng năm cao (1554,4mm) đã tạo ra các dòng chảy bề mặt làm bào mòn lớp đất mặt. Tuy nhiên mức độ xói mòn còn phụ thuộc vào độ che phủ của thảm thực vật.
Kết quả quan sát tại các điểm nghiên cứu cho thấy, RMO 24 tuổi và RQU 22 tuổi không có dấu hiệu xói mòn. Ở RKE 7 tuổi có dấu hiệu xói mòn ở mức độ yếu.Biểu hiện của xói mòn nhẹ là bề mặt đất không có dấu vết, khả năng thấm nước lớn, không có hiện tượng di chuyển đất đi xa, lớp đất mặt mất dưới 20 tấn/ha.
Nguyên nhân gây ra xói mòn đất là do mất hoặc giảm sút độ che phủ của thảm thực vật. Xói mòn đất xảy ra ở những nơi đất dốc và ít cây cối.Cường độ xói mòn mặt đất xảy ra khác nhau ở những nơi có độ che phủ của thảm thực vật khác nhau. Lớp tán cây rừng có tác dụng ngăn cản một phần lượng nước mưa, phân phối lại lượng nước rơi. Mặt khác lớp thảm mục và hệ thống rễ cây có tác dụng ngăn cản dòng chảy bề mặt, làm lượng nước mưa ngấm sâu vào lòng đất nên hạn chế xói mòn xảy ra.
Ở RKE 7 tuổi có hiện tượng xói mòn mặt nhẹ là do tuổi rừng còn thấp, sự đa dạng về các loài còn chưa nhiều, các tán cây còn nhỏ dẫn đến độ che phủ của
thảm thực vật chưa cao. Bên cạnh đó, rừng còn có độ dốc 300 dẫn đến bị xói mòn yếu.
Ở thảm thực vật RQU 22 tuổi và RMO 24 tuổi có độ che phủ cao (85- 100%), thành phần loài và dạng sống phong phú, tầng thảm mục dày đã hạn chế sự xói mòn, giữ được độ ẩm.
Qua các kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ xói mòn và độ ẩm của đất chịu sự chi phối của độ che phủ của thảm thực vật.Độ che phủ của thảm thực vật cao có tác dụng giữ ẩm, chống xói mòn, nâng cao được độ phì của đất.Còn độ che phủ của thảm thực vật thấp thì hiệu quả sẽ ngược lại.
4.4. Tính chất hóa học của đất dưới một số quần xã thực vật
Đất là một nhân tố sinh thái quan trọng.Đặc tính của đất chịu sự chi phối của quần xã sinh vật trong đó quan trọng nhất là thực vật.Trước hết, rừng trả về đất phần lớn các chất khoáng mà chúng rút ra từ đất. Các sản phẩm này ở dạng các vật rụng như lá, cành, hoa, quả và thân cây chết. Lượng Ca, K, P, N... được cây rừng trả lại đất sau khi chết từ 70 - 90% so với nhu cầu của chúng. Khi bị phân giải, thảm mục chuyển hóa thành mùn; mùn có ý nghĩa đặc biệt quantrọng đối với qúa trình hình thành đất và điều chỉnh sự thu nhận các chất khoáng vào đất. Đất còn là nơi sinh sống của các động vật thân mềm như giun đất, các vi sinh vật và nấm. Đất có nhiều thảm mục và mùn trở thành đất có độ phì cao, có cấu trúc tơi xốp, thấm nước nhanh và giữ nước tốt. Ngược lại quần xã sinh vật cũng chịu tác động rất lớn từ đất.
Trong phạm vi đề tài này chúng tôi chỉ đề cập đến một số tính chất hóa học cơ bản của đất thông qua các chỉ tiêu quan trọng của đất như: độ pH (KCl); hàm lượng mùn tổng số, đạm (N) tổng số, hàm lượng lân và kali dễ tiêu (P2O5, K2O) hàm lượng ion trao đổi (Ca2+, Mg2+).
Trong kết quả phân tích của bài, hàm lượng lân và kali dễ tiêu (P2O5, K2O) hàm lượng ion trao đổi (Ca2+, Mg2+), chúng tôi sử dụng đơn vị ppm.
Bảng 4.7.Một số tính chất hóa học của đất dưới các quần xã nghiên cứu Quần xã Độ sâu (cm) pH(KCl) Mùn (%) Đạm (%) Lân, Kali dễ tiêu (ppm) Ca2+, Mg 2+ trao đổi (ppm) P2O5 K2O Ca2+ Mg2+ RKE 7 tuổi 0 - 10 3,37 4,628 0,193 9,25 54,83 53,88 4,36 10 - 20 3,43 2,359 0,089 5,78 46.50 24,14 0,41 20 - 30 3,48 1,361 0,074 5,77 41,75 20,26 0,15 RMO 24 tuổi 0 - 10 3,26 6,171 0,217 21,09 43,50 18,97 18,45 10 - 20 3,49 2,541 0,158 7,83 29,50 7,33 2,65 20 - 30 3,58 1,452 0,116 4,76 24,00 7,33 2,4 RQU 22 tuổi 0 - 10 3,21 4,810 0,214 11,86 43,00 27,59 5,34 10 - 20 3,27 3,176 0,154 7,38 35,75 16,38 0,80 20 - 30 3,33 2,268 0,144 4,73 31,25 8,62 0,08 4.4.1. Độ chua pH(KCl)
Độ chua là một tính chất hóa học của đất, nó ảnh hưởng đến nhiều quá trình lý hóa học và sinh học của đất và tác động trực tiếp đến sự sinh trưởng phát triển của cây rừng. Nhìn chung pH(KCl) có xu hướng tăng theo độ sâu tầng đất nhưng không nhiều. Tức là độ chua của đất ở các quần xã biến động theo qui luật chung là giảm dần khi độ sâu của phẫu diện tăng. Điều đó cho thấy độ chua ở tầng đất mặt (0 - 10cm) là do nước mưa rửa trôi trên bề mặt gây ra.
Xét về độ chua của lớp mặt (0 -10cm) tại các quần xã nghiên cứu thì tại RQU 22 tuổi có chỉ số pH(KCl) nhỏ nhất (pH=3,21), với chỉ số này thì đất dưới RQU 22 tuổi được xếp vào đất có độ chua cao nhất. Chỉ số pH(KCl) cao nhất (pH=3,37) là ở RKE 7 tuổi và sáu đó là RMO 24 tuổi (pH=3,26).
Nhìn vào chỉ số pH(KCl) của từng quần xã theo độ sâu thì ta thấy chúng thay đổi theo một quy luật chung là chỉ số pH(KCl) tăng dần theo độ sâu lớp đất của quần xã tầng đất nhưng không nhiều.Tức là độ chua của đất ở các quần xã biến động theo qui luật chung là giảm dần khi độ sâu của phẫu diện tăng. Chênh lệch pH(KCl) giữa tầng đất mặt (0- 10cm) và tầng đất dưới (20 - 30cm) ở RMO 24 tuổi
cao nhất với chênh lệch 0,32 tiếp theo đến RQU 22 tuổi với chênh lệch 0,12 và cuối cùng RKE 7 tuổi với chênh lệch 0,11.
Hình 4.2. Biểu đồ pH(KCl)theo độ sâu của các quần xã nghiên cứu
Nguyên nhân có sự khác nhau về chỉ số pH của đất ở các quần xã khác nhau là do độ che phủ của từng quần xã khác nhau là khác nhau. Ngoài ra, độ dốc cũng là yếu tố ảnh hưởng đến pH(KCl) của đất, ở RQU 22 tuổi tuổi mặc dù có độ che phủ cao (90 - 100%) nhưng do độ dốc lớn (25%) nên pH(KCl) ở tầng đất mặt thấp.
4.4.2. Hàm lượng mùn tổng số (%)
Mùn là nguồn cung cấp thức ăn cho cây, mùn có vai trò rất quan trọng với độ phì của đất, ảnh hưởng đến một số tính chất lý học, hóa học và sinh học của đất.
Kết quả phân tíchtheo bảng ta thấy hàm lượng mùn tổng số giảm mạnh theo chiều sâu phẫu diện. Tức là lớp đất càng sâu, lượng mùn càng nghèo so với lớp đất mặt. 3.37 3.43 3.48 3.26 3.49 3.58 3.21 3.27 3.33 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 0-10 10-20 20-30
RKE RMO RQU
(cm)
Ở lớp đất mặt (0 - 10cm), quần xã RMO 24 tuổi hàm lượng mùn tổng số là cao nhất với 6,171%. Quần xã có hàm lượng mùn cao thứ 2 là RQU 22 tuổi với hàm lượng mùn tổng số là 4,81%. Hàm lượng mùn thấp nhất là ở quần xã RKE 7 tuổi với hàm lượng mùn tổng số là 4,628%.
Hình 4.3.Biểu đồ hàm lượng mùn tổng số (%) theo độ sâu của các quần xã nghiên cứu
Dựa vào hình 4.3, có thể thấy ở lớp đất mặt (0 - 10cm) hàm lượng mùn tổng số ở RMO 24 tuổi là cao nhất với 6,171%, nhưng ở lớp đất có độ sâu 10- 20cm và 20-30cm thì RQU 22 tuổi lại có hàm lượng mùn tổng số cao nhất với lần lượt 3,176% và 2,268%. Qua đó có thể thấy đất dưới quần xã RQU 22 tuổi là lớp đất giữ được mùn (tổng lượng mùn cả 3 lớp đất là 10,272%) hơn so với quần xã RMO 24 tuổi (tổng lượng mùn cả 3 lớp đất là 10,164%) và quần xã RKE 7 tuổi (tổng lượng mùn cả 3 lớp đất là 8,348%).
Ở các rừng lâu năm và tổng thành phần loài lớn (RQU,RMO) thì lượng vật rơi rụng của rừng hàng năm là lớn từ đó khối lượng vi sinh vật và động vật đất tăng, sự hoạt động và xác chết của chúng giúp tăng lượng mùn cho đất và khả năng tích lũy mùn không chỉ ở tầng mặt mà cả tầng sâu hơn. Ở quần xã ít năm (RKE), do các tán
4.628 2.359 1.361 6.171 2.541 1.452 4.81 3.176 2.268 0 1 2 3 4 5 6 7 0-10 10-20 20-30
RKE RMO RQU
(cm) (%)
cây còn nhỏ, tổng thành phần loài chưa nhiều thì khả năm tích lũy mùn sẽ thấp hơn. Ngoài ra, độ che phủ của thảm thực vật cũng có vai trò quan trọng làm giảm sự xói mòn và rửa trôi các chất mùn, các chất dinh dưỡng trong đất.
4.4.3. Hàm lượng đạm tổng số (%)
Đạm là một trong các chất quan trọng nhất của dinh dưỡng cây. Khi phân tích hàm lượng đạm tổng số có thể giúp ta so sánh các loại đất, đánh giá khả năng tích lũy đạm trong đất và ở mức độ nhất định cũng xác định được đất tốt hay đất xấu...
Do lượng vật chất rơi rụng ở từng rừng sẽ khác nhau vì vậy mà lượng đạm ở các rừng cũng là khác nhau có thể thấy ở lớp đất mặt (0 - 10cm), quần xã RMO 24 tuổi có hàm lượng đạm là lớn nhất với 0,217%, quần xã RQU 22 tuổi có hàm lượng đạm lớn thứ 2 với 0,214% và RKE 7 thấp nhất là quần xã tuổi với 0,193%. Quy luật thay đổi hàm lượng đạm của các quần xã là giảm dần theo chiều sâu phẫu diện, tùy theo từng quần xã mà hàm lượng đạm giảm mạnh hay giảm nhẹ.
Hình 4.4. Biểu đồ hàm lượng đạm tổng số (%) theo độ sâu của các quần xã nghiên cứu
0.193 0.089 0.074 0.217 0.158 0.116