MỞ ĐẦU Vùng đầu nguồn sông Đà là vùng phòng hộ có vai trò quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của đất nước ta. Trong những năm qua, cùng với việc xây dựng đập Hoà Bình là việc khai thác rừng bừa bãi, tập quán canh tác trên đất dốc không đúng kỹ thuật của dân cư địa phương rất phổ biến (như đốt nương làm rẫy và thức sử dụng đất không hợp lý. Hậu quả là tài nguyên đất, rừng nơi đây đang đứng trước nguy cơ suy thoái nghiêm trọng cả về số lượng và chất lượng. Điều này gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái, kinh tế xã hội cũng như đời sống cộng đồng dân cư trong khu vực.
Do vậy, việc phục hồi, bảo vệ và phát triển rừng phòng hộ đầu nguồn khu vực xung yếu nói chung và ở khu vực vùng lòng hồ sông Đà nói riêng đang là vấn đề cấp bách trong những năm gần đây. Theo Đặng Huy Huỳnh (1990), diện tích lưu vực hồ Hoà Bình là 2.000 ha, trong đó diện tích rừng trên lưu vực chỉ còn 266. Lượng bùn cát lắng đọng hàng năm do mưa, bão, trượt lở trung bình khoảng 83,6 triệu tấn. Với tốc độ đó sau 25 năm lòng hồ thuỷ điện Hoà Bình sẽ mất 60% dung tích chính.
Theo Lưu Danh Doanh (Trung tâm khảo quản lý và khảo sát môi trường) [38] thì “Lưu vực sông Đà và hồ chứa Hoà Bình thuộc khu vực có cường độ xói mòn vào loại mạnh nhất so với các lưu vực sông khác ở nước ta. Trung bình hàng năm trên 1km2 bị mất đi khoảng 20.000 tấn đất màu. Mức độ bồi lắng của hồ Hoà Bình thuộc loại nghiêm trọng”. Nguyên nhân của tình trạng trên là do rừng phòng hộ trong khu vực đã, đang bị suy thoái nghiêm trọng, chức năng phòng hộ và bảo vệ môi trường của rừng bị suy giảm.
Hậu quả trực tiếp của việc mất rừng và suy thoái rừng là xói mòn, mất đất, bồi lắng lòng hồ do các nguyên nhân khác nhau. Do vậy, kiểm soát sự mất đất do xói mòn đã trở thành vấn đề mang tính cấp thiết. Một trong những biện pháp quan trọng là trồng rừng hay phục hồi lại rừng đã mất. Trong những năm qua, nhà nước đã triển khai rất nhiều các chương trình, dự án nhằm khôi phục lại diện tích rừng đã bị tàn phá tại khu vực ven hồ sông Đà (như chương trình PAM, dự án 661, 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LUẬN VĂN THẠC SỸ NĂM 2012 dự án RENFODA- JICA.
Các chương trình, dự án đã thiết kế và triển khai nhiều mô hình trồng rừng và bước đầu mang lại những hiệu quả nhất định về mặt môi trường vùng đầu nguồn. Tuy vậy, những nghiên cứu chuyên sâu mang tính quan trắc theo thời gian của các công trình trên còn hạn chế. Vì vậy để đóng góp các cơ sở khoa học cho vấn đề này, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu phát triển các mô hình sinh thái rừng phòng hộ ven hồ Hoà Bình. CHƢƠNG 1 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LUẬN VĂN THẠC SỸ NĂM 2012 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Khái quát các nghiên cứu chức năng sinh thái rừng trên thế giới và ở Việt Nam 1.
Trên thế giới Việc nghiên cứu về sinh thái rừng và ảnh hưởng của rừng trồng đến môi trường đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Nhiều nghiên cứu đã khẳng định vai trò to lớn của rừng trong việc phòng hộ đầu nguồn. Các chức năng phòng hộ của rừng bao gồm cả việc giữ đất và do đó kiểm soát xói mòn và quá trình lắng đọng bùn cát, điều tiết dòng chảy, hạn chế lũ lụt, cung cấp nguồn nước, kiểm soát chất lượng nước. Việc mất đi lớp thảm phủ rừng do việc khai thác gỗ bừa bãi hoặc sử dụng đất không hợp lý ở vùng đầu nguồn có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng đối với vùng hạ lưu (Hamilton và King, 1993)[43].
Ở các nước phát triển trên thế giới, việc nghiên cứu về sinh thái rừng nói chung và sinh thái rừng trồng nói riêng đã được rất nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu và giới thiệu trong các tài liệu và diễn đàn quốc tế từ đầu thế kỷ 20. Các nghiên cứu tập trung vào ảnh hưởng của rừng trồng tới lập địa. Mấy chục năm gần đây, đã có nhiều nghiên cứu về rừng đã bước đầu cho thấy sự thoái hóa lập địa do khai thác rừng Thông Pinus radiata với chu kỳ ngắn ở Úc. Theo các tác giả, có tới 90% chất dinh dưỡng trong sinh khối bị lấy đi khỏi rừng khi khai thác.
Turvey (1983) [35] cũng cho rằng sự thay thế rừng Bạch đàn tự nhiên bằng rừng Thông Pinus radiatan với chu kỳ chặt 15- 20 năm cũng làm giảm độ phì của đất do khai thác gỗ. Mặt khác, tầng thảm mục dày và khó phân giải của Thông cũng làm chậm sự quay vòng của các nguyên tố khoáng và đạm ở các lập địa này. Các nghiên cứu của các tác giả cũng quan tâm nhiều tới vai trò của rừng trong việc phòng hộ môi trường, đề cập tới vấn đề dinh dưỡng đất, chế độ nước, khả năng ngăn cản xói mòn, dòng chảy. Tác giả Gosh (1978) [35] đã đánh giá ảnh hưởng của rừng trồng Bạch đàn đến chế độ nước và chất dinh dưỡng trong đất tại Ấn Độ và nhiều vùng trên thế giới nhưng chưa có những kết luận khẳng định.
Theo 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LUẬN VĂN THẠC SỸ NĂM 2012 Gósh các mối lợi về kinh tế do Bạch đàn đưa lại còn lớn hơn nhiều so với mặt hại nếu có. Những nghiên cứu cho thấy việc trồng rừng có thể đem lại những ảnh hưởng tích cực khi mà độ phì đất được cải thiện và 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 (xét sau một khoảng thời gian dài sau khi trồng). Tuy nhiên, việc sử dụng cơ giới hoá trong xử lý thực bì, khai thác, trồng rừng cũng chính là nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm sức sản xuất của đất [41].
Trong vùng nhiệt đới, rừng cây mọc nhanh ảnh hưởng đến đất không chỉ ở việc tiêu thụ dinh dưỡng. Tốc độ tuần hoàn vật chất cũng diễn ra một cách nhanh chóng hơn. Khi trồng rừng thì có một yếu tố quan trọng là khi đó có sự đảo lộn quá trình trao đổi vật chất giữa rừng và đất khi thay thế các hệ sinh thái tự nhiên đa dạng bằng một hệ sinh thái nhân tạo độc canh có sự tác động của con người. Những nghiên cứu gần đây tập trung tìm hiểu về các chức năng sinh thái môi trường của rừng.
Theo Lee Soo-hwa (Lee-Soo-hwa, 2007.net/news/news) cho rằng đất rừng tốt có thể thấm được khoảng 250 mm nước mưa trong một giờ. Tuy nhiên, theo ông thì rừng Thông qua tác động tới cấu trúc sẽ không tốt cho cải thiện nguồn nước thậm chí còn làm tăng sự thiếu nước do làm cho một lượng nước lớn bị ngăn giữ lại từ các tầng tán và bốc hơi. Ngược lại, khi rừng được cải thiện tầng tán thì sẽ tạo điều kiện cho nước mưa thấm vào đất nhiều hơn, đất lưu giữ được nước tốt hơn và sự chiếu sáng sẽ làm cho các vi sinh vật đất như giun hoạt động tốt hơn. Vì vậy có tác dụng duy trì nguồn nước và cải thiện nguồn nước tốt hơn.
Theo Farley và cộng sự (2005) [35] đã chỉ ra rằng khi đất trảng cỏ và đất cây bụi chuyển sang rừng trồng thì lượng dòng chảy năm giảm đi 44% và 31%. Tác động làm giảm dòng chảy kiệt của rừng trồng còn thể hiện rõ hơn cả lượng dòng chảy trung bình năm. Theo Nisbet (2001)[35], rừng có thể có tác dụng làm giảm dòng chảy mặt và chống xói mòn tốt; tuy nhiên các hoạt động trồng rừng và tác 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LUẬN VĂN THẠC SỸ NĂM 2012 động vào rừng như: làm đường giao thông, làm đất khi trồng rừng, chăm sóc rừng, khai thác .có thể dẫn tới làm tăng dòng chảy mặt và xói mòn cho lưu vực. Theo Zhang và cộng sự (2007)[35] cho rằng, nếu các chỉ số về trạng thái thảm thực vật rừng (cấu trúc, loại đất, địa hình.) có ảnh hưởng đến dòng chảy của lưu vực thì phân bố không gian của rừng cũng ảnh hưởng quan trọng, nhất là khi rừng được phân bố ở những khu vực tiếp nối trực tiếp với hệ thống tích nước của thuỷ vực như sông, suối, hồ.
Mặt khác, rừng trồng có ảnh hưởng đối với dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm cho nên nó gây ảnh hưởng đối với độ mặn của nước sông suối trong lưu vực. Ở những nơi lượng muối phân bố nhiều ở tầng lớp đất mặt thì ảnh hưỏng đó sẽ thể hiện rõ chỉ trong vòng 2 - 5 năm sau khi trồng rừng. Tuy nhiên, đối với vùng mà sự phân bố nguồn mặn chủ yếu ở tầng nước ngầm thì ảnh hưởng đó sẽ chậm hơn rất nhiều tuỳ thuộc vào đặc điểm của hệ thống nước ngầm nơi đó. Ngoài ra, những khoảng trống ở phần trên sườn dốc có thể gây ra ảnh hưởng đối với sản lượng nước thấp hơn ở phần dưới sườn dốc.
Vì vậy, cần ưu tiên lựa chọn vùng trồng rừng cho hợp lý trên quan điểm quản lý nguồn nước. Guardiola và cộng sự (2010)[35], việc thay thế các rừng cây bản địa bằng rừng Cao su ở Nam Keng (Trung Quốc) và ở Pang Khum (miền Bắc Thái Lan) đã làm tăng lượng bốc thoát hơi nước, do đó làm giảm dòng chảy cũng như lượng nước được tích trữ trong lưu vực. Mặc dù, việc trồng rừng và những biện pháp bảo tồn đất có những tác dụng nhất định trong việc giảm đỉnh lũ nhưng ít có trường hợp nào cho thấy các biện pháp đó có tác dụng làm tăng dòng chảy kiệt. Nhiều nghiên cứu khác cũng cho thấy việc trồng rừng đã làm giảm sản lượng nước bình quân và dòng chảy trong mùa khô của lưu vực.
Trong không ít trường hợp, dòng chảy kiệt bị giảm đáng kể sau khi trồng rừng. Tuy nhiên, trong một số trường hợp nó lại tăng dòng chảy ngầm và dòng chảy kiệt nhờ có việc làm tăng tính thấm nước của đất. Trung bình sự giảm sản lượng dòng chảy do trồng rừng biến động trong khoảng từ 50 mm/năm đối với vùng khô cho đến 300 mm/năm đối với vùng ẩm ướt. Điều đó có thể làm giảm sản lượng nước tương đối năm ở mức 20 - 40% (Ge Sun và cộng sự, 2005).
13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.