4. Đóng góp mới của luận văn
4.3. Ảnh hƣởng của quần xã rừng đến một số tính chất lý, hóa học của đất
4.3.1. Ảnh hƣởng của quần xã rừng đến một số tính chất lý học của đất
Tính chất lý học của đất có ý nghĩa quan trọng tới sự sinh trƣởng, 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, độ xốp, mức độ xói mòn và thành phần cơ giới của đất. Kết quả đƣợc trình bày ở bảng 4.5.
Bảng 4.5. Một số tính chất lý học của đất trong các quần xã nghiên cứu
Quần xã Độ che phủ (%) Độ sâu lấy mẫu (cm) Độ ẩm (%) Độ xốp (%) Mức độ xói mòn RPH 30 tuổi 95 - 100 0 - 10 70,2 59,8
Không có biểu hiện 10 - 20 65,9 54,4
20 - 30 61,8 50,2
RMO 15 tuổi 85 - 90
0 - 10 64,4 54,5
Không có biểu hiện 10 - 20 61,9 50,3 20 - 30 55,2 46,1 RBĐ 15 tuổi 75 - 80 0 - 10 53,5 44,2 Xói mòn mặt nhẹ 10 - 20 60,4 50,1 20 - 30 55,2 46,5 4.3.1.1. Độ ẩm đất
Từ kết quả ở bảng 4.5 có thể thấy ở RPH tự nhiên sau khai thác 30 tuổi đất có độ ẩm cao nhất 70,2%, sau đó là RMO 15 tuổi là 64,4%, RBĐ 15 tuổi là 53,5%. Độ ẩm đất có liên quan mật thiết với độ che phủ của thảm thực vật và tổ hợp thành phần loài của nó. Độ ẩm cao khi độ che phủ cao và độ ẩm thấp khi độ che phủ thấp.
Trong từng quần xã thực vật thì độ ẩm đất cũng giảm dần theo chiều sâu của phẫu diện, nhƣng mức giảm là không lớn. Điều đó chứng tỏ độ ẩm của đất là do nƣớc mƣa cung cấp, lƣợng nƣớc này đƣợc rễ cây giữ lại và độ che phủ của thảm thực vật đã hạn chế sự bốc hơi nƣớc từ bề mặt đất.
60
4.3.1.2. Độ xốp
Độ xốp của đất có ảnh hƣởng lớn đến chế độ nhiệt và độ ẩm của đất. Độ xốp có tác dụng làm cho không khí, nƣớc, rễ cây, vi sinh vật và động vật di chuyển dễ dàng. Mặt khác đất xốp sẽ thoáng khí, giúp cho cây trao đổi khí với môi trƣờng bên ngoài thuận lợi.
Độ xốp của đất biến động theo quy luật giảm dần theo chiều sâu của phẫu diện. Độ xốp của đất trong các thảm thực vật khác nhau là khác nhau. Độ xốp cao nhất là ở RPH 30 tuổi là 59,8%, tiếp đến là RMO 15 tuổi là 54,5%, RBĐ 15 tuổi là 44,2%
Từ kết quả trên có thể thấy rằng độ xốp của đất cao khi thảm thực vật có độ che phủ cao, thành phần loài phong phú.
4.3.1.3. Mức độ xói mòn đất
Ở các vùng đất đồi, núi của các tỉnh miền núi phía bắc nƣớc ta đất thƣờng bị xói mòn, nguyên nhân gây ra chủ yếu là do nƣớc mƣa. Về mùa mƣa với cƣờng độ mƣa lớn (2200mm) đã tạo ra các dòng chảy bề mặt làm bào mòn lớp đất mặt, rửa trôi các chất dinh dƣỡng, từ đó dẫn đến nghèo kiệt dinh dƣỡng, trơ sỏi đá, ảnh hƣởng lớn đến sự sinh trƣởng, phát triển của thực vật. Tuy nhiên nếu thảm thực vật có độ che phủ cao thì có tác dụng làm giảm xói mòn bề mặt rất có hiệu quả.
Quan sát tại 3 quần xã nghiên cứu cho thấy: các quần xã RPH tự nhiên 30 tuổi và RMO 15 tuổi không có dấu hiệu của xói mòn mặt đất. Quần xã RBĐ 15 tuổi có hiện tƣợng xói mòn nhẹ ở mức độ 1. Biểu hiện của xói mòn nhẹ là bề mặt đất không có dấu vết, khả năng thấm nƣớc lớn, không có hiện tƣợng di chuyển đất đi xa, lớp đất mặt mất dƣới 25%. (Lê Văn Khoa và cộng sự, 1998 [24])
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 mạnh ở những nơi đất dốc và lớp phủ thực
61
vật nghèo nàn. Lớp tán cây rừng có tác dụng ngăn cản một phần lƣợng nƣớc mƣa, phân phối lại lƣợng nƣớc rơi. Mặt khác lớp thảm mục và hệ thống rễ cây có tác dụng ngăn cản dòng chảy bề mặt, làm lƣợng nƣớc mƣa ngấm sâu vào lòng đất nên hạn chế xói mòn xảy ra. Cƣờng độ xói mòn mặt đất xảy ra khác nhau ở những nơi có độ che phủ của thảm thực vật khác nhau.
Ở thảm thực vật rừng phục hồi sau khai thác 30 tuổi có độ che phủ cao (90 - 100%), có cấu trúc phức tạp (4 tầng), thành phần loài và dạng sống phong phú, có tầng thảm mục đã hạn chế đƣợc sự xói mòn, giữ độ ẩm cao... Ở rừng Mỡ 15 tuổi, cũng có thành phần loài, cấu trúc và độ che phủ tuy có thấp hơn RPH, nhƣng vai trò bảo vệ đất cũng khá tốt. Rừng Bạch đàn 15 tuổi, do có độ che phủ thấp hơn (75 - 80%), thành phần loài và cấu trúc tầng đơn giản hơn do trồng thuần loài, nên đã xảy ra xói mòn mặt nhẹ.
Nhƣ vậy, từ kết quả nghiên cứu cho thấy độ che phủ của thảm thực vật khác nhau có tác động khác nhau đến đặc tính lý học của đất. Độ che phủ của thảm thực vật cao có tác dụng giữ ẩm, chống xói mòn rửa trôi, nâng cao đƣợc độ phì, đất tơi xốp. Còn độ che phủ của thảm thực vật thấp thì hiệu quả sẽ ngƣợc lại.
4.3.1.4. Thành phần cơ giới đất
Thành phần cơ giới đất là tổng số các thành phần cơ học có kích thƣớc khác nhau chứa trong đất. Thành phần cơ giới là biểu hiện đặc trƣng về nguồn gốc phát sinh và có ảnh hƣởng nhiều đến tính chất lý hóa học của đất. Thành phần cơ giới ảnh hƣởng đến không khí, chất dinh dƣỡng và chế độ nƣớc trong đất. Do đó ảnh hƣởng đến độ phì của đất và tác động đến sinh trƣởng của cây rừng. Kết quả phân tích thành phần cơ giới đƣợc trình bày ở bảng 4.6.
62
Bảng 4.6. Thành phần cơ giới đất ở các quần xã nghiên cứu
Quần xã Đặc trƣng chính Độ sâu (cm) % cấp hạt đƣờng kính 0,2-0,02 (Cát) 0.02-0.002 (Limon) <0.002 (Sét) RPH 30 tuổi (PD1) - Có tầng thảm mục, đất ẩm - Tầng đất dày 0 - 10 27,8 31,9 39,8 10 - 20 25,5 32,5 41,7 20 - 30 25,1 32,9 42,0 RMO 15 tuổi - Đất hơi ẩm Tầng đất dày 0 - 10 34,6 34,8 34,5 10 - 20 34,4 34,8 34,3 20 - 30 32,1 32,1 42,1 RBĐ 15 tuổi - Đất hơi ẩm Tầng đất dày Xói mòn mặt yếu 0 - 10 35,3 35,7 32,7 10 - 20 35,1 35,8 32,1 20 - 30 35,3 34,9 32,4
Từ kết quả bảng 4.6 cho thấy ở cả 3 quần xã nghiên cứu đều có thành phần cơ giới trung bình hoặc hơi nặng, thuộc loại đất sét nhẹ. Cấp hạt sét tỷ lệ với độ che phủ của thảm thực vật. Ở RPH tự nhiên có độ che phủ cao dẫn đến tỷ lệ hạt sét cao, do có tầng thảm mục dầy đã hạn chế quá trình xói mòn rửa trôi. Độ che phủ thấp (ở các loại thảm còn lại) đều dẫn đến tỷ lệ hạt sét thấp, tỷ lệ hạt cát cao hơn do sự rửa trôi và xói mòn mạnh.
Tóm lại, từ các kết quả phân tích ở trên có thể thấy rằng độ che phủ của thảm thực vật (cùng với độ dốc) có ảnh hƣởng đến đặc tính lý học của đất. Độ che phủ càng cao (độ dốc thấp) càng có giá trị trong việc bảo vệ và cải thiện tốt những tính chất lý học của đất.
4.3.2. Ảnh hƣởng của các quần xã thực vật đến một số tính chất hóa học của đất
Kết quả phân tích đất dƣới các quần xã nghiên cứu đƣợc trình bày trong bảng 4.7.
63
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(mg/100g) Ca++, Mg++ trao đổi (mđl/100g) P2O5 K2O Ca++ Mg++ RPH 30 tuổi 0-10 4,80 4,72 0,32 2,01 4.02 5,01 4,72 10-20 4,79 2,79 0,14 1,81 2,21 2,41 2,21 20-30 4,78 2,01 0,12 1,17 2,20 2,10 2,01 RMO 15 tuổi 0-10 4,25 4,21 0,31 1,82 3,70 3,21 0.62 10-20 4,71 3,95 0,18 1,52 2,16 2,10 0,38 20-30 4,82 3,48 0,16 1,26 2,12 1,56 0,32 RBĐ 15 tuổi 0-10 3,78 2,45 0,14 2,22 4,42 1,58 2,50 10-20 3,48 2,22 0,12 2,01 2,34 1,25 2,24 20-30 3,21 2,12 0,12 1,92 2,12 0,98 1,98 4.3.2.1. Độ chua pH(KCl)
Độ chua là một chỉ tiêu của tính chất hóa học của đất, nó ảnh hƣởng đến nhiều quá trình lý hóa học và sinh học của đất và tác động trực tiếp đến sự sinh trƣởng phát triển của cây rừng. Nhìn chung trị số pH (KCl) có xu hƣớng tăng theo độ sâu tầng đất nhƣng không nhiều. Tuy nhiên trị số pH(KCl) của các quần xã nghiên cứu biến động theo qui luật chung là giảm dần khi độ che phủ của thảm thực vật giảm.
Xét về độ chua của lớp đất mặt (0-10cm) tại 3 quần xã nghiên cứu thì rừng Bạch đàn có chỉ số pH(KCl) trung bình nhỏ nhất (pH=3,78). Với chỉ số này thì đất dƣới rừng Bạch đàn đƣợc xếp vào loại đất có độ chua cao nhất. Chỉ số pH(KCl) trung bình cao nhất ở Rừng phục hồi tự nhiên sau khai thác 30 tuổi (pH = 4,80); sau đó đến rừng Mỡ (pH = 4,25). Nguyên nhân có sự khác nhau về chỉ số pH của đất ở các quần xã khác nhau là do độ che phủ khác nhau tạo ra.
64
Ở lớp đất từ 10-20cm, chỉ số pH cũng biến đổi tƣơng tự nhƣ ở lớp đất mặt. Nhƣ vậy độ chua của đất tăng dần từ Rừng phục hồi tự nhiên đến Rừng Mỡ và Rừng Bạch đàn. Có thể biểu diễn độ chua tăng dần nhƣ sau:
RPH < RMO < RBĐ
Sự biến đổi độ chua pH(KCL) đƣợc biểu diễn ở hình 4.1
4.8 4.25 3.78 4.794.71 3.48 4.78 5.82 3.21 0 1 2 3 4 5 6
0 - 10 cm 10 - 20 cm 20 - 30 cm Độ sâu phẫu diện
pH(KCl) (%)
Rừng phục hồi 30 tuổi Rừng Mỡ 15 tuổi Rừng Bạch đàn 15 tuổi
Hình 4.1. Sự biến đổi độ chua pH(KCl) ở các quần xã nghiên cứu
4.3.2.2. Hàm lƣợng 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 hƣởng đến một số tính chất lý học, hóa học và sinh học của đất.
Kết quả phân tích đất ở bảng 4.8 cho thấy trong mỗi kiểu rừng thì hàm lƣợng mùn biến đổi theo quy luật giảm nhanh theo chiều sâu phẫu diện. Ở lớp đất mặt (0 - 10 cm) của quần xã RPH có hàm lƣợng mùn cao nhất 4,72%. Tiếp theo là RMO 4,21%, sau cùng là RBĐ có hàm lƣợng mùn là 2,45%. Nguyên nhân là Rừng phục hồi tự nhiên có độ che phủ cao, tổ hợp thành phần
65
loài lớn, lƣợng cành rơi lá rụng trả lại cho đất cao hơn, từ đó khối lƣợng vi sinh vật và động vật đất tăng, sự hoạt động và xác chết của nó góp phần tăng lƣợng mùn cho đất nên tạo cho đất có khả năng tích lũy mùn không chỉ ở tầng mặt mà cả tầng sâu hơn. Ngoài ra độ che phủ cũng có vai trò quan trọng làm giảm sự xói mòn và rửa trôi các chất mùn, dinh dƣỡng trong đất. Riêng rừng Mỡ hàm lƣợng mùn ít thay đổi theo độ sâu (30cm), điều này có lẽ không thể liên quan đến tốc độ tăng trƣởng nhanh, lá rụng nhiều mà còn có thể liên quan đến động vật đất.
Sự biến đổi hàm lƣợng mùn tại các điểm nghiên cứu đƣợc trình bầy ở hình 4.2.
4.72 4.21 2.45 2.79 3.95 2.22 2.01 3.48 2.12 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
0 - 10 cm 10 - 20 cm 20 - 30 cm Độ sâu phẫu diện
Mùn (%)
Rừng phục hồi 30 tuổi Rừng Mỡ 15 tuổi Rừng Bạch đàn 15 tuổi
Hình 4.2. Sự biến đổi của hàm lượng mùn ở các quần xã nghiên cứu
4.3.2.3. Hàm lƣợng đạm tổng số (%)
Đạm là một trong các chất quan trọng nhất của dinh dƣỡng cây. Khi phân tích hàm lƣợng 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 đƣợc đất tốt hay đất xấu…
66
Kết quả ở bảng 4.8 cho thấy hàm lƣợng đạm tổng số cũng có quy luật chung là giảm dần theo độ sâu và theo từng kiểu thảm thực vật. Điều này nói lên rằng khi độ che phủ của thảm thực vật cao, sinh khối cả phần trên và phần dƣới đất cũng cao, chất hữu cơ hàng năm cung cấp cho đất lớn nên hàm lƣợng đạm tăng lên trong đất. Hàm lƣợng đạm tổng số trong đất của các quần xã hầu nhƣ đều tập trung ở lớp đất mặt (0 - 10 cm). Ở các quần xã RPH hàm lƣợng đạm là cao nhất từ 0,32%, còn các quần xã RMO và RBĐ có hàm lƣợng đạm tƣơng ứng là 0,31% và 0,14%. Nhƣ vậy hàm lƣợng đạm của RPH tự nhiên đạt cao nhất và đặc biệt là tầng đất mặt (0 -10cm), điều này quan hệ mật thiết với độ che phủ của lớp thực vật và đặc biệt là số lƣợng loài cây thuộc họ Đậu trong kiểu rừng này rất lớn.
Sự biến động hàm lƣợng đạm tổng số ở các điểm nghiên cứu đƣợc trình bày ở hình 4.3 0.320.31 0.14 0.14 0.18 0.12 0.12 0.16 0.12 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35
0 - 10 cm 10 - 20 cm 20 - 30 cm Độ sâu phẫu diện
Đạm (%)
Rừng phục hồi 30 tuổi Rừng Mỡ 15 tuổi Rừng Bạch đàn 15 tuổi
67
4.3.2.4. Hàm lƣợng lân và kali dễ tiêu
Chúng tôi không phân tích hàm lƣợng lân và kali tổng số trong đất mà tiến hành phân tích hàm lƣợng lân và kali dễ tiêu. Bởi vì hàm lƣợng dễ tiêu biểu thị phần chất dinh dƣỡng trong đất mà cây có thể sử dụng nên nó có ý nghĩa đối với sự sinh trƣởng và phát triển của cây hơn. Tuy nhiên khái niệm dễ tiêu là một khái niệm tƣơng đối vì cây trồng có thể sử dụng cả chất khó tiêu trong đất tùy loài cây, tùy thời kỳ phát triển và tùy phản ứng của đất.
Hàm lƣợng lân và kali dễ tiêu cũng biến động theo quy luật giảm dần theo độ sâu tầng đất và độ che phủ của thảm thực vật.
Hàm lƣợng lân dễ tiêu (P2O5)
Hàm lƣợng lân dễ tiêu ở các quần xã thực vật khác nhau là khác nhau. Ở độ sâu tầng đất từ 0 - 10 cm, hàm lƣợng lân dễ tiêu cao nhất gặp ở đất RBĐ 15 tuổi (2,22 mg/100g). Sau đó là RPH 30 tuổi (2,01mg/100g), RMO 15 tuổi là 1,82mg/100g). Ngoài ra trong từng phẫu diện hàm lƣợng lân dễ tiêu cũng giảm dần theo độ sâu.
Sự biến động của hàm lƣợng lân dễ tiêu trong các tầng đất tại các điểm nghiên cứu đƣợc biểu diễn ở hình 4.4
2.01 1.82 2.22 1.81 1.52 2.01 1.171.26 1.86 0 0.5 1 1.5 2 2.5
0 - 10 cm 10 - 20 cm 20 - 30 cm Độ sâu phẫu diện
P2O5 (mg/100g)
Rừng phục hồi 30 tuổi Rừng Mỡ 15 tuổi Rừng Bạch đàn 15 tuổi
68
Hàm lƣợng Kali dễ tiêu (K2O)
Ở độ sâu tầng đất từ 0 - 10 cm, hàm lƣợng Kali dễ tiêu cao nhất gặp ở đất RBĐ 15 tuổi (2,22 mg/100g). Sau đó là RPH 30 tuổi (2,01mg/100g), RMO 15 tuổi là 1,82mg/100g). Ngoài ra trong từng phẫu diện hàm lƣợng lân dễ tiêu cũng giảm dần theo độ sâu.
Kết quả ở bảng 4.8 cho thấy hàm lƣợng kali dễ tiêu ở các lớp đất sâu (10 - 30 cm) không có sự biến đổi lớn, thƣờng thấp hơn so với lớp đất mặt (0 - 10 cm) rất nhiều. Điều này chứng tỏ rằng hàm lƣợng kali dễ tiêu phụ thuộc rất lớn vào sự hoạt động tích cực của các vi sinh vật.
Quy luật biến động của hàm lƣợng kali dễ tiêu cũng giống nhƣ quy luật biến động hàm lƣợng lân dễ tiêu (giảm theo độ sâu tầng đất và độ che phủ của thảm thực vật).
Sự biến động hàm lƣợng kali dễ tiêu ở các thảm thực vật tại các điểm nghiên cứu đƣợc thể hiện ở hình 4.5.
4.02 3.7 2.2 2.212.162.12 4.42 2.34 2.12 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 0-10cm 10-20cm 20-30cm
Độ sâu phẫu diện
K20
Rừng phuch hồi 30 tuổi Rừng mỡ 15 tuổi Rừng bạch đàn 15 tuổi
Hình 4.5. Hàm lượng kali dễ tiêu ở các quần xã nghiên cứu
4.3.2.5. Hàm lƣợng Ca2+
và Mg2+ trao đổi
69
và ảnh hƣởng đến nhiều tính chất hoá học khác của đất. Trong các điểm