Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.2.2. Nghiên cứu về vai trò thuỷ văn của VRR
Ở Việt Nam nghiên cứu về khả năng giữ nước của rừng còn là một vấn đề khá mới mẻ. Nó chỉ được bắt đầu vào những năm 1970 với 2 hướng tiếp cận chính là nghiên cứu trên quy mô lưu vực và nghiên cứu trên quy mô khu rừng.
Khả năng hút và giữ nước chống xói mòn của VRR được các nhà khoa học trong nước quan tâm như nghiên cứu của Võ Đại Hải (1996) [21]. Khi nghiên cứu các dạng cấu trúc hợp lý cho rừng phòng hộ đầu nguồn ở Việt Nam, tác giả Võ Đại Hải đã xác định lượng VRR hàng năm theo phương pháp của Montranop. Theo tác giả lớp thảm mục trong rừng cũng có một vai trò không kém phần quan trọng với việc điều tiết nguồn nước và dòng chảy chống xói mòn đất. Dưới tán rừng có lớp thảm mục che phủ kín mặt đất ngăn không cho hạt mƣa rơi vào đất, hút và giữ lại một phần nước đồng thời là chướng ngại làm giảm tốc độ dòng chảy mặt, qua đó hạn chế đƣợc xói mòn dòng chảy mặt. Nhờ có lớp cây xanh và lớp thảm mục che
phủ nên độ ẩm của tầng đất mặt (0 - 30 cm) vào những ngày nắng ở trong rừng luôn cao hơn ngoài đất trống, trảng cỏ và cây bụi 2 - 4 lần. Qua các nghiên cứu trong ba năm: 1993, 1994, 1995, tác giả đã đƣa ra kết luận lƣợng VRR trong rừng hỗn giao lá rộng thường xanh nhiệt đới là rất nhiều (11,2 tấn/ha), nếu vật ở trạng thái thô có thể hút được lượng nước bằng 1,38 khối lượng của nó, nếu VRR đã phân huỷ 30 - 40% thì có thể hút được lượng nước gấp 2,3 lần.
Nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Lung và Võ Đại Hải (1997) [27] cho thấy vai trò điều tiết nước, chống xói mòn đất của rừng rất lớn. Các tác giả đã nghiên cứu toàn diện về thuỷ văn rừng, từ khả năng giữ nước của tán rừng, dòng chảy mặt, dòng chảy men thân, tốc độ thấm nước,… cho tới khả năng giữ nước của tầng thảm tươi cây bụi, lớp thảm mục,… Kết quả nghiên cứu này bước đầu đã xây dựng được một số cơ sở khoa học cho việc xây dựng rừng phòng hộ giữ nước, giữ đất trong thời gian qua ở Việt Nam.
Phạm Văn Điển (1998, 1999, 2001, 2002, 2004, 2005, 2006, 2009) [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16] đã nghiên cứu đặc điểm thuỷ văn và khả năng giữ nước của một số TTV rừng tại vùng hồ thủy điện tỉnh Hòa Bình. Tác giả đã xác định tốc độ hút giữ nước của VRR ở các trạng thái rừng khác nhau bằng phương pháp ngâm nước và cân nhanh để xác định đặc điểm về khả năng hút nước của VRR ở các trạng thái TTV khác nhau. Kết quả nghiên cứu của tác giả cho thấy: Tốc độ hút giữ nước lúc đầu của VRR tương đối lớn, từ 0 đến 15 phút đầu đạt tốc độ tối đa, sau đó theo thời gian lâu dần thì tốc độ hút giữ nước cũng dần dần giảm xuống, sau 24 giờ thì VRR đạt tới lượng giữ nước tối đa và tốc độ hút giữ nước có xu thế tiến tới 0. Tốc độ hút giữ nước trong khoảng 0 - 15 phút đầu của VRR lớn gấp hai lần tốc độ hút giữ nước trong khoảng thời gian 0 - 30 phút đầu. Về tốc độ hút giữ nước của các phần VRR kết quả cho thấy, tốc độ hút giữ nước của phần phân hủy lớn hơn phần bán phân hủy và phần chƣa phân hủy. Tại Hòa Bình đây là công trình đầu tiên về lượng nước hút giữ bởi VRR trong rừng.
Bằng các phương pháp điều tra hiện trường và thí nghiệm cung cấp nước nhân tạo, Dương Thanh Hải và Phạm Văn Điển (2010) [20] đã xác định được sáu đặc điểm cơ bản của VRR về các khía cạnh lâm học, sinh thái và thủy văn rừng ở vùng
hồ thủy điện tỉnh Hòa Bình. Những đặc điểm này đƣợc biểu thị thông qua các chỉ tiêu nhƣ: (i)- độ che phủ và độ dày của VRR; (ii)- phân bố khối lượng VRR theo thành phần và theo mức độ phân hủy của VRR; (iii)- tổng lượng VRR và sự biến đổi của lượng VRR trong năm; (iv)- đặc điểm hút nước của VRR; (v)- Lượng nước giữ tối đa của VRR; (vi)- hệ số độ thô của VRR. Tác giả cũng đƣa ra cách xác định tổng lƣợng VRR trong năm bằng cách tính tích số của lƣợng VRR tại một thời điểm điều tra bất kỳ trong năm với hệ số suy diễn tổng lƣợng VRR (HVRR).
Hiệu quả giữ nước của VRR là không đáng kể (1,06 - 8,09 mm/năm), nhưng nó có tác dụng che phủ đất khỏi sức công phá trực tiếp của giọt mƣa, hạn chế bốc hơi nước vật lý từ đất, đặc biệt là cản trở dòng chảy trên bề mặt đất dốc nhờ hệ số độ thô. Mặc dù việc xác định hệ số độ thô mới dừng lại ở mức sơ bộ, dựa trên các thí nghiệm cung cấp nước nhân tạo trong điều kiện nghiên cứu còn hạn chế, nhưng cũng có ý nghĩa trong việc mô phỏng vai trò thủy văn của VRR (Dương Thanh Hải, Phạm Văn Điển, 2010) [20].
Kế thừa các phương pháp của Phạm Văn Điển từ năm 2011 đến tháng 5 năm 2013, Nguyễn Minh Thanh, Dương Thanh Hải [42] đã tiến hành nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của một số trạng thái TTV đến môi trường đất tại xã Vầy Nưa, Đà Bắc, Hòa Bình. Kết quả nghiên cứu cho thấy VRR có khả năng giữ một lượng nước rất thấp, nên không có tác dụng nhiều cho việc tiêu giảm nước đỉnh lũ và lưu lượng nước lũ, cũng không nên coi là có hiệu quả đối với bảo vệ nguồn nước vì nó không thể chảy vào sông ngòi, cũng không đƣợc thực vật hấp thu, mà chỉ thông qua bốc thoát hơi nước trở lại khí quyển. Lợi ích của VRR là ở chỗ, nhờ có sự che phủ của VRR mà làm giảm lượng nước bốc hơi, qua đó bảo tồn nước trong đất.
Năm 2013, Nguyễn Minh Thanh, Dương Thanh Hải [41] nghiên cứu về khả năng thấm nước của đất tại xã Vầy Nưa, Hòa Bình đã có nhận xét tốc độ thấm nước ban đầu của đất tỷ lệ thuận với độ xốp tầng mặt và tỷ lệ nghịch với độ ẩm ban đầu.
Thảm thực vật là nguyên nhân gián tiếp gây sự thấm nước, còn nguyên nhân chủ yếu là do độ xốp và độ ẩm tầng đất mặt của đất rừng. Cụ thể ở từng trạng thái thực vật cho thấy: Tốc độ thấm nước của đất ở rừng tự nhiên trạng thái giàu cao nhất (14,6 mm/phút) bằng 2,5 lần so với trảng cỏ (5,7 mm/phút) và bằng 1,9 lần so với
rừng trồng Luồng (7,6 mm/phút). Tốc độ thấm nước ban đầu của đất rừng tự nhiên (trung bình là 11,4 mm/phút) cao hơn rừng trồng Keo (8,2 mm/phút), trảng cỏ, cây bụi là 6,4 mm/phút. Kết quả này đã chứng tỏ 3 trạng thái rừng tự nhiên và rừng trồng Keo tai tƣợng có khả năng thấm rất nhanh, các đối tƣợng còn lại thuộc dạng thấm nước nhanh.