Một số tính chất hoá học cơ bản của đất dưới các quần xã thực vật thứ sinh ở huyện Vị Xuyên tỉnh Hà Giang

Đỗ Khắc Hùng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 90(02): 3 - 7 3 MỘT SỐ TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CƠ BẢN CỦA ĐẤT DƢỚI CÁC QUẦN XÃ THỰC VẬT THỨ SINH Ở HUYỆN VỊ XUYÊN TỈNH HÀ GIANG Đỗ Khắc Hùng, Hồ Duy Kiên, Lê Ngọc Công* Trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Thảm thực vật có vai trò quan trọng không những đối với môi trƣờng sinh thái nói chung nhƣ điều hòa khí hậu, làm giảm những tác động có hại của hiệu ứng nhà kính gây nên biến đổi khí hậu toàn cầu, mà nó còn có vai trò quan trọng khác trong việc bảo vệ hệ sinh thái đất, chống sự xói mòn rửa trôiKết quả nghiên cứu tại huyện Vị Xuyên cho thấy các quần xã thực vật có ảnh hƣởng rõ rệt đến một số tính chất hóa học của đất theo chiều hƣớng làm tăng các chỉ số nhƣ: độ pH (tức là làm giảm độ chua của đất), hàm lƣợng đạm, hàm lƣợng mùn, hàm lƣợng lân và kali dễ tiêu, hàm lƣợng Ca 2+ và Mg 2+ trao đổi. Xu hƣớng chung là tăng tỷ lệ thuận với độ che phủ và cấu trúc của thảm thực vật. Vì vậy cần phải bảo vệ, khai thác và sử dụng hợp lý các thảm thực vật nói chung. Từ khoá: Rừng thứ sinh, thảm thực vật, huyện Vị Xuyên, độ che phủ, tính chất hóa học ĐẶT VẤN ĐỀ* Vị Xuyên là huyện miền núi thấp của tỉnh Hà Giang, trung tâm huyện là thị trấn Vị Xuyên nằm trên quốc lộ 2, cách thành phố Hà Giang khoảng 20 km về phía nam. Huỵện Vị Xu9yên có địa hình phức tạp, chia cắt mạnh, độ dốc lớn tạo ra các tiểu vùng khí hậu đặc thù: Tiểu vùng núi cao, tiểu vùng núi trung bình, tiểu vùng núi thấp và thung lũng. Vị Xuyên chịu ảnh hƣởng của khí hậu vùng đông bắc với chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa. Nhiệt độ trung bình năm là 22,6oC, độ ẩm không khí trung bình đạt 85%, lƣợng mƣa trung bình hàng năm cao (2.000- 2.400mm/năm) [4]. Với điều kiện vị trí địa lý, địa hình, khí hậu nhƣ vậy, đó là điều kiện rất thuận lợi cho thảm thực vật nói chung và rừng nói riêng của huyện Vị Xuyên phát triển đa dạng và phong phú. Tuy nhiên, trong một thời gian dài diện tích rừng của huyện Vị Xuyên đã giảm sút nghiêm trọng do khai thác và chặt phá lấy đất làm nƣơng rẫy, nên diện tích đất trống đồi núi trọc hiện nay chiếm trên 35% [4]. Vì vậy, hiện tƣợng suy thoái đất do xói mòn rửa trôi đang diễn ra ngày càng gay gắt trên địa bàn tỉnh Hà Giang nói chung và huyện Vị Xuyên nói riêng. * Tel: 0915 462404 Để đánh giá vai trò của thảm thực vật trong việc bảo vệ, chống xói mòn rửa trôi các chất dinh dƣỡng của đất, trong bài báo này chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu một số tính chất hoá học của đất dƣới các quần xã thực vật ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu là một số tính chất hóa học cơ bản của đất: độ pH, tỷ lệ (%) mùn, đạm, hàm lƣợng lân, ka ly dễ tiêu, Ca2+ , Mg 2+trao đổi (mg/100g) của đất dƣới các quần xã thực vật thứ sinh là thảm cỏ, thảm cây bụi thấp, thảm cây bụi cao và rừng thứ sinh đang phục hồi, tại huyện Vị Xuyên (tỉnh Hà Giang). Phƣơng pháp nghiên cứu - Đối với quần xã thực vật: Sử dụng các phƣơng pháp truyền thống trong Sinh thái học nhƣ: Lập tuyến điều tra (TĐT) và ô tiêu chuẩn (OTC). Tại mỗi quần xã thực vật bố trí TĐT có hƣớng vuông góc với đƣờng đồng mức, các tuyến sau song song với tuyến đầu, khoảng cách giữa hai tuyến từ 50-100m. Chiều rộng của tuyến điều tra là 4m, chạy xuyên suốt và cắt ngang qua các vùng đại diện cho quần xã nghiên cứu. Trên TĐT xác định thành phần loài, dạng sống thực vật, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Đỗ Khắc Hùng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 90(02): 3 - 7 4 đồng thời đặt các OTC, mỗi quần xã đặt 3 OTC. Kích thƣớc OTC đối với rừng thứ sinh là 20x20m, đối với thảm cây bụi là 10x10m và với thảm cỏ là 1x1m. Trong OTC sẽ xác định rõ hơn về thành phần loài, dạng sống, chiều cao vút ngọn (m) của các loài và độ che phủ (%) của quần xã theo phƣơng pháp của Hoàng Chung (2008)[3]. Tên loài thực vật đƣợc xác định theo Nguyễn Tiến Bân và CS (2005)[1], Bộ Nông nghiệp và PTNT (2000)[2]. - Đối với tính chất hóa học của đất: Ở mỗi quần xã thực vật tiến hành đào 3 phẫu diện nhỏ, đƣợc phân bố đều ở các vị trí: chân đồi, sƣờn đồi và đỉnh đồi. Sau đó lấy đất theo các tầng có độ sâu khác nhau: 0 – 10cm, 10 – 20cm, 20 – 30cm. Đất của từng tầng ở mỗi vị trí đƣợc trộn đều với nhau, mỗi tầng lấy khoảng 1kg để phân tích một số tính chất hoá học cơ bản. Quá trình phân tích đất đƣợc thực hiện theo các phƣơng pháp chuyên ngành tại Viện Hoá học (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam). KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật khu vực nghiên cứu Thành phần loài thực vật Trong bốn quần xã nghiên cứu đã thống kê đƣợc 315 loài, 231 chi, 84 họ thuộc 4 ngành thực vật bậc cao có mạch là ngành Thông đất (Licopodiophyta), ngành Cỏ tháp bút (Equisetophyta), ngành Dƣơng xỉ (Polypodiophyta) và ngành Mộc lan (Magnoliophyta). Trong đó quần xã Rừng thứ sinh có 206 loài, 66 họ. Tiếp theo là Thảm cây bụi cao có 136 loài thuộc 47 họ thực vật. Thảm cây bụi thấp gồm 77 loài, 33 họ. Thảm cỏ phục hồi sau nƣơng rãy có số loài (42 loài), số họ (22 họ) thấp nhất. Kết quả trình bày tại bảng 1. Thành phần dạng sống thực vật Số liệu trong bảng 1 cho thấy các quần xã nghiên cứu có 5 dạng sống cơ bản: Cây có chồi trên đất (Ph), cây có chồi mọc sát đất (Ch), cây có chồi nửa ẩn (He), cây có chồi ẩn (Cr), cây 1 năm (Th). Trong đó dạng Ph chiếm ƣu thế ở tất cả các quần xã, cụ thể ở Rừng thứ sinh là 84,5% tổng số loài, ở Thảm cây bụi cao là 79,4%, ở Thảm cây bụi thấp là 61,0%, thấp nhất là Thảm cỏ 40,5%. Dạng sống He đƣợc sắp xếp theo thứ tự từ cao xuống thấp là: Thảm cỏ (31%), Thảm cây bụi thấp (20,8%), Thảm cây bụi cao (10,2%), Rừng thứ sinh 9,2%. Các dạng sống còn lại đều có tỷ lệ chênh lệch nhau không nhiều. Sự phân tầng thẳng đứng của các quần xã Sự phân tầng thẳng đứng của các quần xã có ý nghĩa sinh học quan trọng, nó thể hiện khả năng tận dụng khoảng không gian sống, đặc biệt là chế độ ánh sáng đối với sự sinh trƣởng phát triển của cây rừng. Kết quả bảng 1 cho thấy các quần xã Rừng thứ sinh có cấu trúc 4 tầng, các tầng đều có thành phần loài phong phú, dạng sống đa dạng phức tạp, mật độ cá thể loài cao, độ che phủ lớn. Thảm cây bụi cao có 3 tầng, thành phần loài ở đây kém phong phú và đa dạng hơn so với Rừng thứ sinh. Còn lại Thảm cây bụi thấp và Thảm cỏ chỉ có 2 tầng, trong đó tầng trên chủ yếu là các loài cây gỗ nhỏ, cây bụi hạn sinh, ƣa sáng phát triển, tầng dƣới là các loài cỏ chiếm ƣu thế, nhƣ Cỏ lá tre, Cỏ giác Độ che phủ của các quần xã Độ che phủ của các quần xã đƣợc thể hiện trong bảng 1, trong đó Rừng thứ sinh có độ che phủ cao nhất (95-100%), sau đó là Thảm cây bụi cao (90-95%), Thảm cây bụi thấp là 70-75%, thấp nhất là Thảm cỏ 60-65%, do Thảm cỏ mới đƣợc hình thành sau khi nƣơng rãy bị bỏ hóa hơn 1 năm. Độ che phủ của các quần xã có vai trò lớn trong việc bảo vệ đất chống xói mòn, rửa trôi, nhất là vùng đồi núi có độ dốc cao, thảm thực vật bị tàn phá cạn kiệt. Một số tính chất hoá học của đất trong các quần xã thực vật nghiên cứu Để đánh giá vai trò quan trọng của thảm thực vật trong việc bảo vệ đất chống xói mòn, rửa trôi các chất dinh dƣỡng tích lũy trong đất, chúng tôi đã tiến hành phân tích một số tính chất hóa học cơ bản của đất dƣới các quần xã thực vật có đặc điểm cấu trúc khác nhau trong khu vực nghiên cứu. Kết quả phân tích đất đƣợc trình bày trong bảng 2. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Đỗ Khắc Hùng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 90(02): 3 - 7 5 Bảng 1. Cấu trúc các quần xã thực vật nghiên cứu Cấu trúc Quần xã Rừng Thảm cây Thảm cây Thảm Thứ sinh bụi cao bụi thấp cỏ Thành phần loài Số loài 206 136 77 42 Số họ 66 47 33 22 Thành phần Ph 84,5 79,4 61,0 40,5 dạng sống (%) Ch 4,4 4,8 6,5 7,1 He 9,2 10,2 20,8 31,0 Cr 3,9 3,8 6,5 4,8 Th 2,4 5,1 6,5 11,9 Sự phân tầng Số 4 3 2 2 thẳng đứng tầng Độ che phủ (%) 95-100 90-95 70-75 60-65 * Ký hiệu dạng sống theo Raunkiaer (1934): Ph (Cây có chồi trên đất); Ch (Cây có chồi sát đất); He (Cây có chồi nửa ẩn); Cr (Cây có chồi ẩn); Th (Cây 1 năm). Bảng 2: Một số tính chất hoá học của đất dưới các quần xã thực vật Quần xã Độ sâu (cm) Chỉ tiêu phân tích pH (KCl) Đạm (%) Mùn (%) Lân, Ka ly dễ tiêu (mg/100g) Ca 2+ ,Mg 2+ trao đổi (mg/100g) K2O5 P2O5 Ca 2+ Mg 2+ Rừng thứ sinh 0-10 4,09 0,42 4,86 11,20 8,58 27,36 4,42 10-20 4,11 0,30 2,43 6,02 6,50 24,04 4,36 20-30 4,13 0,23 1,72 5,71 6,27 19,25 4,30 Thảm Cây bụi cao 0-10 3,23 0,29 4,13 9,86 6,50 17,66 4,40 10-20 3,41 0,20 1,59 5,18 5,20 14,41 3,49 20-30 3,56 0,15 1,13 4,63 5,01 16,66 2,67 Thảm Cây bụi thấp 0-10 3,25 0,27 3,80 8,74 4,72 5,72 3,57 10-20 3,26 0,27 2,67 3,84 4,30 3,86 3,50 20-30 3,20 0,20 2,02 3,65 3,08 4,45 3,09 Thảm cỏ 0-10 2,87 0,12 3,35 5,41 2,20 5,61 3,27 10-20 2,92 0,10 1,72 2,19 2,07 5,00 2,63 20-30 2,83 0,09 1,20 2,17 1,97 4,87 2,62 Độ chua pH(KCl) Độ chua là một chỉ tiêu của tính chất hóa học của đất, nó ảnh hƣởng đến nhiều quá trình lý, hóa học và sinh học của đất và tác động trực tiếp đến sự sinh trƣởng phát triển của cây rừng. Nhìn chung pH(KCl) có xu hƣớng tăng theo độ sâu tầng đất nhƣng không nhiều, tuy nhiên độ chua pH(KCl) của các quần xã biến động theo qui luật chung là giảm dần khi độ che phủ của thảm thực vật giảm. Trong các quần xã nghiên cứu, pH(KCl) cao nhất là ở tầng đất mặt (0-10 cm) của Rừng thứ sinh là 4,09 và thấp nhất là Thảm cỏ (2,87). Kết quả nghiên cứu cho thấy ở những thảm thực vật mà có độ che phủ thấp sẽ có xu hƣớng làm cho đất khô và chua. Hàm lượng đạm tổng số (%) Hàm lƣợng đạm tổng số trong đất của các quần xã hầu nhƣ đều tập trung cao ở lớp đất mặt (0-10 cm). Ở các quần xã Rừng thứ sinh hàm lƣợng đạm là cao nhất (0,42%), các quần xã tƣơng ứng là 0,29% và 0,27%, còn Thảm cỏ có hàm lƣợng đạm thấp nhất, chỉ có 0,12%. Từ bảng 2 cho thấy hàm lƣợng đạm biến động theo quy luật giảm dần theo độ sâu tầng đất và độ che phủ của thảm thực vật giảm. Bởi vì ở lớp đất mặt tập trung nhiều Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Đỗ Khắc Hùng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 90(02): 3 - 7 6 chất hữu cơ do xác chết của động, thực vật đƣợc phân hủy. Hàm lượng mùn tổng số (%) Kết quả phân tích đất ở bảng 2 cho thấy ở lớp đất mặt (0-10 cm) của các quần xã Rừng thứ sinh có hàm lƣợng mùn cao nhất (4,86%). Tiếp theo là Thảm cây bụi cao có hàm lƣợng mùn là 4,13%, Thảm cây bụi thấp là 3,8%. Hàm lƣợng mùn thấp nhất ở Thảm cỏ là 3,35%. Từ các số liệu có thể thấy vai trò quan trọng của thảm thực vật và độ che phủ của nó trong việc cung cấp các chất hữu cơ chủ yếu cho đất làm tăng độ phì nhiêu và có tác dụng bảo vệ đất, chống xói mòn rửa trôi các chất dinh dƣỡng tích lũy trong đất. Hàm lượng lân và kali dễ tiêu Hàm lƣợng lân dễ tiêu ở các quần xã thực vật khác nhau là khác nhau. Ở độ sâu tầng đất từ 0-10 cm, hàm lƣợng lân dễ tiêu cao nhất gặp ở đất Rừng thứ sinh (11,20 mg/100g). Sau đó là Thảm cây bụi cao (9,86 mg/100g), Thảm cây bụi thấp là 8,74 mg/100g. Đất nghèo lân nhất là ở Thảm cỏ chỉ có 5,41 mg/100g. Hàm lƣợng kali dễ tiêu ở các quần xã nghiên cứu là khá cao, ở Rừng thứ sinh hàm lƣợng kali dễ tiêu cao nhất là lớp đất mặt (0-10cm) là 8,58mg/100g. Sau đó là Thảm cây bụi cao đạt 6,50 mg/100g; Thảm cây bụi thấp đạt 4,72 mg/100g, thấp nhất là ở Thảm cỏ đạt 2,20mg/100g. Kết quả ở bảng 2 cho thấy hàm lƣợng kali dễ tiêu ở các lớp đất sâu (10-30 cm) thƣờng thấp hơn so với lớp đất mặt (0-10 cm). Hàm lượng Ca2+ và Mg2+ trao đổi Hàm lƣợng Ca2+ trao đổi của đất dƣới các thảm thực vật nghiên cứu có xu hƣớng giảm theo chiều sâu của tầng đất và giảm khi độ che phủ của thảm thực vật giảm. Các quần xã Rừng thứ sinh có hàm lƣợng Ca2+ trao đổi cao nhất (19,25-37,26 mg/100g), còn các quần xã khác có hàm lƣợng Ca2+ trao đổi thấp hơn và xếp theo thứ tự thấp dần là Thảm cây bụi cao, Thảm cây bụi thấp và Thảm cỏ. Hàm lƣợng Mg2+ trao đổi ở các quần xã nghiên cứu cũng có quy luật tƣơng tự nhƣ đối với hàm lƣợng Ca2+ trao đổi, cao nhất cao nhất Rừng thứ sinh (4,42 mg/100g), còn các quần xã khác có hàm lƣợng Ca2+ trao đổi thấp hơn và xếp theo thứ tự từ thấp dần là Thảm cây bụi cao, Thảm cây bụi thấp và Thảm cỏ. KẾT LUẬN Thảm thực vật có vai trò quan trọng không những đối với môi trƣờng sinh thái nói chung nhƣ điều hòa khí hậu, làm giảm những tác động có hại của hiệu ứng nhà kính gây nên biến đổi khí hậu toàn cầu, mà nó còn có vai trò quan trọng khác trong việc bảo vệ hệ sinh thái đất, chống sự xói mòn rửa trôiKết quả nghiên cứu tại huyện Vị Xuyên cho thấy các quần xã thực vật có ảnh hƣởng rõ rệt đến một số tính chất hóa học của đất theo chiều hƣớng làm tăng các chỉ số nhƣ: độ pH (tức là làm giảm độ chua của đất), hàm lƣợng đạm, hàm lƣợng mùn, hàm lƣợng lân và kali dễ tiêu, hàm lƣợng Ca2+ và Mg2+ trao đổi. Xu hƣớng chung là tăng tỷ lệ thuận với độ che phủ và cấu trúc của thảm thực vật. Vì vậy cần phải bảo vệ, khai thác và sử dụng hợp lý các thảm thực vật nói chung. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Tiến Bân và CS (2003-2005), Danh lục các loài thực vật Việt Nam, tập 2, 3. Nxb Nông nghiệp, Hà Nội. [2]. Bộ Nông nghiệp và PTNT (2000), Tên cây rừng Việt Nam. Nxb Nông nghiệp, Hà Nội. [3]. Hoàng Chung (2008), Các phương pháp nghiên cứu quần xã thực vật. Nxb Giáo dục, Hà Nội. [4]. Viện Thổ nhƣỡng Nông hoá (2008), Nghiên cứu tài nguyên đất vùng kinh tế trọng điểm, đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý để phát triển vùng cây hàng hoá và cây nguyên liệu phục vụ công nghiệp chế biến gỗ, giấy ở Hà Giang. Báo cáo đề tài khoa học. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Đỗ Khắc Hùng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 90(02): 3 - 7 7 SUMMARY SOME BASIC CHEMICAL PROPERTIES OF LAND UNDER SECONDARY PLANT COMMUNITIES IN VI XUYEN, HA GIANG PROVINCE Do Khac Hung, Ho Duy Kien, Le Ngoc Cong* College of Education- Thai Nguyen University The vegetation has an important role not only for the ecological environment in general as climate control, reducing the harmful effects of greenhouse gases causing global climate change, but it also plays important role in the protection of land ecosystems, anti-erosion runoff ... results in Vi Xuyen district that the plant communities are influential to some chemical properties of soil under increasing trend indicators such as pH (ie, reduce soil acidity), protein content, humus content, phosphorus and potassium content of easily digestible, levels of Ca2+ and Mg2+ exchange. The general trend is increased proportional to the coverage and structure of vegetation. So we need to protect, exploit and rational use of vegetation in general. Key words: Secondary forest, flora, Vi Xuyen district, cover, chemical. * Tel: 0915 462404 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên