Ảnh hưởng của quần xã rừng đến một số tính chất lý, hóa học của đất

4. Đóng góp mới của luận văn

4.3. Ảnh hưởng của quần xã rừng đến một số tính chất lý, hóa học của đất

4.3.1. Ảnh hưởng 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 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, độ xốp, mức độ xói mòn và thành phần cơ giới của đất. Kết quả được trình bày ở bảng 4.5.

64

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 KTK 42 tuổi 95 - 100 0 - 10 71,3 61,5 Không 10 - 20 68,2 57,4 20 - 30 62,5 52,3 RPH SNR 27 tuổi 90 - 95 0 - 10 68,5 59,3 Không 10 - 20 64,4 55,2 20 - 30 61,3 51,0 RMO 19 tuổi 80 - 85 0 - 10 65,4 55,0 Xói mòn mặt nhẹ 10 - 20 62,5 53,3 20 - 30 59,2 52,5 RKE 10 tuổi 75 - 80 0 - 10 57,7 54,2 Xói mòn mặt nhẹ 10 - 20 55,4 53,1 20 - 30 51,2 50,5 4.3.1.1. Độ ẩm đất

Từ kết quả ở bảng 4.5 có thể thấy ở RPH tự nhiên sau khai thác kiệt 42 tuổi đất có độ ẩm cao nhất 71,3%, sau đó là RPH SNR 27 tuổi 68,5%, RMO 12 tuổi là 65,4%, RKE 10 tuổi là 57,7%. 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 thảm thực vật thì độ ẩm đất cũng giảm dần theo chiều sâu của phẫu diện, nhưng mức giảm là không lớn. Điều đó chứng tỏ độ ẩm của đất là do nước mưa cung cấp, lượng nước này được rễ cây giữ lại và độ che phủ của thảm thực vật đã hạn chế sự bốc hơi nước từ bề mặt đất.

4.3.1.2. Độ xốp

- Độ xốp của đất có ảnh hưởng lớn đến chế độ nhiệt và độ ẩm của đất. Độ xốp có tác dụng làm cho không khí, nước, 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

65 môi trường 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 KTK 42 tuổi là 61,5%, tiếp đến là RPH SNR 27 tuổi là 59,3 %, RMO 19 tuổi là 55,0%, RKE 10 tuổi là 54,2%

Từ kết quả trên có thể thấy rằng độ xốp của đất cao khi thảm thực vật có độ che phủ cao.

4.3.1.3. Mức độ xói mòn đất

Ở các vùng đất đồi, núi của các tỉnh miền núi phía bắc đất thường bị xói mòn, nguyên nhân chủ yếu gây ra là do nước mưa. Về mùa mưa với cường độ mưa lớn (2200mm) đã tạo ra các dòng chảy bề mặt làm bào mòn lớp đất mặt.

Quan sát tại 4 quần xã nghiên cứu cho thấy các RPH tự nhiên không có dấu hiệu của xói mòn. Các RMO 19 tuổi, RKE 10 tuổi đều có hiện tượng xói mòn nhẹ ở mức độ 1. 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 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 vật nghèo nàn. 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. Cường 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 kiệt 42 tuổi, và rừng phục hồi sau nương rẫy 27 tuổi có độ che phủ cao (90 - 100%), có cấu trúc phức tạp (4 tầng), thành phần loài và dạng sống phong phú, tầng thảm mục dày đã hạn chế được sự xói mòn, giữ độ ẩm cao, hàm lượng mùn cao và độ xốp lớn. Ở rừng Mỡ 19 tuổi, rừng keo tai tượng 10 tuổi, do có độ che phủ thấp hơn (75 - 85%), cấu trúc tầng đơn giản hơn do trồng thuần loài, nên đã xảy ra xói mòn

66 mặt nhẹ.

Như 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 được độ phì, đất tơi xốp. Còn độ che phủ của thảm thực vật thấp thì hiệu quả sẽ ngược 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 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. Kết quả phân tích thành phần cơ giới được trình bày ở bảng 4.6.

Bảng 4.6. Thành phần cơ giới đất ở các quần xã nghiên cứu

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) RPH KTK 42 tuổi -Có tầng thảm mục, đất ẩm -Tầng đất dày 0 - 10 32,4 29,4 38,2 10 - 20 32,2 29,1 38,7 20 - 30 31,8 28,3 39,9 RPH SNR 27 tuổi -Có tầng thảm mục, đất ẩm -Tầng đất dày 0 - 10 33,3 29,2 37,5 10 - 20 33,8 28,3 37,9 20 - 30 34,6 26,9 38,5 RMO 19 tuổi Đất hơi ẩm Tầng đất dày Xói mòn mặt yếu 0 - 10 34,6 28,6 36,8 10 - 20 35,4 27,3 37,3 20 - 30 35,1 26,1 38,8 RKE 10 tuổi Đất hơi ẩm Tầng đất dày Xói mòn mặt yếu 0 - 10 37,3 27,7 35,0 10 - 20 37,1 26,8 36,1 20 - 30 36,3 26,3 37,4

67

Từ kết quả bảng 4.6 cho thấy ở cả 4 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 hưởng 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 hưởng của các quần xã thực vật đến một số tính chất hóa học của đất Kết quả phân tích đất dưới các quần xã nghiên cứu được trình bày trong Kết quả phân tích đất dưới các quần xã nghiên cứu được trình bày trong bảng 4.7.

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 2+, Mg 2+ trao đổi (mđl/100g) P2O5 K2O Ca2+ Mg2+ RPH KTK 42 tuổi 0-10 5.70 8.60 0.36 14.37 16.36 4.26 1.48 10-20 5.84 6.27 0.25 13.46 14.16 2.11 1.12 20-30 6.03 5.74 0.19 12.71 12.65 1.93 0.78 RPH SNR 27 tuổi 0-10 5.56 8.46 0.35 11.57 14.45 3.59 1.84 10-20 5.72 6.12 0.21 10.85 12.53 2.15 1.57 20-30 5.91 5.39 0.18 10.17 11.28 1.63 1.21 RMO 12tuổi 0-10 4.12 8.11 0.31 12.76 15.49 3.01 0.53 10-20 4.58 7.86 0.19 11.39 13.18 1.97 0.34 20-30 5.46 7.25 0.17 10.88 11.96 1.14 0.29 RKE 10 tuổi 0-10 4.11 5.31 0.19 15.37 17.51 2.78 1.33 10-20 4.23 4.21 0.17 13.93 14.56 1.88 0.94 20-30 4.78 3.87 0.16 12.79 12.66 1.21 0.77

68 4.3.2.1. Độ chua pH(KCl)

Độ chua là một chỉ tiêu của 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 trị số pH (KCl) có xu hướng tăng theo độ sâu tầng đất nhưng 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.

Tại các điểm nghiên cứu trị số pH(KCl) là tương đối thấp, biến động từ 4,11 đến 6,03 điều đó chứng tỏ đất vùng này khá chua.

Xét về độ chua trung bình tại 4 điểm nghiên cứu thì rừng Keo có chỉ số pH(KCl) trung bình nhỏ nhất (pH=4,37). Với chỉ số này thì đất dưới rừng Keo được 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 kiệt 42 tuổi (pH = 5.86); sau đó đến rừng phục hồi tự nhiên sau nương rẫy (pH = 5,73), rừng Mỡ (pH = 4,7). Nguyên nhân là do độ che phủ cũng như khả năng cải tạo đất của từng kiểu rừng.

Sự biến đổi độ chua pH(KCL) được biểu diễn ở hình 4.1

69 4.3.2.2. 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 tích đất ở bảng 4.8 cho thấy trong mỗi kiểu rừng thì hàm lượng mùn biến đổi theo quy luật giảm nhanh theo chiều sâu phẫu diện. Ở lớp đất mặt (0 - 10 cm) của quần xã RPH sau khai thác kiệt có hàm lượng mùn cao nhất 8,6%. Tiếp theo là RPH sau nương rẫy 8,46%, rừng RMO 19 năm là 8,11%, rừng RKE 10 tuổi có hàm lượng mùn là 5,31%. Nguyên nhân là rừng phục hồi tự nhiên có độ che phủ cao, tổ hợp thành phần loài lớn, lượng cành rơi lá rụng trả lại cho đất cao hơn, từ đó khối lượng vi sinh vật và động vật đất tăng, sự hoạt động và xác chết của nó góp phần tăng lượng 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 dưỡng trong đất. Riêng rừng Mỡ hàm lượng mùn ít thay đổi theo độ sâu (30cm), điều này có lẽ không thể liên quan đến tốc độ tăng trưởng nhanh, lá rụng nhiều mà còn có thể liên quan đến động vật đất.

Sự biến đổi hàm lượng mùn tại các điểm nghiên cứu được trình bầy ở hình 4.2.

Hình 4.2. Sự biến đổi của hàm lượng mùn ở các quần xã nghiên cứu

4.3.2.3. Hàm lượng đạm tổng số (%)

70

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…

Kết quả ở bảng 4.8 cho thấy hàm lượng 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 dưới đất cũng cao, chất hữu cơ chết hàng năm cung cấp cho đất lớn nên hàm lượng đạm tăng lên trong đất. Hàm lượng đạm tổng số trong đất của các quần xã hầu như đều tập trung ở lớp đất mặt (0 - 10 cm). Ở các quần xã RPH hàm lượng đạm là cao nhất từ 0,35% đến 0,36%, còn các quần xã RMO và RKE có hàm lượng đạm tương ứng là 0,31% và 0,19%. Như vậy hàm lượng 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 lượng loài thuộc họ Đậu trong kiểu rừng này rất lớn (14 - 16 loài)

Sự biến động hàm lượng đạm tổng số ở các điểm nghiên cứu được trình bày ở hình 4.3

Hình 4.3. Hàm lượng đạm tổng số (%) ở các quần xã nghiên cứu

4.3.2.4. Hàm lượng lân và kali dễ tiêu

71

tiến hành phân tích hàm lượng lân và kali dễ tiêu. Bởi vì hàm lượng dễ tiêu biểu thị phần chất dinh dưỡng trong đất mà cây có thể sử dụng nên nó có ý nghĩa đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây hơn. Tuy nhiên khái niệm dễ tiêu là một khái niệm tương 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 lượng 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 lượng lân dễ tiêu (P2O5)

Hàm lượng lân dễ tiêu ở các quần xã thực vật khác nhau là khác nhau. Ở độ sâu tầng đất từ 0 - 10 cm, hàm lượng lân dễ tiêu cao nhất gặp ở đất RKE 10 tuổi (15,37 mg/100g). Sau đó là RPH KTK 42 tuổi (14,37 mg/100g), RMO 19 tuổi là 12,76mg/100g, RPH SNR 27 tuổi là 11,57 mg/100g. Ngoài ra trong từng phẫu diện hàm lượng lân dễ tiêu cũng giảm dần theo độ sâu.

Sự biến động của hàm lượng lân dễ tiêu trong các tầng đất tại các điểm nghiên cứu được biểu diễn ở hình 4.4

Hình 4.4: Hàm lượng lân dễ tiêu ở các quần xã nghiên cứu

Hàm lượng Kali dễ tiêu (K2O)

72

lượng kali dễ tiêu cao nhất là lớp đất mặt (0-10cm) từ 17,51mg/100g. Sau đó là RPH KTK 42 tuổi đạt 16,36 mg/100g; RMO 19 tuổi đạt 15,49 mg/100g, RPH SNR 27 tuổi đạt 14,45 mg/100g. Kết quả ở bảng 4.8 cho thấy hàm lượng kali dễ tiêu ở các lớp đất sâu (10 - 30 cm) không có sự biến đổi lớn, thường thấp hơn so với lớp đất mặt (0 - 10 cm) rất nhiều. Điều này chứng tỏ rằng hàm lượng kali dễ tiêu phụ thuộc rất lớn vào sự hoạt động tích cực của các vi sinh vật (Vi sinh vật phân giải kali ở dưới dạng các hợp chất hữu cơ chứa kali trong xác bã thực vât, vi sinh vật còn có khả năng chuyển hóa kali khó tan thành dạng dê tiêu, có thể phóng thích kali khỏi hợp chất không tan, aluminosilicate, vi khuẩn tiết ra các chất acid hữu cơ như acid carbonic, acid nitric, acid sulfuric và một số acid hữu cơ khác. Các acid hữu cơ này tác dụng lên aluminosilicate và phóng thích kali thành dạng dễ tan).

Quy luật biến động của hàm lượng kali dễ tiêu cũng giống như quy luật biến động hàm lượng lân dễ tiêu (giảm theo độ sâu tầng đất và độ che phủ của thảm thực vật). Sự biến động hàm lượng kali dễ tiêu ở các thảm thực vật tại các điểm nghiên cứu được thể hiện ở hình 4.5.

Hình 4.5. Hàm lượng kali dễ tiêu ở các quần xã nghiên cứu

4.3.2.5. Hàm lượng Ca2+ và Mg2+ trao đổi

73

và ảnh hưởng đến nhiều tính chất hoá học khác của đất. Trong các điểm nghiên cứu hàm lượng Ca++ trao đổi luôn lớn hơn hàm lượng Mg++ trao đổi. Hàm lượng Ca++ và Mg++ phụ thuộc rất nhiều vào quá trình rửa trôi của đất.

Hàm lượng Ca++ trao đổi của đất dưới các thảm thực vật nghiên cứu có xu hướng giảm theo chiều sâu của tầng đất và giảm khi độ che phủ của thảm thực vật giảm. Các quần xã RPH có hàm lượng Ca++ trao đổi cao nhất (3,59 – 4,26 mđl/100g), còn các quần xã rừng trồng có hàm lượng Ca++ trao đổi thấp