ĐẶT VẤN ĐỀ Trong quá trình sản xuất các hoạt động Nông - Lâm nghiệp, con người thường nghiên cứu các đặc tính của đất. “Đất là lớp tơi xốp của lớp vỏ trái đất có khả năng tạo ra sản phẩm của cây trồng”, là tài sản vô cùng quý giá đối với mỗi quốc gia trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội. Đối với mỗi loại đất sẽ tìm ra những loại cây trồng phù hợp để thu được hiệu quả kinh tế cao nhất.Đối với hoạt động sản xuất Lâm nghiệp, nhu cầu tìm hiểu đặc tính đất là vô cùng quan trọng, không chỉ riêng vai trò của đất đối với cây rừng mà còn là sự tương tác ngược lại: vai trò của cây rừng với đất như trong việc bảo vệ xói mòn, sạt lở hay việc giữ nước của cây rừng đối với loại đất đó.Việc nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố khí hậu tới các đặc tính của đất sẽ tìm ra được mối quan hệ giữa cây rừng với các nguồn sống khác nhau. Một trong các nghiên cứu được quan tâm như: khi lượng mưa quá lớn, tính thấm nước của đất giảm theo thời gian, hình thành dòng chảy mặt sẽ xuất hiện sớm hay muộn, hoặc với mỗi loại đất, tính thấm nước nhiều hay ít sẽ tốt cho cây rừng,… Trong một khu vực rừng trồng sẽ phân bố các trạng thái rừng khác nhau, đi kèm theo đó là sự phân loại nhiều loại đất khác nhau.
Ngay cả trong cùng một trạng thái rừng, việc phân bố các loại đất cũng vô cùng phức tạp cả về không gian chiều ngang lẫn không gian chiều dọc, đặc biệt là các chỉ số về tính chất vật lý của đất được đặc biệt quan tâm, bới đó là các đặc trưng phản ánh mối quan hệ giữa tính thấm nước của đất với đất rừng. Góp phần đưa ra những tính toán hợp lý trong việc xác định loài cây rừng phù hợp cũng như thiết kế cấu trúc rừng mang tính khoa học cả về chất và lượng với nhiệm vụ bảo vệ, cải tạo đất rừng lâu dài và hiệu quả theo tinh thần chung của các nhà quản lý Nông- Lâm nghiệp trên khắp thế giới. Sự thấm nước của đất là một trong những vấn đề được nghiên cứu sâu rộng trong lĩnh vực thủy văn học. Từ lý luận phát sinh dòng chảy mặt, sự thấm 1 nước của đất là chỉ thị cho khả năng của tầng điều tiết quan trọng nhất trong tuần hoàn thủy văn rừng, sau khi nước mưa đã đi qua bầu không khí, lớp thảm thực vật và vật rơi rụng che phủ.
Sự thấm nước của đất có tác dụng rất quan trọng trong việc hình thành cơ chế phát sinh dòng chảy và quá trình xói mòn của đất. Trong trường hợp tốc độ và khả năng thấm cao thì dòng chảy mặt hầu như không xuất hiện nên xói mòn không xảy ra. Khi tốc độ và khả năng thấm thấp thì dòng chảy mặt sẽ xuất hiện nên nguy cơ xói mòn sẽ xảy ra. Hậu quả sẽ dẫn đến sự mất đất, mất chất dinh dưõng trong đất, giảm năng suất cây trồng và đặc biệt, xói mòn đất gây ra tàn phá môi trường nghiêm trọng: nương rẫy chỉ gieo trồng vài ba vụ rồi bỏ, lại phá rừng đốt rẫy.
Lâm sản bị tiêu hao rất nhiều. Sau nhiều lần phá như vậy, cuối cùng chỉ còn đồi núi trọc, hậu quả là đất đai bị thoái hóa. Khi rừng cây bị phá sẽ kèm theo nạn lũ lụt, hạn hán và khí hậu khu vực thay đổi rõ rệt. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về đặc tính thấm nước của đất trên các loại hình sử dụng đất khác nhau còn rất hạn chế.
Vì vậy để góp phần quản lý bền vững tài nguyên đất và nước, tôi đã tiến hành thực hiện đề tài:“ Nghiên cứu tính thấm nước của một số loại hình sử dụng đất ở khu vực Núi Luốt, trường Đại học Lâm nghiệp”. 2 PHẦN I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở khoa học 1. Một số khái niệm liên quan - “Khả năng thấm nước của đất” là khả năng lưu giữ lại dòng chảy bề mặt và biến chúng thành dòng chảy ngầm trong lòng đất (Vũ Thị Quỳnh Nga, 2009) [8].
-“ Quá trình thấm nước ” là quá trình nước từ mặt đất thâm nhập vào trong đất. Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ thấm bao gồm điều kiện trên mặt đất và lớp phủ thực vật, tính chất của đất như độ xốp, kết cấu đất, độ ẩm đất (Nguyễn Thị Thúy Hường, 2009) [8]. -“Tốc độ thấm của đất ” biểu thị bằng mm/phút là tốc độ nước từ mặt đất đi vào trong đất. Nếu trên mặt đất có lớp nước đọng, nước sẽ thấm xuống đất theo tốc độ thấm tiềm năng.
Tốc độ thấm là đặc trưng quan trọng nhất về vận động của nước dưới đất trong môi trường lỗ hổng (Vũ Thị Quỳnh Nga, 2009) [8]. -“ Tốc độ thấm nước ban đầu” (mm/phút) là một chỉ tiêu quan trọng phản ánh đặc trưng thấm nước của đất rừng. Tốc độ thấm nước khởi đầu được tính là giá trị trung bình của tốc độ thấm trung bình trong 5 phút đầu tiên (Vũ Thị Quỳnh Nga, 2009) [8]. -“ Tốc độ thấm nước ổn định của đất” (mm/phút) là tốc độ thấm khi đất được cung cấp đủ nước và tầng đất mặt đã bão hòa nước.
Khi đất đạt đến tốc độ thấm ổn định và tốc độ thấm nhỏ hơn cường độ mưa, dòng chảy bề mặt sẽ được tạo ra cùng với việc cuốn trôi vật chất xói mòn (Vũ Thị Quỳnh Nga, 2009) [8]. - “ Phẫu diện đất” là mặt cắt thẳng đứng từ bề mặt đất xuống tầng đá mẹ. Các loại đất khác có độ dày và đặc trưng phẫu diện khác nhau. Phẫu diện đất là hình thái biểu hiện bên ngoài phản ánh quá trình hình thành, phát triển và tính chất của đất (Nguyễn Thế Đặng, 2006) [3].
3 Một phẫu diện đất điển hình thường gồm các tầng đất sau: Tầng thảm mục, tầng mùn (tầng rửa trôi), tầng tích tụ, tầng mẫu chất, tầng đá mẹ. + Tầng thảm mục nằm trên mặt đất. Tầng này được kí hiệu là Ao, ở tầng này chứa những cành lá, xác thực vật rơi rụng. Tầng này còn được chia nhỏ hơn A01, A02 và A03.
Tầng A01 chứa những chất hữu cơ chưa phân giải. Tầng A02 chứa những chất hữu cơ đã bị phân giải một phần, A03 chứa những chất hữu cơ đã phân giải mạnh, một phần đã thành mùn. Tầng thảm mục chỉ xuất hiện ở đất dưới rừng, dưới đồng cỏ, nơi mà chất hữu cơ được trả lại cho đất khá nhiều. Mặt khác sự có mặt của tầng này còn liên quan tới điều kiện phân giải các hợp chất hữu cơ, bản chất của các chất hữu cơ.
Những nơi điều kiện phân giải các hợp chất hữu cơ thuận lợi, tầng này hoặc không xuất hiện, hoặc mỏng, không điển hình (Nguyễn Thế Đặng, 2006) [3]. + Tầng mùn (tầng rửa trôi): ký hiệu là A. Tại tầng này, các hợp chất mùn được hình thành. Đất thường màu đen hoặc nâu đen.
Đất thường có kết cấu viên, tơi xốp, giầu dinh dưỡng.Tuy nhiên dưới tác dụng của nước nó cũng là tầng bị rửa trôi. Phần lớn các loại vi sinh vật đất đều tập trung ở tầng này. Trong tầng A lại có thể xuất hiện những tầng khác nhau: A1, A2, A3. + A1 là tầng tích luỹ mùn nhiều nhất, màu đen nhất.
Tại đây các hợp chất hữu cơ được phân giải, tổng hợp để tạo nên các hợp chất mùn trong đất. Đất thường có kết cấu viên, tơi xốp, giàu dinh dưỡng. + A2 là tầng rửa trôi mạnh nhất. Tại đây các chất dinh dưỡng và hợp chất mùn bị phá huỷ và rửa trôi xuống các tầng sâu.
Vì vậy, hàm lượng chất dinh dưỡng và mùn ở đây thấp. Thạch anh chiếm tỷ lệ lớn trong các thành phần khoáng. Nó thường có màu sáng hơn so với các tầng khác. Tầng A2 đặc trưng cho đất Potdon của miền khô, lạnh.
Tuy nhiên theo Fritland thì đất Việt nam thường có tầng A2 không điển hình (Nguyễn Thế Đặng, 2006) [3]. + Tầng A3 là tầng chuyển tiếp xuống tầng B. 4 + Tầng tích tụ: ký hiệu là B Những chất bị rửa trôi từ tầng trên xuống, phần lớn được tích luỹ tại đây, đặc biệt là sét. Bởi vậy hàm lượng sét ở tầng này cao hơn hẳn so với các tầng khác do đó nó thường bị chặt, khó thấm nước.
Tầng B càng phát triển, chứng tỏ đất có tuổi càng cao. Tầng B lại có thể chia nhỏ hơn thành B1, B2, B3: + Tầng B1 là một phần của tầng A chuyển tiếp đến tầng B. + Tầng B2 là tầng tích tụ điển hình. + Tầng B3 là phần chuyển tiếp của tầng B đến tầng C.
Tầng A và B là phần điển hình của đất, nó tạo nên độ dày của đất. Độ dày tầng đất được tính từ trên mặt đất xuống đến hết tầng B. + Tầng C được gọi là tầng mẫu chất, nó được hình thành từ sự phong hoá đá và khoáng ban đầu. +Cuối cùng là tầng đá mẹ ký hiệu là D -Tuổi lâm phần là nhân tố cấu trúc về mặt thời gian, phản ánh giai đoạn sinh trưởng phát triển của lâm phần.
Đối với rừng trồng, căn cứ vào giai đoạn phát triển của lâm phần người ta chia thành các cấp tuổi: Cấp tuổi 1: rừng non Cấp tuổi 2: rừng sào Cấp tuổi 3: rừng trung niên Cấp tuổi 4: rừng gần thành thục Cấp tuổi 5: rừng thành thục Cấp tuổi 6: rừng quá thành thục Lưu ý: -Cấp tuổi có thể ngắn hoặc dài, tùy thuộc vào loài cây, điều kiện lập địa. Đối với loài cây sinh trưởng nhanh, cấp tuổi có thể 2-5 năm; đối với loài cây sinh trưởng chậm, cấp tuổi có thể là 10-20 năm [16]. Khái niệm rừng và các công trình nghiên cứu ảnh hưởng của rừng Ngay từ thuở sơ khai, con người đã có những khái niệm cơ bản nhất về rừng. Rừng là nơi cung cấp mọi thứ phục vụ cuộc sống của họ.
Lịch sử càng phát triển, những khái niệm về rừng được tích lũy, hoàn thiện thành những học thuyết về rừng. Rừng là một tổng thể cây gỗ, có mối liên hệ lẫn nhau, nó chiếm một phạm vi không gian nhất định ở mặt đất và trong khí quyển. Rừng chiếm phần lớn bề mặt Trái Đất và là một bộ phận của cảnh quan địa lý, (Morozov, 1930) [13]. Rừng là quần xã sinh vật trong đó cây rừng là thành phần chủ yếu.
Quần xã sinh vật phải có diện tích đủ lớn. Giữa quần xã sinh vật và môi trường, các thành phần trong quần xã sinh vật phải có mối quan hệ mật thiết để đảm bảo khác biệt giữa hoàn cảnh rừng và các hoàn cảnh khác (Phạm Văn Điển, 2009) [2].