Luận án tiến sĩ đặc điểm đất dưới rừng dầu nhiệt đới dipterocarpaceae và khả năng chuyển đổi trồng cao su ở tây nguyên

Luận án nghiên cứu đặc điểm đất dưới rừng dầu Dipterocarpaceae và tiềm năng chuyển đổi sang trồng cao su tại Tây Nguyên, đóng góp vào phát triển nông lâm nghiệp bền vững.

• Tác giả: Trà Ngọc Phong
• Người hướng dẫn: GS.TSKH. Phan Liêu
• Trường học: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa học đất
• Đề tài: Đặc điểm đất dưới rừng dầu nhiệt đới (Dipterocarpaceae) và khả năng chuyển đổi trồng cao su ở Tây Nguyên
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết
• 1.2. Mục tiêu tổng quát
• 1.3. Mục tiêu cụ thể
• 1.4. Đối tượng và phạm vi
• 1.5. Các nghiên cứu về đất và phân loại đất
• 1.5.1. Các nghiên cứu đất trên thế giới
• 1.5.2. Những nghiên cứu đất ở Việt Nam
• 1.5.3. Những nghiên cứu đất vùng Tây Nguyên
• 1.5.4. Một số kết quả nghiên cứu về đất dưới rừng dầu nhiệt đới
• 1.5.5. Những nghiên cứu về khoáng sét
• 1.6. Khái quát về rừng dầu nhiệt đới
• 1.6.1. Trên thế giới
• 1.6.2. Một số đặc điểm lâm sinh của rừng dầu
• 1.6.3. Quy mô và phân bố rừng dầu
• 1.7. Những nghiên cứu liên quan đến cây cao su
• 1.7.1. Sinh thái học cây cao su
• 1.7.2. Những kết quả nghiên cứu đánh giá đất trồng cao su ở Việt Nam
• 1.7.3. Những kết quả đánh giá, phân hạng đất rừng dầu chuyển đổi trồng cao su
• 1.8. Khái quát vị trí địa lý của vùng nghiên cứu
• 1.9. Nhận xét chung của NCS qua quá trình nghiên cứu tổng quan tài liệu
• 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Phương pháp
• 2.1.1. Cách tiếp cận (Approaching)
• 2.1.2. Phương pháp luận (Methodology)
• 2.1.3. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể (Methods)
• 2.2. Thu thập thông tin, khảo sát thực địa
• 2.3. Vật liệu và kỹ thuật nghiên cứu
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Phân bố địa lý đất dưới rừng dầu ở Tây Nguyên
• 3.1.1. Phân bố địa lý của cây dầu ở Tây Nguyên
• 3.1.2. Phân bố địa lý của đất dưới rừng dầu Tây Nguyên
• 3.2. Đặc điểm phát sinh đất dưới rừng dầu Tây Nguyên
• 3.2.1. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành và phát triển các đặc tính của đất dưới rừng dầu Tây Nguyên
• 3.2.2. Phân loại đất dưới rừng dầu Tây Nguyên
• 3.2.3. Đặc điểm quá trình phong hóa hình thành đất dưới rừng dầu
• 3.2.4. Đặc điểm hình thái phẫu diện đất dưới rừng dầu
• 3.3. Đặc tính lý, hóa học và độ phì của đất dưới rừng dầu Tây Nguyên
• 3.3.1. Đặc tính lý học của đất rừng dầu Tây Nguyên
• 3.3.2. Đặc tính hóa học và độ phì của đất rừng dầu Tây Nguyên
• 3.3.3. Đánh giá chung đặc điểm phát sinh, đặc tính lý, hóa học và độ phì của đất rừng dầu Tây Nguyên
• 3.4. Khả năng chuyển đổi đất dưới rừng dầu ở Tây Nguyên sang trồng cao su
• 3.4.1. Điều kiện để chuyển đổi đất rừng dầu sang trồng cao su
• 3.4.2. Khả năng mở rộng diện tích trồng cao su từ đất rừng ở Tây Nguyên
• 3.4.3. Khả năng sinh trưởng và phát triển cây cao su trên đất rừng dầu Tây Nguyên
• 3.4.4. Đánh giá thích hợp đất đai của đất rừng dầu trồng cao su ở Tây Nguyên
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Đặc điểm đất rừng dầu nhiệt đới Dipterocarpaceae

Đất rừng dầu nhiệt đới tại Tây Nguyên chủ yếu phân bố trên các loại đất nghèo dinh dưỡng, khô hạn và có nhiều đá lẫn. Hệ sinh thái rừng này phát triển trong điều kiện khí hậu đặc biệt với mùa mưa gây úng nước bề mặt và mùa khô bốc hơi mạnh. Dipterocarpaceae là họ cây ưu thế, thích nghi với đất có tầng nước ngầm nông và kết cấu đất chặt. Đất rừng dầu có thành phần cơ giới nhẹ, tỷ lệ cát chiếm hơn 60%, độ phì thấp và thường bị chua (pHKCl < 4,4).

1.1. Phân bố địa lý

Đất rừng dầu tập trung chủ yếu ở các tỉnh Tây Nguyên như Đắk Lắk, Gia Lai, Kon Tum và Đắk Nông. Diện tích đất rừng dầu tại Tây Nguyên được xác định là 565.000 ha, lớn hơn so với con số 500.000 ha trước đây. Các loại đất chính bao gồm đất xám và đất vàng đỏ trên granite (50,95%), đất đỏ vàng trên đá phiến sét và đất vàng nhạt trên đá cát (45%), đất trên bazan (3,65%) và đất xám phù sa cổ (0,39%).

1.2. Đặc điểm phát sinh

Đất rừng dầu chịu ảnh hưởng của quá trình biến hóa sialit–alit, với chỉ số Harrassowits (SiO2 : Al2O3) trong sét từ 3,1 đến 3,6. Quá trình này dẫn đến sự tái tích tụ silic, tạo nên đặc điểm sialit thủy nguyên. Đất có tầng Bt bí chặt, gây úng cục bộ trong mùa mưa, bất lợi cho cây trồng lâu năm như cao su.

II. Tiềm năng chuyển đổi trồng cao su

Tiềm năng chuyển đổi đất rừng dầu sang trồng cao su tại Tây Nguyên phụ thuộc vào các yếu tố như độ dày tầng đất, hàm lượng đá lẫn và kết von. Đất phải có tầng mặt dày hơn 70 cm và hàm lượng đá lẫn không vượt quá 50% khối lượng để đảm bảo sự phát triển của cây cao su. Nông nghiệp bền vững và quản lý rừng bền vững là yếu tố then chốt trong việc khai thác hiệu quả tiềm năng này.

2.1. Điều kiện chuyển đổi

Để chuyển đổi thành công, đất rừng dầu cần đáp ứng các tiêu chuẩn về độ dày tầng đất và hàm lượng đá lẫn. Cây cao su yêu cầu đất có tầng mặt dày hơn 70 cm và không bị kết chặt bởi lớp sét bên dưới. Đất cũng cần có độ phì nhất định, với hàm lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng đủ để hỗ trợ sự phát triển của cây.

2.2. Đánh giá thích hợp đất đai

Bằng việc sử dụng công nghệ GIS và chồng xếp các lớp thông tin, nghiên cứu đã xác định 20 đơn vị đất đai phù hợp cho trồng cao su. Các bản đồ đơn vị đất đai và thích hợp đất đai cung cấp cơ sở khoa học cho việc lập quy hoạch và kế hoạch khai thác đất hiệu quả.

III. Tác động của biến đổi khí hậu và bảo tồn đa dạng sinh học

Biến đổi khí hậu có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái rừng dầu và tiềm năng chuyển đổi sang trồng cao su. Các biện pháp bảo tồn đa dạng sinh học và quản lý rừng bền vững cần được áp dụng để giảm thiểu tác động tiêu cực. Kinh tế rừng và phát triển nông thôn cũng cần được cân nhắc trong quá trình chuyển đổi.

3.1. Tác động của biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu làm thay đổi chế độ mưa và nhiệt độ, ảnh hưởng đến sự phát triển của rừng dầu và cây cao su. Các hiện tượng như hạn hán và lũ lụt có thể làm suy giảm chất lượng đất và giảm năng suất cây trồng.

3.2. Bảo tồn đa dạng sinh học

Việc chuyển đổi đất rừng dầu sang trồng cao su cần được thực hiện với sự cân nhắc kỹ lưỡng để bảo tồn đa dạng sinh học. Các khu vực có giá trị sinh học cao cần được bảo vệ, đồng thời áp dụng các mô hình nông lâm kết hợp để duy trì cân bằng sinh thái.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Các nghiên cứu về đất và phân loại đất 1.1 Các nghiên cứu đất trên thế giới 1.1 Sự ra đời và phát triển của ngành khoa học phân loại đất - Cùng với sự phát triển của các hình thái kinh tế- xã hội, khi nền sản xuất chuyển từ săn bắn hái lượm sang giai đoạn chăn nuôi và trồng trọt thì người ta đã nghĩ đến việc nghiên cứu phân loại đất nhằm mục đích sử dụng hợp lý hơn và mang lại những kết quả cao hơn, sự ra đời và phát triển của phân loại đất là điều tất yếu [83]. - Xét về sự phát triển của quan điểm, nguyên tắc, phương pháp và tiêu chuẩn phân loại đất có thể phân chia tiến trình phát triển của ngành khoa học phân loại đất trên thế giới thành 4 giai đoạn: 1) Giai đoạn phân loại kỹ thuật; 2) Giai đoạn sáng lập và phát triển thổ nhưỡng học phát sinh; 3) Giai đoạn phát triển phân loại định lượng; 4) Giai đoạn phát triển phân loại kết hợp phát sinh và định lượng [83].2 Các hệ thống phân loại đất nổi bật: a) Phân loại đất phát sinh: Dokuchaev bắt đầu phân loại đất phát sinh năm 1883, tiêu biểu là các hệ thống phân loại đất quốc gia của Liên Xô, Australia và các nước XHCN. Theo trường phái này, đất được xác định chủ yếu dựa trên nghiên cứu tổng hợp các yếu tố (theo phương trình của Dokuchaev: S = f(cl, o, p, r, t) đã được thế giới công nhận như là một phương trình kinh điển về phát sinh học thổ nhưỡng, trong đó S (soil) - đất, f (funtion) - được xem như hàm số đa biến về tác động tổng hòa của các yếu tố (các biến): cl (climate) - khí hậu, o (organisms) - sinh vật, p (parent rock/materials) - đá mẹ/mẫu chất, r (relief) - địa hình, t (time) - thời gian [192]) và các quá trình hình thành đất, hình thái phẫu diện đất và các kết quả phân tích lý hóa học đất [156], [83]. Trong trường phái phân loại đất phát sinh, hệ thống phân loại đất của Liên xô là tiêu biểu nhất, phân thành hai hệ thống ứng với hai thời kỳ là: - Hệ thống phân loại đất của Liên Xô cũ (1939 - 1969): Hệ thống phân loại đất này được thực hiện theo quan điểm phát sinh của Dokuchaev và Sibirtsev.

Các nhà thổ nhưỡng Xô Viết còn được gọi là “phát sinh sinh thái” [29]. Theo đó, hệ thống phân loại đất của Liên xô bao gồm 7 cấp phân vị: Lớp (class), lớp phụ (subclass), loại (type), loại phụ (subtype), hợp (genera), chủng (species) và biến chủng (varieties). 7 - Hệ thống phân loại đất Liên Xô theo FAO/Unesco (1990): Năm 1990, Vladimir Stolbovoi (Viện nghiên cứu hệ thống ứng dụng đất quốc tế-IIASA) đã xây dựng chú dẫn bản đồ đất Liên Xô theo phân loại đất thế giới. Theo thống kê đầy đủ, trong số 28 nhóm đất chính theo phân loại của FAO trên thềm lục địa Liên Xô đã phát hiện được 20 nhóm.

Ở cấp phân vị thứ hai, đất Liên Xô có 71 đơn vị đất. b) Phân loại theo tính chất đất: Theo trường phái này, việc phân loại đất được dựa vào chính bản thân đất, trên cơ sở sự xuất hiện của các tiêu chuẩn chẩn đoán; gồm các tầng, vật liệu và tính chất chẩn đoán. Các tiêu chuẩn này được định lượng cụ thể bằng những đặc tính có thể quan sát được bằng mắt hoặc đo đếm được bằng các phương tiện máy móc. Vì vậy, phân loại đất theo chẩn đoán định lượng là phương pháp tiến bộ và có nhiều ưu điểm.

Nổi bật nhất là hệ thống phân loại đất của Mỹ [200]. Hệ thống phân loại đất của Mỹ được phát triển từ những năm 1950, công bố chính thức lần thứ nhất vào năm 1975 [194], lần thứ 2 vào năm 1999 [195]. Trong hệ thống phân loại đất của Mỹ năm 1975, gồm có 6 cấp phân vị: Bộ (order), bộ phụ (suborder), nhóm lớn (great group), nhóm phụ (subgroup), họ (family) và biểu loại (series). Hệ thống các cấp phân vị này được cấu trúc theo sơ đồ hình cây từ bộ đến biểu loại.

c) Phân loại đất kết hợp phát sinh và tính chất đất - FAO/WRB: Cơ sở tham chiếu Tài nguyên đất Thế giới WRB là một hệ thống phân loại đất được phát triển từ chú dẫn bản đồ đất thế giới của FAO/UNESCO/ISRIC với sự hợp tác của Trung tâm Thông tin Đất quốc tế (ISRIC), và được liên hiệp các nhà khoa học đất quốc tế (IUSS) và tổ chức FAO bảo trợ. Nó thay thế cho các chú dẫn bản đồ đất thế giới của FAO trước đó [163], [177]. - Mục tiêu của WRB là: 1) Phát triển một hệ thống có khả năng chấp nhận quốc tế cho phác họa tài nguyên đất, từ đó các phân loại quốc gia có thể tham chiếu và so sánh, đối chiếu. Trong đó, cơ sở phân loại đất được nhấn mạnh vào các đặc điểm hình thái hơn là vào số liệu phân tích thuần túy; 2) Tạo thuận lợi cho việc thực hiện các thống kê đất và chuyển giao số liệu về đất; trao đổi thông tin khoa học và chuyển giao kỹ thuật sử dụng đất giữa các vùng [177].

- Về quan điểm phân loại: WRB đã kết hợp các quan điểm phân loại đất hiện đại, gồm phát sinh và theo tính chất đất. - Cấu trúc của hệ thống gồm 2 bậc phân vị (a two - tier system of soil classification): 1) Bậc 1: Nhóm đất tham chiếu (Reference soil groups), gồm 30 8 nhóm, tương đương với cấp giữa bộ và bộ phụ trong hệ thống phân loại đất của Mỹ; 2) Bậc 2 (level of subdivisions): Đơn vị đất (Soil unit) hoặc chi tiết hơn, đơn vị phụ (Soil subunit) và nhỏ nhất là dạng (phase) đã xác định được trên 120 đơn vị đất trong 30 nhóm đất đã nói ở trên [83], [177]. Theo chú dẫn bản đồ đất thế giới thì diện tích bề mặt của quả đất ước khoảng 51 tỉ hecta, trong đó: biển và đại dương khoảng 36 tỉ hecta, đất liền và hải đảo 15 tỉ hecta [162].2 Những nghiên cứu đất ở Việt Nam 1.1 Tình hình áp dụng các hệ thống phân loại đất ở Việt Nam Hiện nay ở Việt Nam có 3 hệ thống phân loại đất đang được áp dụng cho việc điều tra xây dựng bản đồ đất. a) Hệ thống phân loại đất quốc gia Việt Nam: Được khởi xướng ở Việt Nam từ những năm đầu của thập kỉ 60, cùng với giai đoạn điều tra xây dựng bản đồ đất Miền bắc Việt Nam [5], [6], [19], [166].

Trên quan điểm phát sinh, việc phân chia đất theo phân loại Việt Nam được dựa trên cơ sở xem tổng hợp các yếu tố và các quá trình hình thành đất, hình thái phẫu diện và một số tính chất lý hóa học đất. Bảng hướng dẫn phân loại đất cho bản đồ tỷ lệ trung bình và lớn [19], gồm có 2 cấp phân vị, nhóm và loại đất; trong đó, đất Việt Nam được chia ra 14 nhóm với 64 loại (Bảng 1. Ở mức chi tiết hơn, một số nhóm loại “đất tổ hợp” được tách cụ thể hơn, chủ yếu theo mẫu chất hình thành đất và mức độ phèn mặn, đưa số nhóm, loại đất lên 15 nhóm và 86 loại [130]. Phân loại đất Việt Nam hiện nay [19], [42], [43] đã có những thay đổi đáng kể, đặc biệt là về quan điểm phân loại đất, “đã kết hợp nguyên tắc phát sinh và tiêu chuẩn định lượng đối với các cấp, chú ý sử dụng các yếu tố phụ nhất là đối với phân loại cấp thấp” [177].

Bảng phân loại đất Việt Nam [42], [162], gồm 2 cấp phân vị, nhóm và loại đất; trong đó, phần tên đất Việt Nam có 19 nhóm và 54 loại đất, phần tên đất theo FAO/Unesco có 17 nhóm và 51 đơn vị đất. So với bảng phân loại đất dùng cho bản đồ tỷ lệ lớn (1984), đã bổ sung thêm 4 nhóm đất: Đất mới biến đổi (CM), đất đá bọt (RK), đất có tầng sét loang lổ (L) và đất nhân tác (N), các nhóm đất còn lại giữ nguyên tên đất trước đây. b) Áp dụng hệ thống phân loại đất của Mỹ ở Việt Nam: Hệ thống phân loại đất của Mỹ [200] chủ yếu được áp dụng trong điều tra xây dựng bản đồ đất cho một số khu vực ở ĐBSCL từ 1980, 1990 [123]. 9 c) Áp dụng hệ thống phân loại đất của FAO/UNESCO/WRB ở Việt Nam: Từ những năm cuối của thập kỉ 80, hệ thống phân loại đất của FAO/UNESCO đã được áp dụng vào Việt nam.

Do có những ưu điểm về quan điểm, cơ sở phân loại và phạm vi phổ cập thông tin nên cho đến nay hệ thống phân loại đất của FAO/UNESCO/WRB đã và đang được áp dụng khá phổ biến trong nghiên cứu phân loại đất và điều tra lập bản đồ đất ở Việt nam.2 Những nghiên cứu về đất ở Việt Nam Giai đoạn trước 1975: Công tác nghiên cứu đất được tiến hành với quy mô lớn ở cả hai miền Nam và Bắc tập trung vào các vấn đề về phân loại đất và xây dựng các bản đồ ở những vùng có quy mô lớn. Những nghiên cứu sau năm 1975: Trong giai đoạn này trọng tâm công tác nhằm nghiên cứu xây dựng bản phân loại đất phục vụ cho tỉ lệ bản đồ đất các loại, nghiên cứu quy phạm điều tra đất phục vụ phát triển trên địa bàn cả nước. Các công trình nghiên cứu về đất trong giai đoạn này đã có sự tham gia của các nhà khoa học đất hàng đầu Việt Nam như: Phan Liêu, Trần Công Tấu; Lê Thái Bạt; Tôn Thất Chiểu; Trần An Phong; Nguyễn Khang; Đào Châu Thu; Phạm Quang Khánh,. kết quả của những công trình nghiên cứu đất nói trên trong giai đoạn này là cơ sở khoa học vững chắc cho việc quản lí và sử dụng tài nguyên đất quốc gia một cách hợp lí như: (1) Nắm đất và tài nguyên nông nghiệp đến mức sơ đồ tỉ lệ 1/50.000 tất cả các huyện miền Nam sau ngày giải phóng; (2) Xây dựng các vùng chuyên canh và các vùng kinh tế mới nhằm mở rộng hàng triệu ha đất nông nghiệp.

Theo Hội khoa học đất Việt Nam (1996), tổng diện tích tự nhiên (DTTN) của Việt Nam 33,1 triệu ha, trong đó diện tích sông suối, núi đá là 1,76 triệu ha, chiếm 5,33% DTTN, còn lại 31,34 triệu ha, chiếm 94,67% DTTN là các loại hình thổ nhưỡng được chia thành 14 nhóm đất. Đến nay, công tác điều tra, bổ sung xây dựng bản đồ đất tỉ lệ từ 1/100.000 cho các tỉnh trong cả nước do Viện QH&TKNN thực hiện cơ bản hoàn thành. Các nghiên cứu nêu trên bước đầu đã hỗ trợ tích cực cho công tác thống kê tài nguyên đất để hoạch định chiến lược phát triển, quy hoạch và tổ chức lãnh thổ các cấp huyện, tỉnh và cả nước[42].