Nghiên cứu ảnh hưởng của rừng trồng keo và thông tới môi trường đất tại rừng thực nghiệm núi luốt trường đại học lâm nghiệp

Đề tài nghiên cứu Ảnh hưởng của rừng Keo và Thông tới môi trường đất ứng dụng cao trong học thuật và nghiên cứu thực tiễn hỗ trợ đào tạo hiệu quả

• Tác giả: Vương Thị Hà
• Người hướng dẫn: Trần Quang Bảo
• Trường học: Trường Đại học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng và môi trường, Quản lý môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của rừng trồng Keo và Thông tới môi trường đất tại rừng thực nghiệm núi Luốt trường Đại học Lâm Nghiệp
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Xuân Mai

Tóm tắt

I. Tổng quan ảnh hưởng của rừng keo và thông đến đất núi Luốt

Rừng trồng keo và thông đóng vai trò quan trọng trong các chương trình lâm nghiệp tại Việt Nam. Nghiên cứu về ảnh hưởng của rừng trồng keo và thông tới môi trường đất là yếu tố then chốt để phát triển lâm nghiệp bền vững. Đất và quần xã thực vật có mối quan hệ tương tác hai chiều. Rừng tác động trực tiếp đến sự hình thành và biến đổi của đất. Ngược lại, đặc tính đất lâm nghiệp quyết định sự sinh trưởng của cây. Tại rừng thực nghiệm núi Luốt, việc trồng keo và thông không chỉ phục vụ mục đích kinh tế mà còn nhằm cải tạo đất. Tuy nhiên, các nghiên cứu trước đây thường tập trung vào việc chọn cây phù hợp với đất. Ít công trình đi sâu phân tích tác động ngược lại của cây rừng đến môi trường đất. Đề tài này tập trung vào việc đánh giá sự thay đổi các tính chất lý hóa đất dưới hai loại rừng trồng này. Qua đó, nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để đề xuất các giải pháp quản lý đất bền vững, nâng cao độ phì nhiêu đất rừng và tối ưu hóa lợi ích môi trường. Việc hiểu rõ cách mỗi loài cây tác động đến đất giúp xây dựng các mô hình trồng rừng hỗn loài hiệu quả, giảm thiểu rủi ro suy thoái đất dưới tán rừng trồng và tăng cường đa dạng sinh học đất.

1.1. Vai trò của rừng trồng trong hệ sinh thái đất đồi núi

Rừng là một thành phần không thể thiếu của hệ sinh thái tự nhiên. Rừng trồng, đặc biệt là keo và thông, đóng vai trò quan trọng trong việc phủ xanh đất trống, đồi núi trọc. Chúng có tác động mạnh mẽ đến các yếu tố khí hậu và đất đai. Việc mất rừng tự nhiên dẫn đến nhiều hệ lụy nghiêm trọng như xói mòn đất đồi núi, rửa trôi và suy thoái. Rừng trồng giúp hình thành lớp thảm mục rừng, có tác dụng như một lớp bảo vệ bề mặt đất. Lớp thảm mục này giúp giảm tác động của mưa, tăng khả năng thấm nước và giữ ẩm cho đất. Hơn nữa, quá trình phân giải vật rơi rụng từ cây rừng bổ sung một lượng lớn chất hữu cơ, góp phần vào chu trình dinh dưỡng trong đất và cải thiện độ phì nhiêu đất rừng. Nghiên cứu tại núi Luốt cho thấy, sau nhiều năm, rừng keo và thông đã tạo ra những thay đổi đáng kể cho môi trường đất so với đất trống trước kia.

1.2. Giới thiệu khu vực nghiên cứu Rừng thực nghiệm Núi Luốt

Rừng thực nghiệm núi Luốt thuộc Trường Đại học Lâm Nghiệp, nằm tại thị trấn Xuân Mai, huyện Chương Mỹ. Đây là khu vực chuyển tiếp giữa đồng bằng và đồi núi, có địa hình dốc trung bình 15 độ. Đất tại đây chủ yếu là Feralit nâu vàng phát triển trên đá mẹ Poocfiarit, có tầng đất từ trung bình đến dày. Trước năm 1984, thảm thực vật chủ yếu là cây bụi và cỏ tranh. Sau đó, trường đã tiến hành trồng các loài cây như Thông đuôi ngựa, Keo lá tràm, Keo tai tượng để phủ xanh và phục vụ nghiên cứu. Khu vực này có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho nhiều loài cây phát triển. Tuy nhiên, nó cũng chịu tác động từ hoạt động dân sinh như chăn thả gia súc và lấy củi. Việc lựa chọn núi Luốt làm địa điểm nghiên cứu là phù hợp, vì nó đại diện cho điều kiện đất đồi núi trọc cần được cải tạo bằng các giải pháp lâm nghiệp.

II. Thách thức suy thoái đất dưới tán rừng trồng keo và thông

Mặc dù rừng trồng mang lại nhiều lợi ích, việc trồng rừng thuần loài, đặc biệt là keo và thông, cũng đặt ra những thách thức không nhỏ. Vấn đề lớn nhất là nguy cơ suy thoái đất dưới tán rừng trồng. Rừng thuần loài có cấu trúc đơn giản, độ đa dạng sinh học thấp. Điều này ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đất rừng và tốc độ phân giải chất hữu cơ. Lá thông có hàm lượng axit cao, khó phân hủy, có thể làm chua hóa đất tầng mặt. Trong khi đó, một số loài keo có nhu cầu nước lớn, có thể làm đất bị khô cứng. Cả hai loại rừng, nếu không được quản lý hợp lý, đều có thể dẫn đến hiện tượng xói mòn đất đồi núi. Chu kỳ khai thác ngắn của rừng sản xuất cũng là một yếu tố cần xem xét. Việc khai thác toàn bộ sinh khối có thể làm mất đi một lượng lớn dinh dưỡng tích lũy, làm giảm độ phì nhiêu đất rừng cho các chu kỳ sau. Do đó, việc nghiên cứu các tác động môi trường của rừng sản xuất là cần thiết để tìm ra phương thức canh tác bền vững, cân bằng giữa lợi ích kinh tế và bảo vệ môi trường đất.

2.1. Nguy cơ xói mòn và rửa trôi đất tại khu vực dốc

Địa hình dốc tại núi Luốt là một yếu tố làm tăng nguy cơ xói mòn. Mặc dù rừng trồng có tác dụng che phủ, nhưng cấu trúc tầng tán của rừng thuần loài thường không liên tục như rừng tự nhiên. Dữ liệu từ nghiên cứu cho thấy độ tàn che trung bình của rừng Thông (42%) và rừng Keo (28%) tại khu vực nghiên cứu là tương đối thấp. Độ tàn che thấp khiến một lượng lớn nước mưa vẫn có thể rơi trực tiếp xuống mặt đất, gây ra hiện tượng xói mòn bề mặt. Lớp cây bụi và thảm tươi dưới tán rừng, mặc dù có tồn tại, nhưng độ che phủ cũng chưa cao (khoảng 43-47%). Tình trạng này, kết hợp với các hoạt động khai thác củi và chăn thả gia súc, làm giảm khả năng bảo vệ của lớp phủ thực vật, gia tăng nguy cơ suy thoái đất.

2.2. Sự khác biệt về thảm mục rừng keo và thảm mục rừng thông

Lớp vật rơi rụng trên mặt đất, hay còn gọi là thảm mục rừng, có vai trò quyết định trong việc cải tạo đất. Tuy nhiên, có sự khác biệt lớn giữa thảm mục rừng keo và thảm mục rừng thông. Lá thông chứa nhiều nhựa và tanin, có cấu trúc dạng kim nên phân giải rất chậm. Điều này làm chậm quá trình hoàn trả dinh dưỡng cho đất. Ngược lại, lá keo (đặc biệt là các loài thuộc họ Đậu) có hàm lượng nitơ cao hơn và dễ phân hủy hơn. Sự phân giải chậm của lá thông có thể dẫn đến tích tụ một lớp thảm mục dày, có tính axit, ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động của vi sinh vật. Trong khi đó, thảm mục của keo giúp duy trì chu trình dinh dưỡng trong đất diễn ra nhanh hơn. Sự khác biệt này là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến sự thay đổi các đặc tính đất lâm nghiệp dưới hai loại rừng này.

III. Phân tích tính chất lý hóa đất dưới rừng keo và thông

Để đánh giá cụ thể ảnh hưởng của rừng trồng keo và thông tới môi trường đất, nghiên cứu đã tiến hành phân tích các tính chất lý hóa đất tại các độ sâu khác nhau. Các chỉ tiêu vật lý như dung trọng, tỷ trọng và độ xốp phản ánh kết cấu và độ chặt của đất. Các chỉ tiêu hóa học như độ chua (pH), hàm lượng mùn và các chất dinh dưỡng dễ tiêu (N, P, K) cho thấy mức độ độ phì nhiêu đất rừng. Kết quả cho thấy cả hai loại rừng đều có những tác động rõ rệt nhưng theo những hướng khác nhau. Đất dưới rừng Keo có xu hướng cải thiện về hàm lượng mùn và dinh dưỡng tốt hơn. Dung trọng đất dưới rừng Keo cũng thấp hơn, cho thấy đất tơi xốp hơn. Ngược lại, đất dưới rừng Thông có sự cải thiện về độ chua tầng mặt nhưng lại cho thấy dấu hiệu suy giảm hàm lượng mùn và lân dễ tiêu. Những phân tích này cung cấp bằng chứng khoa học cụ thể về cơ chế tác động của từng loài cây, là nền tảng cho các giải pháp cải tạo đất bằng cây lâm nghiệp.

3.1. Đánh giá sự biến động dung trọng và độ xốp của đất

Dữ liệu nghiên cứu từ năm 2006 đến 2010 cho thấy sự thay đổi rõ rệt. Dưới tán rừng Thông, dung trọng đất tầng mặt (0-10cm) giảm mạnh từ 1,23 g/cm³ xuống 1,00 g/cm³, cho thấy sự cải thiện về độ tơi xốp. Tuy nhiên, ở các tầng sâu hơn, dung trọng lại có xu hướng tăng. Ngược lại, dung trọng dưới rừng Keo khá ổn định và luôn ở mức thấp hơn so với rừng Thông (0,90 - 0,92 g/cm³ ở tầng mặt). Về độ xốp, đất dưới cả hai loại rừng đều khá xốp (53-64%). Đất dưới rừng Thông cho thấy sự cải thiện nhẹ độ xốp ở tầng mặt, trong khi đất dưới rừng Keo lại giảm nhẹ. Nhìn chung, dung trọng thấp hơn dưới tán rừng Keo cho thấy đặc tính đất lâm nghiệp ở đây tốt hơn về mặt cấu trúc vật lý.

3.2. Phân tích độ chua pH và hàm lượng mùn trong đất rừng

Độ chua của đất (pHKCl) tại khu vực nghiên cứu dao động từ 4,11 đến 4,27, thuộc loại đất chua. Cả hai loại rừng đều có xu hướng làm giảm độ chua ở tầng mặt. Đáng chú ý, mức giảm dưới rừng Thông (-4,62%) lớn hơn so với rừng Keo (-1,30%), có thể do ảnh hưởng từ axit trong lá thông. Về hàm lượng mùn, đây là chỉ tiêu quan trọng nhất thể hiện độ phì nhiêu đất rừng. Kết quả cho thấy đất dưới tán rừng Keo có hàm lượng mùn cao hơn (3,08% ở tầng mặt) so với rừng Thông (2,28%). Đáng lo ngại, hàm lượng mùn dưới cả hai loại rừng đều có xu hướng giảm trong giai đoạn 2006-2010. Mức giảm dưới rừng Thông (-20,23% ở tầng mặt) là rất đáng kể, cho thấy quá trình khoáng hóa diễn ra mạnh hơn quá trình tích lũy hữu cơ.

IV. Cách rừng keo và thông tác động chu trình dinh dưỡng đất

Rừng trồng tác động trực tiếp đến chu trình dinh dưỡng trong đất thông qua việc hấp thụ dinh dưỡng để sinh trưởng và hoàn trả lại qua vật rơi rụng. Nghiên cứu tại núi Luốt đã phân tích hàm lượng các chất dinh dưỡng đa lượng dễ tiêu là đạm (N), lân (P) và kali (K). Kết quả cho thấy sự khác biệt rất lớn giữa rừng keo và rừng thông. Rừng Keo, với khả năng cộng sinh với vi khuẩn cố định đạm, đã làm tăng đáng kể hàm lượng đạm dễ tiêu trong đất. Hàm lượng lân dễ tiêu dưới tán rừng Keo cũng tăng đột biến. Đây là minh chứng rõ ràng cho vai trò cải tạo đất bằng cây lâm nghiệp của các loài cây họ Đậu. Ngược lại, rừng Thông dường như vẫn đang trong giai đoạn khai thác dinh dưỡng từ đất. Hàm lượng lân dưới tán rừng Thông giảm mạnh, cho thấy nhu cầu lân của cây cao hơn lượng được hoàn trả. Những phát hiện này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn loài cây phù hợp với mục tiêu cải tạo đất, đặc biệt là trên những vùng đất nghèo dinh dưỡng và có nguy cơ suy thoái đất.

4.1. Khả năng cố định đạm và cải thiện độ phì nhiêu đất rừng

Đạm là yếu tố dinh dưỡng giới hạn chính trong nhiều hệ sinh thái rừng. Các loài Keo (Acacia) có khả năng hình thành nốt sần ở rễ, nơi vi khuẩn Rhizobium sống cộng sinh và cố định nitơ từ không khí. Cơ chế này mang lại lợi thế vượt trội trong việc cải tạo đất. Dữ liệu cho thấy hàm lượng đạm dễ tiêu dưới rừng Keo cao hơn hẳn (9,48 mg/100g đất) so với rừng Thông (7,28 mg/100g đất). Mức tăng hàm lượng đạm dưới rừng Keo trong 5 năm lên tới 20,88% ở tầng mặt. Điều này không chỉ cung cấp dinh dưỡng cho chính cây Keo mà còn làm giàu đạm cho toàn bộ hệ sinh thái, tạo điều kiện cho các loài cây khác phát triển và thúc đẩy hoạt động của hệ vi sinh vật đất rừng.

4.2. Diễn biến hàm lượng lân và kali dễ tiêu dưới hai loại rừng

Lân (P) là một chỉ tiêu quan trọng khác. Kết quả nghiên cứu cho thấy một sự tương phản rõ rệt. Dưới rừng Thông, hàm lượng lân dễ tiêu giảm mạnh ở tất cả các tầng đất (mức giảm từ 24% đến 30%). Điều này cho thấy rừng Thông đang làm suy giảm nguồn lân dự trữ trong đất. Ngược lại, dưới rừng Keo, hàm lượng lân dễ tiêu tăng một cách ngoạn mục, với mức tăng lên tới 192% ở tầng đất sâu. Sự gia tăng này có thể do Keo có khả năng huy động các dạng lân khó tan trong đất. Đối với Kali (K), do không có dữ liệu phân tích trong tài liệu gốc, phần này không thể triển khai chi tiết. Tuy nhiên, sự khác biệt về đạm và lân đã đủ để kết luận rằng Keo có tác động tích cực hơn hẳn Thông trong việc cải thiện chu trình dinh dưỡng trong đất.

V. So sánh hiệu quả cải tạo đất của rừng keo so với rừng thông

Tổng hợp các kết quả phân tích cho phép đưa ra so sánh trực tiếp về hiệu quả cải tạo đất giữa rừng Keo và rừng Thông tại núi Luốt. Rừng Keo thể hiện vai trò vượt trội trong việc cải thiện các chỉ số về độ phì nhiêu đất rừng. Nhờ khả năng cố định đạm và huy động lân, Keo không chỉ tự cung cấp dinh dưỡng mà còn làm giàu cho đất. Đất dưới rừng Keo tơi xốp hơn, có hàm lượng mùn và đạm cao hơn. Mặc dù có một số chỉ số vật lý chưa ổn định, nhưng xu hướng chung là tích cực. Ngược lại, rừng Thông, mặc dù giúp giảm độ chua tầng mặt, lại cho thấy các dấu hiệu của suy thoái đất về mặt dinh dưỡng. Cụ thể là sự sụt giảm nghiêm trọng hàm lượng mùn và lân. Đây là tác động môi trường của rừng sản xuất thuần loài cần được cảnh báo. Rừng Thông có thể phù hợp cho mục đích kinh tế và phòng hộ chống xói mòn ban đầu, nhưng về lâu dài, nó có thể làm nghèo kiệt đất nếu không có biện pháp can thiệp. Việc trồng hỗn giao Thông với các loài cây cải tạo đất như Keo có thể là một giải pháp hữu hiệu.

5.1. Đánh giá tổng hợp các chỉ tiêu lý hóa của đất

Khi đặt lên bàn cân, rừng Keo tỏ ra ưu thế hơn trong hầu hết các chỉ tiêu quan trọng. Về mặt hóa học, đất dưới rừng Keo giàu dinh dưỡng hơn (đạm, lân) và có hàm lượng mùn cao hơn. Về mặt vật lý, đất có dung trọng thấp hơn, cho thấy kết cấu tốt hơn. Mặc dù rừng Thông có ưu điểm trong việc giảm pH tầng mặt, nhưng những tác động tiêu cực đến hàm lượng mùn và lân là một điểm trừ lớn. Dựa trên các tính chất lý hóa đất đã phân tích, có thể khẳng định Keo là loài cây có khả năng cải tạo đất bằng cây lâm nghiệp hiệu quả hơn Thông trong điều kiện nghiên cứu tại núi Luốt. Đây là cơ sở để lựa chọn loài cây tiên phong cho các chương trình phục hồi đất đai.

5.2. Tiềm năng phục hồi đa dạng sinh học đất và thảm thực vật

Môi trường đất được cải thiện là tiền đề cho việc phục hồi đa dạng sinh học đất và thảm thực vật. Đất giàu dinh dưỡng và tơi xốp dưới tán Keo tạo điều kiện thuận lợi hơn cho sự phát triển của hệ vi sinh vật đất rừng, giun đất và các sinh vật khác. Điều này thúc đẩy quá trình phân giải hữu cơ và làm cho hệ sinh thái trở nên năng động hơn. Ngoài ra, môi trường đất tốt hơn cũng hỗ trợ sự sinh trưởng của các loài cây bản địa được trồng xen kẽ. Nghiên cứu chỉ ra mật độ cây bản địa dưới tán Keo (trung bình 805 cây/ha) và Thông (trung bình 754 cây/ha) là tương đương. Tuy nhiên, với điều kiện đất ngày càng được cải thiện, triển vọng phát triển của cây bản địa dưới tán Keo được dự báo sẽ tốt hơn trong tương lai, góp phần xây dựng một hệ sinh thái rừng bền vững hơn.

VI. Hướng tới quản lý đất bền vững tại rừng thực nghiệm núi Luốt

Từ kết quả của đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của rừng trồng Keo và Thông tới môi trường đất”, có thể rút ra nhiều bài học quan trọng cho công tác quản lý đất bền vững. Việc trồng rừng thuần loài cần được cân nhắc kỹ lưỡng về tác động lâu dài. Đối với rừng Thông, cần có các biện pháp bổ sung dinh dưỡng, đặc biệt là lân và chất hữu cơ, để tránh làm kiệt quệ đất. Đối với rừng Keo, dù có khả năng cải tạo đất tốt, vẫn cần quản lý mật độ và chu kỳ khai thác hợp lý để tối đa hóa lợi ích. Hướng đi tối ưu là phát triển các mô hình trồng rừng hỗn giao giữa các loài cây lấy gỗ và các loài cây cải tạo đất. Điều này không chỉ giúp duy trì độ phì nhiêu đất rừng mà còn tăng cường khả năng chống chịu sâu bệnh và nâng cao đa dạng sinh học đất. Các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào động thái của carbon trong đất rừng và vai trò của hệ vi sinh vật để có cái nhìn toàn diện hơn, phục vụ cho mục tiêu lâm nghiệp bền vững.

6.1. Đề xuất giải pháp lâm nghiệp bền vững cho rừng trồng

Dựa trên các phân tích, một số giải pháp được đề xuất. Thứ nhất, cần hạn chế trồng Thông thuần loài trên các vùng đất dốc, nghèo dinh dưỡng. Nên áp dụng mô hình trồng hỗn giao theo băng hoặc theo đám giữa Thông và các loài cây họ Đậu như Keo. Thứ hai, đối với các khu rừng Thông hiện có, cần áp dụng các biện pháp như bón phân (đặc biệt là phân lân) và giữ lại cành lá sau khai thác để trả lại chất hữu cơ cho đất. Thứ ba, cần bảo vệ và phát triển lớp cây bụi, thảm tươi dưới tán rừng để tăng cường khả năng chống xói mòn đất đồi núi. Những giải pháp này nhằm mục đích chuyển đổi các khu rừng sản xuất đơn thuần thành hệ sinh thái rừng đa chức năng, vừa mang lại hiệu quả kinh tế, vừa đảm bảo chức năng bảo vệ môi trường.

6.2. Triển vọng nghiên cứu về carbon và hệ vi sinh vật đất

Nghiên cứu này đã mở ra những hướng đi mới. Trong tương lai, việc lượng hóa khả năng lưu trữ carbon trong đất rừng dưới các loại hình rừng trồng khác nhau là rất cần thiết. Carbon trong đất không chỉ liên quan đến biến đổi khí hậu mà còn là một chỉ số quan trọng của sức khỏe đất. Bên cạnh đó, cần có những nghiên cứu sâu hơn về hệ vi sinh vật đất rừng. Phân tích sự đa dạng và hoạt động của vi khuẩn, nấm trong đất sẽ giúp giải thích rõ hơn cơ chế phân giải hữu cơ và chu trình dinh dưỡng. Việc hiểu rõ các quá trình sinh học này sẽ cung cấp những công cụ mạnh mẽ hơn cho việc quản lý đất bền vững và phục hồi các hệ sinh thái rừng bị suy thoái.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Đất và khí hậu là những nhân tố sinh thái quan trọng với sự tồn tại và phát triển của thực vật rừng. Trong một vùng khí hậu, đất là nhân tố đóng vai trò quan trọng có tính chất quyết định. Đất là thành phần quan trọng của hệ sinh thái rừng nó thường xuyên có mối quan hệ qua lại với các thành phần khác của hệ sinh thái, đặc biệt là quần xã thực vật rừng. Cho nên có thể nói quần xã thực vật rừng là nhân tố quan trọng trong sự hình thành đất.

Sự tác động qua lại lẫn nhau giữa đất và quần xã thực vật rừng đã tạo ra hệ thống “ đất – rừng – đất” là biểu hiện rõ nét nhất về sự tồn tại và hoạt động của hệ sinh thái rừng. Chính vì vậy, mất rừng ảnh hưởng trực tiếp đến tài nguyên đất. Rừng bị mất đi gây ra một loạt các hiện tượng suy thoái đất, hoang mạc hóa, sa mạc hóa…và gián tiếp gây ra những ảnh hưởng không nhỏ tới khí hậu, mực nước ngầm, các tệ nạn xã hội, ô nhiễm các môi trường thành phần đe dọa đến sự tồn tại và phát triển của con người. Do đó việc bảo vệ, nâng cao chất lượng môi trường đất là vấn đề cấp thiết hiện nay.

Có rất nhiều phương pháp để bảo vệ và bảo tồn tài nguyên đất như: sử dụng khoa học công nghệ nhằm nâng cao chất lượng của những vùng đất bị suy thoái, thau chua rửa mặn (cải tạo những vùng đất ngập mặn để gia tăng diện tích đất sản xuất), ngăn chặn việc làm ô nhiễm đất, sa mạc hóa, hoang mạc hóa, mặn hóa. Sử dụng thực vật để cải tạo và nâng cao chất lượng môi trường đất là biện pháp đã và đang được rất nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu. Nhằm đóng góp một phần nào đó trong công tác này Trường Đại học Lâm Nghiệp đã có không ít những đề tài nghiên cứu môi trường đất. Và trong đó việc nghiên cứu những loài cây có tác dụng cải tạo đất là công việc giữ vai trò quan trọng.

Những loài cây được trồng tại Rừng thực nghiệm núi Luốt giúp sinh viên được thực tập nâng cao sự hiểu biết trong quá trình rèn luyện và học tập tại trường. Cùng với đó việc trồng và nghiên cứu mối quan hệ giữa “cây rừng 1 – đất” đóng góp rất lớn trong việc cải tạo chất lượng môi trường nói chung và môi trường đất nói riêng cho khu vực. Có nhiều đề tài nghiên cứu mối quan hệ này nhưng phần đa lại đi sâu theo lối mòn nghiên cứu đất để lựa chọn loại cây trồng phù hợp mà có ít những công trình nghiên cứu mối quan hệ ngược lại là cây ảnh hưởng tới môi trường đất như thế nào? Do đó em đã mạnh dạn thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của rừng trồng Thông và Keo tới môi trường đất tại rừng thực nghiệm núi Luốt trường Đại học Lâm Nghiệp.” 2 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1.

Hiện trạng tài nguyên rừng Rừng là một nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng đối với chúng ta. Rừng là hệ sinh thái có độ đa dạng sinh học cao nhất ở trên cạn, nhất là rừng nhiệt đới ẩm. Ngoài ý nghĩa về tài nguyên động thực vật, rừng còn là một yếu tố địa lý không thể thiếu được trong tự nhiên, có vai trò cực kì quan trọng trong việc tạo cảnh quan và tác động mạnh mẽ đến các yếu tố khí hậu, đất đai. Mặt khác, giá trị khai thác từ rừng trên toàn cầu ước tính hơn 130 tỷ USD với hơn 60 triệu người lao động trong các ngành công nghiệp liên quan đến rừng.

Chính vì vậy, rừng không chỉ có chức năng đặc biệt trong bảo vệ môi trường mà còn có ý nghĩa to lớn trong phát triển kinh tế xã hội. Do nhu cầu dành đất đai cho sản xuất nhiên liệu sinh học ngày một tăng, đặc biệt ở các nước nhiệt đới, nên trong những năm gần đây nhiều khu rừng bị tàn phá khiến diện tích rừng trên thế giới đã thu hẹp đáng kể. Cùng với đó là các vụ cháy rừng xảy ra hàng loạt cũng là nguyên nhân làm mất đi một lượng lớn diện tích rừng. Thế giới đã mất hơn 13 triệu hécta rừng, hiện chỉ còn chiếm 31% diện tích các châu lục trên toàn cầu với tổng diện tích chưa đầy 4 tỷ hécta.

Đó là những dữ liệu mới nhất về rừng trên thế giới do Tổ chức Lương Nông Liên hợp quốc (FAO) về hiện trạng rừng toàn cầu nghiên cứu. Từ năm 1990 đến 2005, diện tích rừng trên Trái đất đã giảm 3%, tức trung bình mỗi ngày mất 20. Đây là hiện tượng đáng báo động ở nhiều quốc gia (Phóng viên TTXVN dẫn số liệu của Viện nghiên cứu kinh tế Ifo ở Munich, Đức công bố ngày 19/1/2011) Mất rừng ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường đất. Đồi núi là địa hình chiếm phần lớn diện tích trên lục địa, cây rừng mất đi làm đất đai mất đi lớp 3 bảo vệ.

Đất đai vì đó mà bị xói mòn, rửa trôi, bạc màu, suy thoái đất ngày càng tăng. Hiện trạng suy thoái đất Hiện nay, theo đánh giá của FAO trong diện tích đất trồng trọt thì đất cho năng suất cao chiếm 14%, đất cho năng suất trung bình chiếm 28% và đất cho năng suất thấp chiếm 58%. Trong tương lai, có thể khai phá và đưa vào sử dụng nông nghiệp khoảng 15 - 20%, tối đa khoảng 3200 triệu ha, gấp hơn hai lần diện tích đất đang sử dụng hiện nay. Nhưng rõ ràng, trên phạm vi toàn thế giới đất tốt thì ít, đất xấu thì nhiều và quỹ đất ngày càng bị thoái hóa.

Có khoảng 2/3 diện tích đất nông nghiệp trên thế giới đã bị suy thoái nghiêm trọng trong 50 năm qua do xói mòn rửa trôi, sa mạc hóa, chua hóa, mặn hóa, ô nhiễm môi trường, khủng hoảng hệ sinh thái đất. Khoảng 40% đất nông nghiệp đã bị suy thoái mạnh hoặc rất mạnh, 10% bị sa mạc hóa do biến động khí hậu bất lợi và khai thác sử dụng không hợp lý. Sa mạc Sahara mỗi năm mở rộng lấn mất 100.000 ha đất nông nghiệp và đồng cỏ. Thoái hóa môi trường đất có nguy cơ làm giảm 10 - 20% sản lượng lương thực thế giới trong 25 năm tới.

Nguyên nhân gây ra sự tổn thất và suy thoái đất rất đa dạng, trước hết phải kể đến là sự mất rừng hoặc khai thác rừng đến cạn kiệt (gây xói mòn, làm đá ong hóa, làm mất nước, sạt lở.) đã đóng góp tới 37%; chăn thả quá mức (làm chặt đất, giảm độ che phủ của cây cỏ) 34%, hoạt động nông nghiệp (mặn hóa thứ sinh do tưới tiêu không hợp lý; dùng quá nhiều phân bón hoặc hoàn toàn không dùng phân bón làm xói mòn đất; ô nhiễm đất do phân bón, các hợp chất bảo vệ thực vật và ô nhiễm sinh học) 28% và hoạt động công nghiệp (sử dụng đất làm bãi thải gây ô nhiễm môi trường đất. Do vậy, vấn đề bảo vệ rừng và nâng cao chất lượng đất là vấn đề cấp thiết. Cây rừng và đất có mối quan hệ qua lại chặt chẽ với nhau, trồng cây để bảo vệ, nâng 4 cao chất lượng đất đã được các nhà khoa học nghiên cứu từ rất sớm và đạt được nhiều kết quả có ý nghĩa. Phân tích tình hình nghiên cứu trên thế giới Năm 1950, tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên hợp quốc (FAO) cộng tác với liên hiệp quốc tế các tổ chức nghiên cứu về rừng (IRUO) đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của nhiều loại rừng trồng đến đất ở nhiều nước khác nhau: Italia, Tây Ban Nha, Ấn Độ, Công Gô Bzazil, Úc, một số nước vùng Địa Trung Hải, Nam Mỹ.

Các công trình này cũng tiến hành so sánh ảnh hưởng của các loại rừng khác nhau đến tính chất đất của rừng. Đó là sự tích luỹ chất hữu cơ của Bạch đàn trên đất đá vôi là 20,33 (kg/m2), cao hơn so với rừng Thông (7,54 kg/m2) và đất trồng trọt (2,92 kg/m2). Tuy nhiên, các nghiên cứu chưa đề cập, đánh giá được ảnh hưởng của cấu trúc rừng đến tính chất đất. Trong vùng ôn đới, đã có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của rừng tự nhiên và rừng trồng đến độ phì qua nhiều năm như Richard (1948, 1959), Zon C, V (1954, 1971), Remezov (1959), Rodin và Bazilevich (1967), Saly.Dela Cruz và A.Clula (1994), đã thí nghiệm trồng hai loài cây Acacia và Gmelia trên cùng một đồng cỏ thoái hóa ở Philippines.

Kết quả cho thấy khả năng cải tạo của Acacia. Những năm gần đây, trước yêu cầu ngày càng cao của các ngành công nghiệp bột giấy, sợi, củi…một số loài cây mọc nhanh đã được trồng trên diện tích lớn ở nhiều nước trong vùng nhiệt đới, như một số loại Thông, Bạch đàn, Keo…Rừng nhiệt đới được thay thế bởi rừng trồng thuần loại với chu kỳ khai thác ngắn. Do đó, vấn đề đặt ra liệu có dẫn đến sự suy thoái đất và năng suất của chu kỳ sau sẽ bị giảm? Ormand và Will (theo Chijoke 1980) khi nghiên cứu sau khai thác rừng Thông (Pinus radiata) với chu kỳ ngắn đã cho thấy đất rừng bị thoái hóa khá rõ. Năm 1978 Turvey cũng cho biết khi thay thế rừng tự nhiên bằng Pinus radiata với chu kỳ 15 – 20 năm sản lượng 5 400m3/ha đã làm giảm độ phì đất do khai thác.

Hơn nữa do thảm mục rừng Thông khó phân giải nên làm chậm quay vòng các chất khoáng ở trong đất. Các nghiên cứu của Evan (1978) với loài Keo (Acacia) trong chu kỳ cho thấy rằng năng suất rừng không bị giảm. Để nghiên cứu ảnh hưởng của rừng trồng đến độ phì của đất trong vùng nhiệt đới là rất phức tạp và kết quả đạt được còn chưa nhiều. Hiện nay, đây là vấn đề mà nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu để tìm ra phương thức hợp lý để bảo vệ và nâng cao độ phì đất.

Hiện trạng rừng Đất nước Việt Nam trải dài trên nhiều vĩ tuyến và đai cao, với địa hình rất đa dạng, hơn 2/3 lãnh thổ là đồi núi, lại có khí hậu thay đổi từ nhiệt đới ẩm phía Nam, đến á nhiệt đới ở vùng cao phía Bắc, đã tạo nên sự đa dạng về hệ sinh thái tự nhiên và sự phong phú về các loài sinh vật. Những hệ sinh thái đó bao gồm nhiều loại rừng như rừng cây lá rộng thường xanh, rừng nửa rụng lá, rừng rụng lá, rừng trên núi đá vôi, rừng hỗn giao lá rộng và lá kim, rừng lá kim, rừng tre nứa, rừng ngập mặn, rừng tràm, rừng ngập nước ngọt,.Rừng là một nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng đối với chúng ta.