Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu khả năng bảo vệ đất của rừng trồng cao su trên đất dốc

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:77

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài nghiên cứu được thực hiện nhằm xác định ảnh hưởng của rừng Cao su đến tính chất đất trong những điều kiện lập địa khác nhau. Đề xuất được biện pháp nâng cao khả năng bảo vệ đất ở rừng trồng Cao su. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của luận văn này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu khả năng bảo vệ đất của rừng trồng cao su trên đất dốc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ******** TRẦN THỊ LINH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG BẢO VỆ ĐẤT CỦA RỪNG TRỒNG CAO SU TRÊN ĐẤT DỐC LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP HÀ NỘI - 2009
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ******** TRẦN THỊ LINH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG BẢO VỆ ĐẤT CỦA RỪNG TRỒNG CAO SU TRÊN ĐẤT DỐC Chuyên ngành: Lâm hoc Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. VƯƠNG VĂN QUỲNH HÀ NỘI - 2009
LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện nghiên cứu này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ về nhiều mặt của các cơ quan, tổ chức và cá nhân trong việc cung cấp tài liệu, tham gia phỏng vấn, tổ chức hỗ trợ hiện trường, đặc biệt là sự giúp đỡ trực tiếp của thầy giáo PGS.TS. Vương Văn Quỳnh, Viện sinh thái rừng và môi trường - trường Đại học Lâm nghiệp trong cả quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này. Nhân dịp này, tôi xin bầy tỏ lời cảm ơn tới Ban giám hiệu, Khoa đào tạo sau đại học Trường Đại học Lâm nghiệp và toàn thể các thầy cô giáo đã truyền đạt cho tôi những kiến thức trong suốt những năm học vừa qua. Tôi xin chân thành cảm ơn Nông – Lâm trường Cao su, công ty, địa phương và cá nhân ở khu vực nghiên cứu đã dành thời gian giúp đỡ tôi trong thời gian thu thập tài liệu. Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng bản luận văn này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các nhà khoa học và các đồng nghiệp để luận văn tốt nghiệp này được hoàn thiện. Xin chân thành cảm ơn. Tôi xin cam đoan số liệu điều tra, tính toán là hoàn toàn trung thực, công trình và sản phẩm khoa học là của bản thân tôi. Hà nội, ngày tháng 10 năm 2009 Tác giả Trần Thị Linh
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Cao su là một loài cây công nghiệp dài ngày hiện nay được đánh giá là đem lại hiệu quả rất cao về kinh tế cũng như môi trường. Nó được khẳng định thông qua giá trị về sản lượng nhựa và lâm sản gỗ. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nước mở rộng diện tích trồng Cao su nhất là các nước như Indonesia, Thái Lan, Malaysia, Việt Nam, India, Trung Quốc, Sri Lanka, Liberia, và Cote d’Ivoire… Chính vì cao su là cây có giá trị kinh tế nên đã và đang được rất nhiều nước đưa vào trồng như một chiến lược để phát triển kinh tế trên vùng núi. Hiện nay, Việt Nam có 553.500 nghìn ha cao su, và sản lượng nhựa đạt khoảng 600.000 đến 700.000 tấn/năm, đứng thứ 6 trên thế giới về sản lượng. Trước đây cao su chủ yếu được trồng ở các vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên. Sau năm 1975 nó được phát triển rộng ra các tỉnh trung Trung Bộ và bắc Trung Bộ như Quảng Nam, Quảng Ngãi, Thừa thiên Huế, Quảng trị, Quảng Bình, Hà Tĩnh, Nghệ An, Thanh Hoá. Do giá trị cao về kinh tế mà hiện nay diện tích trồng cây cao su đã được mở rộng ra các tỉnh phía Bắc nơi có điều kiện khí hậu, địa hình khác hẳn với vùng sinh sống trước đây của nó. Mặc dù mới được trồng vài năm gần đây nhưng nhiều người dân ở một số tỉnh miền núi phía Bắc bắt đầu trồng cao su. Thậm chí nhiều tỉnh còn đưa cao su vào cơ cấu cây trồng chủ lực với hy vọng sẽ kích cầu nền kinh tế. Cao su thực sự đã làm thay đổi những vùng đất nghèo khó và là “cây vàng” trong thời kỳ kinh tế thị trường. Nhưng trước sự gia tăng nhanh chóng diện tích trồng cây cao su chúng ta cần đặt ra câu hỏi là một cây công nghiệp dài ngày trồng trên một diện tích lớn có dẫn đến làm suy thoái môi trường, đặc biệt là môi trường đất vì đây là nhân tố chịu tác động mạnh nhất ? Rừng cây cao su ở những vùng đất dốc có đảm bảo các chức năng như các rừng tự nhiên khác bảo vệ đất chống xói mòn ? Các biện pháp kĩ thuật trong trồng,
2 chăm sóc và khai thác cao su có ảnh hưởng gì đến môi trường đất và làm thế nào để vừa đạt hiệu quả kinh tế và vừa bảo vệ môi trường trong hoạt động trồng cây cao su? … Để trả lời những câu hỏi đó, nhằm sử dụng đất có hiệu quả và góp phần phát triển bền vững cây cao su, đề tài đi vào “ Nghiên cứu khả năng bảo vệ đất của rừng trồng Cao su trên đất dốc”.
3 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Những nghiên cứu trên thế giới * Những nghiên cứu về lâm học Những công trình nghiên cứu về đặc điểm lâm học của rừng đều có xu hướng nghiên cứu cấu trúc. Trên thế giới trong những thập niên gần đây đã chuyển dần từ hướng nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng, các mô hình toán học ngày càng được nhiều tác giả sử dụng để mô phỏng cấu trúc và mối quan hệ giữa các đại lượng cấu trúc rừng. Henry Biolley đã sử dụng phương pháp kiểm tra (phương pháp chuẩn hoá tăng trưởng vốn sản xuất) để xây dựng cấu trúc chuẩn. Cách thức của phương pháp này là sử dụng các ô định vị có diện tích lớn trong rừng và tiến hành khai thác trong 3-4 giai đoạn (mỗi giai đoạn 6-7 năm), đo đếm xác định lượng tăng trưởng rừng đạt lớn nhất tương ứng với một trữ lượng và một cấu trúc đường kính nào đó và coi trữ lượng, cấu trúc đó là trữ lượng và cấu trúc chuẩn. Vấn đề về cấu trúc không gian và thời gian của rừng được các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất. B.Rollet (1971) đã biểu diễn các quan hệ chiều cao - đường kính ngang ngực, đường kính tán - đường kính ngang ngực bằng các hàm hồi quy, phân bố đường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng các phân bố xác suất. Balley (1973) đã mô hình hoá cấu trúc thân cây với phân bố số cây theo cỡ kính (N/D) bằng hàm Weibull; nhiều tác giả khác dùng hàm Schumacher, hyperbol, hàm mũ, Poisson, Charlier, v.v... Ngoài ra, từ các kết quả nghiên cứu định lượng cấu trúc, Bruce E.B và Ray A.S (1978), David Lenhart .J (1987) đã xây dựng các mô hình cấu trúc rừng, dựa vào phân bố N/D làm cơ sở khoa học cho công tác kinh doanh rừng.
4 Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng là việc phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo hay ngoại mạo sinh thái. Các tiêu chí phân loại rừng theo xu hướng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng. Tiêu biểu cho hệ thống phân loại rừng theo hướng này có Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973)... Nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này đã không tách rời cấu trúc ngoại mạo của quần xã thực vật khỏi hoàn cảnh của nó và do đó đã hình thành một hướng phân loại theo ngoại mạo sinh thái. Khác với xu hướng phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo chủ yếu mô tả rừng ở trạng thái tĩnh. Trên cơ sở nghiên cứu rừng ở trạng thái động, Melekhov đã nhấn mạnh sự biến đổi của rừng theo thời gian, đặc biệt là sự biến đổi của tổ thành loài cây trong lâm phần qua các giai đoạn khác nhau trong quá trình phát sinh và phát triển của rừng. Các kiến thức về cấu trúc không gian và thời gian là cơ sở để xây dựng mô hình cấu trúc chuẩn và đề xuất các giải pháp xử lý lâm sinh để hướng rừng đến cấu trúc chuẩn đó. * Những nghiên cứu về đất Từ thế kỷ 18 Lômônôxôv (1714 - 1765) đã nhận định về đất “Những núi đá trọc có rêu xanh mọc sau đó đen dần và trở thành đất, đất đó đã được tích luỹ lâu đời, sau đó lại là cơ sở phát triển của các loài rêu to và thực vật khác”. Với nhận định này, lần đầu tiên Lômônôxôv đã nêu ra một cách đúng đắn về sự phát triển của đất theo thời gian, do tác động của thực vật vào đá. VR Viliam đã chỉ ra vai trò quan trọng của sinh vật trong việc hình thành những tính chất của đất đặc biệt là cây xanh, vi sinh vật và khẳng định chúng ảnh hưởng tới chiều hướng của quá trình hình thành đất.
5 Bước sang thế kỷ 20, những nghiên cứu về mối quan hệ của đất và thực vật trở lên cụ thể hơn. Các nhà khoa học Ấn Độ: Chandran. P, Dutta.D.R, Gupta.S.K và Banerj eeSK (1988) đã nghiên cứu về đặc điểm của đất dưới 3 loại rừng trồng cây lá kim Crytomelia, Pinus pabuta, Cupressys torulosa và rừng cây lá rộng ở phía Đông dãy Himalaya cho thấy: Sự tích luỹ thảm mục ở rừng cây lá kim là cao hơn so với rừng cây lá rộng. Đất ở khu vực này đều chua, cao nhất ở tầng đất mặt dưới rừng thông Pinus pabusa. Rừng cryptomelia japonica có lượng canxi trao đổi lớn nhất. Ohta (1993) nghiên cứu ảnh hưởng của rừng keo lá tràm 6 tuổi và rừng thông 3 lá 8 tuổi đến các tính chất đất ở pantabagan, Philippin. Kết quả nghiên cứu của tác giả cho thấy rừng trồng đã làm thay đổi độ xốp và dung trọng của đất ở tẩng 0-5 cm theo hướng tích cực. Tuy nhiên Ca+2 ở tầng đất mặt dưới 2 loại rừng này thấp hơn so với nơi đất trống. Marquez. O, Hernander. R, Torres. A và Franco. W(1993) nghiên cứu về đất rừng Tếch trồng thuần loài ở các tuổi 2, 7 và 12. Tác giả cho thấy tính chất đất dưới các rừng trồng Tếch ở các tuổi khác nhau đã có sự thay đổi. Cụ thể là hàm lượng Ca2+, Mg2+, pH và dung lượng cation trao đổi đạt cao nhất ở rừng Tếch 12 tuổi. Tuy nhiên lượng lân dễ tiêu lại giảm một cách rõ rệt theo tuổi, trong khi đó lượng Kali dễ tiêu lại ít biến động. Basu.P.K và Aparạita Mandi (1987) nghiên cứu về ảnh hưởng của rừng trồng bạch đàn lai đến tính chất đất. Kết quả cho thấy, độ phì đất dưới rừng bạch đàn lai đã được cải thiện theo tuổi của cây rừng. Chất hữu cơ, dung lượng cation trao đổi tăng đáng kể, trong khi đó đạm tổng số tăng rất ít. Ngược lại độ chua của đất lại giảm đi so với ban đầu. Đánh giá tác động của rừng cây cao su đến môi trường đất Cây cao su có tên gốc gọi là cây Hê vê (Hévéa), mọc dọc theo sông A- ma-zôn ở Nam Mỹ, cách đây gần 10 thế kỷ, thổ dân Mainas sống ở đây đã
6 biết lấy nhựa của cây này dùng để tẩm vào quần áo chống ẩm ướt và tạo ra những quả bóng vui chơi trong dịp hội hè. Họ gọi chất nhựa này là Caouchouk, theo Thổ ngữ Mainas nghĩa là “Nước mắt của cây” (cao là gỗ. Uchouk là chảy ra hay khóc). Cây cao su là một cây công nghiệp rất quan trọng về kinh tế nên được phát triển ở nhiều quốc gia. Nó còn mang tính chiến lược như vào cuối thế chiến thứ 2, Nhật xâm lăng các nước vùng Đông Nam Á (nơi chiếm 90% diện tích trồng cao su trên thế giới lúc bấy giờ) để cho đồng minh không có nguyên liệu. Cho đến nay, cao su vẫn là nguồn nguyên liệu chiến lược cho nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống. Ở Trung Quốc từ đầu những năm 1950 đã có nhiều ha rừng tự nhiên được thay thế bởi các đồn điền cao su. Chúng không chỉ được phát triển trên đất đỏ bazan màu mỡ, ở những nơi bằng phẳng với khí hậu ấm áp mà còn được phát triển trên cả những loại đất có độ phì kém hơn ở những vùng dốc với khí hậu lạnh hơn. Kết quả nghiên cứu của WANG Xianpu (? ) cho thấy rừng cao su ở Trung Quốc có khả năng bảo vệ đất và nước tốt hơn nhiều mô hình rừng thuần loài khác. Aiken et al., (1982) khi nghiên cứu về tác động môi trường rừng Cao su ở Bán đảo phía tây Singapo đã nhận thấy những hiệu quả thấp về giữ nước và bảo vệ đất của rừng trồng cao su. Ông kết luận rằng quá trình trồng cao su sẽ không tránh khỏi sự gia tăng dòng chảy mặt và xói mòn đất. Xói mòn đất càng trở nên nghiêm trọng hơn khi người trồng cao su tiến hành phát dọn sạch thực bì dưới tán rừng. Một số tác giả nghiên cứu về khả năng bảo vệ môi trường của rừng cao su như Gao Suhua (1985), Wu Eryu (1984), Chen Yongshan (1982) đã điều tra hiệu quả bảo vệ đất và nước của các đồn điền cao su ở Trung Quốc.
7 Nhìn chung các tác giả trên thế giới chủ yếu tiến hành nghiên cứu sơ bộ đặc điểm hệ sinh thái rừng cao su và chức năng sinh thái của chúng. Một số tác động khác tới môi trường của hệ sinh thái này vẫn chưa được làm rõ. 1.2. Những nghiên cứu ở Việt Nam * Những nghiên cứu về lâm học Khi lập biểu thể tích cây đứng rừng tự nhiên miền bắc Việt Nam, Đồng Sĩ Hiền (1974) đã kết luận: ‘‘phân bố số cây theo cỡ đường kính là phân bố giảm nhưng do quá trình khai thác chọn thô không theo quy tắc nên đường thực nghiệm thường có dạng hình răng cưa và tác giả đã dùng hàm Meyer và họ đường cong Pearson để mô tả phân bố này’’. Nguyễn Văn Trương (1983) đã thử nghiệm các hàm mũ, logarit, phân bố Poisson và phân bố Pearson để biểu thị cấu trúc số cây - cấp đường kính của rừng tự nhiên hỗn loại, trong đó phân bố Pearson không mang lại kết quả mong muốn. Trần Văn Con (1991,1992) dùng phân bố Weibull để mô phỏng cấu trúc đường kính cho rừng khộp ở Tây Nguyên. Lê Minh Trung (1991) qua thử nghiệm mô phỏng phân bố N/D rừng tự nhiên ở Gia Nghĩa - Đắc Nông bằng bốn dạng hàm: Poisson, Weibull, Hyperbol và Meyer, đã có kết luận: hàm Weibull có khả năng tiếp cận được phân bố thực nghiệm của đường kính rất tốt, tuy nhiên việc xác định hai tham số của phương trình rất phức tạp vì thế đã sử dụng hàm Meyer để tính toán. Nguyễn Ngọc Lung (1991) qua nghiên cứu cấu trúc rừng khí hậu ở Hương Sơn, Kon Hà Nừng và một số địa phương khác, thấy rằng: về đại thể phân bố N/D là phân bố giảm kiểu Meyer, ở rừng nguyên sinh thường xuất hiện một đỉnh nhỏ ngay sau cỡ đường kính nhỏ nhất và có thể một đỉnh quá thành thục ở cỡ đường kính lớn. Vũ Văn Nhâm (1992) cũng đã sử dụng hàm
8 Meyer để mô tả phân bố số cây và số loài theo cỡ kính cho đối tượng rừng tự nhiên vùng Đông bắc. Bảo Huy (1993) qua thử nghiệm mô phỏng phân bố thực nghiệm N/D cho rừng ưu thế bằng lăng ở Đắc Lắc theo các dạng phân bố: Poisson, khoảng cách, hình học, Weibull và Meyer, có kết luận: phân bố khoảng cách và trường hợp riêng là phân bố hình học khái quát khá tốt cho phân bố thực nghiệm N/D của tổng thể. Lê Sáu (1996), Trần Xuân Thiệp (1996) khẳng định phân bố Weibull thích hợp nhất để mô tả phân bố N/D cho tất cả các trạng thái rừng tự nhiên, cho dù phân bố thực nghiệm có dạng giảm liên tục hay một đỉnh. Bên cạnh các nghiên cứu về phân bố N/D, phân bố N/H cũng đã được nhiều nhà khoa học xác định. Bảo Huy (1993), Lê Sáu (1996), qua nghiên cứu phân bố N/H để tìm tầng tích tụ tán cây trong các kiểu rừng thường xanh và rừng hỗn loài Bằng lăng chiếm ưu thế ở Kon Hà Nừng và Đắc Lắc, đều đi đến kết luận là phân bố N/H có dạng một đỉnh với nhiều đỉnh phụ hình răng cưa, và hàm Weibull thích hợp nhất để mô tả phân bố này. Trong khi nhiều tác giả có xu hướng sử dụng hàm Weibull để mô phỏng cấu trúc đường kính và chiều cao rừng tự nhiên hỗn loại, Đào Công Khanh (1994,1996) đã dùng hàm sinh trưởng Schumacher để mô phỏng phân bố thực nghiệm N/D và N/H (thông qua tần số luỹ tích) cho rừng hỗn loại ở Hương Sơn - Hà Tĩnh, với kết quả khả quan hơn hẳn so với phân bố Weibull. Trần Xuân Thiệp (1996), sau khi thử nghiệm các hàm Meyer, Weibull để mô phỏng kết cấu N/D và N/H cho rừng Hương Sơn - Hà Tĩnh, cũng đã nhận định: sự phù hợp giữa phân bố lí thuyết và thực tế cho phép dựa vào hàm Weibull để điều tiết rừng trong giai đoạn quá độ chuyển hóa về rừng chuẩn cũng như trong quá trình kinh doanh rừng bền vững. Trần Cẩm Tú (1998,1999) qua nghiên cứu rừng tự nhiên ở Hương Sơn
9 - Hà Tĩnh có nhận định: Hàm khoảng cách mô phỏng tốt cho phân bố N/D và hàm Weibull thích hợp để mô phỏng phân bố số cây theo cỡ chiều cao cho rừng tự nhiên hỗn loại sau khai thác. Trong những năm gần đây, bên cạnh các nghiên cứu cấu trúc với quy mô lâm phần, một hướng khác đang hình thành là nghiên cứu đi vào chi tiết hơn đến cấu trúc nhóm loài và loài. Vũ Đình Phương (1998), Vũ Đình Phương và Đào Công Khanh (2001) cho biết: trong rừng hỗn loại, từng loài cây tuy mọc phân tán nhưng vẫn có những quy luật về cấu trúc và tương quan riêng của chúng, đa số loài cây (55-60% ) có cấu trúc đường kính và chiều cao giống với cấu trúc tương ứng của lâm phần. Theo kết quả nghiên cứu trên cho thấy rằng, nhiều công trình trong và ngoài nước đã đề cập đến cấu trúc rừng nhưng tập trung vào rừng tự nhiên hay rừng trồng hỗn giao, đối với rừng trồng cao su hiện nay chưa có công trình cụ thể nào nghiên cứu về cấu trúc hay đặc điểm lâm học của nó. * Những nghiên cứu về đất Nước ta có rất nhiều nhà khoa học nghiên cứu về đất rừng. Xong những thành tựu đầu tiên phải kể đến đó là sự đóng góp quan trọng của Nguyễn Ngọc Bình (1970, 1979, 1986). Tác giả đã tổng kết những đặc điểm cơ bản của đất dưới các đai rừng, kiểu rừng, loại rừng ở miền Bắc Việt Nam. Ngô Đình Quế (1985) nghiên cứu về ảnh hưởng của rừng thông nhựa đến tính chất đất ở Lâm Đồng cho thấy, sau 8 đến 10 năm trồng thông nhựa, tính chất hoá học của đất bước đầu có thay đổi nhưng không nhiều, khả năng tích luỹ mùn của đất thấp, độ chua thuỷ phân tăng, mùn tăng. Tuy nhiên tính chất lý học của đất thì được cải thiện rõ rệt. Cụ thể độ xốp tầng đất mặt 0-20 cm dưới rừng Thông tăng từ 2-4 %, độ ẩm tăng từ 1-3% so với đất trống.
10 Hoàng Xuân Tý (1989) nghiên cứu về đất rừng Bồ đề ở 4 hạng đất khác nhau để theo dõi ảnh hưởng của rừng Bồ Đề đến tính chất của đất trong suốt chu kỳ kinh doanh 10 năm. Tác giả cho rằng các tính chất bị thay đổi không giống nhau. Chúng được phân thành 5 nhóm để đánh giá, đó là: Chất hữu cơ, các yếu tố độ chua, các chất dinh dưỡng dễ tiêu, tính chất vật lý và chế độ ẩm của đất. Theo kết quả nghiên cứu của Hà Quang Khải (1999) cho thấy sự khác biệt tính chất của đất ở vùng gần gốc và xa gốc rừng thông Mã Vĩ và keo tai tượng thể hiện tương đối rõ, đặc biệt là tính chất lý học đất… - Nghiên cứu tác động của rừng cao su đến môi trường đất Những cây cao su đầu tiên xuất hiện ở nước ta được trồng ở vườn thực vật Sài Gòn vào năm 1877, lấy giống từ Singapore nhưng không cây nào sống. Đến năm 1897, dược sỹ Raoult đã gửi hạt giống và một số cây con từ Java để gieo trồng tại vườn thí nghiệm ông Yêm (Thủ Dầu Một); Đồng thời bác sỹ Yersin cũng đã nhận được một số cây con đem trồng tại suối Dầu trong phần đất của viện Pasteur Nha Trang. Sau đó bác sỹ Yersin nhập nhiều hạt giống từ Cô Lôm Bô (Srilanca) để thành lập đồn điền cao su đầu tiên ở nước ta. Do hiệu quả kinh tế cao và ổn định, cao su đã được phát triển nhanh chóng ở Việt Nam. Nhu cầu thị trường ngày càng tăng, cao su tổng hợp vẫn đắt do nó được sản xuất từ dầu thô vì vậy diện tích cao su vẫn ngày càng được mở rộng. Tuy nhiên, cũng như nhiều loại rừng trồng cây nhập nội thuần loại đồng tuổi khác, rừng cao su thường bị chỉ trích về hiệu quả môi trường thấp, chẳng hạn giữ nước và bảo vệ đất kém, gây độc nước và không khí cao v.v… Ở Việt Nam, vấn đề tác động môi trường rừng Cao su còn khá mới mẻ. Trong một số tài liệu nghiên cứu về cây cao su đều ít nhiều đề cập đến tác động môi trường của chúng. Tuy nhiên chưa có nghiên cứu riêng về vấn đề này.
11 Tác giả Nguyễn Khoa Chi, 1997 cho rằng cây cao su là một trong những loài cây bảo vệ môi trường rất tốt, chống xói mòn và không huỷ hoại đất. Trần Ngọc Kham với công trình “Đánh giá hiệu quả kinh tế của mô hình trồng cao su phủ xanh đất trống sau nương rẫy ở Đắc Lắc” cho thấy về dài hạn cây cao su mang lại lợi ích tư nhân và lợi ích xã hội lớn hơn hệ thống nương rẫy truyền thống. Hệ thống này còn cho thấy triển vọng kết hợp các nông hộ vào các công trình phủ xanh đất trống sau nương rẫy bằng cây cao su đảm bảo lợi ích trước mắt và lâu dài của nông hộ. Các tác giả Đoàn Thị Thanh Nhàn, TS. Nguyễn Văn Bình, TS. Nguyễn Thế Côn, TS. Vũ Đình Chính cho rằng cây cao su không những có giá trị kinh tế cao mà còn có nhiều ý nghĩa khác như: làm sạch môi trường, ổn định sinh thái Theo nghiên cứu của Trương Đình Trọng về “Thực trạng thoái hoá đất bazan ở tỉnh Quảng Trị và các giải pháp bảo vệ môi trường đất” thì một số vùng sau khi lột bỏ lớp phủ rừng đã được trồng cây công nghiệp dài ngày như cà phê, cao su, chè, các khu đất được chọn thường ở địa thế ổn định, năng lượng địa hình nhỏ, có điều kiện duy trì độ phì đất bazan. Song so với đất phát sinh dưới rừng của khu vực, do tác động canh tác đất vẫn thấy biểu hiện trạng thái thoái hoá nhẹ. Biểu hiện thoái hoá tạo ra một tầng chặt dưới tầng canh tác. Dưới các rừng cao su, tầng đất mặt thường bị làm chặt do dẫm đạp của người và trâu bò. Như vậy vẫn còn rất nhiều ý kiến trái ngược nhau về tác động của rừng cao su đến môi trường đất. Các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc so sánh ảnh hưởng của rừng cao su đến một số tính chất của đất với các loại hình canh tác khác, chưa đánh giá được ảnh hưởng của nó ở các độ dốc khác nhau, khả năng bảo vệ đất chống xói mòn; chưa so sánh được hiệu quả với các loại rừng khác đây là cơ sở để đề xuất những giải pháp phát triển rừng cao su, chuyển đổi sử dụng đất lâm nghiệp.
12 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là rừng trồng cao su và đất dưới rừng. Để đánh giá tác động của rừng cao su đến đất đề tài đã thu thập phân tích những đặc điểm đất rừng cao su trên cơ sở so sánh với đặc điểm đất của rừng keo tai tượng được trồng trên điều kiện tương tự về địa hình và thổ nhưỡng ở khu vực nghiên cứu. Rừng trồng keo tai tượng hiện nay được xem là một trong những loại rừng trồng có tác động tích cực đến môi trường. Địa điểm nghiên cứu được lựa chọn ở 6 tỉnh là Thanh Hoá, Hà TĨnh, Quảng Trị, Quảng Nam, Đắc Nông và Bình Phước. Đây là những địa phương có điều kiện lập địa, hoàn cảnh kinh tế xã hội khác nhau. Trong đó có 3/4 số ô nghiên cứu được phân bố trên rừng cao su, 1/4 phân bố trên rừng trồng keo tai tượng ở các diện tích lân cận có điều kiện lập địa tương tự. Riêng ở khu nghiên cứu tại tỉnh Đắc Nông vì không có rừng trồng keo nên đề tài chọn cây trồng đối chứng cà phê. 2.2.Mục tiêu đề tài: Mục tiêu chung: Góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho phát triển rừng trồng Cao su trên đất dốc ở Việt Nam . Mục tiêu cụ thể: - Xác định ảnh hưởng của rừng Cao su đến tính chất đất trong những điều kiện lập địa khác nhau. - Đề xuất được biện pháp nâng cao khả năng bảo vệ đất ở rừng trồng Cao su. 2.3.Giới hạn của đề tài: Do điều kiện nghiên cứu có hạn nên tập trung chủ yếu vào các tính chất đất dễ bị biến đổi nhất dưới tác động của trồng rừng và có thể xác định được nhờ kết quả phân tích ở phòng thí nghiệm của Trường Đại học Lâm nghiệp. Những tính chất
13 đất chủ yếu được sử dụng để đánh giá tác động của rừng cao su gồm độ chặt, độ xốp, độ ẩm, hàm lượng mùn, xói mòn đất và số lượng động vật trong đất. 2.4.Nội dung của đề tài: 2.4.1.Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của rừng trồng Cao su và thảm thực vật đối chứng - Đặc điểm tầng cây cao - Đặc điểm cây bụi, thảm tươi và thảm khô. 2.4.2. Nghiên cứu một số đặc điểm đất dưới rừng trồng Cao su trên đất dốc và một số thảm thực vật đối chứng. - Độ chặt, độ xốp, độ ẩm của đất - Hàm lượng mùn trong đất - Dư lượng phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật, các chất ô nhiễm khác. - Cường độ xói mòn. - Động vật đất 2.4.3. Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật nâng cao khả năng bảo vệ ở rừng trồng cao su trên đất dốc. - Những biện pháp tác động vào cấu trúc rừng - Những biện pháp tác động vào đất 2.5.Phương pháp nghiên cứu. 2.5.1.Phương pháp luận Rừng có tác dụng làm giảm các quá trình xói mòn, rửa trôi, cung cấp lượng lớn vật rụng để duy trì hàm lượng mùn cao, phát triển hệ rễ dày đặc làm tăng độ xốp, tăng tính thấm và giữ nước của đất rừng, tạo những điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của tập đoàn động vật đất đặc biệt là các loài giun. Nhờ đó rừng có tác dụng bảo vệ và phục hồi đất. Vì vậy, khi nghiên cứu khả năng bảo vệ đất của một loại rừng cần so sánh đặc điểm vật lý và hoá học đất dưới loại rừng đó với các loại rừng khác.
14 Rừng cao su là loại rừng trồng, vì vậy để đánh giá khả năng bảo vệ đất của rừng cao su cần thu thập, phân tích và so sánh những đặc điểm đất dưới rừng cao su với những loại rừng trồng khác. Hiện nay, rừng trồng keo tai tượng được xem là một trong những loại rừng trồng có hiệu quả tích cực nhất với môi trường. Ngoài ra, rừng trồng keo tai tượng còn là loại rừng trồng đang được phát triển nhiều nhất ở hầu hết các địa phương, xen lẫn với nhiều loại rừng trồng khác, kể cả rừng cao su. Vì vậy, để đánh giá khả năng bảo vệ đất của rừng cao su, đề tài này điều tra và so sánh các tính chất đất dưới rừng trồng cao su và rừng trồng keo. Chỉ trừ một số nơi không còn rừng keo tai tượng thì đề tài phải sử dụng thảm thực vật đối chứng là những trạng thái rừng khác như rừng thông, rừng tre nứa hay cà phê v.v... Đối với rừng trồng cao su, ngoài tính chất vật lý và hoá học phổ biến có liên quan đến hoạt động trồng rừng như độ xốp, độ ẩm, độ chua, hàm lượng mùn v.v... đề tài còn nghiên cứu hàm lượng các dư lượng hoá chất diệt cỏ và kích thích ra nhựa – những sản phẩm được sử dụng trong quá trình kinh doanh rừng . Tác động của rừng trồng đến từng tính chất đất có thể khác với tác động tổng hợp của chúng. Vì vậy, đề tài này tiến hành phân tích tác động tổng hợp của rừng cao su đến đất thông qua ảnh hưởng của nó đến số lượng giun đất – một nhóm loài nhạy cảm nhất trước những biến đổi của các tính chất đất. Để thu thập số liệu phù hợp với mục tiêu và nội dung nghiên cứu, đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu cụ thể sau: 2.5.2. Phương pháp thu thập thông tin Luận văn này được thực hiện trên cơ sở kế thừa tư liệu của đề tài “Nghiên cứu tác động của rừng trồng cao su đến môi trường ở Việt Nam” . Đây là đề
15 tài khoa học công nghệ do người hướng dẫn là PGS. TS. Vương Văn Quỳnh làm chủ trì, còn học viên trực tiếp tham gia với tư cách là cộng tác viên . 2.5.2.1. Thu thập thông tin về cấu trúc rừng trồng Cao su và thảm thực vật đối chứng. Đặc điểm rừng cao su và các thảm thực vật đối chứng được nghiên cứu qua hệ thống ô nghiên cứu điển hình. Ở mỗi khu nghiên cứu lập 20 ô tiêu chuẩn điển hình cho rừng cao su và 5 ô nghiên cứu điển hình cho rừng trồng keo ở vùng xung quanh có điều kiện lập địa tương tự. Các ô nghiên cứu được lựa chọn ở những tuổi khác nhau, trên những độ dốc khác nhau. Các ô nghiên cứu điển hình cho rừng và thảm thực vật khác chủ yếu gồm rừng trồng keo, các trảng cây bụi và đất canh tác cây nông nghiệp. Tổng số các ô nghiên cứu là 150 ô nghiên cứu điển hình. Diện tích mỗi ô tiêu chuẩn dưới rừng cao su là 2500m2, ở các rừng trồng khác là 1000m2. Thông tin về đặc điểm tầng cây cao, cây bụi thảm tươi, và thảm khô được thu thập theo phương pháp điều tra lâm học. Các chỉ tiêu điều tra tầng cây cao được điều tra trên cả ô nghiên cứu gồm: tên cây, chiều cao vút ngọn, chiều cao dưới cành, đường kính thân cây ở độ cao 1.3m, đường kính tán, cấp sinh trưởng, độ tàn che. Các chỉ tiêu điều tra tầng cây bụi thảm tươi được thu thập trên 5 ô dạng bản 25m2 ở mỗi ô nghiên cứu, gồm: tên cây, chiều cao trung bình, độ che phủ từng loài, cấp sinh trưởng từng loài, độ che phủ chung. Các chỉ tiêu điều tra cây tái sinh được thu thập trên 5 ô dạng bản 25m2 ở mỗi ô nghiên cứu, gồm: tên cây, chiều cao, đường kính, cấp sinh trưởng. Các chỉ tiêu điều tra thảm khô được thu thập trên 5 ô dạng bản 25m2 ở mỗi ô nghiên cứu, gồm: khối lượng, bề dày, độ che phủ, .
16 2.5.2.2. Thu thập mẫu phân tích đặc điểm đất dưới rừng trồng Cao su và một số thảm thực vật đối chứng. Tính chất vật lý đất được xác định qua phân tích mẫu ở các ô nghiên cứu điển hình. Độ chặt các tầng đất được xác định bằng phương pháp trọng lực. Dụng cụ đo là một thanh sắt có đường kính 2 cm, đầu nhọn hình chóp. Trên thanh sắt có hàn hai vành đai cách nhau 50cm. Ở giữa hai đai có lắp một búa sắt hình khuyên tròn nặng 1kg và được lồng ngoài thanh sắt, do đó nó có thể trượt tự do được trên thanh sắt. Khi đặt thanh sắt theo phương thẳng đứng, kéo búa lên đai trên và buông tự do để nó rơi xuống đập vào đai phía dưới. Động năng của búa sẽ làm thanh sắt được đóng sâu vào đất. Độ sâu mà thanh sắt xuyên vào đất sau mỗi lần thả búa phụ thuộc vào độ chặt của đất. Đề tài sử dụng số lần thả búa để thanh sắt xuyên sâu được 10cm làm chỉ số về độ chặt của đất. Độ chặt của đất ở mỗi ô tiêu chuẩn dưới rừng cao su và rừng đối chứng được xác định ở 5 điểm trong suốt độ sâu từ 0 đến 80cm. Thông tin về các tính chất vật lý khác của đất gồm dung trọng, tỷ trọng, độ xốp, độ ẩm, thành phần cơ giới được thu thập qua phân tích các mẫu lấy ở các tầng cách nhau 20cm từ mặt đất xuống hết độ sâu hoặc hết 120cm ở phẫu diện của 40 ô tiêu chuẩn điển hình dưới rừng cao su và nơi đối chứng. Các tính chất vật lý đất được phân tích tại phòng thí nghiệm Viện sinh thái rừng và môi trường . Thông tin về tính chất hoá học đất gồm hàm lượng mùn và độ chua được thu thập qua phân tích các mẫu đất ở 40 ô tiêu chuẩn dưới rừng cao su và đối chứng. Các mẫu đất được phân tích tại phòng phân tích Trường Đại học Lâm nghiệp và Viện Quy hoạch và thiết kế nông nghiệp Dư lượng hoá chất trong đất và trong nước gồm Glyphosate và 2- Chloroethyl phosphoric Acid, đây là thuốc diệt cỏ và thuốc kích thích ra mủ
17 cao su được thu thập qua phân tích 12 mẫu tầng mặt ở rừng cao su và rừng đối chứng. Các mẫu dư lượng hoá chất trong đất và nước được phân tích tại Phòng thí nghiệm phân tích môi trường Trường Đại học khoa học tự nhiên. Cường độ xói mòn đất dưới rừng cao su và rừng đối chứng được xác định bằng phương trình dự báo xói mòn đất của Trường Đại học Lâm nghiệp và các chỉ tiêu điều tra lâm phần . 2.5.2.2. Thu thập thông tin về số lượng giun trong đất rừng Giun sống trong đất là những loài nhạy cảm cao với những biến đổi của tính chất vật lý và hoá học đất. Nó chịu tác động đồng thời của nhiều yếu tố. Vì vậy, số lượng giun đất được sử dụng làm chỉ tiêu phản ảnh tác động tổng hợp của trồng rừng cao su đến môi trường đất . Số lượng giun đất ở mỗi ô tiêu chuẩn được điều tra qua 5 ô dạng bản 1m2 và phân theo các tầng 0-5, 5-10, 10-15, 15-20, 20-25 và 25-30cm. 2.5.4. Phương pháp nội nghiệp: Trong quá trình xử lý số liệu đề tài đã áp dụng các phương pháp phân tích thống kê và các phần mềm hỗ trợ SPSS và EXCEL để xác định các chỉ tiêu thống kê, xác định các phương trình thực nghiệm phản ảnh mối liên hệ giữa các đại lượng. Phương pháp được áp dụng chủ yếu để thể hiện các quy luật tác động của rừng cao su đến đất là phương pháp bảng số, chỉ số, biểu thức toán học và các hình vẽ. Những bảng số được sử dụng chủ yếu là các bảng liệt kê giá trị của một hoặc một số đại lượng này theo sự biến đổi của một hoặc một số đại lượng khác. Những chỉ số thường được sử dụng là các số trung bình, hệ số biến động, cực đại, cực tiểu. Ngoài các chỉ số đơn lẻ của các đại lượng nghiên cứu đề tài còn tổ hợp chúng theo những cách khác nhau thành những chỉ số tổng hợp để phản ảnh tác động đồng thời của chúng. Chỉ tiêu dùng để đánh giá sự phù hợp của các chỉ số tổng hợp là mức độ liên hệ của chúng với