Các đặc điểm lâm sinh ảnh hưởng tới thủy văn rừng

1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC
TIỂU LUẬN
MÔN HỌC: THỦY VĂN ỨNG DỤNG TRONG LÂM NGHIỆP
Giáo viên: TS Phùng Văn Khoa
Học viên:
Lớp: QLBVR K20A
Hà Nội, tháng 4 năm 2013
MỤC LỤC
1.1. Ở nước ngoài 19
Về quan điểm: vài trò giữ nước của ừng được hiểu là giữ và tích lũy nước ở
bất kỳ dạng nào như làm tăng lượng nước trong đất, giảm bốc hơi, tăng mức
nước ngầm, giảm dòng chảy bề mặt, hạn chế xói mòn đất, qua đó làm tăng và
ổn định lương nước sông suối, nhwg như làm sách nước 19
Những hướng nghiên cứu chính: Một là nghiên cứu quá trình thủy văn trên
sườn dốc hài là nghiên cứu lưu vực 19
Vì vậy, vấn đề nghiên cứu mối quan hệ giữa cấu trúc rừng, tổ thành và điều
kiện lập địa với quá trình thủy văn và chất lượng nước trong lưu vực chưa
được chú ý nhiều, hay các nghiên cứu đó chủ yếu tập trung một số đặc điểm
rừng ở nước ngoài, ở Việt Nam chưa được chú ý đúng mức 19
1.2. Ở trong nước 19
Thành quả nghiên cứu chính của vấn đề này trong nước lafvafi trò giữ nước
của rừng: Một số công trình nghiên cứu đã góp phần làm sáng tỏ vài trò điều
tiết nước của rừng, ảnh hưởng của thảm thực vật tới chế độ dòng chảy mặt tại
các lưu vực và ảnh hưởng đến lượng nước sông ngòi 19
Những tồn tại trong việc nghiên cứu: Ít nghiên cứu về mối quan hệ giữa cấu
trúc rừng, tổ thành loài, điều kiện lập địa với quá trình thủy văn và chất lượng
nước trong khu vực. Chưa có những phân tích tổng quan, mô ta quý luật đó
bằng các công cụ toán học phù hợp 19
Vậy, nghiên cứu Phân tích tổng quan về ảnh hưởng của tổ thành loài cây, các

chỉ tiêu cấu trúc rừng và điều kiện lập địa dưới tán rừng tới các quá trình thủy
văn và chất lượng nước của lưu vực là một khoảng trống mà chúng ta cần
nghiên cứu trong tiểu luận này và sẽ tiếp tục có những nghiên cứu bổ sung
trong thời gian sau 19
1.3. Mục tiêu nghiên cứu 20
2
Phân tích tổng quan được ảnh hưởng của tổ thành loài cây, các chỉ tiêu cấu
trúc rừng và điều kiện lập địa dưới tán rừng tới các quá trình thủy văn và chất
lượng nước của lưu vực 20
1.4. Giới hạn vấn đề nghiên cứu 20
Trong giới hạn chỉ là một tiểu luận nhỏ cho vấn đề, nên tác giả chỉ nghiên
phân tích mối ảnh hưởng mang tính đính tính giữa tổ thành loài cây, các chỉ
tiêu cấu trúc rừng và điều kiện địa dưới tán rừng tới các quá trình thủy văn và
chất lượng nước của lưu vực 20
1.5. Đối tượng nghiên cứu 20
Đối tượng nghiên cứu trong tiểu luận là sự ảnh hưởng qua lại giữa các yếu tố
như tổ thành loài, cấu trúc rừng, điệu kiện lập địa các loại rừng với quá trình
thủy văn và chất lượng nước của lưu vực đó 20
1.6. Nội dung nghiên cứu 20
1.7. Phương pháp nghiên cứu 20
Trong phạm vi của tiểu luận này chúng tôi sử dụng hai phương pháp chính là
tham khảo tài liệu và phỏng vấn chuyên gia 21
Tài liệu là những giáo trình môn Thủy văn ứng dụng trong Lâm nghiệp, các
tài liệu chuyên khảo về thủy văn trong lâm nghiệp 21
Các chuyên gia là các nhà nghiên cứu giảng dạy đầu ngành môn thủy văn
rừng, môn kỹ thuật lâm sinh 21
1.8. Cấu trúc rừng ảnh hưởng tới quá trình thủy văn và chất lượng nước của
lưu vực; 21
Tổ thành rừng là số lài và tỷ lệ sinh khối giữa chúng trong hệ sinh thái rừng.
Theo xu hướng chung, tổ thành càng phong phú thì khả năng cải tạo hoàn

cảnh của rừng càng cao, lớp đất càng tơi xốp và khă năng ngăn cản dòng chảy
mặt, chuyển dòng chảy mặt thành dòng chảy ngầm và do đó sức chứa nước
của đất rừng càng lớn. Trên mỗi ha rừng tự nhiên đới ẩm trung bình có hàng
trăm loài cây gỗ, ở rừng nhiệt đới khô hạn và rừng ôn đới khoảng trên dưới
10 loài, ở khu vực ôn đới lạnh hoặc hàn đới thường có một vài loài cây. Sự
3
khác biệt về tổ thành loài dẫn đến sự khác biệt về điều kiện thổ nhưỡng và
khả năng giữ nước của rừng 21
Tầng thứ được hiểu là hiện tượng phân tầng các tán cây rừng. Rừng nhiều
tầng thương gồm nhiều loài cây, do đó nó có tác động tích cực tới các quá
trình thủy văn. Ở rừng nhiệt đới ẩm thường có một số tâng cây gỗ và một vài
tầng cây bụi thảm tươi. Tán cây gỗ phân bố hầu hết các phần không gian theo
chiều cao của rừng. Ngược lại, ở những vùng nhiệt đới khô hạn hoặc ôn đới
rừng thường một hoặc hai tầng 21
Mật độ và mạng phân bố cây là những khái niệm chỉ độ nhiều và sự phân bố
đều trong không gian của cây rừng. Đây là một đặc trưng có liên quan đến
khả năng ảnh hưởng của rừng đến quá trình thủy văn cua rừng. Thông
thường, mật độ càng cao, phân bố càng đều thì hiệu quả thủy văn và rừng
càng lớn 22
Tuổi rừng là thuật ngử chỉ thời gian hình thành rừng và đồng đều về tuổi của
cá thể cây rừng. Nhìn chung, rừng nhiều tuổi và khác tuổi thường là có ảnh
hưởng tích cực hơn đến quá trình thủy văn so với những rừng mới trồng và
đồng tuổi 22
Sinh khối tươi là toàn bộ khối lượng thực vật đang sống trong hệ sinh thái
rừng. Sinh khối khô là toàn bộ vật rụng chưa hoặc đang phân hủy dưới rừng.
Sinh khối tươi của rừng dao động từ vài chục đến vài trăm mét khối mỗi héc
ta, còn sinh khối khô dưới rừng từ vài tấn đến vài chục tấn trên một héc ta.
Sinh khối càng lớn thì tác động của nó đến tính ổn định của các quá trình
thủy văn càng cao 22
Một trong những tác dụng của quan trọng của rừng là khả năng điều tiết

nước trên tán cây đến giữ nước của vật rơi rụng và ngăn cản, trì hoãn, triệt
tiêu dòng chảy bề mặt. Và những tác dụng đó, nó góp phần lớn ảnh hưởng tới
quá trình thủy văn trong lâm phần đó 22
Khi lượng mưa rất nhỏ, tan cây dày có thể giữ toàn bộ lượng mưa. Khi lượng
mưa lớn, lương nước trên tán cây gần như bão hòa thì tỷ lệ giữ trên tán giảm
dưới 5% hoặc là 0%. Lương giữ nước trên tán cây sẽ làm cho cường độ mưa
giảm dần vào đất rừng, từ đó giảm bớt lượng dòng chảy bề mặt 22
Những cây bụi tần cỏ ở trong rừng giảm lượng mưa đặc biệt là các cành khô
là rụng không chỉ có thể phủ lên mặt đất mà không bị nước xói mòn giảm bớt
4
tốc độ dòng chảy. Tần canh khô lá rụng có tạc dụng hấp thụ nước rất lớn. Kết
quả xác định, các loại rừng ở các đai khí hậu khác nhau có tầng tán, cấu trúc
khác nhau. Lượng tích cảnh lá khô rụng trong rừng ôn đới và ôn đới ẩm có
thể đạt tới 9- 25 tấn/ha, trong rừng lá kim thuần loài thấp nhất là 9-10 tấn/ha.
Những vùng nhiệt đới khả năng phân giải nhanh lượng tích tụ lại của cảnh lá
khô là 3,8- 5,9 tấn/ha/ năm. Tỷ lệ giữ nước bảo hòa của tầng cành khô lá rụng
đều đạt 208-412%, lượng hấp thụ hữu hiệu của rừng hỗn giao là kim và lá
rộng cũng rất khác nhau. Đối với rừng lá rộng, con số này là 25,75 tấn/ha, với
rừng lá rộng thứ sinh là 27,54 tấn/ha, rừng thuần loài lá kim là 22,29 tấn/ha,
cây bụi là 13,26 tấn 23
Cấu trúc rừng với yếu tố khả năng thấm của đất cũng có mối quan hệ chặt
chẽ. Với những khu rừng có nhiều loài cây, nhiều độ tuổi cây khác nhau thì
tạo bộ rễ nhiều, rễ có các kích thước và nông sâu khác nhau, độ tơi xốp của
đất, độ thấm khác nhau. Tất cả những yếu tố đó làm ảnh hưởng tới dòng chảy
bề mặt. Độ tơi xốp, độ thấp của đất cao làm cho tốt độ thấm của nước nhanh
hơn, làm giảm lượng nước chảy bể mặt. Tỷ lệ thấm của đất rừng thông thuần
loài là 0,033mm/ phút, của rừng Táo là 0,03mm/phút, đồng cỏ là
0,0103mm/phút, đồi chè là 0,01mm/phút, trên đường đi là 0,001. Thông qua
các tầng cây cỏ, tầng cây bụi, tầng cảnh khô lá rụng đều có khả năng giữ
nước và nâng cao tính thấm của đất rừng. Căn cứ kết quả xác định được trong

các đai khí hậu khác nhau, lượng mưa tháng chưa vượt quá 80-90cm đều
không xảy ra dòng chảy bề mặt nhưng lượng nước chảy ngầm thì đạt rất cao.
Ví dụ, ở Hồ Nam, Trung Quốc, rừng sa mộc đều có lượng mưa là 1.158mm
thì có dòng chảy bề mặt là 9,53 mm, hệ số dòng chảy là 0,08, dòng chảy
ngầm là 262,64 mm, hệ số dòng chảy là 0,227 23
Nhưng trong điều kiện kết cấu rừng không tốt sẽ xuất hiện tình hình nược
lại. Chẳn hạn, dòng chảy bề mật ở rừng Bạch đàn cao gấp hai lần với đất
trống vì rừng Bạch đàn có kết cấu một tâng, dưới rừng không có cỏ và cành
khô lá rụng, kết cấu đất chặt dẫn tới dễ gây hiện tượng dòng chảy bề mặt.
Rừng sau khi chặt,dòng chảy bề mặt tăng lên rõ rệt. Ở vùng ôn đới, dòng
chảy bề mặt rừng Dẻ là 13,65mm, sau khi chặt đã tang lên 34,4mm. Ở rừng
mưa, núi cao nhiệt đới trong điều kiện mưa 40mm/ ngày, dòng chảy bề mặt là
0,84mm. Đồng thời, vùng rừng Dẻ đã chặt chọn con số trên là 1,06mm, khu
chặt trắng là 3,37. Như vậy, chúng ta có thể thấy rằng, yếu tố tầng tán, mật độ
5
cây trồng, tổ thành loài cây, yếu tố rễ cây có ảnh hưởng rất lớn tới dòng chảy
bề mặt của lâm phần rất lớn 24
Lượng mưa 24
Dòng chảy bề mặt 24
Hệ số dòng chảy (%) 24
Rừng hỗn giao 24
Rừng Bạch đàn 24
Đất trống 24
Rừng hỗn giao 24
Rừng Bạch đàn 24
Đất trống 24
Rừng hỗn giao 24
Rừng Bạch đàn 24
Đất trống 24
1.498,1 24

1.317,4 24
1.548 24
51,1 24
704 24
370,7 24
3,4 24
53,4 24
53,9 24
6
Nói chung, đất rừng tự nhiên có khả năng thấm nước rất cao và ít khi xuất
hiện dòng chảy bề mặt. Tuy nhiên, khi rừng bị chặt hạ trở nên thưa thót, và
độc dốc mặt đất lớn, có thể tạo ra nhiều lượng nước chảy trên bề mặt. 24
Nội dung theo dõi 25
Rừng ôn đới (theo Rode 1956) 25
Kết quả nghiên cứu của trạm thực vật rừng núi Tiên trên đất dốc 22-280
lượng mưa 1.450mm 25
Rừng gỗ thường xanh hỗn loài nhiều tầng tán 25
(độ tàn che 07-0,8) 25
Trảng có xấu 25
Nương rẫy hay cây công nghiệp ngắn ngày 25
Đất trọc không có cây 25
Tổng lượng mưa hàng năm (%) 25
100 25
100 25
100 25
100 25
100 25
Lượng nước chảy trên mặt đất (%) 25
5 25
2-4 25

56-57 25
16-17 25
58-60 25
Nguồn: Bùi Ngạnh và Nguyên Danh Mô 1977 25
7
Vai trò của rừng trong việc nuôi dưỡng nguồn nước và điều tiết dòng chảy
đã được thừa nhận. Nhìn chung, ảnh hưởng đến lượng nước sản sinh ra của
vùng đầu nguồn có xe thế giảm dần từ rừng lá kim đến rừng lá rộng gỗ cứng
đến rừng cây bụi đếm thảm thực vật thân cỏ. Độ che phủ của rừng lá kim biến
đổi 10% sẽ dẫn đến biến đổi cua rộng lượng nước sinh ra của vùng đầu nguồn
một năm khoảng 40mm, cũng như thế, độ che phủ của rừng cây bụi và thảm
thực vật thân cỏ biến đổi 10% sẽ chỉ dẫn đến biến đổi của tổng lượng nước
sản sinh ra của vùng đầu nguồn một năm khoảng 10%. Trong nghiên cứu
thực nghiệm so sánh, ảnh hưởng của rừng đối với sự biến đổi lượng nước sản
sinh ra của vùng đầu nguồn khi độ che phủ của rừng giảm xuống 20% rất khó
dùng phương pháp trắc nghiệm thủy văn để xác định 26
Bảng 03 Lượng dòng chảy bề mặt bình quân nhiều năm của lưu vực còn
rừng và không còn rừng 26
Diện tích lưu vực (Km2) 26
Tỷ lệ che phủ (%) 26
Lượng nước mưa (ml) 26
Độ sâu dòng chảy năm (mm) 26
Hệ số dòng chảy (%) 26
2,28 27
90 27
613,5 27
1,962 27
0,32 27
0,87 27
27,8 27

526,0 27
5,376 27
1,02 27
8
1,06 27
0 27
525,7 27
9,939 27
1,89 27
47,8 27
90 27
639,2 27
10,028 27
1,57 27
27,78 27
0 27
449,8 27
12,063 27
2,41 27
43,9 28
47,3 28
684 28
210 28
30,7 28
110,6 28
29,7 28
607 28
142 28
9
23,4 28

24,1 28
10,3 28
615 28
150 28
24,4 28
18,1 28
3,0 28
634 28
153 28
24 28
435 28
45 28
690 28
157 28
37,2 28
172 28
47,9 28
634 28
188 28
29,7 28
286 28
24,2 28
629 28
10
151 28
24 28
107 29
15,7 29
678 29
250 29

36,9 29
Nguồn: Mingted Chang, 2006 29
Nghiên cứu ảnh hưởng của những biến đổi thảm thực vật rừng đối với lượng
nước sản sinh ra của vùng đầu nguồn đã đạt đỉnh cao ở nước Mỹ vào khoảng
năm 1965, tình hình này trùng hợp với nhu cầu phải nghiên cứu một cách hệ
thống toàn diện hệ sinh thái rừng. Từ mặt nội dung nghiên cứu của nó mà
xem xét, cũng từ những nghiên cứu có tính chất truyền thống về ảnh hưởng
của biến đổi thảm thực vật rừng đến lượng nước đã phát triển sang nghiên
cứu quá trình tuần hoàn thủy văn và hiện tượng liên quan tới nó là chu trình
sinh địa hóa, đặc biệt nghiên cứu tuần hoàn chất dinh dưỡng. Mặc dù ở Mỹ,
ngay từ những năm 80 của Thế kỷ XX đã sớm biên soạn sách hướng dẫn về
kinh doanh rừng nhằm nâng cao sản lượng nước của Vùng đầu nguồn căn cứ
vào kiểu rừng của mỗi vùng. Nhưng xem xét từ những nghiên cứu của các
nước trên thế giới cho thấy, diện tích rừng giảm lại có thể làm tăng thêm sản
lượng nước sản sinh ra của vùng đầu nguồn và trồng rừng có thể làm giảm
bớt nước lượng sản sinh ra, còn biên độ ảnh hưởng của những biến đổi thảm
thực vật rừng đối với lượng nước sản sinh ra của rừng đầu nguồn thì khác
nhau rất lớn. Cần phải nói rằng, những khác biệt này sinh ra nhiều ảnh hưởng
bất lợi đối với việc đánh giá một cách khách quan và chuẩn xác về ảnh hưởng
của thảm thực vật rừng đối với tuần hoàn thủy văn, đồng thời cũng buộc các
nhà nghiên cứu càng phải coi trọng nghiên cứu cơ chế vật lý của quá trình
thủy văn, để tạo thuận lợi cho việc đem những kết quả nghiên cứu thực
nghiệm so sánh giữa các đầu nguồn ra suy luận áp dụng một cách đáng tin
cậy cho công tác thủy văn tương ứng ở những nơi khác, và những lưu vực
khác 29
11
Ngoài những yếu tố về loải rừng, tuổi rừng, tầng tán rừng ảnh hưởng tới quá
trình thủy văn như đã nêu, thì mật độ, tổ thành loài cây cũng ảnh hưởng rất
lớn tới quá trình thủy văn trong lâm phần. Theo nhiều nghiên cứu đã công bố,
lượng nước ngầm hay khả năng thấm của đất phụ thuộc rất lớn tới tổ thành

loài trong lâm phần. Trong một lâm phần, càng đa dạng loài thì sẽ tạo ra
nhiều tầng tán, với nhiều bộ rễ có mức độ nông sâu khác nhau, đồng thời
không có mùa nào là mùa rụng lá, và luôn giữ được độ tàn che ổn định lâu
dài nên khi lâm phần có đa dạng về thành phần loài thì giúp khả năng thấm
nước của đất được cao hơn, nguồn nước ngầm từ đó cũng được cải thiện đáng
kể 30
Không những vậy, trạng thái rừng cũng là yếu tố quyết định khả năng thấm
ban đầu của lâm phần 30
Bảng 04. Tốc độ thấm nước ban đầu bình quân của các trạng thái rừng 30
TT 30
Trạng thái thảm thực vật 30
Tốc độ thấm nước ban đầu (mm/phút) 30
1 30
IA 30
7,1 30
2 30
IB 30
6,7 30
3 30
IIA 30
9,6 30
4 30
IIB 30
12
11,6 30
5 30
IIIA1 30
8,2 30
6 30
IIIA2 30

11,6 30
7 30
IIIB 30
15,2 30
8 30
Keo lá tràm 30
9,6 30
9 31
Keo tai tượng 31
8,6 31
10 31
Luồng 31
9,9 31
Qua bảng trên ta thấy, thấy nhìn chung tốc độ thấm nước ban đầu của đất
rừng tự nhiên cao hơn sov ới rừng trồng. Tốc độ thấm nước ban đầu của đất
của rừng tự nhiên biến động từ 8,2 – 15,2mm/phút, tốc độ thấm nước của đất
rừng trồng biến dộng từ 8,2 – 9,9mm/phút 31
1.9. Điều kiện lập địa ảnh hưởng tới quá trình thủy văn và chất lượng nước
của lưu vực 31
13
Tính chất thổ nhưỡng 31
Tính chất thổ nhưỡng có liên quan tới quá trình thủy văn chủ yếu là độ xốp
và bề dày tầng đất. Đất càng xốp, càng dày thì khả năng thấm ngấm và dung
tích chứa nước càng cao. Do đó, dòng chảy càng trong sạch và càng ổn định.
31
Dung tích chưa nước được hiểu là tổng lượng nước có thể chứa được trong
hệ sinh thái rừng tại một thời điểm nhất định. Dung tích chứa nước chủ yếu
gồm dung tích chứa nước của đất, của lá và của thảm khô dưới rừng 31
Kết quả nghiên cứu cho thấy, dung tích chưa nước của đất rừng xấp xỉ 80%
tổng thể thích phần rổng trong đất. Ở Việt Nam dung tích chứa nước của đất

rừng giao động trong khoảng từ 1.800 – 6.700m3/ha. Trong khi đó, dung tích
chứa nước của tán lá cây rừng khoảng 2 - 4 m3/ha, của thảm khô khoảng 15-
20 m3/ha. Như vậy, dung tích chưa nước của đất rừng chiếm tới 99% dung
tích chứa nước của rừng 31
Tuy nhiên, khả năng giữ nước của rừng không chỉ phụ thuộc dung tích chưa
nước mà còn phụ thuộc độ xốp tầng đất mặt. Ở một số rừng trồng, mặc dù độ
xốp tầng dưới không khác biệt đáng kể so với rừng tự nhiên. Nhưng vì lớp
đất mật cứng và chặt nên tính thấm và khả năng giữ nước kém hơn so với
rừng tự nhiên. Người ta đưa ra khái niệm về chỉ số giữ nước của rừng (K)
bằng tích số của dung tích chứa nước của đất với độ xốp tầng đất mặc, công
thức tính như sau: 31
K = D x Xm/10.000 32
Trong đó: D là dung tích chứa nước của đất, Xm là độ xốp tầng đất mật tính
theo %. Chỉ số giữ nước của rừng Việt Nam giao động phổ biến từ 25-50 .32
Độ thấm nước phụ thuộc nhiều vào điều kiện lập địa của lâm phần, đặc biệt
là yếu tố độ xốp, độ ẩm của đất. Từ số liệu điều tra đồng ba chỉ tiêu gồm: Tốc
độ thấm (V), độ xốp tầng đất mặt (X), độ ẩm đất của tầng mật (W) đã xây
dựng được phương trình tương quan sau V = -40,206 + 0,928 X – 0,015W. 32
Như vậy tốc độ thấm nước ban đầu tỷ lệ thuận với đọ xốp của tầng đất mặt
và tỷ lệ nghịch với độ ẩm ban đầu của đất. Đất càng tơi xốp, tốc độ thấm
nước càng nhanh, độ ẩm ban đầu càng lớn, tốc độ thấm nước càng chậm 32
X % 33
14
Vo (mm/phút) 33
Wđ (%) 33
15-20 33
20-25 33
25-30 33
30-35 33
50-52 33

6,8 33
6,7 33
6,7 33
6,6 33
52-54 33
8,7 33
8,6 33
8,5 33
8,4 33
54-56 33
10,5 33
10,9 33
10,4 33
10,3 33
56-58 33
12,4 33
12,3 33
15
12,2 33
12,2 33
58-60 33
14,2 33
14,2 33
14,1 33
14,0 33
60-62 33
16,1 33
16 33
15,9 33
15,9 33

62-64 34
17,9 34
17,9 34
17,8 34
17,7 34
64-66 34
19,8 34
19,7 34
19,7 34
19,6 34
1.10. Kết luận 34
16
Qua kết quả nghiên cứu, chúng ta có thể thấy rằng, khi chất lượng rừng được
nâng lên thì quá trình thủy văn cũng như chất lượng nước cũng thay đổi theo
chiều hướng tích cực. Hơn nữa, những rừng tự nhiên, ít bị tác động cũng có
những chu trình thủy văn ổn tốt và giúp điều hòa nước tốt hơn nhiều lần so
với những rừng trồng 34
1.11. Kiến nghị 35
Để có được nguồn nước có chất lượng tốt, ổn đinh, chúng ta cần có những
biện pháp quản lý bảo vệ rừng đầu nguồn nhằm nâng cao các yếu tổ như:
Nâng cao độ tuổi của rừng, số tầng tán, sinh khối, lớp cành lá khô, mật độ
cây 35
Đồng thời, cần có những nghiên cứu sâu hơn nữa về mối quan hệ giữa các tổ
thành loài cây, tầng thứ, mật độ và mạng phân bố, tuổi rừng sinh khối của
lâm phần, điều kiện lập địa với các yếu tố thủy văn, chất lượng nước. Mối
quan hệ này cần phải lập được bằng công thức toán học nhằm có những tính
toán hợp lý trong việc quản lý bảo vệ rừng đầu nguồn 35
17
1. LỜI NÓI ĐẦU
Vai trò của rừng trong việc giữ nước và điều tiết dòng chảy đã được thừa

nhận rất lâu. Ở Việt Nam, việc điều tiết nguồn nước tại các vùng đầu
nguồn để đảm bảo tính ổn định bền vững của môi trường sống và sự
trường tồn của các công trình thủy điện đã đưa chức năng giữ nước của
rừng phòng hộ lên tâm quan trọng mới.
Vấn đề quan trọng là vậy, nhưng vì ở Việt Nam chưa có nghiên cứu đầy
đủ về khả năng giữ nước của rừng. Nên những định hướng phát triển lâm
nghiệp, quy hoạch rừng, thiết kế rừng chưa đạt độ tối ưu về khả năng điều
hoa nguồn nước mà nó có thể làm được. Thực tế chỉ rằng, khả năng giữ
nước của rừng và các yếu tổ kỹ thuật như tổ thành loài cây, cấu trúc rừng,
điều kiện lập địa có mối quan hệ rất chặt chẽ. Nhưng mối quan hệ đó như
thế nào, làm thế nào để các khu rừng đầu nguồn có khả năng điều tiết
nước một cách hiệu quả nhất vẫn là một vấn đề mà cần phải nghiên cứu
thêm. Trong giới hạn chuyên đề này, tôi xin phân tích tổng quan về ảnh
hưởng của tổ thành loài cây, các chỉ tiêu cấu trúc rừng, điều kiện lập địa
ảnh hướng tới quá trình thủy văn và chất lượng nước của lưu vực.
18
2. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Ở nước ngoài
Về quan điểm: vài trò giữ nước của ừng được hiểu là giữ và tích lũy nước
ở bất kỳ dạng nào như làm tăng lượng nước trong đất, giảm bốc hơi, tăng
mức nước ngầm, giảm dòng chảy bề mặt, hạn chế xói mòn đất, qua đó
làm tăng và ổn định lương nước sông suối, nhwg như làm sách nước.
Những hướng nghiên cứu chính: Một là nghiên cứu quá trình thủy văn
trên sườn dốc hài là nghiên cứu lưu vực.
Vì vậy, vấn đề nghiên cứu mối quan hệ giữa cấu trúc rừng, tổ thành và
điều kiện lập địa với quá trình thủy văn và chất lượng nước trong lưu vực
chưa được chú ý nhiều, hay các nghiên cứu đó chủ yếu tập trung một số
đặc điểm rừng ở nước ngoài, ở Việt Nam chưa được chú ý đúng mức.
1.2. Ở trong nước
Thành quả nghiên cứu chính của vấn đề này trong nước lafvafi trò giữ

nước của rừng: Một số công trình nghiên cứu đã góp phần làm sáng tỏ vài
trò điều tiết nước của rừng, ảnh hưởng của thảm thực vật tới chế độ dòng
chảy mặt tại các lưu vực và ảnh hưởng đến lượng nước sông ngòi.
Những tồn tại trong việc nghiên cứu: Ít nghiên cứu về mối quan hệ giữa
cấu trúc rừng, tổ thành loài, điều kiện lập địa với quá trình thủy văn và
chất lượng nước trong khu vực. Chưa có những phân tích tổng quan, mô
ta quý luật đó bằng các công cụ toán học phù hợp
Vậy, nghiên cứu Phân tích tổng quan về ảnh hưởng của tổ thành loài cây,
các chỉ tiêu cấu trúc rừng và điều kiện lập địa dưới tán rừng tới các quá
trình thủy văn và chất lượng nước của lưu vực là một khoảng trống mà
19
chúng ta cần nghiên cứu trong tiểu luận này và sẽ tiếp tục có những
nghiên cứu bổ sung trong thời gian sau.
2.1. MỤC TIẾU, GIỚI HẠN, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG,
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
1.3. Mục tiêu nghiên cứu
Phân tích tổng quan được ảnh hưởng của tổ thành loài cây, các chỉ tiêu
cấu trúc rừng và điều kiện lập địa dưới tán rừng tới các quá trình thủy văn
và chất lượng nước của lưu vực.
1.4. Giới hạn vấn đề nghiên cứu
Trong giới hạn chỉ là một tiểu luận nhỏ cho vấn đề, nên tác giả chỉ nghiên
phân tích mối ảnh hưởng mang tính đính tính giữa tổ thành loài cây, các
chỉ tiêu cấu trúc rừng và điều kiện địa dưới tán rừng tới các quá trình thủy
văn và chất lượng nước của lưu vực.
1.5. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu trong tiểu luận là sự ảnh hưởng qua lại giữa các
yếu tố như tổ thành loài, cấu trúc rừng, điệu kiện lập địa các loại rừng với
quá trình thủy văn và chất lượng nước của lưu vực đó.
1.6. Nội dung nghiên cứu
- Tổ thành loài ảnh hưởng tới quá trình thủy văn và chất lượng nước của

lưu vực;
- Cấu trúc rừng ảnh hưởng tới quá trình thủy văn và chất lượng nước
của lưu vực;
- Điều kiện lập địa ảnh hưởng tới quá trình thủy văn và chất lượng nước
của lưu vực.
1.7. Phương pháp nghiên cứu
20
Trong phạm vi của tiểu luận này chúng tôi sử dụng hai phương pháp
chính là tham khảo tài liệu và phỏng vấn chuyên gia.
Tài liệu là những giáo trình môn Thủy văn ứng dụng trong Lâm nghiệp,
các tài liệu chuyên khảo về thủy văn trong lâm nghiệp.
Các chuyên gia là các nhà nghiên cứu giảng dạy đầu ngành môn thủy văn
rừng, môn kỹ thuật lâm sinh.
2.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1.8. Cấu trúc rừng ảnh hưởng tới quá trình thủy văn và chất lượng
nước của lưu vực;
Tổ thành loài cây ảnh hưởng tới đến quá trình thủy văn
Tổ thành rừng là số lài và tỷ lệ sinh khối giữa chúng trong hệ sinh thái
rừng. Theo xu hướng chung, tổ thành càng phong phú thì khả năng cải tạo
hoàn cảnh của rừng càng cao, lớp đất càng tơi xốp và khă năng ngăn cản
dòng chảy mặt, chuyển dòng chảy mặt thành dòng chảy ngầm và do đó
sức chứa nước của đất rừng càng lớn. Trên mỗi ha rừng tự nhiên đới ẩm
trung bình có hàng trăm loài cây gỗ, ở rừng nhiệt đới khô hạn và rừng ôn
đới khoảng trên dưới 10 loài, ở khu vực ôn đới lạnh hoặc hàn đới thường
có một vài loài cây. Sự khác biệt về tổ thành loài dẫn đến sự khác biệt về
điều kiện thổ nhưỡng và khả năng giữ nước của rừng.
Tầng thứ của lâm phân ảnh hưởng tới quá trình thủy văn
Tầng thứ được hiểu là hiện tượng phân tầng các tán cây rừng. Rừng nhiều
tầng thương gồm nhiều loài cây, do đó nó có tác động tích cực tới các quá
trình thủy văn. Ở rừng nhiệt đới ẩm thường có một số tâng cây gỗ và một

vài tầng cây bụi thảm tươi. Tán cây gỗ phân bố hầu hết các phần không
gian theo chiều cao của rừng. Ngược lại, ở những vùng nhiệt đới khô hạn
hoặc ôn đới rừng thường một hoặc hai tầng.
21
Mật độ và mạng phân bố cây
Mật độ và mạng phân bố cây là những khái niệm chỉ độ nhiều và sự phân
bố đều trong không gian của cây rừng. Đây là một đặc trưng có liên quan
đến khả năng ảnh hưởng của rừng đến quá trình thủy văn cua rừng.
Thông thường, mật độ càng cao, phân bố càng đều thì hiệu quả thủy văn
và rừng càng lớn.
Tuổi rừng
Tuổi rừng là thuật ngử chỉ thời gian hình thành rừng và đồng đều về tuổi
của cá thể cây rừng. Nhìn chung, rừng nhiều tuổi và khác tuổi thường là
có ảnh hưởng tích cực hơn đến quá trình thủy văn so với những rừng mới
trồng và đồng tuổi.
Sinh khối
Sinh khối tươi là toàn bộ khối lượng thực vật đang sống trong hệ sinh thái
rừng. Sinh khối khô là toàn bộ vật rụng chưa hoặc đang phân hủy dưới
rừng. Sinh khối tươi của rừng dao động từ vài chục đến vài trăm mét khối
mỗi héc ta, còn sinh khối khô dưới rừng từ vài tấn đến vài chục tấn trên
một héc ta. Sinh khối càng lớn thì tác động của nó đến tính ổn định của
các quá trình thủy văn càng cao.
Một trong những tác dụng của quan trọng của rừng là khả năng điều tiết
nước trên tán cây đến giữ nước của vật rơi rụng và ngăn cản, trì hoãn,
triệt tiêu dòng chảy bề mặt. Và những tác dụng đó, nó góp phần lớn ảnh
hưởng tới quá trình thủy văn trong lâm phần đó.
Khi lượng mưa rất nhỏ, tan cây dày có thể giữ toàn bộ lượng mưa. Khi
lượng mưa lớn, lương nước trên tán cây gần như bão hòa thì tỷ lệ giữ trên
tán giảm dưới 5% hoặc là 0%. Lương giữ nước trên tán cây sẽ làm cho
22

cường độ mưa giảm dần vào đất rừng, từ đó giảm bớt lượng dòng chảy
bề mặt.
Những cây bụi tần cỏ ở trong rừng giảm lượng mưa đặc biệt là các cành
khô là rụng không chỉ có thể phủ lên mặt đất mà không bị nước xói mòn
giảm bớt tốc độ dòng chảy. Tần canh khô lá rụng có tạc dụng hấp thụ
nước rất lớn. Kết quả xác định, các loại rừng ở các đai khí hậu khác nhau
có tầng tán, cấu trúc khác nhau. Lượng tích cảnh lá khô rụng trong rừng
ôn đới và ôn đới ẩm có thể đạt tới 9- 25 tấn/ha, trong rừng lá kim thuần
loài thấp nhất là 9-10 tấn/ha. Những vùng nhiệt đới khả năng phân giải
nhanh lượng tích tụ lại của cảnh lá khô là 3,8- 5,9 tấn/ha/ năm. Tỷ lệ giữ
nước bảo hòa của tầng cành khô lá rụng đều đạt 208-412%, lượng hấp thụ
hữu hiệu của rừng hỗn giao là kim và lá rộng cũng rất khác nhau. Đối với
rừng lá rộng, con số này là 25,75 tấn/ha, với rừng lá rộng thứ sinh là
27,54 tấn/ha, rừng thuần loài lá kim là 22,29 tấn/ha, cây bụi là 13,26 tấn.
Cấu trúc rừng với yếu tố khả năng thấm của đất cũng có mối quan hệ chặt
chẽ. Với những khu rừng có nhiều loài cây, nhiều độ tuổi cây khác nhau
thì tạo bộ rễ nhiều, rễ có các kích thước và nông sâu khác nhau, độ tơi
xốp của đất, độ thấm khác nhau. Tất cả những yếu tố đó làm ảnh hưởng
tới dòng chảy bề mặt. Độ tơi xốp, độ thấp của đất cao làm cho tốt độ
thấm của nước nhanh hơn, làm giảm lượng nước chảy bể mặt. Tỷ lệ thấm
của đất rừng thông thuần loài là 0,033mm/ phút, của rừng Táo là
0,03mm/phút, đồng cỏ là 0,0103mm/phút, đồi chè là 0,01mm/phút, trên
đường đi là 0,001. Thông qua các tầng cây cỏ, tầng cây bụi, tầng cảnh
khô lá rụng đều có khả năng giữ nước và nâng cao tính thấm của đất
rừng. Căn cứ kết quả xác định được trong các đai khí hậu khác nhau,
lượng mưa tháng chưa vượt quá 80-90cm đều không xảy ra dòng chảy bề
mặt nhưng lượng nước chảy ngầm thì đạt rất cao. Ví dụ, ở Hồ Nam,
23
Trung Quốc, rừng sa mộc đều có lượng mưa là 1.158mm thì có dòng
chảy bề mặt là 9,53 mm, hệ số dòng chảy là 0,08, dòng chảy ngầm là

262,64 mm, hệ số dòng chảy là 0,227
Nhưng trong điều kiện kết cấu rừng không tốt sẽ xuất hiện tình hình nược
lại. Chẳn hạn, dòng chảy bề mật ở rừng Bạch đàn cao gấp hai lần với đất
trống vì rừng Bạch đàn có kết cấu một tâng, dưới rừng không có cỏ và
cành khô lá rụng, kết cấu đất chặt dẫn tới dễ gây hiện tượng dòng chảy bề
mặt. Rừng sau khi chặt,dòng chảy bề mặt tăng lên rõ rệt. Ở vùng ôn đới,
dòng chảy bề mặt rừng Dẻ là 13,65mm, sau khi chặt đã tang lên 34,4mm.
Ở rừng mưa, núi cao nhiệt đới trong điều kiện mưa 40mm/ ngày, dòng
chảy bề mặt là 0,84mm. Đồng thời, vùng rừng Dẻ đã chặt chọn con số
trên là 1,06mm, khu chặt trắng là 3,37. Như vậy, chúng ta có thể thấy
rằng, yếu tố tầng tán, mật độ cây trồng, tổ thành loài cây, yếu tố rễ cây có
ảnh hưởng rất lớn tới dòng chảy bề mặt của lâm phần rất lớn.
Bảng 01. Dòng chảy bề mặt trên các loài rừng khác nhau
Lượng mưa Dòng
chảy bề
mặt
Hệ số
dòng
chảy (%)
R R R
1 1 3
Nói chung, đất rừng tự nhiên có khả năng thấm nước rất cao và ít khi xuất
hiện dòng chảy bề mặt. Tuy nhiên, khi rừng bị chặt hạ trở nên thưa thót,
và độc dốc mặt đất lớn, có thể tạo ra nhiều lượng nước chảy trên bề mặt.
24
Bảng 02. Lương nước chảy bề mặt ở một số loại rừng
N R Kết quả nghiên cứu của trạm thực vật
rừng núi Tiên trên đất dốc 22-28
0
lượng mưa 1.450mm

Rừ
ng
gỗ
th
ườ
ng
xa
nh
hỗ
n
loà
i
nhi
ều
tần
g
tán
(đ
ộ
tàn
ch
e
07
-
0,8
)
T N Đ
T 1 10
0
1 1 1

L 5 2-
4
5 1 5
Nguồn: Bùi Ngạnh và Nguyên Danh Mô 1977
25