Thời gian thực địa (thỏng/năm)
TT Tờn loài cõy
4/2010 4/2011 4/2012
D (cm) 9,1±0,3 9,4±0,3 9,7±0,4
1 Trỏm trắng
(Canarium album) d (cm/năm) - 0,3±0,02 0,3±0,02 D (cm) 10,7±0,3 11,1±0,3 11,5±0,3 2 Khỏo nhớt (Actinodaphne
cochinchinensis) d (cm/năm) - 0,4±0,02 0,4±0,03
D (cm) 16,5±0,4 17,0±0,4 17,5±0,5
3 Đu đủ rừng
(Trevesia palmata) d (cm/năm) - 0,5±0,03 0,5±0,04 D (cm) 18,8±0,5 19,4±0,5 20,0±0,5
4 Bồ đề
(Styrax tonkinensis) d (cm/năm) - 0,6±0,05 0,6±0,05 D (cm) 9,6±0,3 10,0±0,3 10,3±0,3
5 Hoàng linh
(Pelthophorum tonkinense) d (cm/năm) - 0,4±0,02 0,3±0,02 D (cm) 12,7±0,4 14,1±0,4 14,6±0,5
6 Dẻ gai
(Castanopsis armata) d (cm/năm) - 0,4±0,03 0,5±0,03
Ghi chỳ. D: đường kớnh trung bỡnh (cm); d: lượng tăng trưởng đường kớnh (cm/năm) Tổng số cõy mỗi loài được tiến hành đo đường kớnh là n=30 cõy
Kết quả ở bảng 4.17 cho thấy ở rừng thứ sinh, một số loài cõy gỗ chớnh cú đường kớnh từ 9,1cm – 20cm và tốc độ tăng trưởng về đường kớnh là thấp (dao động 0,3cm – 0,6 cm/năm).
Trong quỏ trỡnh sinh trưởng của cỏc loài cõy gỗ chớnh thỡ Bồ đề là loài cõy sinh trưởng nhanh nhất nờn chỳng thường cú đường kớnh to hơn cỏc loài cõy khỏc (20cm) và tốc độ tăng trưởng về đường kớnh là cao nhất (trung bỡnh 0,6cm/năm), sau đú đến Đu đủ rừng (trung bỡnh 0,5cm/năm), Dẻ gai (trung bỡnh 0,45cm/năm), Khỏo nhớt (trung bỡnh 0,4cm/năm), Hoàng linh (trung bỡnh 0,35cm/năm) và sinh trưởng chậm nhất là Trỏm trắng (trung bỡnh 0,3cm/năm).
4.2.7. Sự thay đổi đặc điểm phẫu diện đất trong cỏc kiểu thảm thực vật
Phẫu diện đất là mặt cắt thẳng đứng từ bề mặt đất xuống tầng đỏ mẹ. Cỏc loại đất khỏc nhau cú độ dầy và hỡnh thỏi ngoại mạo khỏc nhau. Phẫu diện đất là hỡnh thỏi biểu hiện bờn ngoài của quỏ trỡnh hỡnh thành và phỏt triển đất, chịu tỏc động của 5 yếu tố hỡnh thành đất (trong đú cú vai trũ của thảm thực vật). Kết quả mụ tả hỡnh thỏi phẫu diện đất trong 4 kiểu thảm thực vật khỏc nhau ở vựng nghiờn cứu được trỡnh bày sau đõy:
4.2.7.1. Phẫu diện đất đặc trưng ở thảm cỏ
Đất cú độ dốc 320, độ cao tương đối 42m. Hướng dốc Tõy bắc, cú xúi mũn mặt nhẹ. * Tầng Ao: Tầng thảm mục 1,0cm. * Tầng A: 0 - 25cm
- Đất cú màu vàng nhạt, đất khụ, kết cấu viờn, cú tổ kiến hang giun ớt, cú rễ cõy, chuyển lớp khụng rừ về màu sắc, đất thịt trung bỡnh.
* Tầng B: 25 - 60cm
- Đất màu vàng nõu, hơi chặt, hơi khụ, chuyển lớp khụng rừ về màu sắc. * Tầng C: 60 - 90cm
- Đất cú màu vàng, chặt, hơi khụ, cú lẫn đỏ sỏi cơm, chuyển màu sắc rừ.
4.2.7.2. Phẫu diện đất đặc trưng ở thảm cõy bụi thấp
Đất cú độ đốc 30o, độ cao tương đối 45m, cú xúi mũn mặt nhẹ. Hướng dốc: Tõy bắc.
* Tầng Ao: Tầng thảm mục 1,0cm. * Tầng A: 0 - 30cm
- Đất màu nõu vàng, ẩm thấp , ớt cú hang giun và tổ kiến, cấu tượng hạt đất khụng chặt, cú nhiều rễ, cành lỏ cõy rụng đang phõn hủy, đất thịt nhẹ, chuyển lớp khụng rừ về màu sắc.
* Tầng B: 30 - 68cm.
- Đất cú màu nõu vàng, ẩm, cấu tượng hạt đất hơi chặt, cú tổ mối, cú ớt rễ cõy, đất thịt trung bỡnh, chuyển lớp khụng rừ về mầu sắc.
* Tầng C: 68 - 92cm.
- Đất cú màu vàng cấu tượng hạt đất chặt, kiến trỳc cục, cú lẫn ớt đỏ.
4.2.7.3. Phẫu diện đất đặc trưng ở thảm cõy bụi cao
Độ dốc 28o, độc cao tương đối 40m.
Hướng dốc: Tõy bắc, khụng cú dấu hiệu xúi mũn. * Tầng Ao: Tầng thảm mục 1,5cm.
* Tầng A: 0 - 32cm.
- Đất cú màu nõu xỏm, ẩm, tơi xốp, cú nhiều hang giun tổ kiến, cấu tượng hạt khụng chặt, đất thịt nhẹ, thảm mục là cành lỏ cõy đang phõn hủy, chuyển lớp rừ về màu sắc.
* Tầng B: 32 - 72cm.
- Đất cú màu nõu, ẩm, xốp, cú tổ mối, đất thịt trung bỡnh, cú ớt rễ cõy, chuyển lớp rừ về màu sắc.
* Tầng C: 72 - 100cm.
- Đất cú màu nõu vàng, ẩm vừa, cấu tượng hạt hơi chặt, đất thịt.
4.2.7.4. Phẫu diện đất đặc trưng ở rừng thứ sinh
Đất cú độ dốc 30o, độ cao tương đối 50m.
Hướng dốc: Tõy bắc, khụng cú dấu hiệu xúi mũn. * Tầng Ao: Tầng thảm mục 4cm.
* Tầng A: 0 - 35cm.
- Đất màu nõu xỏm, ẩm, tơi xốp, cú nhiều hang giun, tổ kiến và mối. Cấu tượng hạt đất khụng chặt, đất thịt nhẹ, cú nhiều rễ cõy và cành cõy chết đang phõn hủy, chuyển tiếp rừ về màu sắc.
- Đất màu nõu, độ ẩm vừa phải, loại đất thịt trung bỡnh, cú ớt rễ cõy, đất hơi chặt, cú hang mối, khụng lẫn đỏ, đất chuyển lớp khụng rừ.
* Tầng C: 75 - 100cm
- Đất màu nõu, hơi chặt, kiến trỳc cục, ớt rễ cõy, khụng cú động vật đất.
Nhận xột về hỡnh thỏi phẫu diện đất ở cỏc kiểu thảm thực vật:
- Tất cả 4 kiểu thảm thực vật nghiờn cứu, phẫu diện đất đều gồm 3 tầng A, B, C. Trong quỏ trỡnh phục hồi rừng, thỡ độ dầy tầng đất (A+B) tăng dần qua cỏc giai đoạn diễn thế: Đất trong thảm cỏ cú độ dày thấp nhất (60cm), tiếp theo là thảm cõy bụi thấp cú chiều dày tầng đất là 68cm, thảm cõy bụi cao là 72cm và lớn nhất là rừng thứ sinh với độ dày 75cm. Ngoài ra, ở cỏc kiểu thảm thực vật đều cú lớp thảm mục (1,0cm - 4,0cm).
- Qua điều tra quan sỏt ngoài thực địa với cỏc màu sắc tầng đất cụ thể, cú thể nhận định rằng, đất tầng mặt A ở rừng thứ sinh và thảm cõy bụi cao cú độ phỡ cao hơn so với cỏc kiểu thảm thực vật khỏc vỡ cú lớp thảm mục dày hơn (4,0cm và 1,5cm), đất màu nõu xỏm, đất ẩm, tơi xốp, cú cấu tượng hạt...
Từ đú cú thể thấy trong quỏ trỡnh diễn thế đi lờn phục hồi thảm thực vật, khi độ che phủ tăng, cấu trỳc tầng tỏn phức tạp sẽ tăng khả năng cung cấp cỏc chất dinh dưỡng cho đất, giảm sự xúi mũn mặt đất, do đú tầng A cũng dày lờn theo thời gian phục hồi.
Việc điều tra ngoài thực địa mới chỉ cho biết thụng tin ban đầu về tớnh chất của đất. Để thấy được ảnh hưởng của thảm thực vật thỡ cần phải phõn tớch một số tớnh chất lý, húa học của đất. Tuy nhiờn thảm thực vật mới chỉ cú tỏc dụng cải tạo đất dần dần theo thời gian, cũn tớnh chất vật lý và húa học của đất cũn bị chi phối bởi yếu tố đỏ mẹ.
4.2.8. Mức độ xúi mũn đất
Ở cỏc vựng đất đồi, nỳi nước ta núi chung và ở huyện Vị Xuyờn núi riờng nguyờn nhõn chủ yếu gõy ra xúi mũn đất là do nước mưa. Về mựa mưa, huyện Vị Xuyờn cú lượng mưa lớn (1.808,9 - 2.550,1mm) đó tạo ra cỏc dũng chảy bề mặt làm bào mũn lớp đất mặt.
Kết quả quan sỏt về mức độ xúi mũn tại cỏc kiểu thảm nghiờn cứu được trỡnh bày ở bảng 4.18. Bảng 4.18: Mức độ xúi mũn đất ở cỏc kiểu thảm thực vật Kiểu TTV Cấu trỳc tầng tỏn (tầng) Độ dày tầng thảm mục (cm) Độ che phủ (%) Mức độ xúi mũn TC 1 1,0 70 – 80 Xúi mũn mặt nhẹ TCBT 2 1,0 80 – 85 Xúi mũn mặt nhẹ
TCBC 2 1,5 90 – 95 Khụng cú dấu hiệu xúi mũn
RTS 3 4,0 95 – 100 Khụng cú dấu hiệu xúi mũn
Theo bảng 4.18 ta thấy, tại khu vực nghiờn cứu thảm cỏ và thảm cõy bụi thấp cú độ che phủ thấp (70 - 85%) và cấu trỳc tầng đơn giản (1-2 tầng), lớp thảm mục mỏng (1cm) nờn đó xảy ra xúi mũn mặt nhẹ [42]. Ở thảm cõy bụi cao và rừng thứ sinh cú độ che phủ cao hơn (90 - 100%), cú cấu trỳc nhiều tầng (2-3 tầng), thành phần loài phong phỳ, cú tầng thảm mục dày hơn (1,5-4,0cm) nờn khụng cú dấu hiệu xúi mũn.
Nguyờn nhõn gõy ra xúi mũn đất là do giảm sỳt độ che phủ và cấu trỳc tầng tỏn của thảm thực vật. Xúi mũn đất xảy ra mạnh ở những nơi đất dốc và lớp phủ thực vật nghốo nàn. Lớp tỏn cõy rừng cú tỏc dụng ngăn cản một phần lượng nước mưa, phõn phối lại lượng nước rơi. Mặt khỏc, lớp thảm mục và hệ thống rễ cõy cú tỏc dụng ngăn cản dũng chảy bề mặt, làm lượng nước mưa ngấm sõu vào lũng đất nờn hạn chế xúi mũn xảy ra. Cường độ xúi mũn mặt đất xảy ra khỏc nhau ở những nơi cú độ che phủ của thảm thực vật khỏc nhau.
4.2.9. Sự thay đổi về một số tớnh chất vật lý của đất trong cỏc kiểu thảm thực vật
Tớnh chất lý học của đất cú ý nghĩa quan trọng tới sự sinh trưởng phỏt triển của thực vật và độ phỡ của đất. Trong phạm vi nghiờn cứu của đề tài chỳng tụi chỉ đề cập đến độ ẩm, độ xốp và thành phần cơ giới của đất. Kết quả được trỡnh bày ở bảng 4.19.
Bảng 4.19: Một số tớnh chất lý học của đất ở cỏc kiểu thảm thực vật Thành phần cơ giới đất Thành phần cơ giới đất (% cấp hạt đường kớnh (mm)) Kiểu TTV Độ che phủ (%) Độ sõu (cm) Độ ẩm (%) Độ xốp (%) 0,2-0,02 (Cỏt) 0.02-0.002 (Limon) <0.002 (Sột) 0 – 10 29,3 51, 2 37,0 29,6 33,4 10-20 27,6 49,8 38,1 27,0 34,9 TC 70 - 80 20 – 30 27,0 46,5 35,9 26,1 38,0 0 – 10 35,4 54,6 29,0 34.9 36,1 10 – 20 31,7 52,4 29,9 34,4 35,7 TCBT 80 - 85 20 – 30 30,1 50,8 29,1 33,2 37,7 0 – 10 58,6 58,5 27,0 35,7 37,3 10 – 20 55,0 55,2 30,6 32,9 36,5 TCBC 90 - 95 20 – 30 50,3 52,0 28,1 33,8 38,1 0 – 10 65,5 65,4 24,0 29,9 46,1 10 – 20 62,7 60,4 23,3 31,1 45,6 RTS 95 - 100 20 – 30 60,0 57,3 23,9 30,3 45,8 4.2.9.1. Độ ẩm đất
Độ ẩm đất chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: Nguồn gốc phỏt sinh đất, vị trớ địa lý, độ che phủ của thực vật, thành phần thực vật, lượng mưa... trong đú yếu tố thực vật giữ vai trũ rất quan trọng.
Từ kết quả ở bảng 4.19 cú thể thấy độ ẩm đất cú liờn quan mật thiết với độ che phủ của thảm thực vật và tổ hợp thành phần loài của nú. Độ ẩm tăng dần lờn khi độ che phủ và thành phần loài tăng lờn. Cụ thể: ở thảm cỏ cú độ ẩm thấp nhất là 29,3%, tăng lờn ở thảm cõy bụi thấp (35,4%); thảm cõy bụi cao (58,6%) và cao nhất là rừng thứ sinh (65,5%). Kết quả này phự hợp với nhận xột của cỏc tỏc giả: Nguyễn Ngọc Lung, Vừ Đại Hải (1997) [51], Nguyễn Thế Hưng (2003) [32], Đinh Thị Phượng (2010) [69] cho rằng đất rừng cú độ ẩm cao hơn trảng cỏ, thảm cõy bụi và đất trống từ 2 - 4 lần.
Trong từng kiểu thảm thực vật thỡ độ ẩm đất cũng giảm dần theo chiều sõu của phẫu diện, nhưng mức giảm là khụng lớn. Điều đú chứng tỏ độ ẩm của đất là do nước mưa cung cấp, lượng nước này được rễ cõy giữ lại và độ che phủ của thảm thực vật đó hạn chế sự bốc hơi nước từ bề mặt đất.
4.2.9.2. Độ xốp
Độ xốp của đất cú ảnh hưởng lớn đến chế độ nhiệt và độ ẩm của đất. Độ xốp cú tỏc dụng làm cho khụng khớ, nước, rễ cõy, vi sinh vật và động vật di chuyển dễ dàng. Mặt khỏc đất xốp sẽ thoỏng khớ, giỳp cho cõy trao đổi khớ với mụi trường bờn ngoài thuận lợi.
Từ kết quả ở bảng 4.19 cú thể thấy độ xốp của đất trong cỏc kiểu thảm thực vật tăng dần khi độ che phủ của thảm thực vật tăng. Độ xốp thấp nhất là đất thảm cỏ (51,2%), tăng lờn ở thảm cõy bụi thấp (54,6%), thảm cõy bụi cao (58,5%) và cao nhất ở đất rừng thứ sinh (65,4%). Điều này chứng tỏ rằng thảm thực vật trong quỏ trỡnh phục hồi rừng cú vai trũ quan trọng trong việc cải thiện độ xốp của đất.
Trong từng kiểu thảm thực vật, độ xốp của đất biến động theo quy luật giảm dần theo chiều sõu của phẫu diện. Do đú độ xốp cao nhất là ở tầng đất mặt. Nguyờn nhõn chủ yếu là do tầng đất mặt cú nhiều chất hữu cơ là xỏc chết của động vật, thực vật. Chớnh cỏc chất hữu cơ này là nguồn thức ăn cho động vật đất (giun đất, kiến, mối...) và vi sinh vật đất. Kết quả là đất được bổ sung lượng mựn đỏng kể, cựng với sự hoạt động của động vật đất, vi sinh vật đất và rễ cõy nờn lớp đất mặt tơi xốp hơn ở cỏc lớp dưới sõu hơn.
4.2.9.3. Thành phần cơ giới đất
Thành phần cơ giới đất là tổng số cỏc thành phần cơ học cú kớch thước khỏc nhau chứa trong đất. Thành phần cơ giới là biểu hiện đặc trưng về nguồn gốc phỏt sinh và cú ảnh hưởng nhiều đến tớnh chất lý, húa học của đất. Thành phần cơ giới ảnh hưởng đến khụng khớ, chất dinh dưỡng và chế độ nước trong đất. Do đú, thành phần cơ giới ảnh hưởng đến độ phỡ của đất và tỏc động đến sinh trưởng của cõy rừng. Kết quả phõn tớch thành phần cơ giới đất của cỏc trạng thỏi thảm thực vật được trỡnh bày ở bảng 4.19.
Từ kết quả bảng 4.19 cho thấy trong cỏc phẫu diện của cỏc kiểu thảm thực vật cú hàm lượng sột (<0,002mm) chiếm từ 33,4 – 46,1%, hàm lượng limon (0,02 – 0,002mm) chiếm từ 26,1 – 35,7% và hàm lượng cỏt (0,2 – 0,02mm) chiếm từ 23,3 – 38,1%. Điều này chứng tỏ cả 4 kiểu thảm thực vật đều thuộc loại đất sột nhẹ. Trong quỏ trỡnh phục hồi rừng, khi độ che phủ tăng thỡ hàm lượng cỏc hạt sột luụn được bổ sung. Ở rừng thứ sinh cú độ che phủ cao dẫn đến tỷ lệ hạt sột cao, do cú tầng thảm
mục dầy đó ngăn cản quỏ trỡnh xúi mũn rửa trụi. Độ che phủ thấp (ở cỏc trạng thỏi thảm thực vật cũn lại) đều dẫn đến làm giảm tỷ lệ hạt sột, tỷ lệ hạt cỏt cao hơn do sự rửa trụi và xúi mũn (đặc biệt là ở thảm cõy bụi thấp và thảm cỏ).
Túm lại, từ cỏc kết quả phõn tớch ở trờn cú thể thấy rằng độ che phủ của thảm thực vật cú ảnh hưởng đến đặc tớnh lý học của đất. Do đú quỏ trỡnh phục hồi rừng cú vai trũ quan trọng trong việc bảo vệ, chống xúi mũn và cải thiện tớnh chất lý học của đất.
4.2.10. Sự thay đổi một số tớnh chất hoỏ học cơ bản của đất trong cỏc kiểu thảm thực vật
Để đỏnh giỏ vai trũ quan trọng của thảm thực vật trong việc bảo vệ đất chống xúi mũn, rửa trụi cỏc chất dinh dưỡng tớch lũy trong đất, ngoài việc xem xột tớnh chất lý học của đất chỳng tụi cũn tiến hành phõn tớch một số tớnh chất húa học cơ bản của đất dưới cỏc kiểu thảm thực vật cú đặc điểm cấu trỳc khỏc nhau trong khu vực nghiờn cứu. Kết quả phõn tớch tớnh chất húa học của đất được trỡnh bày trong bảng 4.20.
Bảng 4.20: Một số tớnh chất hoỏ học của đất ở cỏc kiểu thảm thực vật Chỉ tiờu phõn tớch Chỉ tiờu phõn tớch
Chất dễ tiờu (mg/100g)
Cation trao đổi (mg/100g) Kiểu TTV Độ sõu (cm) pHKCl Đạm tổng số (%) Mựn (%) P2O5 K2O5 Ca2+ Mg2+ 0-10 3,67 0,12 3,65 4,20 5,41 5,61 3,27 10-20 3,72 0,10 2,01 3,07 3,19 5,00 2,63 TC 20-30 3,63 0,09 1,80 2,97 2,97 4,87 2,62 0-10 3,73 0,27 3,80 4,72 8,74 5,72 3,57 10-20 3,76 0,27 2,67 4,30 3,84 3,86 3,50 TCBT 20-30 3,70 0,20 2,02 3,08 3,65 4,45 3,09 0-10 3,75 0,29 4,13 6,50 9,86 11,24 4,40 10-20 3,91 0,20 3,12 5,20 5,18 9,14 3,49 TCBC 20-30 4,06 0,15 2,78 5,01 4,63 10,02 2,67 0-10 4,13 0,42 4,86 8,58 11,20 11,36 4,42 10-20 4,11 0,30 4,02 6,50 6,02 9,04 4,36 RTS 20-30 4,09 0,23 3,60 6,27 5,71 8,75 4,30 4.2.10.1. Độ pHKCl
Độ chua là một chỉ tiờu của tớnh chất húa học của đất, nú phụ thuộc vào trị số pHKCl (trị số pHKCl trong đất càng thấp thỡ đất càng chua). Độ chua của đất ảnh
hưởng đến nhiều quỏ trỡnh lý, húa học và sinh học của đất và tỏc động trực tiếp đến sự sinh trưởng phỏt triển của thực vật.
Đất tại cỏc kiểu thảm nghiờn cứu cú trị số pHKCl tương đối thấp, dao động từ 3,63 đến 4,13, điều đú chứng tỏ đất vựng này khỏ chua. Nguyờn nhõn chủ yếu là do huyện Vị Xuyờn cú lượng mưa lớn (1.808,9 - 2.550,1mm) ảnh hưởng đến quỏ trỡnh phong húa đỏ, sự chuyển húa và di chuyển vật chất, đồng thời cũn ảnh hưởng đến thực bỡ và hoạt động của sinh vật trong đất. Tất cả cỏc quỏ trỡnh này đều cú quan hệ chặt chẽ với sự hỡnh thành và biến đổi độ chua của đất. Ngoài ra khi lượng mưa lớn sẽ kộo theo sự rửa trụi cỏc chất dễ tan cú trong đất, đặc biệt là cỏc ion kim loại kiềm và kiềm thổ Na+, K+, Mg2+, Ca2+ làm cho đất húa chua.
Trong quỏ trỡnh diễn thế phục hồi rừng thỡ pHKCl của cỏc kiểu thảm thực vật