CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1. Cơ sở khoa học và các tiêu chí phân chia lập địa vùng cát ven biển Hệ thống phân chia lập địa là một phương thức phân loại lấy đối tượng cây rừng làm đối tượng phân chia điều kiện môi trường để cây trồng sinh trưởng, phát triển. Hệ thống phân chia lập địa tạo nên bởi nhiều đơn vị phân loại hợp thành, các nghiên cứu về phân chia lập địa đã được nhiều nước trên thế giới phân chia và áp dụng vào thực tiễn sản xuất, điển hình như: Ở Đức, các nhà khoa học đã đi sâu nghiên cứu phân vùng lập địa, đặc biệt là lập địa trong lâm nghiệp.
Theo đó, các nghiên cứu tiếp cận theo 2 hướng khác nhau, cụ thể: Thứ nhất, phân kiểu lập địa dựa trên mối quan hệ giữa sinh trưởng của thực vật rừng với các yếu tố của môi trường như khí hậu, địa hình, đất mà không quan tâm tới yếu tố địa lý. Đại diện theo cách tiếp cận này, có thể đến các tác giả như: Krutch (1814, 1849); Pleil (1821, 1829); Rarmann (1867, 1885); Valter (1887, 1925). Thứ hai, phân vùng lập địa dựa trên mối quan hệ giữa thực vật rừng và lập địa trong một không gian nhất định, bao gồm việc mô tả, phân tích, hệ thống hóa, và vẽ bản đồ từng lập địa riêng lẻ. Theo cách tiếp cận này có thể kể đến các tác giả như: Krauss (1825, 1835, 1935, 1954); Kopp (1965, 1966, 1969), Schwaneeker (1965, 1970); Kopp, Schwaneeker (1974).
Trên cơ sở 2 cách tiếp cận nghiên cứu cũng như tổng kết các kinh nghiệm điều tra lập địa trong nước (Đức) và ở nước ngoài, H. Hunger (1982) đã đưa ra 4 đơn vị lập địa cơ bản: Vùng sinh trưởng Khu sinh trưởng Phạm vi bức khảm Dạng lập địa. Ở Liên Xô cũ, lập địa được hiểu là nơi sinh trưởng thực vật hay điều kiện hình thành kiểu rừng. Các nghiên cứu tập trung ở vùng Đông Bắc Nga - nơi có nhiều kiểu rừng vùng Taiga và đất ngập úng.
Điển hình là Blagovidov và Buadov (1958, 1959), Trectov (1977, 1981). Theo đó, kiểu lập địa được phân loại dựa vào 3 yếu tố là: điều kiện thoát nước, đá mẹ và địa hình. Hệ thống phân loại lập địa trong cùng một kiểu khí hậu được xác định như sau: (i) Nhóm lập địa dựa vào điều kiện thoát hơi nước với 6 mức là thoát nước mạnh, thoát nước bình thường, thoát nước không tốt, thoát nước kém, tạo dòng chảy rất yếu và yếu; (ii) Nhóm phụ lập địa dựa vào điều kiện thoát nước và đá mẹ hình thành đất. Yếu tố đá mẹ hình thành đất quan tâm tới độ dày tầng đất, thành phần cơ giới, độ 6 cacbonat; và (iii) Kiểu lập địa dựa vào 3 yếu tố: điều kiện thoát nước, đá mẹ và địa hình.S Pôgrepnhiak hệ thống chia lập địa được xác lập theo kiểu ô vuông bàn cờ, các chỉ tiêu độ phì đất ký hiệu A, B, C, D tương ứng đất xấu, trung bình, tốt, và rất tốt.
Mức độ tốt xấu của đất là A0, A1, …, B0, B1, … ở mỗi ô vuông là một điều kiện nơi mọc hoặc một kiểu rừng trên đó. Đối với mỗi kiểu rừng tương ứng với một kiểu rừng vùng khí hậu theo các chỉ tiêu nhiệt độ và độ ẩm khí hậu (Hoàng Kim Ngũ & Phùng Ngọc Lan, 2005) [65]. Như vậy, các yếu tố lập địa tương đối ổn định, ít biến động và từ đó sẽ tác động trực tiếp và hình thành nên các kiểu rừng tự nhiên khác nhau. Phân chia lập địa ở đây chủ yếu áp dụng với nơi đã có rừng và chủ yếu là rừng tự nhiên.
Ở Trung Quốc, lập địa được du nhập từ những năm sau giải phóng (1950) nhưng phát triển rất chậm, trong thời gian gần đây các nhà khoa học mới quan tâm nghiên cứu về lập địa. Dương Kế Cảo và cs (1993) đã phân vùng lập địa một vùng rộng lớn (100.000 km2) thuộc Đông Bắc Trung Quốc, với 6 cấp phân vị lập địa được phân chia như sau: (i) Cấp khu lập địa (Site region); (ii) Cấp á khu lập địa (Site subregion) được phân chia theo sự khác nhau về khí hậu có tham khảo địa mạo và thực vật; (iii) Tiểu khu lập địa (Site type district) phân chia theo địa mạo và nham thạch; (iv) Nhóm kiểu lập địa (Group of site type) phân chia theo độ cao tuyệt đối, hướng dốc, độ dốc (< 150 và > 150); (v) Kiểu lập địa (Site type) phân chia theo độ dày tầng đất (< 30 cm và ≥ 30 cm) và thành phần cơ giới (sét, thịt, thịt pha cát, cát); (vi) Kiểu phụ lập địa (Site type variety) phân chia theo độ dày tầng đất mặt (tầng A: < 15 cm và ≥ 15 cm), độ chua pH (chua < 6,5, trung tính 6,5-7,5, kiềm > 7,5) và mực nước ngầm (nông < 0,5 m, trung bình 0,5-1,5 m, sâu > 1,5 m). Nhìn chung, các cấp phân chia trên về nội dung đã theo sát được nội dung phân chia lập địa của Đức nhưng tên gọi đã có ít nhiều thay đổi (Hoàng Kim Ngũ & Phùng Ngọc Lan, 2005) [65]. Các yếu tố bất lợi chính cho vùng ven biển Nam Trung Quốc bao gồm thảm thực vật bị hư hại, xói mòn đất, cát di động do gió, phù sa, ô nhiễm, và mất cân bằng sinh thái.
Theo đó, vùng ven biển Nam Trung Quốc đã được đề xuất phân chia tự nhiên thành 3 vùng chính (đới cận nhiệt đới, đới nhiệt đới và đới xích đạo) với 5 vùng tự nhiên và 12 khu vực môi trường tự nhiên (Huan-Ting et al. Cồn cát ven biển là một dạng địa hình đặc trưng của dải bờ biển ở nhiều nước trên thế giới như Mỹ, Trung Quốc, Úc, Anh, Pháp, Tây Ban Nha, … Đối với khu vực này việc quản lý, khai thác, và thực hiện các giải pháp bảo vệ, khôi phục các dải cồn cát tự nhiên trên vùng đất cát ven biển đã được quan tâm từ rất sớm và vẫn là vấn đề 7 ưu tiên trong nhiệm vụ phòng chống thiên tai nhằm phát triển bền vững kinh tế - xã hội vùng ven biển trong nhiều thập kỷ tới (Nguyễn Ngọc Quỳnh et al. Cồn cát được phân loại dựa trên cơ sở đặc trưng địa mạo và tính chất biến động của vùng cát gồm: (i) cồn cát ở các vịnh nhỏ, thỉnh thoảng chịu xói lở nghiêm trọng nhưng khá ổn định trong thời gian dài, (ii) cồn nằm trong phạm vi bờ biển hở có phạm vi rộng, chịu xói mòn theo chu kỳ xói lở/bồi ngắn hạn, nhưng có xu thế bị suy thoái dài hạn và (iii) cồn cát gần hệ thống cửa sông chịu xói lở đáng kể theo chu kỳ nhất định, là kết quả của lòng dẫn vùng cửa sông chịu ảnh hưởng thủy triều (Nguyễn Ngọc Quỳnh et al. Cồn cát ven biển được phân loại theo 3 cấp độ, gồm: (i) ở cấp độ phân loại đầu tiên, hệ thống cồn cát được phân loại trên cơ sở địa mạo và môi trường xung quanh cồn như dạng bờ biển mở, dạng vịnh hay dạng cửa sông, (ii) ở cấp độ phân loại thứ hai, cồn cát được phân loại xếp theo dạng địa hình chính mà nó tồn tại trên đó, như dạng đảo chắn, dạng mũi đất, dạng bãi nối đảo với đất liền và (iii) ở cấp độ chi tiết nhất, cồn cát được phân loại trên cơ sở các đặc điểm khác, như có dốc hay không dốc (dốc, thoải, vách đứng), đơn, đôi (Saye, 2003) [135].
Cồn cát ven biển cũng được phân loại thành: cồn cát ổn định, xói mòn và bồi tụ (Pye, 1990) [132]. Các dạng hình thái chính cồn cát ven biển gồm: loại cồn cát nổi kéo đến vị trí mức nước biển (loại cồn cát lấn sâu vào đất liền), cồn cát sơ khai (dạng thung lũng), cồn cát song song với bờ biển (dạng parabol và parabol dài), cồn cát dạng gò đống (dải lấn vào đất liền gồm các dải bồi lắng và xiên), cồn cát dạng gò đồi đơn (biệt lập) dạng lưỡi liềm và cồn cát dạng bán nguyệt (dạng thềm cát rộng) (Pye, 1983) [131]. Tại Ấn Độ, người ta phân cồn cát thành hai loại: (a) các cồn cát cũ và (b) các cồn cát mới hình thành (Pandey et al. Các cồn cát cũ thường có độ cao trên 10m, khá ổn định nếu hệ sinh thái của nó không bị con người can thiệp.
Cồn cát mới có độ cao dưới 10m, thường không có thực vật che phủ và khả năng di động của cát rất cao (Kar, 1993; Singh, 1982) [116], [136]. Ở Hà Lan các cồn cát được phân loại thành: cồn cát phát triển, ổn định và thoái lui; cách phân loại này tùy thuộc vào việc xem xét các bằng chứng về hình thái học theo thời gian của sự bồi đắp và phát triển theo phía biển, theo dọc bờ biển hoặc chuyển dịch theo phía đất liền (Arens & Wiersma, 1994) [100]. Dựa trên quá trình hình thành bờ biển với các chức năng khác liên quan tới cồn cát ven biển (Ranwell & Rosalind, 1986) [134] đã phân loại: cồn cát ở vịnh, cồn cát phía sau bờ biển, cồn cát dạng đảo chắn, cồn cát dạng doi đất nhô ra biển, cồn cát dạng bờ ngầm ở cửa sông. 8 Nhìn chung, các nghiên cứu về cơ sở khoa học và các tiêu chí phân chia lập địa ở một số nước trên thế giới áp dụng từ vi mô đến vĩ mô đều cho thấy, các biện pháp tác động vào lập địa khác nhau, các đối tượng cây trồng và mục đích sử dụng lập địa khác nhau đã ảnh hưởng khác nhau đến độ phì, quá trình cân bằng nước, sự phân hủy vật rơi rụng và chu trình dinh dưỡng khoáng.
Trồng rừng phòng hộ vùng cát và ảnh hưởng của các biện pháp kỹ thuật đến sinh trưởng phát triển của rừng phòng hộ chắn gió, chắn cát bay ven biển Các đai RPH ven biển nói chung có một vai trò hết sức quan trọng trong phòng hộ ven biển, phòng chống thiên tai như hạn chế cát bay, cát nhảy, cát chảy; bảo vệ ruộng đồng, sinh kế người dân ven biển trước ảnh hưởng của gió bão ngày càng gia tăng cả về cường độ lẫn tần suất. Nhìn chung, các dải đất cát, cồn cát ven biển phần lớn là những vùng đất khô hạn, thiếu nước tưới, khí hậu khắc nghiệt. Ở hầu hết các nước trên thế giới đều tiến hành trồng RPH trên vùng cát, nhằm hạn chế những tác hại do cát bay và cải tạo môi trường sinh thái vùng cát ven biển. Các công trình nghiên cứu về trồng RPH vùng cát ven biển khá đa dạng, từ việc chọn loài cây trồng, biện pháp kỹ thuật trồng rừng; đến kết cấu đai rừng, kỹ thuật xây dựng đai RPH vùng cát ven biển, giải pháp phát triển các đai RPH ven biển.