Luận văn Thạc sĩ Khoa học nông nghiệp: Nghiên cứu sinh trưởng và khả năng phòng hộ của rừng Phi lao (Casuarina equisetifolia) ở vùng đất cát ven biển tỉnh Bình Định

Chia sẻ: Xedapbietbay Xedapbietbay | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:81

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của đề tài là đánh giá hiện trạng rừng trồng Phi lao ven biển và khả năng phòng hộ của rừng làm cơ sở đề xuất hướng quản lý, quy hoạch trồng rừng và lựa chọn kết cấu đai rừng phòng hộ có hiệu quả.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học nông nghiệp: Nghiên cứu sinh trưởng và khả năng phòng hộ của rừng Phi lao (Casuarina equisetifolia) ở vùng đất cát ven biển tỉnh Bình Định

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các số liệu trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng. Kết quả nêu trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa có ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Thừa Thiên Huế, tháng 1 năm 2016 Tác giả Bùi Việt Trung PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình hoàn thành luận văn này tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới Trường Đại học Nông lâm Huế, các Thầy giáo Trường Đại học Nông Lâm Huế đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong việc học tập, phương pháp nghiên cứu, cơ sở lý luận… Đặc biệt là PGS.TS. Đặng Thái Dương, người đã trực tiếp, đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám đốc, cán bộ nhân viên Sở Nông nghiệp và phát triển Nông thôn - Bình Định, Chi cục phát triển Lâm nghiệp - Bình Định, Trạm khí tượng tỉnh Bình Định, UBND các huyện ở tỉnh Bình Định, Ban quản lý rừng phòng hộ ven biển tỉnh Bình Định, đã giúp đỡ về kinh nghiệm, tài liệu, tạo điều kiện về hiện trường, nhân lực để bố trí thí nghiệm thành công. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các anh chị, bạn bè lớp Cao học Lâm nghiệp - Trường Đại học Nông lâm Huế đã giúp đỡ, tạo điều kiện để tác giả hoàn thành khóa học và thực hiện tốt Luận văn. Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình thực hiện, nhưng do kiến thức còn nhiều hạn chế, thời gian và tư liệu tham khảo cũng có hạn nên luận văn chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Bản thân nhận thức rằng cần phải tiếp tục trau dồi, nghiên cứu học hỏi nhiều hơn nữa trong thời gian đến. Kính mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu, bổ sung của các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cảm ơn! Huế, tháng 1 năm 2016 Tác giả Bùi Việt Trung PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iii TÓM TẮT Bình Định, nơi có nhiều cồn cát, đụn cát mới hình thành, nạn cát xâm lấn vùng nội đồng xảy ra thường xuyên làm cho diện tích đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp, ảnh hưởng đến năng suất cây trồng và đời sống của người dân...Từ thực tiễn đó, đề tài: “Nghiên cứu sinh trưởng và khả năng phòng hộ của rừng Phi lao (Casuarina equisetifolia) ở vùng đất cát ven biển tỉnh Bình Định”. Nhằm đánh giá tình hình sinh trưởng và phát triển của rừng Phi lao ven biển, lựa chọn vùng lập địa trồng Phi lao thích hợp để có quy hoạch, giải pháp phù hợp nâng cao khả năng phòng hộ của rừng, ngăn chặn nạn cát xâm lấn vùng nội đồng, bảo vệ diện tích cây trồng nông nghiệp nâng cao đời sống kinh tế xã hội và du lịch của người dân ven biển. Từ việc đánh giá tình hình về sinh trưởng, phân bố, quy mô của rừng phi lao ven biển tỉnh Bình Định cho thấy rừng Phi lao có khả năng sinh trưởng phát triển tốt nhất trên dạng lập địa Bãi, cồn cát vàng di động sát biển và sinh trưởng thấp nhất ở dạng lập địa cồn cát trắng di động và bán di động. Về vai trò phòng hộ của phi lao rừng Phi lao có tác dụng giữ nước tốt thể hiện chênh lệch giữa độ ẩm đất trong và ngoài ở các tầng đất 0 – 30cm; 30 – 60cm và 60 – 100 cm từ 7,39 - 8,50%. Độ ẩm đất ở tầng mặt 0 – 30cm và 30 – 60 cm ngoài đất trống rất thấp chỉ đạt tương ứng 4,57-5,73% và 6,12-8,18% điều này một phần nói lên tính khắc nghiệt của điều kiện lập địa vùng cát ven biển tỉnh Bình Định. Độ ẩm đã được cải thiện khi được trồng Phi lao đạt 14,52 – 16,54 % ở tầng 0 – 30 cm và 17,57 – 18,72% ở tầng 30 – 60 cm. Ở tầng 60-100 đạt 21,59-21,64%. Qua nghiên cứ cho thấy rừng Phi lao trả lại cho đất một lương lớn chất hữu cơ, chỉ tính trong 3 tháng chất khoáng thông qua các vật rơi rụng với lượng chất khô từ 1,8 đến 2,17 tấn/ha. Lượng vật rơi rụng trong rừng đã tạo ra một lớp thảm khô dày 1,2 – 2,4cm trên mặt đất, lớp thảm này có tác dụng hút và giữ lại một lượng nước, giảm nhiệt độ và lượng bốc hơi mặt đất, do vậy độ ẩm tầng đất mặt trong rừng luôn cao hơn trên đất trống. Rừng Phi lao đã làm giảm nhiệt độ không khí bình quân 3,50C và nhiệt độ đất bình quân giảm đi 80C. Kết quả cho thấy mặc dù trên cùng một vùng đất cát ven biển nhưng ở các tiểu vùng sinh thái, lập địa khác nhau thì sinh trưởng của Phi lao khác nhau. Kết cấu đai, chiều cao, bề rộng đai rừng là những yếu tố quan trọng quyết định đến khả năng phòng hộ, cải thiện môi trường sinh thái của rừng Phi lao ven biển. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii TÓM TẮT ............................................................................................................ iii MỤC LỤC ............................................................................................................ iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ...................................................................... viii DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................... ix MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề.......................................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................... 2 2.1. Mục tiêu chung ............................................................................................... 2 2.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................................... 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn........................................................................... 2 3.1. Ý nghĩa khoa học............................................................................................ 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................................ 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................ 3 1.1. Cơ sở khoa học ............................................................................................... 3 1.1.1. Cơ sở phân chia nhóm dạng lập địa đất cát ven biển .................................. 3 1.1.2. Một số đặc điểm của Phi lao ....................................................................... 5 1.2. Cơ sở thực tiễn ............................................................................................... 7 1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ................................................................. 7 1.3.1. Kết cấu các đai rừng và khả năng phòng hộ ............................................... 8 1.4. Tình hình nghiên cứu trong nước ................................................................. 10 1.4.1. Ðặc điểm sông ngòi và quá trình hình thành các cồn cát di động ở vùng cát ven biển Duyên hải Nam Trung Bộ ............................................................... 10 1.4.2. Các nhân tố ảnh huởng đến sự di động của cát ven biển .......................... 11 1.4.3. Đặc điểm vùng cát ven biển Việt Nam ..................................................... 11 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
v 1.4.4. Một số đặc điểm của Phi lao trồng trên đất cát ven biển Việt Nam ......... 13 1.4.5. Giá trị phòng hộ - kinh tế của Phi lao trồng trên đất cát ven biển ............ 14 1.4.6. Quy hoạch hệ thống các đai rừng phòng hộ vùng cát ............................... 14 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................................................... 17 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 17 2.2. Nội dụng nghiên cứu .................................................................................... 17 2.2.1. Tình hình cơ bản khu vực nghiên cứu....................................................... 17 2.2.2. Đánh giá hiện trạng về sinh trưởng, phân bố, quy mô của rừng phi lao ven biển tỉnh Bình Định ............................................................................................. 17 2.2.3. Nghiên cứu và lựa chọn vùng lập địa trồng phi lao thích hợp trên vùng cát ven biển tỉnh Bình Định ...................................................................................... 17 2.2.4. Nghiên cứu khả năng phòng hộ của đai rừng phi lao ven biển tỉnh Bình Định ........................................................................................................... 17 2.2.5. Một số giải pháp nhằm phát huy khả năng phòng hộ của rừng phi lao ven biển ............................................................................................................... 17 2.3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 17 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 24 3.1. Tình hình cơ bản tỉnh bình định ................................................................... 24 3.1.1. Điều kiện tự nhiên ..................................................................................... 24 3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội .......................................................................... 32 3.2. Đánh giá hiện trạng về sinh trưởng, phân bố, quy mô của rừng phi lao ven biển tỉnh Bình Định ............................................................................................. 37 3.2.1. Đặc điểm sinh trưởng của rừng Phi lao ven biển tỉnh Bình Định ............. 37 3.2.2. Vùng phân bố, quy mô của rừng Phi lao ven biển tỉnh Bình Định ........... 41 3.3. Nghiên cứu và lựa chọn vùng lập địa trồng phi lao thích hợp trên vùng cát ven biển tỉnh Bình Định ...................................................................................... 42 3.3.1. Phân chia dạng lập địa trên vùng cát ven biển tỉnh Bình Định ................. 42 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vi 3.3.2. Lựa chọn vùng trồng Phi lao thích hợp trên vùng cát ven biển tỉnh Bình Định ..................................................................................................................... 45 3.4. Nghiên cứu khả năng phòng hộ của đai rừng phi lao ven biển tỉnh Bình Định ..................................................................................................................... 47 3.4.1. Khu vực nghiên cứu và đặc trưng của các đai rừng Phi lao ..................... 47 3.4.2. Khả năng phòng hộ của các đai rừng Phi lao ............................................ 49 3.5. Một số giải pháp phát huy khả năng phòng hộ của rừng phi lao ven biển .. 56 3.5.1. Giải pháp về kỹ thuật ................................................................................ 56 3.5.2. Giải pháp về chính sách ............................................................................ 56 3.5.3. Giải pháp về quản lý.................................................................................. 57 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 58 4.1 Kết luận ......................................................................................................... 58 4.2 Kiến nghị ....................................................................................................... 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 61 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH ....................................................................................... 63 PHỤ LỤC XỬ LÝ SỐ LIỆU .............................................................................. 68 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vii CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt, ký hiệu Cụm từ đầy đủ A Tuổi cây rừng D0 Đường kính gốc cây D1.3 Đường kính cây tại vị trí 1.3m Dt Đường kính tán cây Hvn Chiều cao vút ngọn của cây Hdc Chiều cao dưới cành Lt Chiều cao tán E Hiệu năng chắn gió K Hệ số lọt gió V Vận tốc gió  Tăng trưởng bình quân chung/năm N Mật độ OTC Ô tiêu chuẩn đo đếm R Hệ số tương quan S Sai tiêu chuẩn mẫu S% Biến động TB Giá trị trung bình THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông GDMN Giáo dục mầm non PCGMN Phổ cập giáo dục mầm non KH Kế hoạch UBND Ủy ban nhân dân NN & PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn BQLRPHVB Ban quản lý rừng phòng hộ ven biển PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
viii v Tồn tại ở dạng vệt DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1. Thống kê diện tích các loại rừng ở tỉnh Bình Định ............................ 30 Bảng 3.2. Diện tích các loại rừng và đất rừng .................................................... 32 Bảng 3.3. Đặc điểm sinh trưởng của rừng Phi lao thân chính ............................ 39 Bảng 3.4. Đặc điểm sinh trưởng của rừng phi lao chồi đứng ............................. 40 Bảng 3.5. Đặc điểm sinh trưởng của rừng phi lao chồi ngang ........................... 41 Bảng 3.6. Đặc điểm của các đất cát ven biển ...................................................... 43 Bảng 3.7. Các chỉ tiêu sinh trưởng của các ô tiêu chuẩn .................................... 46 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của các đai rừng có hệ số lọt gió khác nhau đến tốc độ gió....49 Bảng 3.9. Nhiệt độ và độ ẩm không khí trong và ngoài rừng ............................. 51 Bảng 3.10. Cường độ bức xạ trong rừng và ngoài đất trống .............................. 51 Bảng 3.11. Nhiệt độ đất trong rừng và ngoài đất trống ...................................... 52 Bảng 3.12. Lượng vật rơi rụng thu được trong 3 tháng của rừng Phi lao ........... 53 Bảng 3.13. Độ ẩm thực tế và thành phần cơ giới của đất ................................... 53 Bảng 3.14. Tác dụng cải thiện tính chất hóa học đất .......................................... 55 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ix DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ Hình 3.1. Bản đồ hành chính tỉnh Bình Định...................................................... 25 Hình 3.2. Giá trị sản xuất nông, lâm, thủy sản tỉnh Bình Định, năm 2014......... 33 Hình 3.3. Giá tri sản xuất các ngành của tỉnh Bình Định năm 2014 .................. 34 Hình 3.4. Phi lao thân chính ................................................................................ 38 Hình 3.5. Phi lao chồi đứng................................................................................. 38 Hình 3.6. Phi lao chồi ngang ............................................................................... 39 Hình 3.8. Đai rừng Phi lao ............................................................................... 48 Hình 3.9. Đai rừng Phi lao .............................................................................. 48 Hình 3.10. Đai rừng Phi lao ............................................................................. 49 Hình 3.11. Biểu đồ tỉ lệ tốc độ gió sau đai so với trước đai ............................... 50 Sơ đồ 2.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát ............................................................... 18 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
x PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Rừng có vai trò vô cùng to lớn, một trong những vai trò ấy chính là khả năng phòng hộ của rừng, đặc biệt là vùng ven biển, rừng phòng hộ được xây dựng và phát triển cho mục đích bảo vệ và điều tiết nguồn nước, bảo vệ đất, chống xói mòn, hạn chế thiên tai, điều hòa khí hậu, đảm bảo cân bằng sinh thái và an ninh môi trường. Nằm trong vùng nhiệt đới, Việt Nam có nhiều núi và sông, bờ biển dài, có hệ sinh thái ven biển rất phong phú và đa dạng, đồng thời chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa Châu Á. Trung bình hàng năm có từ 6 – 10 cơn bão và áp thấp nhiệt đới, kéo theo mưa lớn gây ra lũ lụt và đôi khi xảy ra sóng thần ven biển [6]. Đất nước Việt Nam ta có 3260 km đường bờ biển với hệ thống rừng phòng hộ ven biển để giữ đất, chắn các loại gió hại. Việc xây dựng rừng phòng hộ ven biển có ý nghĩa quan trọng trong biến đổi khí hậu toàn cầu hiện nay. Tuy nhiên ở nhiều nơi, rừng vẫn suy giảm, kéo theo đó là sự suy giảm các chức năng phòng hộ, vì nhu cầu bảo vệ nước và đất, đảm bảo an toàn sinh thái ở vùng ven biển, việc rà soát rừng và phân cấp phòng hộ ven biển nhằm đề xuất các biện pháp quản lý và biện pháp tác động đối với từng vùng, ngăn ngừa các quá trình rửa trôi, phục hồi thảm thực vật để bảo vệ tài nguyên đất một cách hiệu quả là cần thiết và đang được quan tâm, đặc biệt ở các mức xung yếu khác nhau diện tích rừng thực sự cần thiết là bao nhiêu, phần cụ thể ở những địa điểm nào, cần có những biện pháp tác động nào để đảm bảo an toàn về môi trường, giảm thiểu những thiên tai gây tổn hại đến đời sống của con người và thiên nhiên đang là những câu hỏi chưa được giải đáp thỏa đáng. Vì vậy, việc quản lý bảo vệ và phát triển hệ thống rừng phòng hộ ven biển là đặc biệt quan trọng trong quá trình phát triển bền vững của cả nước nói chung và tỉnh Bình Định nói riêng. Phi lao là loài cây phòng hộ ven biển có khả năng chống chịu tốt với điều kiện khắc nghiệt ở vùng cát, ở những nơi chưa có một loài cây nào có thể chống chịu được thì Phi lao có thể duy trì được sự sống và ngăn chặn sự xâm lấn của nạn cát nhảy cát bay, đồng thời Phi lao còn có khả năng cải thiện được điều kiện khô cằn của của đất cát bằng lượng cành rơi lá rụng và khả năng cải tạo đất của bộ rễ, nhờ đó bảo vệ được diện tích cây trồng nông nghiệp và cải thiện môi trường sinh thái. Tuy nhiên để tăng khả năng chắn gió, cố định cát của các đai rừng Phi lao ven biển cần có sự đầu tư về nguồn vốn, biện pháp chăm sóc bảo vệ và các giải pháp trồng rừng thích hợp, đặc biệt ở tỉnh Bình Định, nơi có nhiều cồn cát, đụn cát mới hình thành, nạn cát xâm lấn vùng nội đồng xảy ra thường xuyên làm cho diện tích đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp, ảnh hưởng đến năng suất cây trồng trong các mô hình nông lâm kết hợp làm cho đời PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
2 sống người dân ít được cải thiện...Từ thực tiễn đó, đề tài: “Nghiên cứu sinh trưởng và khả năng phòng hộ của rừng Phi lao (Casuarina equisetifolia) ở vùng đất cát ven biển tỉnh Bình Định”. Nhằm đánh giá tình hình sinh trưởng và phát triển của rừng Phi lao ven biển, lựa chọn vùng lập địa trồng Phi lao thích hợp để có quy hoạch đầu tư phù hợp, có những giải pháp thích hợp nâng cao khả năng phòng hộ của rừng, ngăn chặn nạn cát xâm lấn vùng nội đồng, bảo vệ diện tích cây trồng nông nghiệp nâng cao đời sống của người dân. 2. Mục tiêu nghiên cứu 2.1. Mục tiêu chung Đánh giá hiện trạng rừng trồng Phi lao ven biển và khả năng phòng hộ của rừng làm cơ sở đề xuất hướng quản lý, quy hoạch trồng rừng và lựa chọn kết cấu đai rừng phòng hộ có hiệu quả. 2.2. Mục tiêu cụ thể - Đánh giá hiện trạng về sinh trưởng, phân bố, quy mô của rừng Phi lao ven biển tỉnh Bình Định. - Đánh giá và lựa chọn vùng lập địa gây trồng rừng phi lao. - Đánh giá khả năng phòng hộ cải thiện tiểu khí hậu của một số kết cấu đai rừng phi lao. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học - Đề tài phân tích một cách có hệ thống các yếu tố liên quan đến vùng lập địa đất cát ven biển và khả năng phòng hộ của rừng Phi lao. - Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở khoa học để đề xuất những biện pháp tác động phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả phòng hộ của rừng Phi lao trên địa bàn vùng cát ven biển tỉnh Bình Định. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Đề tài xác định được các dạng lập địa đất cát ven biển tỉnh Bình Định và đánh giá được sinh trưởng của Phi lao trên các dạng lập địa đó. - Đề tài đánh giá được khả năng phòng hộ của một số đai rừng phi lao ven biển làm cơ sở để xây dựng kết cấu đai rừng phòng hộ chuẩn, nâng cao hiệu năng phòng hộ chắn gió của đai rừng. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở khoa học 1.1.1. Cơ sở phân chia nhóm dạng lập địa đất cát ven biển Động lực gây ra hiện tượng cát di động là do gió và nước, tạo ra hình thức cát bay, cát trụt và cát trôi. Cát di động do nước về cơ bản giống xói mòn đất do nước. Duới ánh nắng mặt trời, các hạt cát nằm trên mặt các đụn cát hoặc cồn cát sẽ khô dần và trở thành các hạt cát (đặc biệt là các hạt cát mịn) rời rạc và dễ di động theo huớng gió thổi, trở thành các cồn cát di động hoặc bán di động [2]. 1.1.1.1. Sự di động của cát Hạt cát chỉ di động khi sức gió lớn hơn trọng lượng của nó. Theo Sô-kô-lốp HA. Hạt cát càng bé thì tốc độ gió làm hạt cát di động càng thấp (1,0mm và 11,4 - 13,0m/s). Khi tốc độ gió đủ lớn, hạt cát tách khỏi bề mặt bãi cát, hòa nhập vào luồng gió. Tùy theo địa hình, trọng lượng hạt cát, tốc độ gió mà hạt cát di động theo 3 hình thức: Lăn (nơi bãi cát bằng, hạt cát to), nhảy (nơi bãi cát phẳng, hạt cát vừa và nhỏ) hoặc bay (hạt cát nhỏ, gió mạnh). Khi gió ngừng thổi hay thay đổi tốc độ, hạt cát mới rơi xuống đất. Khi địa hình có sự thay đổi, hình thành nên gió xoáy làm cho vân cát di động và di chuyển lớn dần thành sóng cát. Địa hình do các sóng cát tạo nên thay đổi, do đó tốc độ gió chênh lệch, gió xoáy phức tạp khác nhau. Nơi gió nhẹ cát tích tụ nhiều, nơi gió mạnh, gió xoáy cắt đứt đoạn dãy sóng cát thành cồn cát độc lập. Gió mùa thổi làm cho mặt đón gió của cồn cát đón hầu hết lượng cát di chuyển từ phía trước tới nên cồn cát ngày một cao và sườn đón gió kéo dài thành một mặt dốc thoải. Dòng khí vượt qua cồn cát, hình thành nhiều xoáy theo phương khác nhau tạo nên một khu vực tích tụ cát ở ngay sau đường dông của cồn cát. Vì vậy, mặt khuất gió của cồn cát dốc mạnh nhanh chóng. Sự di chuyển của hạt cát đưa xuống chân đồi làm cho chân đồi cát lấn dần về phía trước theo hướng gió [2]. Vào mùa mưa, nước ở thung lũng lòng chảo thấm qua đồi cát, rỉ dần ra ở ven chân, đồng thời nước ở các thung lũng tích tụ lại và dâng lên, hình thành dòng nước lũ theo các khe chảy dồn về nơi thấp trũng. Nước chảy mạnh cuốn cát trôi tràn lấp đồng ruộng [6]. Như vậy, động lực gây ra hiện tượng cát di động là gió và nước nhưng quan trọng hơn là do gió. Sức nước chảy làm cho cát trôi tạo thành suối cát. Gió mùa thổi tạo ra những cồn cát ngày một cao, dốc thoải ở sườn đón gió và dốc đứng ở sườn khuất gió. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
4 1.1.1.2. Giai đoạn hình thành cồn cát Sóng biển và thủy triều tạo thành những bãi cát phẳng ven bờ biển. Dưới động lực của gió, cát được di chuyển dần về phía đất liền. Trong quá trình cát di động theo gió, trên mặt bãi cát phát sinh hiện tượng phân cấp hạt cát theo kích thước to nhỏ, hạt to di động chậm, tích tụ lại hình thành đường gờ vuông góc với hướng gió, đó là những chướng ngại vật, ngăn cản những hạt sau, khởi đầu hình thành những vân cát hình gợn sóng [4]. Dãy vân cát thường cao 1,5 - 2,5 cm và giữa các đường gờ có một khoảng cách nhất định. Dãy vân cát hình thành mặc dù chiều cao rất thấp và do địa hình vùng cát bắt đầu có sự thay đổi đã ảnh hưởng tới tốc độ gió và hình thành xoáy làm cho vân cát di động khác nhau. Trong quá trình di chuyển và tích tụ, vân cát được lớn lên thành những sóng cát. Sóng cát có chân rộng tới 2 m, cao 20 - 25 cm, do địa hình vùng cát và chiều cao của sóng cát, tạo nên những nơi có tốc độ gió chênh lệch nhau rõ rệt và gió xoáy phức tạp trên vùng cát, nơi gió nhẹ, cát tích tụ nhiều, nơi gió mạnh gió xoáy cắt đứt đoạn hình thành những cồn cát độc lập [2]. Cồn cát có thể được hình thành nhanh hơn khi trong quá trình cát di động gặp phải những chướng ngại vật, tùy theo vật chắn và hướng gió, hình dạng cồn cát cũng khác nhau. Ở nơi bãi cát có độ dày tầng cát rất lớn, những cồn cát có thể được nối liền thành những dãy đồi cát. Nhìn chung đặc điểm địa hình vùng cát trong giai đoạn này còn giản đơn, độ chênh cao giữa các địa hình chưa nhiều, do đó tốc độ di động của cát chưa mạnh. 1.1.1.3. Giai đoạn cồn cát di động Sự hình thành các cồn cát đã làm cho vận động của gió trên mặt bãi cát trở nên phức tạp hơn, tốc độ gió không ổn định, gió xoáy phát triển. Đó là một yếu tố bắt đầu cho một giai đoạn cát di động nhanh hơn. nhìn chung vận động của gió khi gặp phải cồn cát sẽ diễn biến như sau: Mặt đón gió của cồn cát mặc dù cát bị di động mạnh ra phía sau, nhưng đồng thời đó cũng là mặt hứng đón hầu hết lượng cát di chuyển từ phía trước tới, do đó cồn cát, ngày một cao và sườn đón gió được kéo dài thành một mặt dốc thoải. Mặt khuất gió của cồn cát, dòng khí vượt qua cồn cát, tạo thành nhiều vận động xoáy theo nhiều phương khác nhau, bộ phận vượt qua đỉnh cồn cát tạo thành những xoáy theo trục nằm ngang, bộ phận rẽ từ hai bên sườn cồn cát đi tới tạo thành xoáy ngược chiều nhau theo trục thẳng đứng, do đó tạo ra một khu vực tích tụ cát (khu vực PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
5 mưa cát) ở ngay sau đường dông của cồn cát. Vì vậy mặt dốc nhanh chóng đạt tới tốc độ tối đa của cồn cát (35 - 370) [2]. Sự di chuyển của hạt cát bị cuốn bay đi, bị lăn trượt trên mặt dốc và cát xô trục theo trọng lực đưa xuống chân đồi, làm cho chân đồi cát lấn dần về phía trước theo hướng gió. Cùng với sự thay đổi lớn về địa hình, trong giai đoạn này hình thức di động của cát cũng phong phú hơn, cường độ xói mòn lớn hơn hẳn giai đoạn trước, cát lan nhanh hơn, nhiều hơn ở các sườn đón gió, nhảy xa hơn từ đỉnh cao các cồn cát, cát trụt nhiều hơn, từ các vùng trũng ở giữa các cồn cát, có thể hình thành những suối cát, do đó nếu không có biện pháp cố định cát kịp thời thì diện tích của vùng cát mở rộng rất nhanh. Tốc độ di động của cồn cát theo 4 qui luật: Tốc độ di động của cồn cát tỷ lệ thuận với lượng cát chuyển, tỷ lệ nghịch với mật độ cát và chiều cao của cồn cát. Tốc độ di động của cồn cát tỷ lệ thuận với góc gió. Tốc độ di động của cồn cát tỷ lệ thuận với khoảng cách giữa các cồn cát, khoảng cách càng ngắn di động càng chậm và tốc độ di động của cồn cát phụ thuộc vào đặc điểm địa hình của vùng kế cận xung quanh bãi cát, nói chung càng bằng phẳng di động càng nhanh. 1.1.1.4. Giai đoạn cồn cát cố định Trong quá trình di chuyển, hạt cát bị mài mòn, độ xốp của cồn cát ngày càng giảm, thực vật dần xuất hiện và che phủ mặt đồi cát, do đó làm giảm động năng của gió, tốc độ di động của đồi cát giảm dần, cồn cát chuyển sang thời kì bán cố định và cố định, hình dạng của cồn cát chuyển dần về dạng đồi bát úp [2]. Trong tự nhiên cồn cát chuyển dần về giai đoạn cố định rất chậm nếu không có sự can thiệp của con người. 1.1.2. Một số đặc điểm của Phi lao 1.1.2.1. Đặc điểm hình thái Họ Phi lao (Casuarinaceae) thuộc Bộ phi lao (Casuarinales) gồm 4 chi: Gymnostoma, Casuarina, Allocasuarina và Ceuthostoma, có 96 loài cây thân gỗ và thân bụi(Doran 1983) [10]. C. equisetifolia L. là loài có xuất xứ ở Úc, hình dạng cây trong quần thể tự nhiên rất khác nhau, từ dạng cây bụi thân gỗ cành bị uốn cong, thấp, phơi ra trên bãi cát đến dạng thân thẳng trong các đai rừng. Trong những năm đầu cây có dạng hình tháp, tán um tùm, cành nhánh nhiều và phân cành thấp. 1.1.2.2. Phân bố, sinh thái C. equisetifolia phân bố ở bờ biển vùng nhiệt đới và á nhiệt đới từ miền bắc Australia qua Malesia, Melanesia, Polynesia đến Kra Isthmus, chủ yếu dọc bờ biển PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
6 Chittagong, Tennesserim, Andamans, mở rộng đến bờ biển Malay Peninsula và qua Archipelago, Pacific Islands [10]. Phi lao là loài cây gỗ mọc trên thảm cỏ của đụn cát và thảm cỏ của những cây thân thảo lá rộng chịu mặn hoặc quần thụ của các loài cây gỗ, cây bụi trong kiểu thảm thực vật lá rộng thường xanh ở Châu Á Thái Bình Dương. Ngoài ra, Phi lao cũng còn phát hiện thấy trong các khoảng trống của rừng Bạch đàn sau các đụn cát và các giải hẹp gần rừng ngập mặn ở Australia. Phi lao đã được dẫn giống đến nhiều nước nằm ngoài vùng phân bố của nó như Karwar năm 1868, Orissa 1916, Nam Phi 1857, Florida trước 1900, Việt Nam 1896, Nam Trung Quốc 1897, Trung Đông 1968 [9]. Dải phân bố của Phi Lao ở Úc có khí hậu từ nóng ẩm đến hơi ẩm, không có sương muối và lượng mưa 700 - 2000 mm/năm, số tháng khô 6 - 8 tháng. Theo hướng về xích đạo ở Đông Nam Á và miền Nam Australia, Phi lao có phân bố ở những nơi có lượng mưa 3.500 mm/năm hoặc cao hơn. Phi lao thích hợp với loại đất cát pha nhẹ, đủ ẩm. Mọc tốt trên loại đất cát mới bồi ven biển, đất phù sa sông. Phi lao cần độ ẩm cao nhưng không chịu được nước úng, có thể chịu được loại cát xấu nhưng đòi hỏi trong mùa khô mực nước ngầm không xuống sâu quá 3m. Trái lại, nếu ở cách mặt đất khoảng 50 cm lại có tầng đất sét làm cho mực nước nông và lúc mưa to có thể úng thì Phi lao cũng không chịu được. Phi lao có thể sinh trưởng trên đất nghèo xấu, thiếu các nguyên tố N, P, K (Bhatnagar, H.P.1978) [8]. Phi lao ưa đất trung tính pH = 6,5 - 7,0, có thể chịu đến mức chua yếu pH = 5,5. Nếu pH giảm xuống 4,0 - 4,5 cây sẽ vàng đỏ lá. Vì vậy, ở những nơi úng trũng, phèn, chua không thích hợp với Phi lao. 1.1.2.3. Đặc điểm sinh trưởng Phi lao là loài cây sinh trưởng nhanh, tăng trưởng mạnh. Tăng trưởng đường kính đạt tới 3 cm/năm trong giai đoạn 5 - 7 năm đầu. Tăng trưởng của Phi lao trên đất cát ven biển cao hơn ở đất đồi núi. Trên lập địa phù hợp Phi lao đạt tăng trưởng hàng năm 15 m3/năm ở tuổi 10. Ndiaye P. 1996 [12] nghiên cứu sinh trưởng và trữ lượng rừng Phi lao trồng trên đụn cát ven biển ở Senegal cho thấy: Sinh trưởng của Phi lao có sự khác nhau ở chân, sườn, đỉnh của đụn cát. Sinh trưởng chiều cao đạt 1,6 m/năm ở chân, 1,3 m/năm ở sườn và 1,1 m/năm ở đỉnh. Trử lượng lâm phần tăng nhanh trong 20 năm đầu của rừng trồng ở chân đụn, trong khi ở trên sườn và đỉnh còn tăng liên tục tới năm 30 tuổi nhưng tăng chậm hơn so với ở chân. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
7 1.1.2.4. Giá trị kinh tế của Phi lao Gỗ Phi lao được dùng để làm nhà, đóng thuyền, làm đồ gia dụng, làm gỗ trụ mỏ, làm giấy, là một trong những loại gỗ củi tốt nhất trên thế giới do giá trị nhiệt lượng của than Phi lao cao 7.000 kcal/kg củi. Lá rơi rụng được thu lượm để đun nấu rất tốt. Theo NAS (1984) [12] mỗi cây Phi lao có đường kính 20 - 25 cm (ở tuổi 12 - 15) có thể bán được 60.000 - 70.000 đồng VN hoặc bán đổi được 40 - 50 kg gạo. 1.2. Cơ sở thực tiễn Diện tích đất lâm nghiệp toàn tỉnh hiện có 404.507 ha, chiếm 67,52% diện tích tự nhiên toàn tỉnh. Diện tích đất lâm nghiệp không còn rừng là 219.567 ha, có khả năng sản xuất nông lâm nghiệp 217.007 ha, không có khả năng sản xuất là 2.560 ha. Diện tích có khả năng phát triển rừng ước tính gấp trên 1,5 lần diện tích rừng tự nhiên hiện có ở tỉnh [1]. Đây là nguồn tiềm năng lớn để phát triển sản xuất lâm nghiệp, trồng rừng phòng hộ sinh thái, phòng hộ cảnh quan kết hợp với trồng rừng kinh tế, trồng cây công nghiệp theo phương thức nông lâm kết hợp để tạo nguồn sản phẩm hàng hóa, đồng thời phát triển trồng rừng phòng hộ chống cát bay ven biển bảo vệ sản xuất nông nghiệp và cuộc sống nhân dân ven biển. Ngành lâm nghiệp Bình Định đã có nhiều đóng góp vào sự phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh, đáp ứng phần lớn nhu cầu cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp chế biến lâm sản, nhu cầu sử dụng gỗ và chất đốt cho nhân dân, tăng nguồn thu ngân sách, nâng cao mức sống, xóa đói giảm nghèo cho đồng bào dân tộc thiểu số trên địa bàn tỉnh. Tuy nhiên, công tác quản lý tài nguyên rừng và tổ chức sản xuất ngành lâm nghiệp hiện nay còn nhiều hạn chế và yếu kém. Tiềm năng lợi thế của tài nguyên rừng chưa được khai thác sử dụng có hiệu quả, nạn phá rừng, lấn chiếm đất rừng, khai thác gỗ trái phép ngày càng gia tăng, gây áp lực cho ngành trong công tác quản lý, bảo vệ rừng. Hoạt động sản xuất lâm nghiệp của tỉnh không đảm bảo tính cân đối và đồng bộ. Các chương trình lâm nghiệp của Nhà nước tập trung chủ yếu là bảo vệ và trồng rừng phòng hộ, đặc dụng; trồng rừng sản xuất gỗ nguyên liệu có năng suất và chất lượng cao chưa được chú trọng phát triển. Để quản lý, sử dụng và phát triển rừng một cách bền vững, đòi hỏi phải bố trí một cách cân đối và hợp lý các hoạt động sản xuất lâm nghiệp phù hợp từng loại rừng trên địa bàn. 1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Nghiên cứu về phòng hộ và phát triển nông lâm nghiệp các vùng bị sa mạc hóa nói chung và vùng cát ven biển nói riêng đã được một số tác giả nghiên cứu từ thế kỷ XVII. Các nghiên cứu theo nhiều khía cạnh khác nhau nhưng tập trung chủ yếu vào PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
8 các vấn đề từ cơ sở các hiện tượng cát di động, các loài cây trồng và cấu trúc, vai trò phòng hộ đến giá trị kinh tế của hệ thống đai rừng trên vùng cát ven biển. 1.3.1. Kết cấu các đai rừng và khả năng phòng hộ 1.3.1.1. Ảnh hưởng của kết cấu đai rừng đến khả năng phòng hộ Kết cấu của đai rừng là đặc trưng về hình dạng và cấu tạo bên trong của đai rừng, nó quyết định đến đặc điểm và mức độ lọt gió của đai rừng. Có 3 loại kết cấu: Kết cấu kín (đai rừng nhiều tầng tán, hệ số lọt gió
9 năng cố định được 104 – 223 m3 cát. Ở thành phố Zhanjiang 20.000 ha các đụn cát di động và bán di động đã được cố định bởi các đai rừng và kết quả là hàng nghìn ha đất nông nghiệp được phục hồi, ở khoảng cách 5 - 25H tốc độ gió giảm 25 - 40%, vùng có hiệu quả nhất trong phạm vi 5H, ở đó tốc độ gió giảm 46 - 69%. Hiệu quả chắn gió giảm đi khi khoảng cách giữa các đai rừng càng xa nhau. Nhiệt độ không khí trong đai rừng tăng 0,3 - 1,50C vào mùa đông, giảm 1 - 20C vào mùa hè và lượng bốc hơi trong đai rừng giảm 10 - 30% so với nới trống. Theo tài liệu của trạm Nông Lâm Dao Đông ở đảo Hải Nam, một khu rừng trồng Phi lao 10 tuổi đã tạo một lớp thảm mục dày 4 – 9cm, với tổng tích lũy cành rơi lá rụng 15 - 21 tấn/ha trong 10 năm. Thu nhập từ khai thác gỗ củi ở tuổi 15 đạt 2.500 đến 4.000 đô la Mỹ/ha. Các đai rừng Phi lao trên đất cát có tác dụng cải thiện môi trường trong vùng: Chống nhiệt độ lên quá cao vào ban ngày khi trời nắng gắt, hạn chế nhiệt độ xuống quá thấp vào ban đêm, đặc biệt vào mùa đông, giữ được mực nước ngầm không tụt xuống quá sâu, đảm bảo đủ nước cho sinh hoạt, nước tưới cho cây trồng. Phạm vi chắn gió của đai rừng Phi lao có hiệu quả ở khoảng cách 5H đến 10H và có thể làm giảm tốc độ gió ở khoảng cách 15 - 20H [14]. Nốt sần ở cây Phi lao có khả năng cố đinh Nitơ từ khí quyển (Mặc dù Phi lao không phải là cây họ đậu) nên có tác dụng cải tạo đất cát có độ phì thấp. Phi lao trồng trên đụn cát ở Tây Phi cố định được 40 - 60 kgN/ha/năm. Rừng Phi lao 4 tuổi trồng trên đất cát xám cố định có tác dụng cải thiện đất (Độ xốp đất tăng từ 43% lên 57%, chất hữu cơ tăng từ 0,13 - 0,28% lên 0,19 - 0,53%) [14]. Các kết quả nghiên cứu đều khẳng định vai trò to lớn của các đai rừng để phòng hộ và cải thiện điều kiện canh tác. Một đai rừng có chiều rộng 100m hàng năm có khả năng cố định được 104 - 223m3 cát. Ở thành phố Zhanjiang 20.000 ha các đụn cát di động và bán di động đã được cố định bởi các đai rừng và kết quả là hàng nghìn ha đất nông nghiệp được phục hồi (Yang, J.C.và cộng sự, 1995) [16], ở khoảng cách 5 - 25H tốc độ gió giảm 25 - 40%, vùng có hiệu quả nhất trong phạm vi 5H, ở đó tốc độ gió giảm 46 - 69%. Hiệu quả chắn gió giảm đi khi khoảng cách giữa các đai rừng càng xa nhau. Nhiệt độ không khí trong đai rừng tăng 0,3 - 1,50C vào mùa đông, giảm 1 - 20C vào mùa hè và lượng bốc hơi trong đai rừng giảm 10 - 30% so với nới trống. Theo tài liệu của trạm Nông Lâm Dao Đông ở đảo Hải Nam, một khu rừng trồng Phi lao 10 tuổi đã tạo một lớp thảm mục dày 4 - 9cm, với tổng tích lũy cành rơi lá rụng 15 - 21 tấn/ha trong 10 năm. Thu nhập từ khai thác gỗ củi ở tuổi 15 đạt 2.500 đến 4.000 đô la Mỹ/ha [17]. Như vậy, các đai rừng có vai trò to lớn trong việc phòng hộ, cải thiện môi trường canh tác vùng đất cát ven biển. Đai rừng có tác dụng làm giảm tốc độ gió 25 - 40% ở khoảng cách 5 - 25H sau đai rừng, làm tăng nhiệt độ không khí trong đai rừng vào mùa PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
10 đông, giảm vào mùa hè và đai rừng còn có tác dụng cố định cát và cải tạo đất. Nhưng các tác dụng này còn phụ thuộc và hệ thống đai, bề rộng, chiều cao, kết cấu đai rừng và mùa gió cũng như hướng gió thổi so với đai rừng... 1.4. Tình hình nghiên cứu trong nước 1.4.1. Ðặc điểm sông ngòi và quá trình hình thành các cồn cát di động ở vùng cát ven biển Duyên hải Nam Trung Bộ Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ cũng đã hình thành những dải cồn cát kéo dài khá liên tục qua các tỉnh từ Quảng Nam vào đến Ninh Thuận. Các cồn cát khá lớn phân bố ở Quảng Ngãi, Hoài Nhơn, Phù Mỹ (Bình Định), Ninh hoà (Khánh Hoà). Nhưng điển hình nhất là ở Ninh Thuận - Bình Thuận. Do ảnh hưởng của dãy Kontum và hướng gió thổi gần song song với hướng địa hình ven biển đã làm cho khu vực Ninh Thuận - Bình Thuận trở nên khô nóng quanh năm, nhất là ở Ninh Sơn (Ninh Thuận), Tuy Phong và Bắc Bình (Bình Thuận). Tại đây có chế độ khí hậu bán khô hạn và được xem là vùng khô hạn nhất nước ta nhiệt độ trung bình năm cao trên 27oC, tổng nhiệt hoạt động trên 9.500oC, lượng mưa trung mình năm chỉ khoảng 600mm, có năm chỉ đạt 200 - 250mm, chỉ số ẩm ướt (theo Ivanov) nhỏ hơn 0.5, lượng bốc hơi cao gấp hai lần lượng mưa (P