Nghiên Cứu Khả Năng Phục Hồi Đất Của Rừng Trồng Keo Tai Tượng Ở Vùng Đệm Khu Bảo Tồn Thiên Nhiên Thượng Tiến Kim Bôi Hòa Bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

HÀ CÔNG HÙNG

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHỤC HỒI ĐẤT CỦA RỪNG

TRỒNG KEO TAI TƯỢNG Ở VÙNG ĐỆM KHU BẢO TỒN

THIÊN NHIÊN THƯỢNG TIẾN – KIM BÔI – HOÀ BÌNH

Luận văn Thạc sỹ Khoa học Lâm nghiệp: Chuyên ngành Lâm học

Hà Nội, 2008

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam là nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa với 3/4 diện

tích lãnh thổ là vùng đồi núi. Diện tích các vùng đất dốc rộng lớn giúp chúng

ta có điều kiện thuận lợi cho phát triển ngành Lâm nghiệp đặc biệt là kinh

doanh rừng sản xuất. Tuy nhiên, các vùng đất dốc nhiệt đới là nơi có tính

nhạy cảm sinh thái cao và phụ thuộc rất lớn vào lớp phủ thực vật phát triển

bên trên nó. Khi chúng ta thay thế lớp phủ thực vật nguyên thủy bằng các lớp

phủ thực vật nhân tạo, rừng trồng là đã cơ bản thay đổi các mối quan hệ sinh

thái tự nhiên của chúng. Do vậy nhiều hệ sinh thái rừng trồng trở nên thiếu

bền vững, đất đai đã bị suy thoái nghiêm trọng.

Tài nguyên đất là một dạng tài nguyên thiên nhiên có khả năng tái tạo

nếu sử dụng hợp lý. Trong hệ sinh thái rừng, đất và cây có mối quan hệ vừa

thống nhất vừa đấu tranh, trong mối liên hệ phức tạp với các nhân tối môi

trường khác. Trước hết, sử dụng các chất dinh dưỡng, khoáng từ đất để sinh

tồn. Mặt khác lớp phủ thực vật cũng trả lại đất vật liệu rơi rụng để phân huỷ

thành mùn và các chất dinh dưỡng làm giàu cho đất đồng thời thực vật còn có

tác dụng bảo vệ đất đất chống xói mòn, sạt lở đất. Để đánh giá khả năng sản

xuất của đất người ta căn cứ vào độ phì đất. Hiểu biết về quy luật biến đổi độ

phì đất trong mối quan hệ hài hoà với lớp phủ thực vật bên trên giúp chúng ta

có cơ sở khoa học để nâng cao hiệu quả sử dụng đất.

Trong những năm gần đây diện tích rừng trồng keo được tăng lên đáng

kể trên phạm vi toàn quốc đặc biệt là keo tai tượng bởi keo là loài sinh trưởng

tốt giúp phủ xanh những vùng đất trống đồi núi chọc và mang lại hiệu quả

kinh tế cao cho hoạt động kinh doanh rừng. Tuy nhiên, hệ sinh thái rừng

trồng keo có được coi là bền vững hay không? Hoạt động trồng keo có khả

năng cải tạo và phục hồi đất rừng hay không? Cần làm gì để duy trì sức sản

2

xuất của đất và năng xuất của rừng theo thời gian? Hiện vẫn chưa có câu trả

lời cho những băn khoăn trên. Nghiên cứu sự biến đổi tính chất đất dưới rừng

trồng keo tai tượng ở các cấp tuổi khác nhau là vô cùng cần thiết nhằm cung

cấp cơ sở khoa học một cách có hệ thống cho các giải pháp quản lý và kinh

doanh rừng trồng keo được bền vững.

Với những lý do kể trên, tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu khả năng

phục hồi đất của rừng trồng keo tai tượng ở vùng đệm Khu bảo tồn thiên

nhiên Thượng Tiến – Kim Bôi – Hoà Bình’’

3

Chương 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1.Trên thế giới. 1.1.1. Nghiên cứu đặc điểm của đất rừng

Đất rừng là thành phần quan trọng của hệ sinh thái rừng. Đất và quần

thể thực vật rừng có mối quan hệ chặt chẽ và chịu sự tác động qua lại với

nhau. Do vậy đất rừng có tính chất khác biệt so với nhiều loại đất khác.

Nghiên cứu về đất rừng đã được nhiều tác giả trên thế giới thực hiện từ những

thế kỷ trước. Những kinh nghiệm, đầu tiên về đất được tích luỹ trong thời cổ

Hy lạp “Sự phân loại đất” độc đáo trong các tuyển tập của những nhà triết học

cổ Hy lạp Aristos, Teoflast. Các ông lúc bấy giờ đã chia ra đất tốt, đất phì

nhiêu và đất cằn cỗi, không phì nhiêu. Tuy vậy, thổ nhưỡng phát triển thành

một khoa học muộn hơn nhiều. Độ phì nhiêu của đất đóng vai trò cực kỳ quan trọng và ảnh hưởng trực

tiếp đến năng suất và chất lượng cây trồng. Ngược lại, các loài cây khác nhau

cũng có ảnh hưởng đến độ phì đất khac nhau. Trên thế giới, nhiều nghiên cứu đã tập trung vào mối quan hệ giữa đặc

tính của đất và sinh trưởng của cây trồng. Nhiều quan điểm cho rằng đối với

vùng ôn đới phản ứng của đất (pH), hàm lượng CaCO3 và các chất bazơ khác, thành phần cấp hạt và điện thế ôxy hóa khử của đất là những yếu tố quan

trọng nhất, có nghĩa là yếu tố hóa học quan trọng hơn yếu tố vật lý. Còn ở

những vùng nhiệt đới, các nghiên cứu cho rằng các yếu tố: Khả năng giữ

nước, độ sâu của đất, độ thoáng khí của đất là những yếu tố giữ vai trò chủ

đạo tức là yếu tố vật lý quan trọng hơn yếu tố hóa học.

4

Tại Mỹ, năm 1964, Klingebiel và Nontgomery. [30] thuộc nhiệm vụ

bảo tồn đất đai Bộ nông nghiệp đưa ra khái niệm (khả năng đất đai) trong

công tác đánh giá đất đai ở Hoa Kỳ. Trong việc đánh giá này các đơn vị bản

đồ đất đai được nhóm lại dựa vào khả năng sản xuất một loại cây thực vật tự

nhiên nào đó, chỉ tiêu chính thức là các hạn chế của lớp phủ thổ nhưỡng đối

với mục tiêu canh tác được đề nghị. Hệ thống đánh giá đất đai này mang tính

chất sơ bộ, gắn đất đai với hiện trạng sử dụng đất hay còn gọi là "loại hình sử

dụng đất".

Hornor W.W. (1942) (trích dẫn theo Phạm Văn Điển, (1998)) [5] cùng

với các cộng tác viên ở bang Iowa, Mỹ đã nghiên cứu tính xói mòn của các

loại đất và ảnh hưởng các phương thức luân canh cùng với phương pháp trồng

cây tới ảnh hưởng của xói mòn. Cũng trong thời gian này, một ban nghiên

cứu xói mòn được thành lập và lần đầu tiên yếu tố mưa đã được đề cập tới. Sau đó, hàng loạt các phương trình đã được công bố như phương trình

Musgrave; Phương trình xói mòn phổ dụng của Wischmeier W.H- Smith D.D

(RUSLE), đây là phương trình hiện đang được áp dụng rộng rãi ở nhiều nước

trên thế giới, cho kết quả khả quan. Theo E.P.Odum. (1971) [10] thì rừng nhiệt đới có tới 75 % tổng lượng

các bon hữu cơ nằm trong phần sinh khối của rừng, phần các bon nằm trong

đất dưới rừng chỉ có 25%…Đặc biệt sự trao đổi vật chất giữa rừng nhiệt đới

và đất, diễn ra rất nhanh và mãnh liệt, tạo thành một vòng tuần hoàn vật chất

giữa rừng và đất được khép kín, trong thời gian rất ngắn, so với các miền rừng

ôn đới. Đặc điểm này đã giải thích rõ nguyên nhân sự giảm sút nhanh về độ

phì của đất, khi thảm thực vật rừng nhiệt đới bị phá huỷ, như đốt rừng làm

nương rẫy.

5

Odum. (1978) [9], Var Barren. (1959) [35] khi nghiên cứu chu trình

dinh dưỡng giữa rừng và đất ở Amazôn đã cho thấy trong rừng nhiệt đới tự

nhiên, lớp nấm, rễ dày đặc trong tầng đất mặt đã phân huỷ tức thời lớp thảm

mục và thu hút ngay các chất dinh dưỡng khoáng rồi chuyển tiếp vào tế bào

của cây gỗ. Stark và Jordan đã gọi hiện tượng đó là cái "bẫy dinh dưỡng" nhằm đảm bảo cho các muối khoáng không bị rửa trôi và quay vòng được

nhiều lần trong một năm. Chính cơ chế này đã tạo điều kiện cho rừng nhiệt

đới phát triển nhanh với một lượng dinh dưỡng rất nghèo so với đất ôn đới, các tác giả này đã cho rằng trong điều kiện rừng nhiệt đới sống gần như chỉ

cần vào lớp đất mỏng phía trên cùng. Tuy nhiên hiện tượng này chỉ xảy ra ở

các rừng cực đỉnh tự nhiên. Nó không xảy ra ở các rừng trồng với chu kỳ khai

thác ngắn. Theo Smith.C.T. (1994) [33] thì việc trồng rừng có thể đem lại những

ảnh hưởng tích cực khi mà độ phì đất được cải thiện. Ngược lại nó đem lại

ảnh hưởng tiêu cực nếu nó làm mất cân bằng hay cạn kiệt nguồn dinh dưỡng

trong đất. Nhìn chung việc trồng rừng cải thiện các tính chất vật lý đất. Tuy

nhiên, việc sử dụng cơ giới hoá trong xử lý thực bì, khai thác, trồng rừng là

nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm sức sản xuất của đất.

Tại Nga, P.A. Kostưtrev. (1845-1890) (trích dẫn theo Phạm Văn Điển,

(1998)) [5] . Kostưtrev thực hiện nhiều nghiên cứu về mối quan hệ giữa đất và

thực vật và đưa ra nhiều lý luận có giá trị về thổ nhưỡng và trồng trọt. Ông đã

xác định đất là lớp thổ bì trong đó có một khối lớn rễ thực vật phát triển và

nhấn mạnh mối liên quan chặt chẽ của sự hình thành đất với hoạt động sống

của thực vật. Lần đầu tiên ông đã đưa ra khai niệm về sự hình thành mùn liên

quan đến hoạt động sống của vi sinh vật. Những công trình của ông về tốc độ

phân giải xác thực vật phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm, tính chất lý học của đất

và hợp chất cacbonnat canxi có ý nghĩa rất quan trọng. Và ông đã chỉ ra vai

6

trò to lớn của cấu trúc đất bền trong nước đối với độ phì nhiêu của đất. Ông

đã nêu lên sự liên hệ chặt chẽ giữa các biện pháp kỹ thuật nông nghiệp với

những tính chất cuả đất và nhấn mạnh sự cần thiết phải thay đổi các biện pháp

canh tác cho phù hợp với điều kiện khí hậu và đất đai của từng vùng. Trong

công trình “đất sécnôzôm Nga” (1886) ông đã nêu ra các đặc điểm hình thành

mùn trong đất và các biện pháp nâng cao độ phì nhiêu của đất. Công lao lớn

của ông là đã gắn chặt giữa thổ nhưỡng và trồng trọt. Những năm cuối thế kỷ

XIX và đầu thế kỷ XX liên quan với sự phát triển chung của khoa học tự

nhiên và vật lý, hoá học và sinh vật học, trong thổ nhưỡng cũng hình thành

các chuyên môn vật lý đất, hoá học đất và sinh học đất. Moltranov A.A. (Liên Xô, 1960, 1973) (trích dẫn theo Phạm Văn Điển,

(1998)) [5] đã nghiên cứu rất tỉ mỷ sự khác biệt về lượng nước bị giữ lại trên

các tán rừng, lượng nước chảy men thân cây, khả năng thấm và giữ nước của

đất rừng. Ông khẳng định rằng cây rừng có ảnh hưởng rất lớn đến độ ẩm đất

và mực nước ngầm. Bên cạnh khả năng thấm nước, đất rừng còn có khả năng giữ nước. Đó

là khả năng của đất giữ nước lại cho nó trong điều kiện có dòng chảy tự do về

phía dưới. Số lượng nước được đất giữ lại trong những điều kiện như vậy

được đặc trưng bằng độ ẩm. Nó có tầm quan trọng lớn trong sản xuất nông

nghiệp cũng như trong kinh doanh rừng. Tại Trung Quốc, Trung Quốc thường dùng lượng nước bão hoà phi

mao quản trong đất rừng để tính toán, theo kết quả nghiên cứu của Hà Đông

Ninh, 1991, mỗi hecta đất rừng tàng trữ được lượng nước là 641-679 tấn.

Trung tâm thực nghiệm Gunnarsholt giới thiệu công trình nghiên cứu về chu

kỳ tính toán độ ẩm đất rừng theo 3 nguyên tắc: tính toán thể tích lớp bề mặt,