Tràm tự nhiên pH Tỷ trọng Ẩm độ CHC TN Tỷ trọng 0,35 Ẩm độ -0,42 -0,52 CHC -0,81 -0,41 0,32 TN -0,18 0,32 -0,40 0,52 TP 0,75 0,15 -0,31 -0,79 -0,34 Tràm trồng pH Tỷ trọng Ẩm độ CHC TN Tỷ trọng 0,16 Ẩm độ -0,52 -0,30 CHC -0,78 -0,23 0,33 TN -0,32 0,32 -0,09 0,44 TP 0,20 0,20 -0,49 -0,15 0,39 Keo lai pH Tỷ trọng Ẩm độ CHC TN Tỷ trọng 0,09 Ẩm độ -0,07 -0,34 CHC -0,53 -0,23 0,04 TN -0,22 0,28 -0,08 -0,01 TP 0,36 0,08 -0,40 -0,10 0,12 Lúa pH Tỷ trọng Ẩm độ CHC TN Tỷ trọng 0,14 Ẩm độ 0,59 0,41 CHC -0,38 -0,64 0,11 TN -0,56 0,31 0,33 0,49 TP 0,81 0,52 0,40 -0,75 -0,52 Chú thích -1 0 1
4.2.5 Đánh giá sự tương đồng chất lượng đất tại các mơ hình 4.2.5.1 Đánh giá sự tương đồng của các mơ hình theo độ sâu
Kết quả cho thấy chất lượng tầng đất mặt ở khu vực Tràm tự nhiên khác biệt so với mơ hình canh tác như Keo lai và Tràm trồng ở các cấp tuổi khác nhau; điều này được chứng minh bởi kết quả phân nhóm sự tương đồng dựa trên 6 thông số chất lượng đất (Hình 4.6, 4.7). Đối với tầng phèn nơng, mơ hình Tràm tự nhiên được phân thành một nhóm riêng biệt (Nhóm I). Trong khi đó, chất lượng đất ở mơ hình Tràm trồng và Keo lai ở cấp tuổi < 3 được đánh giá có sự tương đồng và phân vào cùng một nhóm (Nhóm II). Cuối cùng, Nhóm III chỉ có mơ hình Keo lai ở cấp tuổi > 3. Kết quả phân tích đã cho thấy sự tác động đáng kể của việc xáo trộn đất tại các mơ hình canh tác. Tính chất đất có tính tương đồng rõ rệt ở tầng phèn nơng ở mơ hình Tràm tự nhiên phù hợp với kết quả tương quan khá chặt của 06 yếu tố chất lượng đất, Mương liếp ở giai đoạn đầu trồng Keo lai và Tràm phóng thích nhiều độc tố hơn do q trình sinh phèn trên các
55
lớp đất mới đào có chứa nhiều vật liệu sinh phèn (phèn tiềm tàng) được đưa lên bề mặt liếp trồng. Hơn nữa, với mương liếp rừng trồng lâu năm thì quá trình nhiễm phèn nước chủ yếu từ sự rửa trơi hay rị rỉ phèn từ mặt hoặc thân liếp trồng cũng có thể ảnh hưởng đến phân bố và lượng cá tự nhiên khác nhau ở các mơ hình nghiên cứu.
Hình 4.6 Sự tương đồng chất lượng đất của các mơ hình trong tầng phèn nông
Ghi chú: NMC-Tràm tự nhiên, PMC-Tràm trồng, AH-Keo lai và các số ghi nhận cấp tuổi.
Đối với khu vực đất phèn sâu, kết quả phân nhóm chất lượng đất cũng cho thấy khu vực Tràm tự nhiên khác biệt so với những mơ hình canh tác ở các cấp độ tuổi khác nhau (Hình 4.7). Ở tầng phèn sâu, tính chất đất ở các mơ hình canh tác khác nhau rất rõ rệt trong đó nhóm I là rừng Tràm tự nhiên, Nhóm II là Tràm trồng và Nhóm III là Keo lai. Chất lượng đất có xu hướng phân nhóm khá rõ ràng giữa các mơ hình; điều này có thể nhận thấy rằng tầng phèn sâu ít chịu tác động của thời tiết, khí hậu, cũng như tác động của con người nên tính chất đất ở tầng này phân biệt khá rõ hơn so với tầng phèn nơng (Hình 4.6).
Theo kết quả nghiên cứu này cho thấy xu hướng biến đổi chất lượng đất tại hai khu vực phèn nông và phèn sâu phụ thuộc rất lớn vào yếu tố tác động và sự tích tụ các chất dinh dưỡng hay ơ nhiễm tại chỗ theo thời gian canh tác của từng mơ hình. Đặc biệt, chất lượng mơi trường đất khác biệt rất rõ giữa các mơ hình trồng rừng ở khu vực phèn sâu, từ đó kéo theo chất lượng mơi nước ở từng mơ hình sản xuất rừng khác nhau có hay khơng ảnh hưởng đến thành phần phân bố cá tự nhiên, dựa trên cơ sở này có thể đề xuất giải pháp quản lý chất lượng môi trường đất, nước phù hợp cho bảo vệ nguồn cá tự nhiên hay đa dạng sinh học ở địa phương nghiên cứu, và hỗ trợ hiệu quả cho công tác quy hoạch sử dụng đất của các cơ quan quản lý.
56
Hình 4.7 Sự tương đồng chất lượng đất của các mơ hình trong tầng phèn sâu
Ghi chú: NMC-Tràm tự nhiên, PMC-Tràm trồng, AH-Keo lai và các số ghi nhận cấp tuổi.
4.5.2.2 Đánh giá sự tương đồng của các mơ hình theo mùa
Đặc tính mơi trường đất được phân thành ba nhóm, trong đó nhóm I là thuộc khu vực rừng Tràm tự nhiên, nhóm II bao gồm khu vực Tràm trồng ở hai cấp độ tuổi và mơ hình canh tác Lúa hai vụ, nhóm III là khu vực trồng Keo lai ở các cấp tuổi khác nhau. Độ tuổi của Tràm trồng khơng ảnh hưởng đến tính chất đất ở nhóm 2 vì đất ở Tràm trồng ở hai cấp độ tuổi khơng có sự phân hóa rõ rệt (Hình 4.8). Vào mùa khơ, mơi trường khu vực nghiên cứu thường khơ cạn vào cuối mùa do khơng cịn lượng nước mưa dự trữ nên thu hẹp môi trường sống cho cá tự nhiên.
Hình 4.8 Sự tương đồng chất lượng đất của các mơ hình vào mùa khơ
57
Hình 4.9 trình bày sự thay đổi tính chất tổng thể của đất vào mùa mưa. Tính chất đất vào mùa mưa được phân thành 3 nhóm, trong đó nhóm 1 thuộc khu vực Tràm tự nhiên, nhóm 2 thuộc khu vực Tràm trồng và Keo lai ở các cấp tuổi khác nhau, nhóm 3 là khu vực trồng lúa hai vụ. Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng mưa có tác động rất lớn đến chất lượng đất ở các mơ hình Tràm trồng, Keo lai, và lúa 2 vụ. Điều này cho thấy, khu vực tự nhiên ít có sự tác động của con người giữ được tính ổn định của đất cao trong khi khu vực có nhiều sự tác động từ con người thì rất nhạy cảm với các tác động của thời tiết, khí hậu. Kết quả từ Hình 4.8 và Hình 4.9 cho thấy chất lượng đất chịu sự tác động của mùa rất rõ rệt đặc biệt là ở các mơ hình canh tác Tràm, Keo lai và lúa hai vụ.
Nhìn chung, sự phân nhóm này có thể do sự khác biệt về không gian và thời gian đối với hàm lượng các chất có trong đất; bởi một số yếu tố như phong hóa nền, khí hậu, hiệu ứng pha loãng và các hoạt động của con người. Tuy nhiên, cũng cần lưu ý đến khả năng chảy tràn, rò rỉ phèn do liếp trồng bị bào mòn trong mùa mưa ở khu vực rừng trồng, điều này cũng ảnh hưởng đến cá tự nhiên, đặc biệt trong những năm có lượng mưa ít làm hạn chế khả năng pha loãng độc chất ở khu vực nghiên cứu.
Hình 4.9 Sự tương đồng chất lượng đất của các mơ hình vào mùa mưa
Ghi chú: NMC-Tràm tự nhiên, PMC-Tràm trồng, AH-Keo lai, Lua-Lúa và các số ghi nhận cấp tuổi.
4.2.6 Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng đất
4.2.6.1 Các yếu tố ảnh hưởng chất lượng đất theo tầng phèn
Phân tích PCA được thực hiện dựa trên các giá trị trung bình của thơng số chất lượng đất tại các mơ hình trong đất tầng phèn nông và phèn sâu. Các PCs có hệ số Eigenvalues từ 1,0 trở lên được coi là đáng kể (Shrestha & Kazama, 2008; Boyacioglu et al., 2008). Thêm vào đó, độ dài của các đường đối với từng thông số chỉ ra mức độ đóng góp và tương quan đối với mỗi PCs. Từ những, kết quả phân tích PCA cho thấy chỉ có hai nhân tố gây ra sự biến động đáng kể chất lượng đất tại khu vực nghiên cứu
58
trong đất phèn nơng và đất phèn sâu và có thể giải thích 73,21% (phèn nơng) và 83,47% (phèn sâu) sự biến động này (Hình 4.10 và Hình 4.11). Tuy nhiên, một số thông số chất lượng đất được ghi nhận có hệ số tải trọng (loading) ở mức tương đối cao trong các PCs; do đo, các PC3 và PC4 trong đất phèn nông và phèn sâu vẫn được giữ lại để đánh giá sự biến động chất lượng đất của khu vực nghiên cứu.
Đối với đất phèn nơng, PC1 giải thích khoảng 50,89% sự biến động chất lượng đất. Thành phần PC1 giải thích bởi sự đóng góp của hầu hết các thơng số đánh giá chất lượng đất liên quan đến vật lý và hóa học đất như pH (-0,44), ẩm độ (0,53), chất hữu cơ (0,48) và tổng lân (-0,46). PC2 cho thấy mối tương quan cao với TN (0,74), tỷ trọng (0,56) và pH (-0,32). Song song đó, yếu tố PC3 được đóng góp và giải thích 10,77% sự biến động bởi các thơng số tương tự PC2 (pH, tỷ trọng và TN). PC4 chỉ ra sự đóng góp chủ yếu của các thơng số dinh dưỡng (CHC, TN và TP). Hơn nữa, Hình 4.10 cho thấy chất hữu cơ và TN có mối tương quan với hầu hết đến các PCs; do đó có thể thấy chất hữu cơ đóng góp quan trọng và yếu tố cơ bản dẫn đến các sự thay đổi của các thông số đánh giá chất lượng đất khác. Nhìn chung, pH là yếu tố chính quyết định đến thay đổi hầu hết các yếu tố chất lượng môi trường đất cịn lại thơng qua 3 PCs, điều này cho thấy mơi trường nước ở các mơ hình ở tầng phèn nơng đều có khả năng nhiễm phèn và ảnh hưởng đến đa dạng cá.
Hình 4.10 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng đất phèn nông
Tại khu vực đất phèn sâu, hầu hết sự biến đổi chất lượng đất đều phụ thuộc vào các quá trình xảy ra trong tầng mặt, do đó chỉ có 2 yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng đất (giải thích khoảng 83,47%). Mặt khác, PC3 và PC4 có thể được xem là yếu tố phụ ảnh hưởng đến chất lượng đất và đã giải thích khoảng 12,06% sự thay đổi chất lượng đất. PC3 và PC4 có hệ số tương quan trung bình lần lượt với tỷ trọng (-0,68) và TN (0,59), ẩm độ (0,62) và TP (0,65). Ngoại trừ tỷ trọng, PC1 có mối tương quan với hầu hết các thông số, yếu tố này liên quan đến sự phát triển của các hệ thực vật (hấp thu các cation bazo và thải ra H⁺ từ hệ rễ), q trình nitrate hóa, sự rửa trôi trong thời gian
59
dài và các hoạt động của các vi sinh vật đã ảnh hưởng đến chất lượng đất. Trong khi đó, PC2 được giải thích bởi tỷ trọng (0,67), TN (0,44) và TP (0,53) cho thấy yếu tố này bắt nguồn từ yếu tố địa hình và khả năng sự giữ nước của đất. Nhìn chung, chất lượng đất chủ yếu bị ảnh hưởng bởi các q trình lý hóa xảy ra trong tự nhiên, đặc tính đất và thủy văn của khu vực nghiên cứu.
Nhìn chung, khác với các mơ hình khu vực phèn nơng, chất lượng môi trường đất ở các mơ hình sản xuất ở khu vực phèn sâu ổn định hơn với sự tương quan khá đồng đều giữa các yếu tố lý, hóa và dinh dưỡng trong đất, điều này có thể tạo ra mơi trường nước ổn định theo thời gian nhất định cho phát triển nguồn cá tự nhiên, ngoài ra tất cả các chỉ tiêu đất hay nước còn bị tác động theo mùa.
Hình 4.11 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng đất phèn sâu
4.2.6.2 Các yếu tố ảnh hưởng chất lượng đất theo mùa
Kết quả phân tích PCA cho thấy bốn yếu tố giải thích khoảng 93,53% sự biến động của chất lượng đất vào mùa khô và 96,08% sự biến động vào mùa mưa. Cụ thể, PC1 đã giải thích khoảng 58% sự biến động chất lượng đất vào mùa khô, kế tiếp là PC2 (18,23%), PC3 (10,05%) và PC4 (7,25%). Các hệ số PC4 và PC5 có hệ số Eigenvalues nhỏ hơn 1 do đó hai nhân tố này được coi là không ảnh hưởng đáng kể đến sự biến động của số liệu. Tuy nhiên, sự đóng góp của ẩm độ và TP trong PC3 và PC4 được xác định cao hơn so với PC1 và PC2; do đó, hai yếu tố này đã được giữ lại để giải thích sự biến động chất lượng đất vào mùa khơ của khu vực nghiên cứu. PC1 giải thích bởi sự đóng góp của hầu hết các thơng số đánh giá chất lượng đất liên quan đến vật lý và hóa học được phân tích trong nghiên cứu (ngoại từ TN). Điều này có thể thấy được rằng các q trình tự nhiên trong đất vào mùa khơ đã ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng đất. Ngược lại, PC2 và PC3 được giải thích chủ yếu bởi các yếu tố dinh dưỡng trong đất (TN và TP), sự thay đổi này có thể bắt nguồn từ các hoạt động bổ sung lân trong canh tác nông nghiệp.
60
Hình 4.12 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng đất vào mùa khơ
Hình 4.13 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng đất vào mùa mưa
4.2.7 Xác định thông số gây ra sự biến động chất lượng đất các mơ hình
Phân tích phân biệt (DA) cho thấy sự khác biệt của chất lượng đất phèn nông và phèn sâu dựa trên sự thay đổi các giá trị lý-hoá trong đất (Bảng 4.8). Các giá trị Wilks Lambda và Chi-square được sử dụng để kiểm tra ý nghĩa của hàm phân biệt (Bảng 4.8 và Bảng 4.9). Giá trị Wilks Lambda càng nhỏ và Chi-square cao cho thấy ý nghĩa phân biệt cao (Tinsley & Brown, 2000); trong khi đó, giá trị Eigenvalue và tương quan canonical chỉ ra khả năng phân biệt hiệu quả của từng DF giữa các đối tượng trong nghiên cứu (Pati et al., 2016). Do nghiên cứu hiện tại chỉ có hai tầng phèn và hai mùa nên kết quả phân tích chỉ ghi nhận một hàm phân biệt. Kết quả cho thấy pH, tỷ trọng, chất hữu cơ và TP là các thơng số có ý nghĩa quan trọng nhất trong việc phân biệt chất lượng đất giữa hai tầng phèn nơng và phèn sâu vào mùa khơ. Trong khi đó, mùa mưa chỉ ghi nhận sự phân biệt của hai thông số pH và TP trong đất. Kết quả phân tích đã giải thích độ chính xác phân loại chéo giữa hai tầng đất là 96,67% vào mùa khô và 76,67% vào mùa mưa. Dựa trên các kết quả phân tích DA chỉ ra rằng phương trình phân biệt
61
chất lượng đất giữa hai tầng phèn nông và phèn sâu vào mùa mưa và mùa khô lần lượt là phương trình (4.1) và (4.2):
DFmùa khơ = 1,43*pH + 3,45*Ty trong – 46,08*TP + 0,64*CHC – 15,53 (4.1)
DFmùa mưa = 1,20*pH – 56,98*TP – 1,44 (4.2)
Nhìn chung, kết quả phân biệt số cho thấy chất lượng đất ở mùa mưa chủ yếu thay đổi chính từ biến động giá trị pH, TP ở tất cả các mơ hình khơng kể đến yếu tố địa hình (tầng phèn), điều này cho thấy q trình chảy tràn, rị rỉ và pha lỗng độc chất phèn xảy ra trên diện rộng, tuy nhiên có thể do độ sâu thủy vực khác nhau nên cá tự nhiên có xu hướng di chuyển đến vùng nước phù hợp hơn để tồn tại. Ngược lại vào mùa khô, yếu tố dinh dưỡng đất được tích lũy cùng với biến động của yếu tố tỷ trọng và pH là quan trọng để nhận dạng chất lượng môi trường đất theo tầng phèn, dù vậy vào mùa khô, lưu lượng và chất lượng nước sẽ quan trọng hơn cá tự nhiên tồn tại.
Bảng 4.8 Các thông số gây ra sự biến động chất lượng đất giữa hai tầng phèn trong mùa khô và mưa
DFs Khả năng phân biệt
Thông số Hệ số phân biệt
Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa
Eigenvalue 2,92 0,43 pH 1,43 1,20 Relative Percentage 100 100 Tỷ trọng 3,45 - Canonical Correlation 0,86 0,55 Ẩm độ - - Wilks Lambda 0,26 0,70 CHC 0,64 - Chi-Square 35,50 9,73 TN - - DF 4,00 2,00 TP -46,08 -56,98 p-Value 0,00 0,01 Constant -15,53 -1,44
Các thông số được ghi nhận trong kết quả phân tích giữa hai mùa trong cả hai tầng phèn nông và phèn sâu được đưa vào phương trình phân biệt (4.3) và (4.4).
DFPhèn nơng = 5,96*Ty trong + 0,05*Am do – 10,95 (4.3) DFPhèn sâu = 5,40*Ty trong – 0,13*Am do + 0,79* CHC – 10,17 (4.4) Sự phân biệt chất lượng đất giữa hai mùa tập trung chủ yếu bởi tỷ trọng, ẩm độ và chất hữu cơ trong đất (Bảng 4.9). Trong đó, tỷ trọng và ẩm độ được xem là hai thơng số chịu trách nhiệm chính trong việc phân biệt chất lượng đất giữa hai mùa trong đất phèn nơng. Độ chính xác phân loại chéo cho thấy mức độ thành công của việc phân loại chất