Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.5. Phương pháp thu thập số liệu
* Thu thập số liệu về điều kiện lập địa và cấu trúc, sinh trưởng của rừng Đặc điểm địa hình
Địa hình đƣợc điều tra trên các ODB đã đƣợc lập trong mỗi OTC. Việc làm này tạo thuận lợi cho xác định mối quan hệ của một số đặc điểm VRR với những nhân tố có ảnh hưởng, trong đó có địa hình.
+ Độ dốc mặt đất: Đo bằng địa bàn cầm tay tại các sườn dốc nơi đặt các OTC.
Trong mỗi OTC đo ở 10 vị trí ngẫu nhiên, khác nhau và tính trung bình.
+ Chiều dài sườn dốc là khoảng cách từ đỉnh dông hoặc đường phân thủy đến vị trí OTC, được xác định bằng thước dây có độ chính xác đến dm.
+ Hướng dốc: Được xác định bằng địa bàn cầm tay.
Đặc điểm thổ nhưỡng
Đào phẫu diện đất (1 phẫu diện chính/OTC), xác định loại hình đất, mô tả ghi chép các đặc trƣng của đất. Lấy mẫu đất tại 5 điểm khác nhau trên OTC để phân tích tính chất vật lý và hóa học đất theo các TCVN.
+ Độ ẩm đất: Độ ẩm đất cần quan tâm là độ ẩm tự nhiên của lớp đất mặt (0 - 10 cm), chỉ tiêu này được xác định theo phương pháp tủ sấy, sấy ở nhiệt độ 105 - 1100C đến khối lƣợng không đổi.
+ Hàm lượng mùn được phân tích theo phương pháp Tjurin.
+ Tỷ trọng được xác định bằng phương pháp Picnomet.
+ Dung trọng đƣợc xác định bằng ống dung trọng có thể tích 100 cm3. + Độ xốp đƣợc xác định thông qua tỷ trọng và dung trọng:
X = (1 - D/d)* 100 (2.1) Trong đó D là dung trọng và d là tỷ trọng của đất.
+ Xác định tỷ lệ của hàm lƣợng các bon/ni tơ (C/N) bằng công thức:
C/N = (Chất hữu cơ x 0,58)/Đạm tổng số (2.2) + Trữ lƣợng chất hữu cơ trong đất (tấn/ha) xác định bằng công thức: trữ lƣợng chất hữu cơ = 10.000 * dung trọng * độ dày tầng đất * % chất hữu cơ (2.3)
Một số chỉ tiêu lý, hóa tính đất đƣợc phân tích theo các TCVN, cụ thể nhƣ sau:
TT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Phương pháp phân tích
1 pH KCl TCVN 5979:2007
2 OM % TCVN 6644:2000
3 N tsố % TCVN 6498:1999
4 Ndễ tiêu mg/100 g TCVN 5255:2000
5 P2O5tsố % TCVN 8940:2011
6 P2O5 dễ tiêu mg/100 g TCVN 5256:2009
8 K2Odễ tiêu mg /100 g TCVN 8662:2010
9 Thành phần cấp hạt
Cát 2-0,25 mm
TCVN 8567:2010 0,25-0,05 mm
Thịt 0,05-0,002 mm Sét <0,002 mm
Đặc điểm cấu trúc của các trạng thái TTV
Trên các OTC tiến hành điều tra các nhân tố: loài cây, tuổi rừng, độ tàn che, đường kính ngang ngực, chiều cao cây, mật độ bình quân, đường kính tán lá, bề dày tán cây theo các phương pháp thường dùng trong điều tra lâm học.
Chỉ số diện tích tán lá (Cai, %) đƣợc xác định bằng tỷ lệ phần trăm giữa tổng diện tích tán của tất cả cây cao trong lâm phần với diện tích đất mà nhóm cây cao ấy chiếm chỗ. Độ che phủ của cây bụi, thảm tươi được xác định thông qua điều tra 4 tuyến đã thiết lập. Đo tổng chiều dài của 4 tuyến và tổng chiều dài có cây bụi, thảm tươi chiếm cứ. Lập tỷ số giữa tổng chiều dài chiếm cứ của cây bụi thảm tươi và tổng chiều dài của 4 tuyến và quy đổi ra tỷ lệ phần trăm sẽ thu đƣợc trị số độ che phủ của cây bụi thảm tươi. Bằng cách này, tỷ lệ phần trăm về diện tích đã được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm về độ dài.
Cai (%) = Σ(DTtán)/DTđất rừng (2.4) Độ tàn che (TC, %) của tầng cây cao được điều tra theo phương pháp hệ thống mạng lưới điểm, gồm 100 điểm/ô.
Điều tra tầng cây gỗ: Tên cây được xác định theo tên địa phương và tên phổ thông.
+ Đo đường kính ngang ngực (D1,3) bằng thước kẹp kính cho tất cả các cây có đường kính ≥ 6 cm.
+ Đo chiều cao vút ngọn (Hvn) và chiều cao dưới cành (Hdc) bằng thước đo cao Blumeiss của tất cả các cây trong OTC, độ chính xác đến 0,5 m.
+ Đo đường kính tán (DT) của tất cả các cây trong OTC bằng cách đo gián tiếp thông qua hình chiếu tán của cây trên mặt đất, độ chính xác 0,1 m.
- Đối với rừng trồng Luồng, đếm số bụi và đo đường kính thân và chiều cao cây trong từng bụi.
Số liệu điều tra đƣợc ghi vào bảng điều tra tầng cây cao (phụ lục 1A).
Điều tra cây bụi, thảm tươi: Tên cây được xác định theo tên địa phương và tên phổ thông. Chiều cao trung bình của cây bụi thảm tươi được xác định bằng sào khắc vạch có độ chính xác tới 1 dm. Số liệu điều tra đƣợc ghi vào bảng điều tra cây bụi, thảm tươi (phụ lục 1B).
Độ che phủ của cây bụi, thảm tươi (CP, %) được xác định bằng tỷ lệ phần trăm giữa diện tích chiếm chỗ của cây bụi, thảm tươi và diện tích điều tra của đất rừng. CP (%) = Lgặp cây bụi, thảm tươi/Lcủa tuyến điều tra. (2.5)
* Đặc điểm tích lũy và phân hủy về lượng VRR trong rừng
Điều tra VRR: đƣợc thực hiện trên các ODB có diện tích l m2 (l x 1 m).
Điều tra thành phần và khối lượng VRR
Thu thập VRR hiện có: Trong mỗi ODB thuộc OTC tiến hành thu toàn bộ VRR có trong ODB.
Thu thập VRR bổ sung: Trong mỗi điểm đặt 1 lưới (S= 1 m2, Smắt lưới là 1 x 1 mm) để thu VRR. Lưới đặt cách mặt đất 3 - 5 cm. Thu tất cả các VRR trên lưới với chu kỳ 3 tháng lần thu. Thu VRR trong thời gian 3 năm nghiên cứu. Vật rơi rụng đƣợc chia thành các loại khác nhau: lá, cành, hoa và quả. Quá trình điều tra đã tiến hành phân loại từng phần và lấy mẫu phục vụ các nghiên cứu tiếp theo. Mẫu lấy tùy thuộc vào khối lƣợng của các thành phần: với những thành phần có số lƣợng lớn (lá, cành) khối lƣợng mẫu là 100 g, những thành phần có khối lƣợng ít hơn có thể lấy mẫu ít hơn. Phương pháp lấy mẫu tuân theo quy trình được hướng dẫn của bộ môn Lâm sinh, Trường Đại học Lâm nghiệp.
Điều tra kích thước, khối lượng VRR theo mùa trong năm
Kích thước VRR được điều tra theo phương pháp lấy mẫu đại diện, đo bằng thước dây và kẹp palme. Số liệu được thu thập trong các lần điều tra định kỳ vào các ngày cố định trong quý. Mẫu sau khi thu được rửa sạch bằng nước, sau khi phơi khô không khí, tiến hành phân loại các thành phần khác nhau, cân xác định khối lƣợng lá rơi, cành và những VRR khác (hoa, quả,…). VRR đƣợc đƣa về phòng thí nghiệm, sấy ở t0 = 65- 700C cho đến khi khối lƣợng không đổi (trong vòng 24 giờ, sau đó cân xác định khối lƣợng khô sau sấy) đem cân và tính ra lƣợng VRR của từng thành phần và độ ẩm tự nhiên của VRR. Kết quả thu đƣợc ghi vào bảng điều tra lƣợng VRR (phụ lục 1C).
Xác định độ che phủ và độ dày của VRR, được xác định thông qua điều tra ODB Độ che phủ của VRR (%), đƣợc xác định bằng tỷ lệ phần trăm giữa diện tích che phủ bề mặt đất của vật rơi rụng và diện tích điều tra của bề mặt đất rừng.
VRR (%) = Lgặp VRR/Lcủa các đường chéo của ô dạng bản (2.6)
Độ dày của VRR: Trên giao điểm của các ODB, tiến hành xác định độ dày các phần của VRR (phần chƣa phân hủy là những phần mới rụng vẫn còn nguyên hình dạng, phần bán phân hủy là những phần đã bị thay đổi hình dạng nhƣ bị đứt gẫy một phần thành các mảnh vụ hữu cơ và có sự xâm hại của nấm, các mảnh vụn hữu cơ có kích thước > 2 mm và phần phân hủy là những mảnh vụn hữu cơ có kích thước < 2 mm), bằng thước kẻ ly, có độ chính xác mm. Kết quả thu được ghi vào bảng điều tra độ dày và độ che phủ của VRR (phụ lục 1D).
Điều tra tốc độ phân hủy của VRR
Trong 1 phần tƣ ô mẫu định vị đặt trong các OTC 500 hoặc 1.000 m2 có diện tích 1 m2, tiến hành điều tra xác định tốc độ phân hủy VRR. Thời gian giãn cách giữa hai lần điều tra tốc độ phân hủy phải đảm bảo đủ ngắn để theo dõi trước khi chúng phân hủy toàn bộ. Đề tài đã tiến hành đo đếm 03 tháng/lần. Lƣợng vật chất hữu cơ phân hủy bằng độ chênh lệch giữa 2 lần đo trên các ô mẫu diện tích 1 m2.
Mức độ phân hủy VRR được xác định theo phương pháp điều tra mẫu: Mỗi mẫu gồm 200 gam VRR ở trạng thái tự nhiên ban đầu, cho vào túi lưới có kích thước 25 x 40 cm, có mắt lưới 4 mm2 (2 x 2 mm), đặt túi lưới trên bề mặt đất rừng đã thu sạch VRR ở dưới tán rừng, đảm bảo VRR được trải đều trên nền đất, có diện tích tiếp xúc tốt nhất và đồng đều nhất với các nhân tố ảnh hưởng đến mức độ phân hủy của VRR. Cân VRR và bổ sung lƣợng VRR mới (VRR mới đƣợc bổ sung lên trên bên trong túi lưới, được trải đều), định kỳ 3 tháng/lần, vào các tháng 3, 6, 9 và 12. Kết quả thu đƣợc ghi vào bảng điều tra tốc độ phân hủy VRR (phụ lục 1E).
Đặc điểm vi sinh vật đất
Đƣợc xác định thông qua việc phân tích mẫu đất. Mẫu đất đƣợc lấy theo các trạng thái TTV khác nhau đại diện cho khu vực. Các mẫu đất đƣợc lấy ở cùng độ sâu 0 - 20 cm.
Môi trường phân lập các nhóm vi sinh vật được sử dụng môi trường thạch thịt (g/l): pepton (5 g cao thịt + 10 g pepton + 20 g thạch (aga) + 1000 ml nước cất), chuẩn pH = 7, khử trùng ở 1 atm trong 30 phút.
Môi trường phân lập xạ khuẩn là Gause (g/l) (20 g tinh bột tan + 0,5 g K2HPO4 + 0,5 g MgSO4.7H2O + 1 g KNO3 + 0,5 g NaCl + 0,1 g FeSO4 + 1000 ml H2O cất + 20 g thạch (aga), chuẩn pH = 7,2 – 7,4; khử trùng ở 1 atm trong 30 phút.
Môi trường phân lập nấm mốc là Crapek (g/l) (30 g sacaroza + 30 g NaNO3 + 1 g K2HPO4 + 0,5 g MgSO4 + 0,01 g FeSO4 + 20 g thạch (aga) + 1000 ml H2O cất), chuẩn pH = 6,0; khử trùng ở 1 atm trong 30 phút.
Môi trường phân lập vi khuẩn phân hủy xenluloza (g/l): 20 g thạch + 1 g CMC + 1000 ml nước cất, khử trùng ở nhiệt độ 117oC với áp suất 1 atm trong 30 phút.
Xác định khả năng phân hủy xenlulo bằng phương pháp đo vòng phân hủy trên đĩa thạch.
Môi trường phân hủy phốt phát khó tan: Môi trường chứa NaHPO4 là nguồn phốt pho duy nhất.
Môi trường Ashby (g/l): phân lập vi sinh vật màng nhầy.
Nhƣ vậy, các số liệu sẽ đƣợc điều tra, theo dõi diễn biến theo các tháng và theo các mùa trong năm.
* Nghiên cứu tác động của quá trình tích lũy và phân hủy vật chất hữu cơ thực vật tới khả năng giữ nước và bảo vệ đất của rừng phòng hộ đầu nguồn
Xác định độ ẩm tự nhiên của VRR
Chỉ tiêu này đƣợc xác định bằng cách mỗi OTC lấy 200 gam VRR ở trạng thái tự nhiên (VRR bổ sung, chƣa phân hủy), thời điểm lấy vào khoảng 13 giờ, đem sấy khô được M1(g), khối lượng nước tự nhiên chứa trong VRR chính là khối lượng hao hụt (200 - M1), từ đó tính được khối lượng nước tự nhiên chứa trong VRR.
Xác định độ ẩm tối đa của VRR
Khả năng chứa ẩm tối đa của VRR được xác định bằng phương pháp cân và ngâm nước. Mỗi OTC lấy 200 gam VRR ở trạng thái khô, đem ngâm nước trong 24 giờ, vớt ra để ráo nước và cân tiếp được khối lượng m (g).
Lượng nước hút thêm được là m - 200 (g). Chỉ tiêu này ta xác định riêng cho cành, lá, và các phần phân hủy, phần bán phân hủy, phần chƣa phân hủy và nội suy cho OTC và cho cả héc ta.
Xác định lượng nước bốc thoát hơi vật lý của VRR
Lượng bốc hơi nước của VRR được xác định bằng phương pháp cân khối lượng VRR giữa hai thời điểm xác định từ 2- 3 phút. Trong mỗi ODB lấy khoảng 100 gam VRR ở trạng thái tự nhiên đem cân lƣợng VRR đó, sau đó rải xuống nền rừng trên tấm ni lông và 3 phút sau cân lại. Làm tương tự như trên 10 lần/ô/năm, số liệu thu thập ghi vào bảng.
Xác định khả năng hút, giữ nước của VRR
Sau khi phân chia VRR trên các ODB thành các phần (phần chƣa phân hủy, phần bán phân hủy, phần đã phân hủy) và phân chia VRR theo từng phần, lấy mẫu ngẫu nhiên theo từng phần, mỗi phần lấy 3 mẫu (làm tương tự cho tất cả các ô thí nghiệm) và tiến hành thí nghiệm ngâm nước. Khoảng thời gian giãn cách cho việc xác định mẫu là: 0,25 giờ, 0,5 giờ, 1 giờ, 2 giờ, 4 giờ, 15 giờ và 24 giờ. Từ số liệu thu thập, xác định tốc độ hút, giữ nước của VRR. Khả năng hút, giữ nước tối đa của VRR được xác định sau khi ngâm mẫu vào nước trong 24 giờ. Dùng thuật ngữ độ sâu giữ nước (mm) và tỷ lệ phần trăm lượng nước giữ trong VRR để biểu thị khả năng giữ nước của VRR.
Xác định lượng nước hữu hiệu của VRR
Lượng nước giữ hữu hiệu (mm) bởi VRR được xác định bằng tích số giữa lượng VRR (tấn/ha) với tỷ lệ phần trăm lượng nước giữ hữu hiệu (%).
Quá trình giữ nước của VRR
Dựa vào chỉ tiêu độ ẩm của VRR, chỉ tiêu lượng nước bốc hơi theo thời gian của VRR và khả năng chứa nước tối đa của VRR. Ta tính được lượng nước giữ lại của VRR theo thời gian.