Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu phân loại rừng theo giá trị giữ nước và giữ đất phục vụ chi trả dịch vụ môi trường rừng ở vùng hồ thuỷ điện A Vương - tỉnh Quảng Nam

Chia sẻ: Tri Lộ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:102

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu nhằm 3 mục tiêu: Xác định được khả năng giữ nước và giữ đất của một số trạng thái rừng phổ biến ở vùng hồ thủy điện A Vương; phân loại được các trạng thái rừng theo khả năng giữ nước và giữ đất cho vùng hồ thủy điện A Vương; xác định được hệ số chi trả dịch vụ môi trường cho một số trạng thái rừng tại vùng hồ thuỷ điện A Vương.

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 phân loại rừng theo giá trị giữ nước và giữ đất phục vụ chi trả dịch vụ môi trường rừng ở vùng hồ thuỷ điện A Vương - tỉnh Quảng Nam

i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình đào tạo và luận văn này trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu Trường đại học Lâm nghiệp đã tạo điều kiện tốt cho tôi trong suốt quá trình học tập. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến thầy giáo PGS.TS.Trần Quang Bảo đã dành nhiều thời gian, quan tâm, tận tình giúp đỡ để hoàn thành luận văn này. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Viện Sinh Thái Rừng và Môi Trường đã giúp đỡ tận tình trong quá trình học tập và thực hiện luận văn. Xin trân trọng cảm ơn các cơ quan: Các Sở, Ban ngành của tỉnh Quảng Nam; Công ty cổ phần thủy điện A Vương; đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực tập. Xin trân trọng cảm ơn các nhà khoa học, các chuyên gia trong lĩnh vực đã tận tình giúp đỡ, đóng góp ý kiến quý báu trong quá trình thực hiện Luận văn. Cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của đồng nghiệp, anh em, bạn bè và các học viên trong lớp Cao học khóa K19 B, chuyên ngành quản lý bảo vệ tài nguyên rừng đã ủng hộ, giúp đỡ tôi hoàn thành Luận văn. Do điều kiện thời gian có hạn, bản thân tôi cũng đã cố gắng, nỗ lực hết mình để hoàn thành Luận văn tốt nghiệp, song sẽ không tránh khỏi những khiếm khuyết. Rất mong được các thầy, cô, các nhà khoa học, các đồng nghiệp tiếp tục đóng góp ý kiến để đề tài nghiên cứu được hoàn thiện hơn. Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi . Các số liệu thu thập và kết quả nghiên cứu là trung thực, chưa từng công bố trong bất kỳ công trình nào, số liệu, nguồn gốc được trích dẫn rõ ràng đúng. Xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, tháng 11năm 2013 Tác giả
ii MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i MỤC LỤC ............................................................................................................. ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................... v DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................. viii ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................... 2 1.1. Trên thế giới ............................................................................................... 2 1.1.1. Nghiên cứu về hiệu quả giữ đất và giữ nước của rừng đầu nguồn....... 2 1.1.2. Nghiên cứu về định giá môi trường rừng ............................................. 8 1.1.3. Dịch vụ môi trường rừng và chi trả dịch vụ môi trường rừng ........... 10 1.2. Trong nước .................................................................................................... 14 1.2.1. Nghiên cứu xác định giá trị môi trường rừng vùng đầu nguồn ở Việt Nam ............................................................................................................... 16 1.2.2. Dịch vụ môi trường rừng và chi trả dịch vụ môi trường rừng ở Việt Nam ............................................................................................................... 18 Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................................................... 20 2.1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 20 2.1.1. Mục tiêu tổng quát .............................................................................. 20 2.1.2. Mục tiêu cụ thể ................................................................................... 20 2.2. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 20 2.3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu: ................................................................... 21 2.4. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 21
iii 2.4.1. Phương pháp thống kê, kế thừa tư liệu ............................................... 21 2.4.2. Phương pháp điều tra hiện trường ...................................................... 21 2.4.3. Nghiên cứu đặc điểm lưu vực hồ thủy điện A Vương tỉnh Quảng Nam ............................................................................................................... 25 2.4.4. Nghiên cứu khả năng giữ đất giảm bồi lắng lòng hồ của các trạng thái rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương ................................................. 25 2.4.5. Nghiên cứu khả năng giữ nước của các trạng thái rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương................................................................................... 26 2.4.6. Nghiên cứu phân loại các trạng thái rừng theo khả năng giữ nước và giữ đất ở vùng hồ thủy điện A Vương .......................................................... 27 2.4.7. Nghiên cứu xác định hệ số chi trả dịch vụ môi trường rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương............................................................................ 28 2.4.8. Phương pháp xử lý nội nghiệp ............................................................ 29 2.4.9. Phương pháp chuyên gia ..................................................................... 30 2.4.10. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................ 31 Chương 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ - XÃ HỘI .............................. 32 KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................................................................................ 32 3.1. Điều Kiện tự nhiên của huyện Đông Giang ................................................. 32 3.1.1. Vị trí địa lý .......................................................................................... 32 3.1.2. Khí hậu, thời tiết ................................................................................. 33 3.1.3. Thuỷ văn ............................................................................................. 33 3.2. Điều Kiện tự nhiên của huyện Tây Giang .................................................... 34 3.2.1. Vị trí địa lý .......................................................................................... 34 3.2.2. Khí hậu................................................................................................ 34 3.2.3. Thủy văn ............................................................................................. 34 Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................. 35 4.1. Đặc điểm lưu vực hồ thủy điện A Vương tỉnh Quảng Nam........................ 35
iv 4.2. Đặc điểm cấu trúc các trạng thái rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương . 40 4.2.1. Cấu trúc tầng cây cao.......................................................................... 40 4.2.2. Đặc điểm cây bụi thảm tươi................................................................ 46 4.2.3. Đặc điểm vật rơi rụng ......................................................................... 50 4.3. Khả năng giữ đất giảm bồi lắng lòng hồ của các trạng thái rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương .................................................................................. 55 4.4. Khả năng giữa nước của các trạng thái rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương .................................................................................................................. 58 4.4.1. Bề dầy tầng đất ................................................................................... 62 4.4.2. Độ ẩm đất ............................................................................................ 62 4.4.3. Độ xốp ................................................................................................ 64 4.5. Phân loại các trạng thái rừng theo khả năng giữ nước và giữ đất tại khu vực nghiên cứu .................................................................................................... 69 4.5.1.Phân loại các trạng thái thực vật theo khả năng bảo vệ đất................. 69 4.5.2.Phân loại các trạng thái thực vật theo khả năng giữ nước................... 72 4.6. Nghiên cứu xác định hệ số chi trả dịch vụ môi trường rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương .............................................................................................. 76 4.6.2 Xác định hệ số K2 theo loại rừng ........................................................ 78 4.6.3. Xác định hệ số K3 theo nguồn gốc rừng ............................................ 79 4.6.4. Xác định hệ số K4 theo mức độ khó khăn.......................................... 79 4.6.5. Xác định hệ số K tổng hợp cho một lô rừng ...................................... 80 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ........................................................... 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Viết đầy đủ DVMTR Dịch vụ môi trường rừng OTC Ô tiêu chuẩn Hvn Chiều cao vút ngọn Hdc Chiều cao dưới cành D1.3 Đường kính 1.3 m Dt Đường kính tán TC Độ tàn che TK Thảm khô HST Hệ sinh thái PFES Chi trả dịch vụ môi trường rừng
vi DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 4.1 Đặc trưng của lưu vực thủy điện A Vương 35 4.2 Diện tích các trạng thái trong lưu vực hồ thủy điện A Vương 39 4.3 Đặc điểm tầng cây cao ở các trạng thái khác nhau tại khu vực nghiên cứu 41 4.4 Đặc điểm cây bụi thảm tươi dưới các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 46 4.5 Đặc điểm vật rơi rụng dưới các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 51 4.6 Chỉ số cấu trúc tổng hợp phản ánh khả năng bảo vệ đất của các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 56 4.7 Hệ số hiệu chỉnh hiệu quả bảo vệ đất của các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 57 4.8 Đặc điểm tính chất vật lý đất dưới các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 59 4.9 Dung tích chứa nước tối đa dưới các trạng thái rừng 66 4.10 Dung tích chứa nước tối thiểu dưới các trạng thái rừng 67 4.11 Dung tích chứa nước hữu ích của các trạng thái rừng 67 4.12 Hệ số quy đổi phản ánh khả năng giữ nước của các trạng thái rừng tại khu vực hồ thủy điện A Vương (Ki(n)) 69
vii 4.13 Phân loại các trạng thái thực vật theo khả năng bảo vệ đất 70 4.14 Hiện trạng rừng theo khả năng bảo vệ đất tại lưu vực hồ thủy điện A Vương 72 4.15 Phân loại các trạng thái thực vật theo khả năng giữ nước 73 4.16 Hiện trạng rừng theo khả năng giữ nước tại các huyện trong lưu vực hồ thủy điện A Vương 75 4.17 Phân loại các trạng thái rừng theo hệ số K1 77 4.18 Phân loại các trạng thái rừng theo hệ số K2 78 4.19 Hệ số K2 theo nguồn gốc rừng 79 4.20 Hệ số K4 theo mức độ khó khăn ở A Vương 80 4.21 Hệ số K tổng hợp cho các ô nghiên cứu ở thủy điện A Vương 81 4.22 Tổng hợp kết quả phân cấp K của lưu vực thủy điện A Vương 83
viii DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 4.1 Ranh giới lưu vực và điểm thu nước của thủy điện A Vương 35 4.2 Bản phân bố đồ độ cao của lưu vực hồ thủy điện A Vương 36 4.3 Bản đồ phân bố độ dốc của lưu vực hồ thủy điện A Vươn 37 4.4 Bản đồ hiện trạng lưu vực hồ thủy điện A Vương 38 4.5 Diện tích các trạng thái có trong lưu vực nghiên cứu 40 4.6 Mật độ tầng cây cao ở cá trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 43 4.7 Đường kính ngang ngực ở các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 44 4.8 Đường kính tán ở các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 44 4.9 Chiều cao vút ngọn ở các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 45 4.10 Độ tàn che ở các trạng thái rừng ở khu vực nghiên cứu 46 4.11 Chiều cao cây bụi dưới các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 49 4.12 Chiều cao thảm tươi dưới các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 49 4.13 Tỷ lệ che phủ cây bụi thảm tươi ở các trạng thái rừng tại khu vực 50 nghiên cứu 4.14 Tỷ lệ che phủ thảm khô dưới các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 4.15 Khối lượng thảm khô dưới các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 53 4.16 Khối lượng thảm tươi dưới các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 54 4.17 Chỉ số phản ảnh hiệu quả bảo vệ đất (C) của các trạng thái rừng 54 4.18 Hệ số quy đổi khả năng giữ đất của các trạng thái rừng tại khu vực 56 nghiên cứu
ix 4.19 Độ sâu tầng đất ở các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 57 4.20 Biến đổi độ ẩm theo độ sâu tầng đất ở các trạng thái rừng tại khu 62 vực nghiên cứu 4.21 Quan hệ giữa độ ẩm với chiều sâu tầng đất 63 4.22 Quan hệ giữa độ xốp với chiều sâu tầng đất 63 4.23 Độ xốp bình quân theo các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 64 4.24 Dung tích chứa nước của các trạng thái rừng nghiên cứu 65 4.25 Bản đồ phân loại các trạng thái rừng theo khả năng bảo vệ đất tại lưu 68 vực hồ thủy điện A Vương 4.26 Bản đồ phân bố các trạng thái thực vật theo khả năng giữ nước tại lưu 71 vực hồ thủy điện A Vương 4.27 Bản đồ phân cấp các trạng thái rừng theo chỉ số K tổng hợp phục vụ 82 chi trả dịch vụ môi trường rừng tại lưu vực hồ thủy điện A Vương
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Ở Việt Nam từ xa xưa người dân ở nhiều nơi đã biết bảo vệ những khu rừng thiêng, rừng ma, rừng đầu nguồn để giữ nước sinh hoạt và nước tưới cho cộng đồng. Hầu hết người dân miền núi đều hiểu rõ vai trò bảo vệ và phục hồi đất của rừng. Họ đã sử dụng nó như một công cụ hiệu quả để bảo vệ và phục hồi đất canh tác từ đời này sang đời khác. Các nhà khoa học Việt Nam đã quan tâm đến hiệu quả môi trường của rừng từ những thế kỷ trước trong nhiều lĩnh vực như lâm học, sinh thái học, khí tượng thuỷ văn, trồng rừng, quản lý nguồn nước. Nhận thức về ý nghĩa môi trường của rừng cũng được thể hiện trong nhiều chính sách, chủ trương phát triển kinh tế xã hội của Nhà nước. Đã có những chương trình lớn nhằm phát huy những giá trị môi trường của rừng, trong đó có Chương trình sử dụng đất trống, đồi núi trọc, rừng, bãi bồi ven biển và mặt nước 327, Chương trình 661, Chương trình xoá đói giảm nghèo v.v... Một trong những văn bản thể hiện quan tâm sâu sắc của chính Chính phủ đến giá trị môi trường rừng là Nghị định số 99/NĐ-CP về Chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng được ký ban hành vào ngày 24 tháng 9 năm 2010. Nội dung chủ yếu của Nghị định này là quy định nghĩa vụ của những đối tượng sử dụng DVMTR phải chi trả gía trị dịch vụ môi trường rừng. Đây là dấu mốc quan trọng trong nhận thức và hành động của nước ta về vai trò của rừng đối với phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường. Để góp phần đưa chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng vào trong cuộc sống của người dân, với sự định hướng của thầy giáo hướng dẫn, tôi đã quyết định lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu phân loại rừng theo giá trị giữ nước và giữ đất phục vụ chi trả dịch vụ môi trường rừng ở vùng hồ thuỷ điện A Vương - tỉnh Quảng Nam”.
2 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Trên thế giới Trên thế giới từ lâu người ta đã khẳng định được tác dụng nhiều mặt của rừng với môi trường, đặc biệt là tác dụng điều tiết và làm sạch nguồn nước, giảm thiểu hạn hán và lũ lụt, bảo vệ và phục hồi đất, điều hoà khí hậu, hấp thụ các khí độc, ổn định thành phần khí quyển, chống lại biến đổi khí hậu v.v... Hiểu biết của con người về ảnh hưởng của rừng đến môi trường đã trở thành cơ sở khoa học của những giải pháp phát triển rừng phòng hộ đầu nguồn, ven biển, rừng phục hồi đất, bảo vệ hồ đập, chắn gió, chắn cát, bảo vệ khu đô thị, khu công nghiệp v.v... Trên cơ sở nghiên cứu tác động của rừng đến môi trường, nhiều người đã ước tính giá trị sinh thái môi trường của rừng. Ở Nga, Tarancop (1986) đã ước lượng giá trị sinh thái cảnh quan của rừng ở vành đai xanh thành phố Voronhez là khoảng 70% tổng giá giá trị của rừng. Ở Trung Quốc, Trương Gia Bình (2003) đã ước tính giá trị giữ đất, giữ nước và cung cấp phân bón của rừng ở Vân Nam là 4.450 USD/ha, chiếm 88% tổng giá trị của rừng. Khi nghiên cứu khả năng hấp thụ carbon, Zhang (2000) cho rằng rừng nhiệt đới có có giá trị hấp thụ carbon từ 500-2.000 USD/ha, còn rừng ôn đới là 100-300 USD/ha. Ở Nhật Bản, người ta ước tính rằng giá trị môi trường của rừng ở ven những thành phố lớn lên đến tới 95% tổng giá trị của rừng v.v... 1.1.1. Nghiên cứu về hiệu quả giữ đất và giữ nước của rừng đầu nguồn Khi nghiên cứu về hiệu quả giữ nước và giữ đất của rừng vùng đầu nguồn người ta tập trung chủ yếu vào vai trò của rừng trong việc ngăn cản xói mòn và phục hồi đất, vai trò bảo vệ nguồn nước.
3 Công trình nghiên cứu đầu tiên về xói mòn đất có ý nghĩa quan trọng nhất trong lĩnh vực xói mòn đất đã được thực hiện bởi Volli từ năm 1844. Tác giả khẳng định xói mòn được thực hiện qua hai pha chủ yếu là bắn phá làm tơi rời các hạt đất và cuốn trôi chúng, trong đó pha đầu là quan trọng nhất. Để bảo vệ đất cần giảm được động năng mưa làm sự bắn phá tơi rời đất của các hạt mưa là có ý nghĩa quyết định trong chống xói mòn bảo vệ đất. Về sau nghiên cứu định lượng về xói mòn đã được thực hiện ở nhiều nơi trên thế giới. Phương trình xói mòn đất được áp dụng rộng rãi nhất cho đến nay là phương trình mất đất phổ dụng (USLE) của Wischmeier, được tác giả và các công sự xây dựng từ năm 1956 với mục đích ban đầu là dự báo xói mòn trong nông nghiệp tại Hoa Kỳ. Trong đó thể hiện được liên hệ của xói mòn đất với 6 nhân tố ảnh hưởng là: chế độ mưa, tính chất đất, độ dốc, chiều dài sườn dốc, kiểu trồng cây và biện pháp bảo vệ đất. A=RKLSCP Trong đó: A: là lượng đất mất đi hàng năm R: là chỉ số phản ánh năng lực xói mòn của mưa K: là chỉ số năng lực chống xói mòn của đất L và S: là chỉ số chiều dài sườn dốc và độ dốc C: là chỉ số về thực vật P: là chỉ số về biện pháp canh tác. Phương trình của Wischmeier đã gợi ý về các biện pháp chống xói mòn bảo vệ đất. Đó là tất cả những giải pháp nhằm giảm thiểu một hoặc một nhóm các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất trong các phương trình của Wischmeier. Tuy nhiên, việc áp dụng phương trình này cũng gặp nhiều khó khăn, đặc biệt trong điều kiện thiếu dữ liệu nghiên cứu cơ bản để xác định các thông số cần thiết, chẳng hạn thiếu dữ liệu về mưa, thiếu dữ liệu về khả năng
4 chống xói mòn của đất, hay dữ liệu về ảnh hưởng của các kiểu trồng cây đến xói mòn v.v... Vì vậy, phương trình xói mòn đất của Wischmeier ngày nay được vận dụng theo hướng cải tiến hoặc bổ sung những tham số của phương trình để sử dụng trong nhiều quốc gia. Tham số được nghiên cứu điều chỉnh nhiều nhất là tham số C cho những kiểu thảm thực vật không có trong xây dựng phương trình ban đầu. Phương trình USLE cũng được điều chỉnh để dự báo xói mòn cho một khu vực cụ thể theo từng trận mưa (RUSLE1), hoặc cho một sườn dốc khi không tính đến sự thay đổi về độ dốc (RUSLE2) (Foster et al., 2003). Có thể điểm qua một số dạng đã được thay đổi của phương trình mất đất phổ dụng như sau: 1) Phương trình dự báo cường độ xói mòn đất của Foster và cộng sự (1982) Ae=qece Trong đó: Ae là cường độ xói mòn cho từng trận mưa qe là tốc độ dòng chảy (volume/area/time) ce là lượng xói mòn trên đơn vị thể tích (mass/volume), được tính như sau: ce=b1EI30/re b1 là hệ số thực nghiệm E là động năng trận mưa I30 cường độ mưa cực đại trong 30 phút 2) Phương trình dự báo cường độ xói mòn đất của Kinnell and Risse(1998) Ae=b3QREI30 Trong đó: Ae là cường độ xói mòn cho từng trận mưa b3 là hệ số thực nghiệm
5 QR là tỷ lệ giữa lượng mưa và dòng chảy. 3) Phương trình dự báo cường độ xói mòn đất của Renard et al. (1997) Ae·veg=KUMQRBEI30Ce Trong đó: Ae.veg lượng xói mòn trên một khu vực có thực vật QRB tỷ lệ dòng chảy trên đất trống bỏ hoá Ce là chỉ số thực vật trong phương trình USLE KUM chỉ số năng lực chống xói mòn của đất 4) Phương trình dự báo cường độ xói mòn đất của Tiwari và các cộng sự (2000) A1e= bKeEI30 Trong đó: A1e là lượng đất mất đi trên trong một trận mưa (event) trên một đơn vị diện tích E là động năng trận mưa I30 cường độ mưa cực đại trong 30 phút Ke chỉ số về năng lực chống xói mòn của đất b là hệ số điều chỉnh thay đổi theo độ dốc, chiều dài sườn dốc 5) Phương trình dự báo cường độ xói mòn đất của USDA-ARS (2008) Ae=A1eLSCePe - công thức dự báo xói mòn cho 1 trận mưa Trong đó: A1elà lượng đất xói mòn của đất trống bỏ hoá. Ce Pe là các chỉ số thực vật và biện pháp canh tác cho trận mưa Vai trò giữ nước của rừng được hiểu là giữ và tích luỹ nước ở bất kỳ dạng nào, làm tăng lượng nước trong đất, giảm bốc thoát hơi nước, tăng mực nước ngầm, giảm dòng chảy bề mặt, hạn chế xói mòn đất, qua đó làm tăng và ổn định lượng nước sông suối. Là khả năng làm giảm dòng chảy mặt, tăng dòng chảy ngầm và nhờ đó, làm chậm và phân tán sự di chuyển của nước mưa về sông suối, làm giảm quá trình hình thành lũ.
6 Khả năng giữ nước của rừng có giới hạn và phụ thuộc nhiều vào đặc điểm của đất rừng như: cấu trúc rừng, độ xốp và kết cấu đất, độ dày tầng đất v.v.., trong đó đặc biệt quan trọng là độ xốp và bề dày tầng đất. Chúng quyết định dung tích chứa nước của đất rừng. Trong trường hợp này tỷ lệ dòng chảy mặt thường được xem là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá khả năng giữ nước của rừng. Vai trò của rừng trong bảo vệ nguồn nước quan trọng nhất là vai trò bảo vệ và cải thiện những tính thuỷ văn của đất. Công cụ chủ yếu được các tác giả trước đây sử dụng để nghiên cứu phân bố dòng chảy trong HST rừng là phương trình cân bằng nước. Đó là tổng đại số của những đại lượng thu và chi nước HST. Nó được viết theo nguyên tắc chung là lượng nước đi vào (thu) luôn cân bằng với tổng lượng nước đi ra (chi) và lượng nước tích luỹ lại trong HST. Căn cứ vào phương trình cân bằng nước người ta có thể xác định được một hoặc một số thành phần này khi biết những thành phần khác. Những kết luận chính từ nghiên cứu phân bố các thành phần nước liên quan đến khả năng giữ nước của rừng như sau: - So với lượng giáng thuỷ thì lượng nước giữ lại trên tán rừng rồi bốc hơi trở lại khí quyển chiếm từ 10-45%, lượng nước chảy men thân cây chiếm từ 1-5%, lượng nước lọt qua tán cây xuống mặt đất từ 50 - 90%, lượng nước bốc hơi từ mặt đất và lớp thảm mục chiếm 5-20%, lượng nước hút từ đất vào thực vật rồi thoát hơi trở lại khí quyển chiếm khoảng 30-80%, lượng dòng chảy mặt chiếm từ 5-50%, lượng nước thấm vào đất rừng chiếm từ 40 - 90%. - Khả năng giữ nước của rừng thay đổi trong phạm vi rộng phụ thuộc vào nhiều nhân tố, trong đó có trạng thái rừng, điều kiện khí hậu, địa hình và thổ nhưỡng. - Khả năng giữ nước của rừng được quyết định chủ yếu bởi tính chất của đất dưới rừng. Trung bình có tới 70 - 80% tổng lượng nước đến được mặt đất
7 rừng. Đất rừng càng dày và càng xốp thì tỷ lệ dòng chảy mặt càng thấp, dòng chảy ngầm càng cao, sự di chuyển của nước về sông suối sẽ càng chậm, càng phân tán. Vì vậy, một trong những tiêu chí quan trọng dùng trong phân loại rừng theo khả năng giữ nước là tính chất đất, mà trước hết là độ xốp và bề dày tầng đất. Trên cơ sở phân tích khả năng chứa nước của đất rừng người ta cho rằng cứ 1000 hecta rừng có khả năng chứa nước tương đương với hồ nước có dung tích khoảng 1.000.000 m3. - Khả năng giữ nước của rừng là có hạn. Đất dưới rừng chỉ có khả năng chứa được một lượng nước nhất định trong khoảng từ vài trăm đến vài nghìn m3/ha. Khi mưa lớn đã làm nước lấp đầy các phần rỗng trong đất, làm ướt sũng lá, thân thực vật và lớp thảm khô thì rừng gần như không còn khả năng chứa thêm nước được nữa, nước mưa tiếp theo sẽ chảy tràn mặt và gây lũ. Vì vậy, khi nghiên cứu khả năng giữ nước của rừng người ta thường phải xác định dung tích chứa nước và ngưỡng bão hoà nước trong HST rừng. Ở quy mô lưu vực, người ta hướng vào nghiên cứu mối liên hệ của các đặc trưng dòng chảy như: lưu lượng dòng chảy, tổng lượng dòng chảy, mô dun dòng chảy, độ muộn đỉnh lũ, hệ số tăng lũ, hệ số giảm lũ v.v... với diện tích, trữ lượng và tỷ lệ che phủ rừng dưới ảnh hưởng các nhân tố mưa, địa hình, thổ nhưỡng, hình dạng lưu vực v.v... Đây là cơ sở để xây dựng những mô hình toán dự báo biến động của dòng chảy và nguy cơ hình thành lũ. Đồng thời nó cũng là cơ sở của các biện pháp quy hoạch diện tích rừng PH nguồn nước cho các địa phương. Công cụ quan trọng nhất khi nghiên cứu ở quy mô lưu vực là phương trình cân bằng nước và các phương pháp phân tích tương quan đa biến. Phương trình cân bằng nước được sử dụng để xác định những đại lượng khó điều tra như lượng bốc thoát hơi hay dòng chảy ngầm từ những đại lượng đã biết như lượng mưa, lượng dòng chảy mặt và lượng nước còn lại trong lưu
8 vực v.v.... Phương pháp thống kê đa biến được sử dụng để phát hiện các mối quan hệ của rừng với các nhân tố dòng chảy dưới ảnh hưởng của những nhân tố địa hình, khí hậu và thổ nhưỡng. Vì tính phức tạp trong tác động cùng lúc của nhiều nhân tố đến dòng chảy ở sông suối nên trong thời gian dài trước đây khi nghiên cứu ảnh hưởng của rừng đến dòng chảy người ta thường chọn những lưu vực nhỏ, trong đồng nhất của nhiều yếu tố ảnh hưởng như độ dốc, loại đất đai, lượng mưa, và kiểu trạng thái rừng. Trong những năm gần đây, phát triển của công nghệ viễn thám và GIS đã giúp người ta nâng cao khả năng thu thập và phân tích liên quan đến khả năng giữ nước và giảm lũ của rừng. Một trong những mô hình thường được sử dụng để phân tích ảnh hưởng của rừng đến dòng chảy và xói mòn là mô hình SWAT cùng với phần mềm chuyên dụng PLOT32. Đây là mô hình cho phép cập nhật các thông tin liên quan đến dòng chảy trong lưu vực như bản đồ địa hình, các yếu tố khí hậu, mạng lưới thủy văn, các loại đất đai v.v..., sau đó tự động phân tích xác định những tác động của rừng đến dòng chảy và xói mòn đất theo những kịch bản khác nhau. 1.1.2. Nghiên cứu về định giá môi trường rừng Cùng với việc nhận thức được giá hiệu quả to lớn về môi trường của rừng, con người thấy cần thiết lượng giá những hiệu quả ấy thành tiền và đưa vào hệ thống hạch toán kinh tế đầy đủ của nghề rừng. Những số liệu cho thấy giá trị giữ nước và giữ đất của rừng đầu nguồn là rất lớn. Chương Gia Binh (2003) khi nghiên cứu về giá trị bảo vệ đất và giữ nước của rừng đầu nguồn ở lưu vực sông Vân Nam – Trung Quốc đã cho thấy giá trị này là khoảng 4450,5 NDT, chiếm 87,9% trong khi đó giá trị trực tiếp (than củi, gỗ) chỉ là 528,5 NDTchiếm 12,1%. Cruz et al (1988) khi nghiên cứu giá trị hạn chế xói mòn của rừng cho thấy lợi ích về chống xói mòn, rửa trôi, kiểm soát dòng
9 chảy của rừng có thể lên tới 80 USD/ha/năm. Natasha Land-Mill (2002) khi nghiên cứu tỷ trọng giá trị bảo vệ đất và giữ nước của rừng đầu nguồn so với tổng giá trị môi trường của rừng đã xác định như sau: giá trị bảo vệ đầu nguồn chiếm 21%, giá trị hấp thụ cacbon chiếm 27%, giá trị bảo tồn ĐDSH chiếm 25%, giá trị vẻ đẹp cảnh quan chiếm 17% và giá trị khác chiếm 10%. Đến nay, xác định giá trị môi trường rừng nói chung và xác định giá trị giữ nước và giữ đất của rừng nói riêng vẫn được xem là việc phức tạp. Kết quả nghiên cứu cho thấy giá trị môi trường rừng thay đổi trong phạm vi rất rộng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố tự nhiên, kinh tế và xã hội của như vị trí địa lý, mật độ dân cư, trình độ nhận thức, mức sống cộng đồng, trình độ sản xuất, nhu cầu thị trường, chính sách nhà nước v.v... Về nguyên tắc, rừng là một loại tài nguyên, vì vậy, các phương pháp định giá rừng cũng là những phương pháp định giá tài nguyên, chúng được chia thành 6 nhóm như sau:  Phương pháp giá thị trường.  Phương pháp thị trường thay thế.  Phương pháp hàm sản xuất.  Phương pháp bày tỏ sở thích.  Phương pháp dùng chi phí phát sinh.  Phương pháp quy đổi. Trong bước 1 người ta xác định hiệu quả môi trường rừng bằng các chỉ tiêu mang đơn vị đo của các đại lượng vật lý và sinh học, chẳng hạn, số tấn đất, số mét khối nước được rừng giữ lại, số tấn CO2 được rừng lưu giữ, số tấn bụi được tán rừng hấp thụ v.v... Phương pháp xác định hiệu quả môi trường bằng các chỉ tiêu lý sinh được xây dựng trên cơ sở sử dụng kết quả nghiên cứu của những lĩnh vực chuyên ngành, chẳng hạn, các phương trình xói mòn đất, phương trình thuỷ văn rừng, tương quan giữa lượng CO2 được giữ lại với sinh khối rừng v.v...
10 Xác định hiệu quả môi trường bằng các chỉ tiêu lý sinh có ý nghĩa rất quan trọng, nó thể hiện một cách trực quan hiệu quả môi trường của rừng, là căn cứ quan trọng để đánh giá chức năng môi trường của rừng và xây dựng những giải pháp nâng cao hiệu quả môi trường rừng. Tuy nhiên, những chỉ tiêu lý sinh sẽ không sử dụng được khi cần so sánh, quy đổi, trao đổi với các hàng hoá dịch vụ khác hoặc đưa vào hệ thống hạch toán kinh tế sinh thái nó chung. Vì vậy, trong nhiều trường hợp cần lượng giá những hiệu quả môi trường của rừng thành tiền. Tuỳ từng trường hợp cụ thể về số liệu, tài liệu, tính chất của tác động môi trường mà người ta sử dụng những phương pháp lượng giá khác nhau, phổ biến nhất là các phương pháp lượng giá theo tổn thất lợi ích, theo chi phí phát sinh, theo giá thị trường, theo chi phí cơ hội. Theo phương pháp tổn thất lợi ích thì hiệu quả môi trường rừng được tính bằng tổn thất lợi nhuận của cơ sở sản xuất trong trường hợp không có rừng. Theo phương pháp chi phí phát sinh thì hiệu quả môi trường rừng được tính bằng số tiền mà cơ sở sản xuất phải chi phí thêm để bảo vệ môi trường khi không có rừng. Theo phương pháp giá thị trường thì hiệu quả môi trường rừng được xác định thông qua giá cả của những hàng hoá dịch vụ tương tự. Theo phương pháp chi phí cơ hội thì hiệu quả môi trường rừng được tính bằng phần gia tăng thu nhập của người làm rừng khi họ chuyển sang phương thức sử dụng đất khác. Tiêu chuẩn để đánh giá tính thích hợp của một phương pháp lượng giá hiệu quả môi trường rừng là tính khoa học, khách quan và cho kết quả được bởi tất cả các bên. 1.1.3. Dịch vụ môi trường rừng và chi trả dịch vụ môi trường rừng Mặc dù giá trị môi trường đã được khẳng định và nghiên cứu từ lâu song chúng thường được coi là thứ hàng hoá công cộng. Mọi người đều có thể tự do tiếp cận, tự do sử dụng và hưởng lợi từ giá trị môi trường rừng. Tình trạng ấy, nhất là ở những nước nghèo, đã không khuyến khích người lâm nghiệp
11 bảo vệ và phát triển những giá trị môi trường rừng, dẫn đến thiệt hại cho nhiều ngành sản xuất và đời sống nói chung. Thực tế đó đã buộc người ta phải hợp tác với nhau giữa người làm rừng và những người hưởng lợi chính từ giá trị môi trường rừng, chia sẻ với nhau trách nhiệm trong việc bảo vệ và phát triển những giá trị môi trường rừng. Trong quá trình đó những giá trị môi trường rừng được phân tích, lượng giá, mua bán, trao đổi như những hàng hoá và dịch vụ khác. Người ta gọi những lợi ích môi trường của rừng được đưa ra trao đổi, mua bán như vậy là dịch vụ môi trường rừng. Những chính sách khuyến khích việc trao đổi, mua bán giá trị dịch vụ môi trường rừng được gọi là chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng. Đến nay trên thế giới đã có nhiều chương trình chi trả dịch vụ môi trường rừng (PFES). Chúng được chia thành nhóm các chương trình PFES tự nguyện và PFES chính phủ. Trong chương trình PFES tự nguyện, cả nhà cung cấp dịch vụ môi trường và người sử dụng dịch vụ đều tự nguyện trên cơ sở hợp đồng. Ngược lại, trong các chương trình PFES chính phủ tài trợ thường chỉ tự nguyện ở bên nhà cung cấp, còn người sử dụng dịch vụ môi trường rừng sẽ chi trả qua các dạng phí và lệ phí bắt buộc. - Cho đến nay các chương trình PFES chủ yếu vẫn là các chương trình chính phủ. Thực tế, người làm rừng ít có khả năng quản lý được giá trị dịch vụ môi trường rừng nên để thực hiện được chi trả dịch vụ môi trường rừng thường cần sự hỗ trợ của nhà nước và khi đó việc chi trả dịch vụ môi trường rừng được xem là bắt buộc. - Mục tiêu của PFES rất đa dạng, trong đó có bảo vệ nguồn nước, bảo vệ đa dạng sinh học, bảo vệ cảnh quan, bảo vệ đất ướt, bảo vệ đất, bảo vệ động vật hoang dã, kiểm soát sự nhiễm mặn, tích luỹ Carbon, v.v... Tuy nhiên, phổ biến nhất vẫn là các chương trình bảo vệ nguồn nước. Đây là một trong những hiệu quả môi trường quan trọng nhất của rừng. Các chương trình PFES tự