3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp thống kê, kế thừa truyền thống
Thu thập tất cả các tài liệu hiện có liên quan. Trên cơ sở phân tích, đánh giá sẽ kế thừa những thông tin, số liệu khoa học đã có phục vụ thiết thực nội dung nghiên cứu của đề tài…
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.4.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa
Áp dụng phƣơng pháp điều tra khảo sát, đo đạc, quan sát và phỏng vấn nhằm xác định rõ hiện trạng thảm thực vật, địa hình và tính chất vật lý của đất rừng.
2.4.3. Phương pháp đánh giá nhanh
Đƣợc sử dụng trong khi khảo sát thực địa nhằm phân tích đánh giá ở ngoài thực tế thông qua khảo sát, đo đạc hiện trƣờng.
2.4.4. Phương pháp chuyên gia
Trao đổi, xin ý kiến chuyên gia về chuyên mônn quản lý của các đơn vị chức năng có liên quan.
2.4.5. Phương pháp đo đạc lấy mẫu ngoài thực địa
Khảo sát, lấy mẫu phân tích đánh giá hiện trạng chất lƣợng đất bằng cách đào phẫu diện.
Quy cách đào phẫu diện:
Trƣớc khi đào cần chọn vị trí, đánh dấu và số thứ tự lên bản đồ. Hƣớng phẫu diện quay dọc theo hƣớng đông tây, mặt thành phẫu diện khảo sát phải hƣớng về phía mặt trời. Đối diện với mặt phẫu diện là các bậc để lên xuống. Kích thƣớc phẫu diện tùy thuộc vào mục đích của các phẫu diện định đào. Chiều rộng phẫu diện khoảng 0,80 - 0,9 m, chiều dài khoảng 1,20 - 1,50 m. Chiều sâu thì tùy đối tƣợng mà quy định. Đất đào lên phải đổ hai bên phẫu diện, đất trên mặt để riêng một bên. Sau khi mô tả và lấy mẫu xong nên lắp lại theo trạng thái cũ. Không đƣợc đứng giẫm ở phía trên bề mặt khảo sát vì sẽ làm mất đi trạng thái tự nhiên của đất, hủy hoại cây cỏ, cũng không đƣợc đổ đất trên đấy vì chúng ta còn phải quan sát thực bì và đặt các thí nghiệm về lý tính nếu cần. Mặt phẫu diện phải thẳng: dùng mai hoặc xẻng vạt, tránh áp lƣỡi mai miết đất làm mất trạng thái tự nhiên của đất. Đối diện với mặt phẫu diện nên đào dạng bậc thang để tiện lên xuống khảo sát.
Sau khi đào xong phẫu diện phải tiến hành khâu mô tả và ghi chép đầy đủ vào sổ tay thực địa số liệu điểm quan sát, vị trí của phẫu diện, đặc điểm của tự nhiên xung quanh, cố gắng nêu cho rõ đặc điểm ảnh hƣởng của các
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nhân tố đó đến sự hình thành thổ nhƣỡng. Mọi tầng đất cần mô tả chi tiết các tính chất sau: màu sắc, độ chặt, độ xốp, rễ cây, chất xâm nhập, chất mới sinh, độ dày tầng đất, thành phần cơ giới…
2.4.6. Phương pháp bố trí thí nghiệm
Số lƣợng và cách lựa chọn điểm đo là yếu tố ảnh hƣởng lớn đến độ chính xác của các kết luận thống kê, đảm bảo sự phù hợp giữa kết quả nghiên cứu với thực tiễn. Số lƣợng điểm đo càng nhiều, số lần thu mẫu càng lớn thì độ tin cậy của các kết luận càng cao.
Đề tài nghiên cứu sẽ lập 9 ô tiêu chuẩn điển hình (OTC) phân bố ở khu vực nghiên cứu, gồm đất rừng tự nhiên IIA là 3 OTC, Trảng cây bụi là 3 OTC và đất rừng trồng là 3 OTC. Dựa trên kết quả khảo sát thực địa đề tài sẽ bố trí ô tiêu chuẩn có diện tích là 500 m2
(25m x 20m).
Mẫu đất đƣợc thu thập tổng hợp tại 9 điểm phân bố hệ thống trên ô tiêu chuẩn. Độ sâu lấy mẫu đất lần lƣợt là: 0-20 cm, 20-40 cm. Mẫu đất sau khi đƣợc lấy đã cho ngay vào dụng cụ riêng để bảo quản và đem về hong khô và phân tích.
2.4.7. Phương pháp thu thập số liệu
2.4.7.1. Số liệu sơ cấp
* Xác định tính chất vật lý đất
Đề tài sẽ nghiên cứu độ ẩm, dung trọng, tỷ trọng và độ xốp của đất. Mẫu đất đƣợc lấy bằng ống dung trọng để xác định đồng thời các chỉ tiêu trên. Mỗi vị trí đo thấm lấy một mẫu đất (trƣớc khi đo thấm, gần điểm đo thấm) bằng ống dung trọng (kích thƣớc: cao 10 cm, đƣờng kính trong 5 cm).
* Điều tra đặc trưng thấm nước của đất
Tốc độ thấm nƣớc của đất đƣợc xác định bằng phƣơng pháp sử dụng ống vòng khuyên. Tại mỗi ô thí nghiệm đặt một cặp ống lồng vào nhau ở vị trí điển hình, đƣờng kính bên trong ống nhỏ là 20 cm, đƣờng kính bên trong ống to là 30 cm, chiều cao các ống là 35 cm. Các ống đƣợc khắc vạch ở phía trong. Tại vị trí nghiên cứu khả năng thấm, đóng vòng sắt sâu xuống 20 cm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Dùng bình đong nƣớc tƣới nƣớc từ từ vào trong vòng khuyên, luôn giữ một lớp nƣớc đầy 5 cm phía trên tầng đất mặt.
Sau thời gian 1 phút tiếp tục đổ nƣớc vào trong vòng khuyên, căn cứ vào lƣợng nƣớc khởi đầu và sau khi tiếp nƣớc trong ống đong để xác định nƣớc đã thấm.
Thí nghiệm đƣợc kéo dài cho đến khi nƣớc thấm ổn định thì kết thúc. Tốc độ thấm nƣớc đƣợc xác định theo từng phút
(cm3/phút) cho đến khi nƣớc thấm ổn định. Hình 2.1. Vòng đo thấm
2.4.7.2. Số liệu thứ cấp
- Phƣơng pháp điều tra, thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp
+ Thu thập, sử dụng tài liệu thứ cấp về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, … Bằng cách điều tra các số liệu ở các văn bản, tạp chí, internet...
- Phƣơng pháp tổng hợp và phân tích các tài liệu, số liệu thứ cấp
Sau khi thu thập các tài liệu và số liệu thứ cấp cần chọn lọc ra các số liệu cần thiết để đƣa vào đề tài. Vì các số liệu, tài liệu thu thập đƣợc từ rất nhiều nguồn khác nhau, những thời điểm khác nhau do đó có sự khác nhau về độ phân tích và độ chính xác.
2.4.8. Phuơng pháp phân tích trong phòng thí nghiệm
Các chỉ tiêu: Tỷ trọng, dung trọng, độ xốp, độ ẩm của đất đƣợc xác định theo phƣơng pháp phân tích trong phòng thí nghiệm.
- Tỷ trọng đất (D) là tỷ số trọng lƣợng (gam) của một đơn vị thể tích đất
(cm3) ở trạng thái rắn, khô kiệt, các hạt đất xếp sít vào nhau so với trọng lƣợng của một khối nƣớc có cùng thể tích. Tỷ trọng đất phụ thuộc vào thành phần khoáng vật, thành phần hóa học của đất, đất càng nhỏ càng mịn tỷ trọng càng lớn. Nếu trong đất có nhiều mùn và hợp chất hữu cơ thì tỷ trọng nhỏ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Xác định tỷ trọng theo (phương pháp picnomet) gồm các bước sau:
Bƣớc 1: Xác định thể tích picnomet: picnomet sạch đƣợc sấy khô ở nhiệt độ không quá 600C. Cùng với nút đậy, cân trên cân phân tích có độ chính xác 0,001g, ghi trọng lƣợng cân đƣợc.
Dùng nƣớc đun sôi để nguội, đổ đầy picnomet, tới mức sao cho sau khi đậy nút chỉ tào ra vài giọt (qua mao quản của nút). Lau bình một cách cẩn thận để làm sao phía dƣới và bên trong lỗ mao quản không có không khí đọng. Ghi nhiệt độ nƣớc tại thời điểm xác định.
Đặt cẩn thận picnomet lên cân phân tích có độ chính xác 0,001g, ghi trọng lƣợng của picnomet có chứa đầy nƣớc.
Thể tích picnomet đƣợc tính theo công thức:
V = (a1 – a)/D
V: Thể tích picnomet (cm3
)
a1: Khối lƣợng picnomet + nƣớc (g) a: Khối lƣợng picnomet khô (g)
D: Khối lƣợng riêng của nƣớc ở nhiệt độ đã xác định (g/cm3
) Bƣớc 2: Xác định tỉ trọng đất:
Cân 10g đất khô không khí đã rây qua rây 1 – 2 mm.
Rót ½ lƣợng nƣớc ra cốc và dùng phễu cho đất đã chuẩn bị vào bình. Phễu tráng bằng nƣớc cất. Bình picnomet có đất và nƣớc đƣợc đặt lên bếp cát hoặc bếp điện có khay cát đun nóng 1/2 giờ, chỉ cho sôi nhẹ để đẩy không khí ra khỏi đất. Sau khi đun sôi bình picnomet để nguội trong phòng, thêm nƣớc cất vào cho tới vạch, đậy nút sao cho nƣớc đƣợc chứa đầy lên mao quản của nút. Sau đo đem cân. Tỉ trọng của đất đƣợc tính theo công thức:
D = P/(P + P1 – P2)
Trong đó :
d: tỉ trọng thể rắn
P: Khối lƣợng đất khô lấy để phân tích (g) P1: Khối lƣợng bình picnomet có nƣớc (g) P2: Khối lƣợng picnomet có nƣớc và đất (g)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Tính đất khô không khí sang đất khô kiệt (tuyệt đối) theo công thức:
P = (P0 * 100)/(100+a)
Lấy P0: Khối lƣợng đất khô không khí
a: Hàm lƣợng nƣớc tính bằng % so với đất khô
-Dung trọng đất (d) là trọng lƣợng đất khô (gam) ở trạng thái tự nhiên
của một đơn vị thể tích đất (cm3) sau khi sấy khô kiệt.
Dung trọng phụ thuộc vào thành phần khoáng vật, hàm lƣợng chất hữu cơ và kết cấu đất. Đất giàu hữu cơ và tơi xốp thì dung trọng lớn, dung trọng tăng theo hầu hết là theo chiều sâu của đất.
d= M / V
Trong đó: d _ dung trọng đất (g/cm3
)
M_ trọng lƣợng đất khô ở trạng thái tự nhiên (g) V_ Thể tích ống trụ (cm3)
- Độ xốp của đất: là tỷ lệ % các khe hở trong đất so với thể tích đất.
Độ xốp của đấtđƣợc xác định thông qua tỷ trọng và dung trọng của đất Độ xốp P % đƣợc tính theo công thức: P% = (1-d/D)x100 Trong đó: D là tỷ trọng (g/cm3 ) d là dung trọng (g/cm3 ) - Độ ẩm đất (%): Xác định độ ẩm đất theo các bƣớc sau Bƣớc 1: Cân trọng lƣợng hộp nhôm, đƣợc W1 (g) Bƣớc 2: Cân trọng lƣợng đất và hộp nhôm, đƣợc W2 (g)
Bƣớc 3: Sau khi sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 1050c , đem ra để nguội cân đƣợc trọng lƣợng W3 (g)
Độ ẩm tƣơng đối A0 tƣơng đối % = [(W2 - W3) / (W2 - W1)]. 100
Độ ẩm tuyệt đối A0 tuyệt đối % = [(W2 - W3) / (W3 - W1)]. 100
- Cường độ mưa bình quân (IBQ, mm/h) đƣợc xác định bằng tỉ số giữa
lƣợng mƣa (P, mm) và thời gian mƣa (t, giờ):
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Đặc điểm phân bố mƣa đƣợc xác định thông qua các chỉ tiêu: Phân bố số ngày mƣa theo tháng trong năm, phân bố số trận mƣa theo thời gian mƣa, phân bố lƣợng mƣa trong năm. Những chỉ tiêu này đƣợc biểu diễn bằng phƣơng pháp lập bảng kết hợp với vẽ biểu đồ.
- Điều tra khả năng giữ nước của đất
* Biến động độ ẩm:
- Theo chiều thẳng đứng: Trong mỗi ô thí nghiệm chọn 1 vị trí đại diện điển hình tiến hành đào sâu xuống 40 cm, lấy mẫu đất để xác định độ ẩm theo các vị trí 0-20cm, 20-40cm bằng phƣơng pháp sấy. Tổng số điều tra 9 vị trí. Kết quả điều tra đƣợc, ghi vào mẫu biểu.
* Xác định sức hút ẩm tối đa: Đất phơi khô, nghiền nhỏ, qua rây 0,25 mm, cân từ 5-10gam cho vào chén thủy tinh đã sấy. Tốt nhất là dùng loại chén có đƣờng kính 5cm, cao 3cm, có nắp đậy. Chén có đem cân và đặt vào bình hút ẩm, đáy bình có chứa axit sunfuric 10% (ƣớc chừng 100-300cc). Tùy số lƣợng cho vào bình hút ẩm mà lấy lƣợng axit sunfuric cho vừa phải (cứ 1gam đất lấy 2cc H2SO4 10%. Không nên cho axit quá đầy.
Trên mặt axit tạo ra không khí chứa đầy hơi nƣớc (gần 100% độ ẩm tƣơng đối). Trong không khí đó đất sẽ hút hết hơi nƣớc.
Bình hút ẩm (trong đựng chén có đất) cần bôi vadơlin trên miệng và đậy nắp lại. Dùng bơm (chân không) hút hết không khí trong bình ra để cho nắp bình dính chặp vào với bình. Sau đó đặt vào chỗ tối có nhiệt độ ổn định.
Sau 3 ngày đem ra cân các chén trên, ghi số liệu vào sổ. Sau khi tiến hành lần 1, đặt chén trở lại bình hút ẩm, sau 3 ngày nữa cân lại. Thƣờng lần thứ 2 khối lƣợng tăng lên. Tiếp tục làm nhƣ vậy đến khi đạt kết quả gần cố định (có thể khác nhau số lẻ thứ 3 là đƣợc). Cuối cùng đem các chén đó sấy đến trọng lƣợng cố định ở 1050C. Thời gian bão hòa nhƣ vậy khoảng 1 tháng. Tổng số mẫu điều tra là 9 mẫu.
Nƣớc mất khi sấy tính ra phần trăm so với khối lƣợng đất khô cho ta sức hút ẩm tối đa. Từ sức hút ẩm tối đa này bằng cách nhân với hệ số 1,5 ta tính đƣợc độ ẩm cây héo.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Lƣợng nƣớc giữa sức chứa ẩm đồng ruộng và độ ẩm cây héo là lƣợng nƣớc hữu hiệu mà cây có thể sử dụng đƣợc.
- Độ ẩm cây héo bình quân của đất rừng đƣợc xác định bằng 1,5 lần sức hút ẩm tối đa của đất.
- Độ xốp mao quản đƣợc tính bằng công thức:
Xmq % = % độ ẩm đồng ruộng + % độ ẩm cây héo - Độ xốp ngoài mao quản: Xnmq % = X% - Xmq
- Lƣợng nƣớc tích giữ trong các khe hổng mao quản của đất rừng đƣợc tính toán theo độ dầy tầng đất, dựa trên số đo bình quân về độ xốp của đất: Imq = Hd * Xmq.
- Lƣợng nƣớc tích giữ trong các khe hổng ngoài mao quản của đất rừng đƣợc tính toán theo độ dầy tầng đất và số đo bình quân về độ xốp ngoài mao quản của đất: Inmq = Hd * Xnmq
- Các phƣơng trình tƣơng quan đƣợc thiết lập theo hƣớng dẫn của giáo trình “Thống kê toán học trong lâm nghiệp” của Nguyễn Hải Tuất và Ngô Kim Khôi (1996).
2.4.9. Phương pháp xử lý số liệu
Ngoài ra để so sánh khả năng thấm nƣớc của đất ở các trạng thái rừng khác nhau và các mối quan hệ tƣơng quan giữa các chỉ tiêu vật lý đất ảnh hƣởng đến khả năng thấm nƣớc của đất đề tài sử dụng phƣơng pháp phân tích phƣơng sai bằng phần mềm SAS.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
CHƢƠNG 3
KẾT QUẢ NGHIẾN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Định Hóa, Thái Nguyên
3.1.1. Điều kiện tự nhiên
3.1.1.1. Vị trí địa lý
Định Hoá là huyện miền núi, nằm ở phía Tây - Tây Bắc của tỉnh Thái Nguyên, trung tâm huyện cách Thành phố Thái Nguyên 50 km theo đƣờng Quốc Lộ 3 và đƣờng 268. Ranh giới hành chính huyện Định Hoá các phía giáp:
- Phía Đông giáp huyện Bạch Thông (tỉnh Bắc Cạn);
- Phía Tây giáp huyện Yên Sơn, huyện Sơn Dƣơng (tỉnh Tuyên Quang); - Phía Nam giáp huyện Đại Từ, Phú Lƣơng (tỉnh Thái Nguyên); - Phía Bắc giáp huyện Chợ Đồn (tỉnh Bắc Cạn).
Huyện Định Hoá có 24 đơn vị hành chính gồm 23 xã và 1 thị trấn, với tổng diện tích tự nhiên là 51.109,40 ha.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3.1.1.2. Địa hình, diện mạo
Do cấu trúc địa chất của huyện Định Hoá chạy theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam, chủ yếu là vùng núi cao, đồi và núi đan xen, chèn kẹp nhau. Nhìn chung, huyện Định Hoá có địa hình khá phức tạp, phần lớn diện tích trên lãnh thổ huyện là vùng núi cao, có độ dốc lớn, địa hình hiểm trở bị chia cắt mạnh. Những vùng đất tƣơng đối bằng phẳng thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp chiếm tỷ lệ nhỏ, phân tán dọc theo các khe, ven sông, suối hoặc thung lũng vùng núi đá vôi. Sự phân bố địa hình trên lãnh thổ với quá trình sản xuất… đã hình thành nên 3 tiểu vùng sinh thái: Tiểu vùng núi cao, tiểu vùng thung lũng lòng chảo Chợ Chu và tiểu vùng đồi thoải.
3.1.1.3. Khí hậu
Khí hậu của huyện mang đặc điểm chung của khí hậu miền Bắc bộ, có 2 mùa mƣa và khô rõ rệt. Mùa mƣa từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 năm trƣớc đến tháng 3 năm sau (số mƣa bình quân 137 ngày), lƣợng mƣa trung bình 1.710mm/năm, tuy nhiên lƣợng mƣa phân bố không đều, mƣa tập trung vào từ tháng 6 đến tháng 9 chiếm 90 % lƣợng mƣa cả năm.
Về nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình cả năm là 22,50
C, các tháng nóng là các tháng mùa mƣa, nóng nhất là tháng 7 với nhiệt độ trung bình là 28,70