Đề tài: Đánh giá hiệu quả giữ đất của rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium Wild) tại phường Bắc Sơn, thành phố Uông Bí, Quảng Ninh

i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan, đây là tài liệu nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và được điều tra thực tế tại Trung tâm
Thực hành Nông lâm nghiệp thuộc trường CĐ Nông lâm Đông Bắc, tỉnh
Quảng Ninh, chưa từng được sử dụng trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào
trước đây.
Hà Nội, Ngày

tháng

năm 2016

Tác giả

Hà Thị Ngọc Dung


ii

LỜI CẢM ƠN
Sau khi hoàn thành chương trình đào tạo cao học khoá 21, được sự
đồng ý của Trường Đại học Lâm nghiệp - Phòng đào tạo sau đại học, tôi đã
thực hiện đề tài: “Đánh giá hiệu quả giữ đất của rừng trồng Keo tai tượng
(Acacia mangium Wild) tại phường Bắc Sơn, thành phố Uông Bí, Quảng
Ninh”. Nhân dịp hoàn thành đề tài, tôi xin chân thành cảm ơn Phòng Đào tạo
sau Đại học, các Thầy, Cô giáo trường Đại học Lâm nghiệp đã truyền đạt những
kiến thức quý báu cho tôi trong quá trình học tập tại trường. Tôi đặc biệt cảm ơn
thầy giáo GS. Vương Văn Quỳnh, người đã trực tiếp hướng dẫn khoa học cho
tôi, đã dành nhiều thời gian, tận tình giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện đề tài.

Xin chân thành cảm ơn các cán bộ Phòng Đào tạo sau đại học, đặc biệt trân
trọng cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Văn Thiết đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong
suốt thời gian học tập và hoàn thiện báo cáo tốt nghiệp.
Nhân dịp này tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu trường CĐ
Nông lâm Đông Bắc cùng các đồng nghiệp và gia đình đã động viên, giúp đỡ và
cho những ý kiến góp ý quý báu để hoàn thiện báo cáo này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian và trình độ còn hạn
chế, địa bàn nghiên cứu xa xôi, dự án đã kết thúc khá lâu, nên báo cáo không
thể tránh khỏi những thiếu sót, khuyết điểm. Tôi rất mong nhận được những ý
kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo, các nhà khoa học và bạn bè đồng
nghiệp để đề tài nghiên cứu của tôi được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, Ngày

tháng

năm 2016

Tác giả
Hà Thị Ngọc Dung


iii

MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa

LỜI CAM ĐOAN..............................................................................................i
LỜI CẢM ƠN...................................................................................................ii

MỤC LỤC.......................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT...................................................................v
DANH MỤC CÁC BẢNG...............................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH...............................................................................vii
ĐẶT VẤN ĐỀ...................................................................................................1
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..................................2
1.1. Ở ngoài nước..............................................................................................2
1.2. Ở trong nước...............................................................................................5
2.1. Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................9
2.1.1. Mục tiêu chung........................................................................................9
2.1.2. Mục tiêu cụ thể........................................................................................9
2.2. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................9
2.3. Phạm vi nghiên cứu....................................................................................9
2.4. Nội dung nghiên cứu................................................................................10
2.5. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................10
2.5.1. Phương pháp luận..................................................................................10
2.5.2. Phương pháp thu thập số liệu................................................................11
2.5.3. Phương pháp xử lý số liệu.....................................................................15
Chương 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC
NGHIÊN CỨU................................................................................................17
3.1. Điều kiện tự nhiên....................................................................................17
3.1.1. Vị trí địa lý............................................................................................17


iv

3.1.2. Địa hình.................................................................................................17
3.1.3. Địa chất và thổ nhưỡng.........................................................................18
3.1.4. Khí hậu, thuỷ văn..................................................................................19
3.1.5. Hiện trạng tài nguyên rừng và đất lâm nghiệp......................................19

3.2. Điều kiện kinh tế – xã hội........................................................................21
Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN..............................22
4.1. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng Keo tai tượng có liên quan đến khả
năng giữ đất.....................................................................................................22
4.1.1. Đặc điểm tầng cây cao..........................................................................22
4.1.2. Đặc điểm thực vật tầng thấp (thảm tươi cây bụi và cây tái sinh)..........26
4.1.3. Đặc điểm lớp thảm khô.........................................................................28
4.2. Nghiên cứu đặc điểm đất dưới tán rừng Keo có liên quan đến khả năng
giữ đất và liên hệ của chúng với cấu trúc rừng...............................................30
4.2.1. Bề dày tầng đất......................................................................................31
4.2.2. Độ ẩm đất và liên hệ của nó với các chỉ tiêu cấu trúc...........................33
4.2.3. Độ xốp đất.............................................................................................37
4.2.4. Hàm lượng mùn trong đất.....................................................................43
4.3. Nghiên cứu đặc điểm xói mòn đất dưới tán rừng.....................................47
4.4. Giải pháp nâng cao hiệu quả giữ đất của rừng trồng Keo........................55
KẾT LUẬN - TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ...........................................................58
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
OTC
ODB
D1.3
HVN
TC
CP

TK
TT
W
D
d
X
KTXH

Nguyên nghĩa
Ô tiêu chuẩn
Ô dạng bản
Đường kính ngang ngực bình quân
Chiều cao vút ngọn bình quân
Độ tàn che
Che phủ
Thảm khô
Thảm tươi
Độ ẩm đất
Dung trọng
Tỷ trọng
Độ xốp đất
Kinh tế xã hội


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
TT
3.1
4.1

4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15
4.16
4.17
4.18
4.19

Tên bảng
Trang
Hiện trạng đất rừng khu vực thực hiện đề tài
20
Cấu trúc tầng cây cao các trạng thái rừng nghiên cứu
23
Đặc điểm cấu trúc của thực vật tầng thấp tại địa điểm nghiên cứu
26
Đặc điểm thảm khô ở các trạng thái rừng
28
Đặc điểm phân bố thảm khô ở các trạng thái rừng

30
Phân bố bề dày tầng đất theo trạng thái rừng
31
Độ dốc và bề dày tầng đất dưới các trạng thái rừng
32
Độ ẩm đất của các trạng thái rừng
33
Độ ẩm các tầng đất dưới tán rừng Keo và rừng đối chứng
34
Độ xốp đất của rừng Keo và rừng đối chứng
38
Độ xốp đất của các trạng thái rừng theo độ sâu tầng đất
39
Kiểm tra sự khác biệt độ xốp đất của rừng Keo và rừng đối chứng
40
Độ xốp đất, độ dốc và chiều cao cây của rừng Keo
41
Bảng giá trị trung bình hàm lượng mùn trong đất ở các trạng thái rừng
43
Hàm lượng mùn và tuổi của các trạng thái rừng
44
Hàm lượng mùn và khối lượng thảm khô của các ô tiêu chuẩn
46
Cường độ xói mòn đất ở các ô tiêu chuẩn nghiên cứu
48
Cường độ xói mòn đất ở các trạng thái rừng
49
Kiểm tra tương quan của độ ẩm đất với các đặc điểm cấu trúc rừng
50
Kiểm tra tương quan của độ xốp đất với các đặc điểm cấu trúc rừng

52


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH
TT
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15
4.16
4.17
4.18
4.19
4.20
4.21
4.22
4.23

4.24
4.25
4.26

Tên hình
Chiều cao trung bình cây rừng (Hvn) ở các trạng thái rừng
Đường kính trung bình cây rừng (D1.3) ở các trạng thái rừng
Độ tàn che trung bình tầng cây cao TC (%) ở các trạng thái rừng
Mật độ N (cây/ha) của các trạng thái rừng
Độ che phủ chung của thực vật tầng thấp ở các trạng thái rừng
Chiều cao cây bụi ở các trạng thái rừng
Chiều cao cây tái sinh ở các trạng thái rừng
Khối lượng thảm khô dưới các trạng thái rừng
Biến đổi bề dày tầng đất theo trạng thái rừng
Biến đổi bề dày tầng đất theo độ dốc
Độ ẩm đất trung bình của các trạng thái rừng
Biến đổi độ ẩm đất theo độ sâu của rừng Keo và rừng đối chứng
Liên hệ tương quan của độ ẩm đất và che phủ của thảm tươi
Liên hệ tương quan của độ ẩm đất và tuổi rừng
Liên hệ tương quan của độ ẩm đất và độ tàn che
Độ xốp đất của rừng Keo và rừng đối chứng
Độ xốp đất trung bình của các trạng thái rừng
Độ xốp các tầng đất của các trạng thái rừng theo độ sâu tầng đất
Biến đổi của độ xốp tầng đất 0 – 10 cm theo độ dốc mặt đất
Biến đổi của độ xốp tầng đất 10 – 20 cm theo độ dốc mặt đất
Biến đổi của độ xốp tầng đất 20 – 40 cm theo độ dốc mặt đất
Biến đổi của độ xốp tầng đất 40 – 60 cm theo độ dốc mặt đất
Hàm lượng mùn ở các tầng đất rừng Keo và các rừng đối chứng
Liên hệ tương quan giữa hàm lượng mùn và tuổi của rừng
Liên hệ tương quan giữa hàm lượng mùn và lượng thảm khô

Cường độ xói mòn đất ở các trạng thái rừng

Trang
24
24
25
25
27
27
28
29
31
33
34
35
35
36
37
38
39
39
41
42
42
43
44
45
47
49

1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Các loài Keo (Acacia) được đưa vào trồng ở nước ta từ những năm
1960, là loài cây sinh trưởng và phát triển nhanh, đồng thời lại có khả năng
cải tạo đất cao. Với những ưu điểm trên, cây Keo đã nhanh chóng trở thành
cây trồng rừng chủ lực cho ngành lâm nghiệp, trong đó Keo tai tượng (Acacia
mangium Wild) được coi là một trong các loài có triển vọng nhất cho trồng
rừng đa mục đích: phòng hộ, cải tạo đất, cung cấp nguyên liệu.
Trường Cao đẳng Nông Lâm Đông Bắc được thành lập theo quyết định
số 7191/QĐ-BGD ĐT ngày 12/11/2007 của Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào
tạo trên cơ sở nâng cấp trường Trung học Lâm nghiệp I TW. Bên cạnh cơ sở
đào tạo, Nhà trường còn có Trung tâm thực hành thực nghiệm Nông lâm
nghiệp đóng tại phường Bắc Sơn, thành phố Uông Bí với nhiều mô hình rừng
tự nhiên và rừng trồng làm cơ sở tốt cho các lớp học sinh, sinh viên trong và
ngoài trường thực hành thực tập và nghiên cứu khoa học. Trung tâm Thực
hành thực nghiệm Nông lâm nghiệp có tổng diện tích đất tự nhiên hơn 970
hecta, trong đó đất có rừng tự nhiên chiếm 43,3%, đất rừng trồng chiếm 32%
với các loài cây trồng như Keo, Thông mã vĩ, Bạch đàn, Sở, Lát Mêhicô, Giổi
bắc, trong đó diện tích trồng các loài Keo là lớn nhất với 235 hecta.
Tuy nhiên, hiện còn rất ít những nghiên cứu về khả năng bảo vệ đất của
rừng trồng Keo tai tượng ở Trung tâm này và thiếu những biện pháp nâng cao
hiệu quả bảo vệ đất rừng. Nhằm góp phần xác định cơ sở khoa học cho việc
giải quyết những tồn tại trên tôi đã lựa chọn và thực hiện đề tài: “Đánh giá
hiệu quả giữ đất của rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium Wild) tại
phường Bắc Sơn, thành phố Uông Bí, Quảng Ninh”.


2

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Ở ngoài nước
Công trình nghiên cứu đầu tiên về xói mòn đất và dòng chảy được thực
hiện bởi nhà bác học Volni người Đức giai đoạn 1877 đến 1885 (Hudson N,
1981). Ông đã sử dụng một hệ thống các bãi đo dòng chảy để nghiên cứu
hàng loạt các nhân tố có liên quan đến xói mòn đất như loại đất, lượng mưa,
độ dốc, thực bì,….Sau đó, nhiều nghiên cứu về xói mòn đất dưới ảnh hưởng
của lớp phủ thực vật và hoạt động canh tác được thực hiện ở Mỹ, Liên Xô.
Trước năm 1944 có một số công trình nổi tiếng ở Mỹ và Liên Xô và
các nước châu Âu như Mille, Bennett, Laws, Alden, Zakharop. Trong giai
đoạn này tồn tại quan điểm chung cho rằng xói mòn chủ yếu do dòng chảy
tràn trên mặt đất tạo nên. Vì vậy các tác giả tập trung vào các hướng nghiên
cứu hiệu quả của các công trình xói mòn ngoài thực địa, như kết cấu các bờ
bậc thang, các băng cây xanh chắn đất, cách bố trí cây trồng theo không gian
trên mặt đất....
Nhìn chung trong giai đoạn này những nghiên cứu được tiến hành theo
phương pháp đơn giản, chưa kết hợp được giữa thực nghiệm ngoài hiện
trường với nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, giá trị định lượng chưa cao.
Bằng các thí nghiệm trong phòng, năm 1944 Ellison lần đầu tiên ông đã
phát hiện ra nhân tố cực kỳ quan trọng ảnh hưởng tới xói mòn đất đó là hạt
mưa. Động năng của hạt mưa, sức bắn phá của nó trên bề mặt đất có vai trò
quan trọng nhất, quyết định đến xói mòn. Các nhà nghiên cứu nổi tiếng trong
giai đoạn này là: Ellison, Delixop, Mikhovic, Wischmeier W.H, (1978),
Kirkby M.J và Chorley (1967). Phương trình phá huỷ kết cấu của hạt mưa
(bằng nghiên cứu trong phòng thí nghiệm) của Ellison (1945), Phương trình
mất đất phổ dụng của Wischmeier và Smith (1958, 1978),… hoặc nghiên cứu

3

thông qua xây dựng mô hình mô phỏng như: Mô hình bồi lắng của Megev
(1967), Mô hình mô phỏng quá trình bồi lắng của Fleming và Fhamy (1973),
Mô hình xói mòn đất dốc của Foster và Meyer (1975), Mô hình mất đất do
dòng chảy của Fleming và Walker (1977),…
Hudson (1971, 1981), Zakharop (1973) và nhiều tác giả khác đã nghiên
cứu ảnh hưởng của kích thước hạt mưa, cường độ mưa và phân bố mưa tới
xói mòn và dòng chảy mặt.
Kết quả quan trọng của nghiên cứu xói mòn và khả năng bảo vệ đất
trong giai đoạn này là xây dựng được phương trình mất đất phổ dụng (USLE)
có dạng tổng quát:
A = R.K.L.S.C.P
Trong đó:

A - Lượng đất xói mòn trung bình (tấn/arce/năm)
R - Hệ số xói mòn do mưa
K - Hệ số xói mòn đất
L - Hệ số độ dài sườn dốc
S - Hệ số độ dốc
C - Hệ số canh tác
P - Hệ số bảo vệ đất

Phương trình này đã làm sáng tỏ vai trò của từng nhân tố ảnh hưởng
đến xói mòn ở các khu vực có điều kiện địa lý khác nhau.
Vấn đề thủy văn của rừng trồng nói chung và rừng trồng Keo tai tượng
nói riêng là vấn đề ô nhiễm nguồn nước ở dòng chảy mặt, tính chất vật lý của
đất bị thay đổi và chủ yếu là xói mòn khi trời mưa (Craswell E.L, 1998;
Garrity D.P, 1993). Thông thường thì khi rừng tự nhiên bị thay thế bởi rừng
trồng thì gây ra các vấn đề thủy văn. Ở rừng trồng thuần loài nói chung, sự

cân đối lượng nước mưa thấp hơn rừng tự nhiên do đó sẽ làm tăng lượng nước
chảy bề mặt, lượng nước chảy ngầm giảm, đất bị chai cứng.


4

Sự thấm nước của đất là quan trọng nhất trọng tuần hoàn thủy văn
rừng, có tác dụng rất quan trọng trong việc hình thành cơ chế dòng chảy. Có
nhiều mô hình thấm nước của đất dựa vào việc đơn giản hóa quá trình vật lý
và các mô hình kinh nghiệm, mô hình cải tiến của nó. Mặc dù những mô hình
này đã thu được thành công khá tốt trong mô phỏng vận động của nước trong
đất nông nghiệp và trong thủy văn đất nông nghiệp, nhưng khi ứng dụng cho
vùng đất dốc lại gây ra những thách thức nghiêm trọng. Khi nước thấm trong
đất và vận chuyển trong đất, chúng chịu sự chi phối của trọng lực và lực tác
dụng mao quản do tiếp xúc giữa nước và hạt đất. Sự biến đổi của kết cấu đất
và thành phần cơ giới của đất sẽ dẫn đến sự rối loạn của con đường vận động
nước trong đất, nên việc ứng dụng định luật Darcy – định luật mô tả vận động
của nước trong một môi trường đồng nhất nhiều lỗ hổng và phương trình về
sự vận động của nước trong đất rừng để nghiên cứu định lượng và dự báo, sẽ
dẫn đến những sai lệch tương đối lớn so với tình hình thực tế vì phạm vi sử
dụng của định luật Darcy là dùng cho vận động của dòng chảy trong một tầng
đất (dẫn theo Phạm Văn Điển, 2006). Xét từ góc độ ảnh hưởng của rừng đến
tuần hoàn thủy văn gồm: sự phân giải của thảm mục, hoạt động của rễ cây và
động vật, dẫn đến vận động của dòng chảy trong các lỗ hổng tương đối lớn,
làm tăng lượng nước thấm xuống đất và lượng nước giữ lại trong đất
(Zakharop, 1981).
Lượng nước giữ trong đất rừng là một chỉ tiêu rất quan trọng để đánh
giá tác dụng nuôi dưỡng nguồn nước của rừng. Ở Trung Quốc, các nhà khoa
học thường dùng lượng nước bão hòa các lỗ hổng ngoài mao quản đất rừng để
tính toán lượng nước thấm xuống đất. Theo kết quả nghiên cứu, mỗi hecta

đất rừng có thể tích giữ được lượng nước 641 – 679 tấn/năm (Vu Chí Dân và
Vương Lễ Tiên, 2001).


5

1.2. Ở trong nước
Ở Việt Nam, những nghiên cứu về khả năng giữ đất và nuôi dưỡng
nguồn nước của rừng còn là một vấn đề khá mới mẻ, nó chỉ bắt đầu vào
những năm 1970. Chúng được thực hiện chủ yếu theo hai hướng tiếp cận
chính là nghiên cứu trên quy mô lưu vực và nghiên cứu trên quy mô khu
rừng.
Nghiên cứu của Phạm Ngọc Dũng (1993) cho thấy ở nước ta, cây rừng
có khả năng tiêu thụ một lượng nước khá lớn. Đất rừng cũng là một nhân tố
ảnh hưởng rõ rệt nhất đến dòng chảy mặt. Sự khác nhau về tính chất vật lý
của các loại đất sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến xói mòn đất và sự hình thành dòng
chảy.
Nguyễn Ngọc Lung (1995) đã dựa vào mức độ thấm, thoát nước và sự
thoái hóa của các loại đất dưới rừng để cho điểm và đánh giá vai trò của nhân
tố đất ảnh hưởng tới xói mòn và dòng chảy.
Đặc biệt là nghiên cứu định lượng của Nguyễn Quang Mỹ, Quách Cao
Yêm, Hoàng Xuân Cơ (1984) đã làm rõ ảnh hưởng của nhân tố địa hình tới
xói mòn, vai trò chống xói mòn của một số thảm thực vật nông nghiệp, đã chú
ý tới độ che phủ gắn liền với các giai đoạn phát triển của cây trồng, định
hướng cho việc xây dựng các giải pháp phòng chống xói mòn trên sườn dốc.
Nhiều nghiên cứu định vị đã được triển khai ở các tỉnh phía Bắc và Tây
Nguyên. Các tác giả phải kể đến là: Nguyễn Trọng Hà, Nguyễn Tử Siêm, Thái
Phiên (1990-1997), Võ Đại Hải và Ngô Đình Quế (1982, 1992 và 2002), Lê
Văn Lanh (1991), Bùi Quang Toản (1991), Vương Văn Quỳnh và cộng sự
(1994 đến 1999), Nguyễn Ngọc Lung và Võ Đại Hải (1996, 1997), Nguyễn

Trọng Hà (1996), Nguyễn Văn Dũng và Trần Đức Viên (2003), Phạm Văn
Điển (2006), Lương Văn Thanh (2006), Nguyễn Trọng Hà, Nguyễn Thế Hưng
(2006).


6

Vương Văn Quỳnh và cộng sự (1994a,1994b, 1996, 1997, 1999) đã xây
dựng phương trình dự báo xói mòn đất ở Việt Nam. Trong trường hợp trên
một diện tích đồng nhất chỉ có một trạng thái rừng và không làm đất hàng
năm thì:
d =
Trong đó:

2.31 * 10  6 * K *  2
TC
(
 CP  TM ) 2 * X
H

d - cường độ xói mòn đất (mm/năm);
α - độ dốc mặt đất (độ);
TC - độ tàn che của tầng cây cao (lớn nhất là 1,0);
H - chiều cao bình quân của tầng cây cao;
CP - độ che phủ;
TM - tỷ lệ che phủ của lớp thảm khô trên mặt đất (lớn nhất là

1,0);
X - độ xốp tổng số của lớp đất mặt (0-5cm), (tính bằng %);
K - chỉ số xói mòn của mưa.

Đỗ Đình Sâm và cộng sự (2002) đã đưa ra dẫn liệu lưu lượng dòng
chảy tại nơi có rừng thấp hơn từ 2,5 đến 27 lần so với khu vực canh tác nông
nghiệp và khẳng định rừng tự nhiên có tác dụng tốt hơn rừng trồng trong việc
giảm dòng chảy mặt trong mùa mưa và tăng dòng chảy trong mùa khô.
Trong ấn phẩm “Liệu rừng có phòng hộ đầu nguồn được không?” của
Trung tâm sinh thái và môi trường rừng thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp
Việt Nam (FSIV) và Chương trình sử dụng đất và lâm nghiệp thuộc Viện
Quốc tế về Môi trường và phát triển (IIED, 2002), nhóm tác giả đã kết luận: ở
Việt Nam chưa có những nghiên cứu đầy đủ về thủy văn rừng và chức năng
phòng hộ đầu nguồn. Họ cho rằng, với những tư liệu hiện tại chỉ có thể nói
rằng rừng thường làm giảm dòng chảy mặt, rừng có thể kiểm soát dòng chảy
ở mức độ nhất định trong những lưu vực nhỏ. Tuy nhiên, hiện có những ý


7

kiến khác nhau về những kết luận trên. Vấn đề là người ta đã không phân biệt
được rõ ràng ảnh hưởng của các loại rừng khác nhau đến xói mòn và dòng
chảy. Trong thực tế thì một số rừng trồng với những biện pháp kỹ thuật không
hợp lý có thể gây xói mòn mạnh và giữ nươc cũng kém, trong khi những rừng
tự nhiên hoặc rừng được trồng có cấu trúc hợp lý thường có khả năng ngăn
cản xói mòn đất và giữ nước tốt hơn nhiều.
Võ Đại Hải, Nguyễn Ngọc Lung (1997) đã nghiên cứu về lượng đất xói
mòn ở các trạng thái rừng trồng thuần loài Keo lá tràm, Keo tai tượng, Luồng,
Trẩu ở Tây Nguyên. Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng đất bị xói mòn ở bốn
trạng thái biến động từ 152.09 – 400.12 kg/ha, cao nhất ở rừng trồng Trẩu và
thấp nhất ở rừng trồng Keo lá tràm; lượng nước chảy bề mặt biến động từ
765.4 – 990.2 m3/ha, cao nhất ở rừng trồng Trẩu và thấp nhất ở rừng trồng
Keo lá tràm.
Trong luận án tiến sĩ của Phạm Văn Điển năm 2006: “Khả năng giữ

nước của một số thảm thực vật ở vùng phòng hộ thủy điện Hòa Bình”. Tác
giả đã thiết lập 45 ô thí nghiệm tại hai xã Vầy Nưa và Tân Mai, trên bốn loại
trạng thái rừng phổ biến ở vùng hồ Hòa Bình (rừng tự nhiên, rừng trồng, trảng
cỏ và trảng cây bụi). Công trình đã đưa ra một số kết quả: lượng nước chảy bề
mặt bình quân ở các trạng thái rừng biến động từ 104.7 – 574.7 mm/ha/năm,
tương đương hệ số dòng chảy mặt từ 5.2 – 28.7%. Hệ số dòng chảy lớn nhất ở
trảng cỏ và thấp nhất ở rừng tự nhiên. Tốc độ thấm nước của đất dưới các
trạng thái rừng nghiên cứu tương đối cao, tốc độ thấm nước ban đầu từ 6.7 –
15.2 mm/phút, tốc độ thấm nước ổn định từ 2.5 – 8.0 mm/phút; tốc độ thấm
nước của đất có liên hệ chặt chẽ với độ xốp, độ dày, độ ẩm đất. Hệ số tiêu
giảm nước của đất rừng ở địa bàn nghiên cứu biến động từ 0.985 – 0.988.
Tiêu chuẩn đánh giá rừng phòng hộ nguồn nước xác định bởi biểu thức:
GT + CP + TM ≥ 95,0*K*S


8

Trong đó:

GT – độ giao tán (%)
CP – độ che phủ của cây bụi thảm tươi (%)
TM – độ che phủ của vật rơi rụng (%)
K – hệ số xói mòn đất
S – độ dốc (độ)

Đây là một trong những công trình nghiên cứu tương đối hoàn chỉnh về
khả năng giữ nước, giữ đất của rừng. Tuy nhiên, công trình này chỉ đề cập đến
vai trò giữ nước và chống xói mòn đất của thảm thực vật trên quy mô lâm
phần mà chưa đề cập đến vai trò giữ nước của thảm thực vật trên quy mô lưu
vực và chưa đề cập đến việc xác định diện tích và phân bố thảm thực vật đầu

nguồn.
Các loài Keo được đưa vào trồng ở nước ta từ những năm 1960, là loài
cây sinh trưởng và phát triển nhanh, đồng thời lại có khả năng cải tạo đất cao.
Với những ưu điểm trên, cây Keo đã nhanh chóng trở thành cây trồng rừng
chủ lực cho ngành lâm nghiệp nước ta. Keo tai tượng hiện nay có khoảng 40
nước thuộc châu Đại dương, châu Phi, châu Á gây trồng, đặc biệt là ở vùng
Đông Nam Á. Những công trình nghiên cứu về Keo tai tượng ở nước ta nói
chung và ở Trung tâm thực hành thực nghiệm Nông lâm nghiệp (thuộc trường
CĐ Nông lâm Đông Bắc) nói riêng mới chỉ tập trung vào một số lĩnh vực như
giá trị sử dụng, kỹ thuật gây trồng, đặc điểm sinh thái, khả năng sinh trưởng.
Hầu hết các tài liệu nghiên cứu về cây Keo tai tượng đều ít nhiều đề cập đến
tác động môi trường, nhưng chưa có nghiên cứu nào chỉ ra một cách khoa học
và cụ thể về khả năng giữ đất là rừng trồng Keo tai tượng.


9

Chương 2
MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Mục tiêu chung
Mục tiêu chung của đề tài góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho
những giải pháp nâng cao hiệu quả bảo vệ đất của rừng Keo tai tượng ở
Trung tâm Thực hành và Thực nghiệm Nông lâm nghiệp thuộc Trường Cao
đẳng Nông Lâm Đông Bắc, tỉnh Quảng Ninh.
2.1.2. Mục tiêu cụ thể
- Xác định được những đặc điểm cấu trúc có liên quan đến hiệu quả giữ
đất của rừng keo tai tượng và rừng đối chứng.
- Xác định được cường độ xói mòn và một số chỉ tiêu phản ảnh tính

chất đất dưới rừng keo tai tượng và rừng đối chứng, những nhân tố ảnh hưởng
đến cường độ xói mòn và các chỉ tiêu trên đất.
- Xác định được những giải pháp nâng cao khả năng giữ đất của rừng
trồng Keo tai tượng tại địa điểm nghiên cứu.
2.2. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các lô rừng và đất dưới rừng trồng
Keo tai tượng thuần loài với các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn đất là: địa
hình, tính chất vật lý của đất, thảm thực vật.
Để đánh giá khả năng giữ đất của rừng trồng Keo tai tượng thuần loài,
đề tài cũng tiến hành nghiên cứu những chỉ tiêu phản ánh khả năng giữ đất
của các trạng thái rừng và thảm thực vật khác làm đối chứng.


10

2.3. Phạm vi nghiên cứu
Đánh giá khả năng giữ đất của rừng trồng Keo tai tượng thuần loài tại
Trung tâm thực hành – thực nghiệm nông lâm nghiệp thuộc Trường Cao đẳng
Nông lâm Đông Bắc, tỉnh Quảng Ninh.
2.4. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng Keo tai tượng có liên quan đến khả
năng giữ đất và các rừng đối chứng là rừng trồng Thông mã vĩ và rừng tự
nhiên.
+ Đặc điểm tầng cây cao
+ Đặc điểm tầng cây bụi, thảm tươi
+ Đặc điểm lớp thảm khô
- Nghiên cứu đặc điểm đất dưới tán rừng Keo tai tượng và các rừng đối
chứng là rừng trồng Thông mã vĩ và rừng tự nhiên. Liên hệ của chúng với cấu
trúc rừng
+ Bề dày tầng đất

+ Độ xốp đất
+ Độ ẩm đất
+ Hàm lượng mùn
+ Dung trọng đất
- Nghiên cứu đặc điểm xói mòn đất dưới rừng trồng Keo tai tượng và
rừng đối chứng.
- Đề xuất những giải pháp nâng cao khả năng giữ đất của rừng trồng Keo
tai tượng tại khu vực nghiên cứu.
+ Các giải pháp tác động vào cấu trúc rừng
+ Các giải pháp tác động vào đất


11

2.5. Phương pháp nghiên cứu
2.5.1. Phương pháp luận
Đề tài áp dụng phương pháp luận hệ thống. Đất rừng là một bộ phận
hợp thành của hệ thống sinh thái rừng. Đặc điểm của nó liên quan chặt với
các yếu tố trong hệ thống, đặc biệt là địa hình, khí hậu, thổ nhưỡng và lớp phủ
thực vật. Vì vậy, để nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả giữ đất của rừng
Keo tai tượng, đề tài cần điều tra đồng thời các chỉ tiêu phản ảnh đặc điểm
của đất rừng với các nhân tố ảnh hưởng quan trọng nhất trong đó có địa hình,
khí hậu, thổ nhưỡng và lớp phủ thực vật. Yếu tố địa hình quan trọng nhất liên
quan đến tính chất của đất gồm độ dốc mặt đất. Yếu tố thổ nhưỡng quan trọng
nhất liên quan đến khả năng bảo vệ đất của rừng là độ xốp tầng đất mặt. Điều
kiện khí hậu liên hệ chặt với mưa chủ yếu là cường độ và lượng mưa, nó được
thể hiện trong chỉ số tổng hợp là chỉ số xói của mưa. Các yếu tố về đặc điểm
lớp phủ thực vật quan trọng nhất liên quan tới đất là độ tàn che tầng cây cao,
độ che phủ mặt đất của lớp thảm tươi và độ che phủ của thảm khô trên mặt
đất rừng.

2.5.2. Phương pháp thu thập số liệu
2.5.2.1. Phương pháp kế thừa số liệu
Để đảm bảo thời gian và tăng độ chính xác của kết quả nghiên cứu, đề
tài kế thừa các tài liệu cơ bản của khu vực nghiên cứu: bản đồ hiện trạng
rừng, bản đồ địa hình, điều kiện kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu
Thu thập các kết quả nghiên cứu đã có trước đây và tài liệu có liên
quan đến đề tài.
2.5.2.2. Phương pháp điều tra ngoại nghiệp
Chọn địa điểm nghiên cứu, lập tuyến điều tra, khảo sát hiện trạng khu
vực rừng trồng Keo tai tượng thuần loài hiện có. Trên hệ thống tuyến khảo
sát, lập 18 ô tiêu chuẩn (OTC) diện tích 1000m 2 (25x40m) ở các vị trí chân,


12

sườn và đỉnh. Các OTC không lập sát đường mòn, không lập nơi giông khe.
Các OTC đại diện cho cấp tuổi, mức độ sinh trưởng khác nhau và rừng đối
chứng.
Trong mỗi OTC tiến hành điều tra những nhân tố sau:
(1) Điều tra đặc điểm cấu trúc rừng
- Đo độ dốc OTC bằng địa bàn cầm tay
- Điều tra độ tàn che, che phủ của thảm tươi cây bụi và tỷ lệ che phủ
của thảm khô theo phương pháp điều tra ngẫu nhiên trên hệ thống 100 điểm .
Trong mỗi OTC lập các tuyến điều tra song song cách đều nhau. Căng thước
dây dọc theo các tuyến. Tại các điểm chẵn 2m, 4m, 6m v.v.. trên thước dây sẽ
dùng sào ngắm thẳng lên phía trên và xuống phía dưới. Nếu hướng lên trên
mà gặp tán cây thì ghi dấu hiệu tàn che tại điểm đó là 1, nếu không gặp tán
cây thi ghi dấu hiệu tàn che là 0, ngắm xuống phía dưới, nếu gặp lá cây bụi
thảm tươi thì ghi dấu hiệu che phủ của cây bụi thảm tươi là 1, nếu không gặp
thì ghi là 0, nếu gặp được lá khô thì ghi dấu hiệu thảm khô là 1, nếu không

gặp thì ghi là 0. Tổng số điểm điều tra là 100 điểm.
Độ tàn che được xác định bằng tỷ lệ phần trăm giữa số điểm có dấu
hiệu tàn che là 1 trên tổng số điểm điều tra, độ che phủ của thảm tươi cây bụi
bằng số điểm có dấu hiệu che phủ của cây bụi thảm tươi là 1 trên tổng số
điểm điều tra, tỷ lệ che phủ của thảm khô bằng tỷ lệ giữa số điểm có dấu hiệu
thảm khô bằng 1 với tổng số điểm điều tra.
Mẫu biểu điều tra độ tàn che, che phủ và tỷ lệ che phủ của thảm khô như sau:
Biều 01. Biểu điều tra độ tàn che, độ che phủ và tỷ lệ che phủ
của thảm khô
Ngày điều
Số hiệu
tra…………………………
Tọa độ
tuyến…………………………
…………………………………

Số hiệu
Người điều
ÔTC……………………………
Trạng thái
tra………………………….
rừng…………………………


13

STT

Dấu hiệu tàn che

Dấu hiệu che phủ

Dấu hiệu thảm khô

1
2
…
…
100
- Điều tra tầng cây cao: Tầng cây cao bao gồm các cây gỗ có D 1.3 ≥
6cm. Tiến hành đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng của tất cả các cây trong ô tiêu
chuẩn. Thu thập số liệu D 1.3 bằng thước kẹp kính. Số liệu H vn và Hdc bằng
thước đo cao Blume- leiss. Kết quả thu được ghi vào biểu 02
Biều 02. Biểu điều tra cây gỗ
Ngày điều:
Số hiệu:
Số hiệu:
Người điều:
tra…………………………
ÔTC……………………………
Tọa độ:
Trạng thái:
:tuyến…………………………
tra………………………….
………………………………… rừng…………………………
STT D1.3 (m) Hvn (m) HDC (m)
Dt (m)
Ghi chú
Đ–T
N–B

- Điều tra cây bụi thảm tươi: trong OTC bố trí 05 ODB (4 ô ở 4 góc và
1 ô ở giữa, mỗi ODB 25m 2). Trong ODB xác định loài cây, chiều cao trung
bình, độ che phủ, chất lượng cây bụi thảm tươi. Kết quả thu được ghi vào
biểu 02:
Biểu 02. Biểu điều tra cây bụi, thảm tươi
Số hiệu OTC:
Trạng thái rừng:
Độ cao:
OTC STT Tên loài
ODB

Số bụi

Độ tàn che:
Ngày điều tra:
Người điều tra:
Che phủ
HTB
(%)
(m)

Tình hình
sinh trưởng

Ghi
chú


14

- Điều tra khối lượng thảm khô, thảm mục: được điều tra qua 05 ODB
1m2 trong ODB 25 m2 (4 ô ở 4 góc và 1 ô ở giữa). Thu toàn bộ thảm mục ở
các ô 1m2 và cân trọng lượng tại rừng. Với mỗi OTC sẽ lấy một mẫu thảm
mục để xác định độ ẩm tự nhiên. Số liệu này được sử dụng để quy đổi khối
lượng thảm mục điều tra trong OTC ra khối lượng thảm mục đã khô kiệt. Kết
quả thu được ghi vào biểu 03:
Biểu 03. Biểu điều tra thảm khô
Số hiệu OTC:
Trạng thái rừng:
Độ cao:
Tọa độ
STT
OTC
ODB

Độ tàn che:
Ngày điều tra:
Người điều tra:
Khối lượng thảm khô trong ODB 1m2
ODB 1 ODB 2 ODB 3

ODB 4

Ghi
chú

ODB 5

(2) Điều tra tính chất vật lý đất dưới các trạng thái rừng
- Trong mỗi OTC đào một phẫu diện với kích thước dài 1,8m; rộng

0,8m; sâu đến tầng đá mẹ, nếu tầng đá mẹ quá sâu thì đào đến 1,2m. Số liệu
điều tra đất trong phẫu diện ghi vào biểu mô tả phẫu diện đất.
- Điều tra độ ẩm và độ xốp đất rừng: các mẫu đất dùng để xác định độ
ẩm được lấy ở các tầng đất tương ứng với độ sâu lấy mẫu xác định độ xốp.
Mẫu đất để xác định độ ẩm được thu thập vào tháng 12 năm 2015. Đây là thời
kỳ mùa khô nên độ ẩm đất có thể phản ảnh tốt hơn cho ảnh hưởng của loài
cây trồng đến chế độ nước trong đất rừng. Mẫu đất được đựng trong túi nilon
hai lớp và chuyển về phòng phân tích đất để xác định độ ẩm theo phương
pháp cân sấy.


15

Số liệu này được sử dụng để phân tích đặc điểm biến đổi độ ẩm đất
phụ thuộc vào lượng mưa hoặc trạng thái rừng, thời gian sau mưa và độ sâu
tầng đất.
- Xác định dung trọng đất: dùng ống đung trọng có thể tích V = 100cm 3
kê lên mặt phẳng phẫu diện, dùng búa đóng vào đầu đậy nắp sao cho ống
thẳng đứng và lún sâu vào đất. Lấy mẫu ở các tầng đất cách nhau 20 cm, lấy
đến phần cuối của phẫu diện. Sau đó lấy nguyên phần đất trong ống cho vào
túi nilon hai lớp, ghi số hiệu và chuyển về phòng phân tích đất.
2.5.3. Phương pháp xử lý số liệu
Tổng hợp và xử lý thống kê bằng phần mềm Excel
Các mẫu đất lấy về được phân tích các chỉ tiêu vật lý theo các phương
pháp đang được áp dụng phổ biến trong phòng thí nghiệm tại Viện sinh thái
Rừng và Môi trường hiện nay:
- Xác định độ ẩm của đất bằng phương pháp cân và sấy ở nhiệt độ
1090C
Công thức tính:

M1 – M2
W% =

*100

(2-1)

M2
Trong đó:

- W%: độ ẩm tương đối của đất (%)
- M1: trọng lượng của đất tươi (gam)
- M2: trọng lượng của đất khô kiệt (gam)

- Xác định dung trọng (D) đất
Công thức tính:

M2
D=

(2-2)
V

Trong đó:

- D: dung trọng của đất (g/cm3)
- V: thể tích ống dung trọng (V = 100cm3)


16

- M2: trọng lượng của đất khô kiệt (gam)
- Xác định tỷ trọng đất (d) bằng phương pháp picnômét (bình tỷ trọng)
Công thức tính:

M2
d=

(2-3)
M2 + P1 – P2

Trong đó:

- d: tỷ trọng của đất (g/cm3)
- P1: khối lượng của bình và nước (gam)
- P2: khối lượng bình chứa nước và đất (gam)
- M2: trọng lượng của đất khô kiệt (gam)

- Xác định độ xốp của đất (X%):
Công thức tính:

d-D
X(%) =

Trong đó:

*100

(2-4)

d
- X: độ xốp của đất (%)
- d: tỷ trọng của đất (g/cm3)
- D: dung trọng của đất (g/cm3)

- Tính cường độ xói mòn đất ở rừng Keo tai tượng nghiên cứu và các
rừng đối chứng là rừng trồng Thông mã vĩ và rừng tự nhiên.
d =

2.31 * 10  6 * K *  2
TC
(
 CP  TM ) 2 * X
H

(2-5)

Trong đó: d là cường độ xói mòn đất (mm/năm); α là độ dốc mặt đất (độ);
TC là độ tàn che của tầng cây cao (lớn nhất là 1,0); H là chiều cao bình quân của
tầng cây cao; CP là độ che phủ; TM là tỷ lệ che phủ của lớp thảm khô trên mặt
đất (lớn nhất là 1,0); X là độ xốp tổng số của lớp đất mặt (0-5cm), (tính bằng %);
K là chỉ số xói mòn của mưa, tại khu vực nghiên cứu K = 514.
Xác định các nhân tố ảnh hưởng đến cướng độ xói mòn và các tính chất
đất được thực hiện thông qua phân tích thống kê liên giữa các chỉ tiêu cấu
trúc rừng, độ dốc mặt đất với cường độ xói mòn các tính chất đất.


17

Những giải pháp nâng cao hiệu quả bảo vệ đất của rừng keo được đề

xuất trên cơ sở kết quả phân tích liên hệ giữa các nhân tố ảnh hưởng đến
cường độ xói mòn và tính chất đất. Giải pháp được đề xuất nhằm tác động vào
các nhân tố ảnh hưởng theo hướng làm giảm cường độ xói mòn và cải thiện
ttính chất thổ nhưỡng.
Chương 3
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI
KHU VỰC NGHIÊN CỨU
3.1. Điều kiện tự nhiên
3.1.1. Vị trí địa lý
Trung tâm Thực hành và Thực nghiệm Nông lâm nghiệp (trước đây là
Trạm thực hành thực nghiệm lâm sinh) thuộc Trường Cao đẳng Nông Lâm
Đông Bắc đóng trên địa bàn hai phường Bắc Sơn và Vàng Danh – thành phố
Uông Bí - Quảng Ninh có các mặt tiếp giáp sau:
Phía Đông giáp huyện Hoành Bồ và khu vực Bãi Soi – phường Bắc
Sơn thành phố Uông Bí
Phía Tây giáp với phường Vàng Danh, thành phố Uông Bí
Phía Nam giáp phường Bắc Sơn, thành phố Uông Bí
Phía Bắc giáp với Phường Vàng Danh, thành phố Uông Bí
Trung tâm Thực hành và thực nghiệm Nông lâm nghiệp do Trường Cao
đẳng Nông lâm Đông Bắc quản lý gồm 8 khoảnh với tổng diện tích là hơn
900 ha tập trung ở 2 phường Vàng Danh (hơn 500 ha) và Bắc Sơn (hơn 400
ha).
3.1.2. Địa hình
Địa bàn quản lý của Trung tâm Thực hành và Thực nghiệm Nông lâm
nghiệp thuộc Trường Cao đẳng Nông Lâm Đông Bắc có địa hình tương đối
dốc, độ dốc khoảng từ 10- 25 độ, được bao bọc bởi hệ thống suối chính Vàng


18

Danh. Điểm cao nhất của Trung tâm là đỉnh 495 cao 495 m so với mực nước
biển. Giao thông đi lại thuận lợi. Trung tâm Thực hành và Thực nghiệm Nông
lâm nghiệp được giới hạn bởi hai dãy núi chính giáp với phường Vàng Danh Uông Bí với đỉnh cao nhất là 360 m và một dãy giáp huyện Hoành Bồ có độ
cao 459m.
3.1.3. Địa chất và thổ nhưỡng
Địa chất
Khu vực Trung tâm Thực hành và Thực nghiệm Nông Lâm nghiệp
thuộc dãy Cánh cung Đông Triều, được xem là dãy núi trẻ, quá trình bào mòn
địa chất tự nhiên còn chưa lâu. Đá mẹ thuộc 2 nhóm chính là đá macma axit
và đá biến chất với các loại chính như: Riolite, Daxit, Garanit…đôi chỗ còn
lẫn phiến thạch sét, Sa thạch, Đá Diệp thạch. Thành phần khoáng trong đá có
nhiều Thạch anh, Muscovic… nên đá trơ và khó phong hoá triệt để. Sự đa
dạng về đá mẹ đã tạo ra nhiều loại đất với nhiều chủng loại khác nhau.
Thổ nhưỡng
Đất Feralit màu vàng nhạt: Trên núi cao phát triển trên đá Axit Rionit,
Daxit,…,đá biến chất như đá Diệp Thạch, đá phiến lẫn Sa thạch, thành phần
cơ giới nhẹ hoặc trung bình, thường phân bố ở độ cao 400- 500 m.
Đất Feralit màu vàng đỏ: Phát triển trên đá Axit hoặc đá biến chất,
thành phần cơ giới trung bình đến nhẹ, ở độ cao từ 300-400m.
Đất Feralit màu đỏ vàng: Phát triển trên đá Phiến thạch sét, phiến
thạch mica, sa thạch, thành phần cơ giới nhẹ thường ở độ cao từ 200-400m.
Đất Feralit màu xám: Biến đổi do trồng lúa và đất dốc tụ tại chân núi,
và ngập nước thành phần cơ giới trung bình đến nhẹ, phân bố quanh chân núi.
Nhìn chung đất trong khu vực là đất thịt nhẹ tới sét nhẹ, tơi xốp, có độ
ẩm cao có thành phần cơ giới từ nhẹ đến trung bình, kết cấu viên nhỏ và có độ