Khả năng chắn gió, chống cát bay và cải thiện môi trường của rừng trồng trên đụn cát bay ven biển

Khả năng chắn gió, chống cát bay và cải thiện môi trường của rừng trồng
trên đụn cát bay ven biển tỉnh Quảng Bình
Đặng Văn Thuyết, Triệu Thái Hưng Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam
Vùng cát ven biển nước ta là vùng sinh thái rất khắc nghiệt, hiểm hoạ cát di động uy hiếp
mạnh mẽ và trở thành khu vực rất xung yếu. Khoảng 400.000ha các dải cát di động trải dọc bờ
biển miền Trung đã và đang bị sa mạc hoá, ước tính mỗi năm có 20 ha đất canh tác nông
nghiệp bị lấn bởi các đụn cát di động. Phần lớn diện tích các đụn, cồn cát bay trên khắp dải cát
ven biển nước ta vẫn bị bỏ hoang do chưa xác định được loài cây trồng và kỹ thuật phù hợp.
Kết quả nghiên cứu trên đất cát di động ở Quảng Bình đã xây dựng thành công các đai rừng
phòng hộ, bước đầu đem lại tác dụng phòng hộ chắn gió, cố định cát, cải thiện môi trường
không khí và đất.
Trong bài viết này sẽ đề cập đến tác dụng phòng hộ của các đai rừng thử nghiệm trên đụn cát
bay (Đụn cát không có cây cỏ che phủ, bị di động do gió) ở vùng cát ven biển tỉnh Quảng
Bình.
Hình 1: Đụn cát di động ven biển
1. Phương pháp nghiên cứu
a. Quan trắc và thu thập số liệu
- Đo đếm chỉ tiêu D
1.3
, Hvn, Dt, Lt, số cành/cây, mật độ hiện tại ở các đai rừng thử nghiệm.
- Sử dụng máy Kestrell 3000 cầm tay đo nhiệt độ và ẩm độ không khí; tốc độ gió trung bình
trong 5 phút (Mỗi lần/ điểm đo) ở độ cao 1,0m tại vị trí 10m phía trước đai, giữa đai và 10m
phía sau đai rừng, vào các thời điểm từ 7 giờ đến 17 giờ trong ngày ở mùa gió Đông Bắc.
b. Chỉ tiêu đánh giá tác dụng chắn gió
Công thức tính hiệu năng chắn gió
Vo
VoV
E
)(
−
=

, trong đó: E (lần) là hiệu năng chắn gió hay
số lần tốc độ gió ở giữa đai và sau đai 10m giảm hay tăng so với trước đai 10m; V (m/s) là tốc
độ gió lấy ở khoảng cách giữa đai rừng và sau đai rừng 10m; Vo (m/s) là tốc độ gió ở vị trí
10m trước đai rừng.
c. Phương pháp đánh giá tác dụng cố định cát
Trên các đai rừng thử nghiệm, đánh dấu vị trí mặt cát khi trồng trên các gốc cây. Từ vị trí
đánh dấu trên gốc cây, đo độ cao cát di động (bị lấp hay bị bốc đi) ở năm thứ 3 (Khi rừng đạt
3 tuổi). Từ đó đánh giá tác dụng cố định cát của các đai rừng thử nghiệm.
d. Đánh giá tác dụng cải thiện đất
1
- Trên các đai rừng thử nghiệm thu thập lượng lá rụng trên 4 ô dạng bản, mỗi ô dạng bản là
diện tích mặt đất có lá rụng của 1 gốc cây. Hong phơi toàn bộ lượng cành rơi lá rụng thu được
trong không khí và cân bằng cân đĩa.
- Lấy 01 mẫu đất tầng 0-20cm ở mỗi công thức thí nghiệm và đối chứng (nơi trống). Phân tích
tính chất đất theo phương pháp thông dụng hiện nay.
2. Tác dụng phòng hộ của rừng thử nghiệm trên đụn cát bay
Các đai rừng chọn đánh giá tác dụng phòng hộ là đai A. difficilis, A. tumida, A. torulosa và phi
lao 3 tuổi, trồng trên đụn cát bay với mật độ trồng 5000 cây/ha, bề rộng đai 100m. Các chỉ tiêu
biểu thị đặc trưng các đai rừng (hình 2) được ghi ở biểu 1 cho thấy:
Hình 2: Các đai rừng 3 năm tuổi trồng trên đụn cát bay

Phi lao hạt A. tumida A. torulosa A. difficilis
Biểu 1: Đặc trưng của các đai rừng nghiên cứu khả năng phòng hộ
Đai rừng
Mật độ
hiện tại
Chiều
rộng đai
Đặc trưng sinh trưởng
D

0
(cm)
Hvn
(m)
Lt
(m)
Dt
(m)
Số cành
>50cm
Phi lao
4167 100 1,8 0,7 0,7 1,0 8
A. tumida
4412 100 2,2 1,4 1,2 1,4 14
A. torulosa
4900 100 4,1 2,5 2,3 1,7 12
A. difficilis
4050 100 3,0 1,7 1,7 1,7 22
Mật độ hiện tại đạt từ 4167 cây/ha (Phi lao) đến 4900 cây/ha (A. torulosa). Các chỉ tiêu sinh
trưởng và mức độ dày rậm của đai A. difficilis và A. torulosa cao hơn cả (D
0
= 3,0-3,1cm,
Hvn= 1,7-2,5m, Lt=1,7-2,3m, Dt=1,7m, số cành dài > 50cm có tới 12 đến 22 cành/cây), điều
đặc biệt là hai loài cây này có chiều cao tán, đường kính tán lớn và sấp xỉ nhau, có nhiều cành
nhánh nên mức độ dày rậm, che phủ không gian lớn hơn. Đứng thứ 3 về sinh trưởng và mức
độ dày rậm là đai rừng A. tumida và thấp nhất là đai rừng phi lao, các chỉ tiêu này chỉ bằng 50-
70% so với đai rừng A. torulosa và A. difficilis (D
0
=1,8cm, Hvn=0,7m, Lt=0,7m, Dt=1,0m, chỉ
có 8 cành/cây).

Trong các ngày quan trắc khí tượng tại khu vực đai rừng nghiên cứu ở Quảng Bình vào mùa
gió Đông Bắc (Tháng 11/2004) thời tiết có dạng nắng nóng, không mưa. Gió thổi theo hướng
Đông Bắc về Tây Nam, lệch so với hướng chính Bắc 70-83
o
. Tốc độ gió ở trước đai rừng 10m
đạt từ 0,8 đến 9,6m/s. Nhiệt độ không khí trong ngày ở nơi trống đạt 27,5-35,7
oC
.
Tác dụng phòng hộ từng mặt của 4 đai rừng trồng trên đụn cát bay như sau:
2.1. Tác dụng chắn gió
2
Tác dụng chắn gió Đông Bắc của 4 đai rừng nghiên cứu được ghi ở biểu 2 cho thấy:
Biểu 2: Tác dụng chắn gió Đông Bắc của các đai rừng 3 tuổi
Đai rừng Tốc độ gió (m/s) Hiệu năng chắn gió (lần)
Trước đai 10 m Giữa đai Sau đai 10m Giữa đai Sau đai 10 m
Phi lao hạt 5,5 2,2 1,6
-0,60 -0,71
A. tumida 5,5 1,9 1,5 -0,66 -0,73
A. torulosa 5,5 1,7 1,1
-0,70 -0,81
A. difficilis 5,5 1,2 1,2
-0,79 -0,79
Tốc độ gió trong ngày ở trước đai 10m đạt trung bình 5,5m/s thì ở giữa đai tốc độ gió trung
bình chỉ còn 2,2m/s ở đai phi lao hạt, 1,9 m/s ở đai A. tumida, 1,7m/s ở đai A. torolusa và 1,2
m/s ở đai A. difficilis, tức là tốc độ gió ở giữa đai rừng giảm trung bình 0,6 lần đối với đai A.
torolusa, 0,66 lần đối với đai A. tumida, 0,7 lần đối với đai A. torulosa và 0,79 lần đối với đai
A. difficilis so với tốc độ gió trung bình trước đai 10m. Tốc độ gió ở sau đai rừng đều thấp hơn
tốc độ gió ở gữa và trước đai rừng. Sau đai phi lao hạt tốc độ gió còn 1,6m/s, hiệu năng chắn
gió đạt -0,71 lần, sau đai A. tumida tốc độ gió còn 1,5m/s, hiệu năng chắn gió đạt -0,73 lần,
sau đai A. difficilis tốc độ gió còn 1,2m/s, hiệu năng chắn gió đạt -0,79 lần, sau đai A. torulosa

tốc độ gió còn 1,1m/s, hiệu năng chắn gió đạt -0,81 lần.
Như vậy khả năng chắn gió của đai A. difficilis và A. torulosa cao hơn hẳn so với A. tumida và
phi lao hạt. Điều này rất phù hợp với đặc điểm chung là các đai rừng có chiều cao cây, chiều
cao tán, đường kính tán lớn hơn, độ dày rậm của tán cao hơn thì chắn gió tốt hơn.
2.2. Tác dụng cố định cát
Kết quả đo tính độ cao cát bị gió thổi bốc đi và độ cao cát lấp so với mặt cát ban đầu được
đánh dấu trên gốc cây khi trồng thì độ cao cát di động sau 3 năm ở các ô thí nghiệm với 3 loài
cây A. torulosa, A. tumida, A. difficilis và phi lao trồng với mật độ 5000 cây/ha trên đồi cát
bay được ghi ở biểu 3, kết hợp với các chỉ tiêu sinh trưởng và độ dày rậm của đai rừng ghi ở
biểu 2 cho thấy:
Biểu 3: Tác dụng cố định cát của các đai rừng 3 tuổi
Chỉ tiêu A. difficilis A. torulosa A. tumida Phi lao
Nơi trống
phía Đông
Nơi trống
phía Tây
Độ cao cát bốc (cm) 9,6 10,1 12,6 16,5 40,3 36,7
Độ cao cát lấp (cm) 5,8 10,0 13,4 14,6
Đai rừng A. difficilis và A. torulosa có chiều cao cây, chiều cao tán, đường kính tán lớn hơn và
nhiều cành nhánh hơn thì có tác dụng chắn cát tốt hơn (Bị cát bốc và lấp ít hơn) so với đai
rừng A. tumida và phi lao có chiều cao cây, chiều cao tán, đường kính tán nhỏ hơn, ít cành
nhánh hơn.
Hình 3: Khả năng cố định cát của rừng 3 tuổi
3

A. difficilis A. torulosa A. tumida Phi lao
Các đai rừng đều có tác dụng cố định cát, trong đó đai rừng A. difficilis bị cát bốc và cát lấp
thấp nhất (Bốc 9,6cm, lấp 5,8cm), rồi đến đai A. torulosa (Bốc 10,1cm, lấp 10,0cm), sau đó là
đai A. tumida (Bốc 12,6cm, lấp 13,4cm) và cao nhất là đai phi lao (Bốc 16,5cm, lấp 14,6cm).
Còn ở nơi trống, độ cao cát bị bốc đi so với trước đó 3 năm là 40,3cm ở phía Đông và 36,7cm

ở phía Tây của khu vực các đai rừng thí nghiệm. Điều này do gió Đông Bắc và gió Đông Nam
hoạt động mạnh và thường xuyên hơn phía gió Tây Bắc và Tây Nam nên cát bị chuyển từ
Đông sang Tây mạnh hơn từ Tây sang Đông.
Như vậy về mặt phòng hộ chắn gió và cố định cát thì đai rừng A. difficilis và A. torulosa có
hiệu quả hơn cả.
2.3. Tác dụng cải thiện ẩm độ, nhiệt độ không khí
ẩm độ không khí trung bình ngày quan sát trong 4 đai rừng nghiên cứu cao hơn nơi trống 2,1-
3,7% và nhiệt độ không khí trung bình ngày trong đai thấp hơn nơi trống 0,9-2,0
0
C.
Biểu 4: Tác dụng cải thiện ẩm độ, nhiệt độ không khí
Đai rừng
ẩm độ không khí (%) Nhiệt độ không khí (
oC
)
Trong
đai
Nơi
trống
Hiệu
năng
Trong
đai
Nơi
trống
Hiệu
năng
Phi lao hạt 70,6 68,4 2,1 30,3 31,3 -1,0
A. tumida 70,7 68,4 2,3 30,3 31,2 -0,9
A. torulosa 71,1 68,4 2,7 29,9 31,1 -1,2

A. difficilis 72,1 68,4 3,7 29,6 31,7 -2,0
Đai rừng A. difficilis và A. torulosa có chiều cao cây, chiều cao tán, đường kính tán lớn hơn và
nhiều cành nhánh hơn thì có tác dụng cải thiện ẩm độ không khí và nhiệt độ không khí vào
mùa gió Đông Bắc tốt hơn (Hiệu năng ẩm độ không khí trung bình 2,7-3,7%, hiệu năng nhiệt
độ không khí trung bình -1,2 đến -2,0
oC
) so với đai rừng A. tumida và phi lao có chiều cao cây,
chiều cao tán, đường kính tán nhỏ hơn, ít cành nhánh hơn (Hiệu năng ẩm độ không khí trung
bình 2,1-2,3%, hiệu năng nhiệt độ không khí trung bình -0,9 đến -1,0
oC
).
2.4. Tác dụng cải thiện ẩm độ, nhiệt độ đất
Ẩm độ đất tầng mặt (Độ sâu 0-20cm) trung bình trong ngày quan sát dưới 4 đai rừng nghiên
cứu cao hơn nơi trống 2,7-4,4% và nhiệt độ đất trung bình trong ngày dưới đai rừng thấp hơn
nơi trống 0,8-1,3
0
C.
Biểu 5: Tác dụng cải thiện ẩm độ, nhiệt độ đất
Đai rừng ẩm độ đất (%)
Nhiệt độ đất (
oC
)
4
Trong
đai
Nơi
trống
Hiệu
năng
Trong đai Nơi

trống
Hiệu
năng
Phi lao hạt 80,9 70,0 2,9 32,4 33,2 -0,8
A. tumida 80,1 77,4 2,7 32,1 33,1 -1,0
A. torulosa 81,3 77,9 3,4 32,0 33,2 -1,2
A. difficilis 82,1 77,7 4,4 32,2 33,5 -1,3
Đai rừng A. difficilis và A. torulosa có chiều cao cây, chiều cao tán, đường kính tán lớn hơn và
nhiều cành nhánh hơn thì có tác dụng cải thiện ẩm độ và nhiệt độ đất dưới đai rừng vào mùa
gió Đông Bắc tốt hơn (Hiệu năng ẩm độ đất trung bình 3,4-4,4%, hiệu năng nhiệt độ đất trung
bình từ -1,2 đến -1,3
oC
) so với đai rừng A. tumida và phi lao có chiều cao cây, chiều cao tán,
đường kính tán nhỏ hơn, ít cành nhánh hơn (Hiệu năng ẩm độ đất trung bình 2,7-2,9%, hiệu
năng nhiệt độ đất trung bình từ -0,8 đến -1,0
oC
).
2.5. Tác dụng trả lại đất lá rụng
Đai rừng 3 tuổi đã trả lại đất cát, phủ mặt cát một lớp lá rụng tuy nhiên mức độ trả lại cho cát
lượng lá rụng rất khác nhau.
Biểu 6: Lượng cành rơi lá rụng dưới các đai rừng thử nghiệm
Đai rừng
Mật độ
Đặc trưng tán cây Lá rụng
(g/m
2
)
Lt (m)
Dt
(m)

St (m
2
)
Số cành dài
>50cm
Phi lao hạt 4167 0,7 1,0 0,07 8 23
A. tumida 4412 1,2 1,4 1,68 14 20
A. torulosa
4900 1,8 1,7 3,06 12 30
A. difficilis
4050 1,7 1,7 2,89 22 240
Mật độ hiện có của các đai rừng đều đạt trên 4000 cây/ha, mỗi loài cây có bộ tán với mức độ
to lớn, dày rậm khác nhau nhưng 3 loài cây đầu chỉ trả lại cho đất 20-30 gam lá khô/m
2
đất.
Trong khi A. difficilis có diện tích tán xấp sỉ với A. torulosa nhưng có số cành nhiều hơn 2-3
lần 3 loài kia nên có lượng lá rụng tới 240 gam/m
2
đất, gấp 8-12 lần 3 loài đó.
Hình 4: Cành rơi lá rụng của rừng 3 tuổi

Phi lao A. tumida A. torulosa A. difficilis
2.6. Tác dụng cải thiện hoá tính đất
Các đai rừng có mật độ hiện tại 4050-4900 cây/ha, không chênh lệch nhiều nhưng có tác dụng
cải thiện hoá tính đất khác nhau và đều cao hơn nơi trống. Đất dưới đai rừng A. difficilis có
5