Nghiên cứu khả năng thấm nước của đất rừng tại xã Bộc Nhiêu – Huyện Định Hóa – Tỉnh Thái Nguyên

Đỗ Thị Lan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 86(10): 149 - 152 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 149 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT RỪNG TẠI XÃ BỘC NHIÊU – HUYỆN ĐỊNH HÓA – TỈNH THÁI NGUYÊN Đỗ Thị Lan*, Đoàn Trường Sơn, Nguyễn Thị Thủy Trường Đại học Nông lâm – ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Diện tích rừng của huyện Định Hoá có xu hƣớng giảm mạnh. Điều này đã gây ảnh hƣởng lớn đến hệ sinh thái và môi trƣờng trong khu vực. Cụ thể năm 2008 vừa qua trên địa bàn huyện Định Hoá đã xảy ra các trận lũ rừng lớn gây thiệt hại trầm trọng về con ngƣời và tài sản của ngƣời dân nghèo nơi đây. Mất rừng là nguyên nhân của việc suy giảm khả năng giữ nƣớc tức thời và lâu dài , việc nghiên cƣ́u về khả năng thấm nƣớc của đất tại các loại rừng khác nhau nhằm đánh giá khả năng giữ nƣớc của các kiểu rừng với dự báo lũ rừng rất cần thiết hiện nay. Do vậy đề tài tiến hành nghiên cứu khả năng thấm nƣớc của đất rừng tại xã Bộc Nhiêu, huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên. Sau thời gian tiến hành nghiên cứu, kết quả thu đƣợc nhƣ sau: Tốc độ thấm nƣớc ban đầu của đất rừng trồng keo dao động từ 7,37 mm/phút - 6,43 mm/ phút và của đất trống dao động từ 2,74 mm/phút - 3,24 mm/phút. Tốc độ thấm nƣớc ổn định của đất rừng trồng keo dao động từ 0,88mm/phút - 1,92 mm/phút và của đất trống dao động từ 0,19 mm/phút - 0,28mm/phút. Tốc độ thấm nƣớc tỷ lệ thuận với độ xốp của đất và tỷ lệ nghịch với độ ẩm đất. Từ khóa: khả năng thấm nƣớc, tính thấm, đất rừng.  ĐẶT VẤN ĐỀ Trong nhƣ̃ng năm qua , việc quản lý và sƣ̉ dụng bền vững đất canh tác đặc biệt là vùng đất dốc chƣa đƣợc quan tâm đúng mƣ́c và vẫn đang là bài toán làm đau đầu các nhà quản lý . Hàng trăm hecta rừng bị tàn phá hàng năm làm cho diện tích đất trống đồi núi trọc ngày càng tăng hoặc thay vào đó là nhƣ̃ng diện tíc h rƣ̀ng trồng kém chất lƣợng , khả năng bảo vệ đất thấp . Diện tích rừng ở huyện Định Hoá có xu hƣớng giảm mạnh. Hậu quả là năm 2008 vừa qua ở huyện Định Hoá đã xảy ra các trận lũ rừng lớn gây thiệt hại lớn về tài sản cũng nhƣ tính mạng của ngƣời dân nghèo nơi đây . Việc nghiên cƣ́u về khả năng thấm nƣớc của đất rừng để nhằm hạn chế xói mòn và dự báo lũ rừng rất cần thiết hiện nay. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Bố trí thí nghiệm Đề tài nghiên cứu sẽ lập 6 ô thí nghiệm (Ô TN) phân bố ở khu vực nghiên cứu đất rừng trồng là 3 Ô TN và khu vực đất trống 3 Ô TN. Ô TN ở khu vực đất trống là mẫu so sánh với Ô TN của đất rừng trồng về khả năng  Tel: 0983640105 thấm nƣớc ở hai trạng thái thảm thực vật rừng khác nhau. Phương pháp đo đạc lấy mẫu ngoài thực địa và phân tích trong phòng thí nghiệm Mẫu đất đƣợc lấy tại 6 điểm phân bố theo các ô thí nghiệm. Độ sâu lấy mẫu đất lần lƣợt là: 0-20 cm và 20- 40 cm. Mẫu đất sau khi đƣợc lấy đƣợc cho ngay vào dụng cụ riêng biệt để bảo quản và hong khô, phân tích. Nội dung phân tích đất Xác định tính chất vật lý đất Đề tài sẽ nghiên cứu độ ẩm, dung trọng, tỷ trọng và độ xốp của đất. Mẫu đất đƣợc lấy bằng ống dung trọng để xác định đồng thời các chỉ tiêu trên. Mỗi vị trí đo thấm lấy một mẫu đất (trƣớc khi đo thấm, gần điểm đo thấm) bằng ống dung trọng (kích thƣớc: cao 10 cm, đƣờng kính trong 5 cm). Nghiên cứu đặc trưng thấm nước của đất Tốc độ thấm nƣớc của đất đƣợc xác định bằng phƣơng pháp sử dụng ống vòng khuyên. Tại mỗi ô thí nghiệm đặt một cặp ống lồng vào nhau ở vị trí điển hình, đƣờng kính bên trong ống nhỏ là 20 cm, đƣờng kính bên trong ống to là 30 cm, chiều cao các ống là 35 cm. Các ống đƣợc vạch ở phía trong. Tại vị trí nghiên cứu khả năng thấm, đóng vòng sắt sâu xuống 20 cm. Dùng bình đong nƣớc tƣới nƣớc từ từ vào Đỗ Thị Lan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 86(10): 149 - 152 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 150 trong vòng khuyên, luôn giữ một lớp nƣớc đầy 5 cm phía trên tầng đất mặt. Sau thời gian 1 phút tiếp tục đổ nƣớc vào trong vòng khuyên, căn cứ vào lƣợng nƣớc khởi đầu và sau khi tiếp nƣớc trong ống đong để xác định nƣớc đã thấm. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Đặc trƣng thấm nƣớc của đất rừng đƣợc biểu hiện qua tốc độ thâm nhập của nƣớc vào đất qua bề mặt đất. Tốc độ thấm nước ban đầu Tốc độ thấm nƣớc ban đầu (V0, mm/ phút) là một chỉ tiêu quan trọng phản ánh đặc trƣng thấm nƣớc của đất rừng. Căn cứ vào kết quả nghiên cứu thực tế, tốc độ thấm nƣớc khởi đầu đƣợc tính là giá trị trung bình của 5 V0 đầu tiên (tốc độ thấm trung bình trong 5 phút đầu). Bảng 1. Tốc độ thấm nƣớc ban đầu bình quân ở địa điểm nghiên cứu Ô TN Trạng thái rừng Tốc độ thấm nước ban đầu (V0 , mm/phút) 1 Rừng trồng keo 7,26 2 Rừng trồng keo 7,37 3 Rừng trồng keo 6,43 4 Đất trống 2,74 5 Đất trống 3,24 6 Đất trống 2,94 Ghi chú: Thời gian đo tốc độ thấm nước ban đầu là 5 phút Đề tài nghiên cứu tại 2 trạng thái thảm thực vật là: đất rừng trồng keo và đất trống. Tại mỗi trạng thái thảm thực vật, đề tài đã xác định tốc độ thấm nƣớc ban đầu tại 3 vị trí khác nhau. Kết quả đƣợc tổng hợp tại bảng 1. Nhận xét: Tốc độ thấm nƣớc ban đầu của đất rừng trồng keo dao động từ 7,37 mm/phút - 6,43 mm/ phút. Tốc độ thấm nƣớc ban đầu của đất trống dao động từ 2,74 mm/phút - 3,24 mm/phút. Nhƣ vậy tốc độ thấm nƣớc ban đầu của đất rừng trồng keo cao gấp hơn 2 lần so với tốc độ thấm nƣớc của khu vực đất trống. Tốc độ thấm nước ổn định Tốc độ thấm nƣớc ổn định của đất (Vc, mm/phút) là tốc độ thấm khi đất đƣợc cung cấp đủ nƣớc và tầng đất mặt đã bão hòa nƣớc. Khi đất đạt đến tốc độ thấm ổn định và tốc độ thấm nhỏ hơn cƣờng độ mƣa, dòng chảy bề mặt sẽ đƣợc tạo ra cùng với việc cuốn trôi vật chất xói mòn. Qua bảng số liệu trên ta thấy tốc độ thấm nƣớc ổn định và thời gian thấm của khu vực đất trống thấp hơn so với tốc độ thấm nƣớc và thời gian thấm ổn định ở trạng thái đất rừng trồng (0,88mm/phút - 1,92 mm/phút). Qua đó ta cũng thể thấy thảm thực vật đóng vai quan trọng ảnh hƣởng đến khả năng thấm nƣớc của đất rừng. Ảnh hưởng của một số nhân tố đến khả năng thấm nước của đất rừng Từ bảng 3, ta xây dựng đƣợc phƣơng trình tƣơng quan biểu thị mối quan hệ của tốc độ thấm nƣớc ổn định (Vc mm/phút) với độ xốp đất (X%) và độ ẩm đất (A%), sử dụng hàm dạng tuyến tính. Mối tương quan giữa tốc độ thấm ổn định và độ xốp đất Kết quả phƣơng trình tƣơng quan biểu thị mối quan hệ giữa tốc độ thấm nƣớc ổn định (Vc , mm/phút) với độ xốp của đất(X%) nhƣ sau: Vc = -9,28 + 0,19 X% Với R 2 = 0,92 Bảng 2. Tốc độ và thời gian thấm nƣớc ổn định của đất Ô TN Trạng thái rừng Tốc độ thấm nước ổn định Vc (mm/phút) Thời gian đạt đến Vc (phút) 1 Rừng trồng keo 1,13 50 2 Rừng trồng keo 1,92 50 3 Rừng trồng keo 0,88 45 4 Đất trống 0,28 30 5 Đất trống 0,19 25 Đỗ Thị Lan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 86(10): 149 - 152 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 151 6 Đất trống 0,22 30 Bảng 3. Tốc độ thấm nƣớc ổn định và một số nhân tố ảnh hƣởng Ô TN Trạng thái rừng Vc (mm/phút) Độ xốp (X%) Độ ẩm (A%) 1 Rừng trồng keo 1,13 53,42 23,75 2 Rừng trồng keo 1,92 56,28 21,63 3 Rừng trồng keo 0,88 53,99 21,11 4 Đất trống 0,28 48,86 24,56 5 Đất trống 0,19 48,68 23,71 6 Đất trống 0,22 48,46 22,43 Dựa vào bảng số liệu 3 và phƣơng trình tƣơng quan của Vc - X% , ta có thể thấy: Hình 2. Biểu đồ thể hiện mối tƣơng quan giữa Vc và X% - Rừng trồng Vc = -9,28 + 0,19 X%, với X% = 56,28% thì Vc = 1,41 mm/phút - Đất trống Vc = -9,28 + 0,19 X%, với X% = 48,86% thì Vc = 0,003 mm/phút Nhƣ vậy độ xốp của đất rừng trồng lớn hơn ở đất trống vì vậy mà tốc độ thấm nƣớc ở khu vực đất rừng trồng cao hơn ở đất trống. Qua phƣơng trình tƣơng quan của Vc - X% ta thấy tốc độ thấm nƣớc tỷ lệ thuận với độ xốp đất nghĩa là Đất càng tơi xốp thì tốc độ thấm nƣớc của đất càng cao và ngƣợc lại. Mối tương quan giữa tốc độ thấm ổn định và độ ẩm đất Phƣơng trình tƣơng quan biểu thị mối quan hệ giữa tốc độ thấm nƣớc ổn định (Vc , mm/phút) với độ ẩm của đất(A%) nhƣ sau: Vc = 6,70 - 0,26 A% với R 2 = 0,26 Nhận xét: Dựa vào bảng số liệu 3 và phƣơng trình tƣơng quan của Vc - A% , ta có thể thấy: - Với A% = 24,56% thì Vc = 0,31mm/phút - Với A%= 21,11% thì Vc = 1,21 mm/phút Hình 3. Biểu đồ thể hiện mối tƣơng quan giữa Vc và A% Tốc độ thấm nƣớc tỷ lệ nghịch với độ ẩm ban đầu của đất, độ ẩm càng cao thì tốc độ thấm nƣớc càng nhỏ. Vì độ chặt (R2 = 0,26) của tƣơng quan thấp do vậy đây là yếu tố thứ yếu so với độ xốp của đất. Quá trình thấm nước của đất rừng Đề tài sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm quá trình thấm nƣớc bằng ống vòng khuyên trên trạng thái đất rừng trồng keo và đất trống. Sau thời gian 60 phút tiến hành cho thấm nƣớc qua ống vòng khuyên thu đƣợc kết quả đƣợc thể hiện ở bảng 4. Nhận xét: Đất rừng trồng keo có lƣợng nƣớc thấm dao động từ 141,02 - 213,93 mm trong khi đó đất trống chỉ có lƣợng nƣớc thấm dao động từ 47,64 R² = 0.9193 45 50 55 60 0 1 2 3 X % Vc (mm/phut) Mối tương quan giữa Vc- X% X R² = 0.2629 20 21 22 23 24 25 0 1 2 3 A % Vc (mm/phut) Mối tương quan giữa Vc - A% A Đỗ Thị Lan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 86(10): 149 - 152 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 152 - 48,54 mm. Từ đó có thể thấy đất rừng trồng keo có khả năng thấm nƣớc tốt hơn nhiều lần so với đất trống. Bảng 4. Tổng lƣợng nƣớc thấm thực tế Ô TN Trạng thái rừng Tốc độ thấm nước ban đầu (V0 , mm/phút) Tốc độ thấm nước ổn định Vc (mm/phút) Tổng lượng nước thấm đo thực tế (mm) 1 Rừng trồng keo 7,26 1,13 152,59 2 Rừng trồng keo 7,37 1,92 213,93 3 Rừng trồng keo 6,43 0,88 141,02 4 Đất trống 2,74 0,28 48,54 5 Đất trống 3,24 0,19 48,51 6 Đất trống 2,94 0,22 47,64 KẾT LUẬN Tốc độ thấm nước ban đầu: Tốc độ thấm nƣớc ban đầu của đất rừng trồng keo dao động từ 7,37 mm/phút - 6,43 mm/ phút. Tốc độ thấm nƣớc ban đầu của đất trống dao động từ 2,74 mm/phút - 3,24 mm/phút. Tốc độ thấm nƣớc ban đầu của đất trừng trồng keo cao hơn so với tốc độ thấm nƣớc của khu vực đất trống. Tốc độ thấm nước ổn định: Tốc độ thấm nƣớc ổn định và thời gian thấm của khu vực đất trống thấp hơn so với tốc độ thấm nƣớc và thời gian thấm ổn định ở trạng thái đất rừng trồng (0,88mm/phút - 1,92 mm/phút). Tương quan giữa tốc độ thấm nước và các nhân tố ảnh hưởng: Phƣơng trình tƣơng quan biểu thị mối quan hệ của tốc độ thấm nƣớc ổn định (Vc mm/phút) với độ xốp đất (X%) và độ ẩm đất (A%). Tốc độ thấm nƣớc tỷ lệ thuận với độ xốp của đất(X%) và tỷ lệ nghịch với độ ẩm đất (A%). TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Đỗ Thị Lan, Nguyễn Tuấn Anh và Hoàng Tiến Hà (2010): Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý và mô hình hoá trong nghiên cứu xói mòn đất huyện Sơn Động, Bắc Giang, Tạp chí NN&PTNN11-2010, T162-166. [2]. Nguyễn Thị Thúy Hƣờng (2009), “Nghiên cứu khả năng thấm nước của đất tại một số mô hình sử dụng đất khác nhau ở huyện Lương Sơn tỉnh Hòa Bình”, Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp. [3]. Đỗ Thị Lan, Đỗ Thị Bắc (2005), “Thực trạng và những giải pháp chủ yếu nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng đất dốc xã Địa Linh, huyện Ba Bể, Bắc Kạn”. Tạp chí khoa học đất số 22, 2005. [4]. Vũ Thị Quỳnh Nga (2009), “Nghiên cứu đặc trưng thấm và giữ nước tiềm tàng của đất rừng tại Núi Luốt, Xuân Mai, Hà Nội”. Luận văn thạc sỹ khoa học Lâm nghiệp, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp. Đỗ Thị Lan và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 86(10): 149 - 152 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 153 SUMMARY STUDY OF WATER PERMEABILITY OF FOREST LAND IN BOC NHIEU COMMUNE - DINH HOA DISTRICT – THAI NGUYEN PROVINCE Do Thi Lan  , Doan Truong Son, Nguyen Thi Thuy Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry The forest area in Dinh Hoa district tends to decrease over time. Consequently, in 2008 in Dinh Hoa district recently took place the great flood forests serious damage to property as well as the lives of poor people here. The study of water absorption capacity of forest land to reduce erosion and forest flood forecasting is essential today. Thus subjects studied water permeability of forest land in Boc Nhieu commune, Dinh Hoa district, Thai Nguyen province. After the period studied, the results are as follows: initial water absorption rate of Acacia plantation land ranges from 7,37 mm/min – 6,43 mm/min and the vacant land ranging from 2,74 mm /min – 3,24 mm/min. Waterproof speed stability of the Acacia forests range from 0,88mm/min – 1,92 mm/min and the vacant land ranging from 0,19mm / min – 0,28 mm/min. Soil water infiltration speed proportional to the porosity of the soil and is inversely proportional to soil moisture. Key words: water permeability, permeability, forest land.  Tel: 0983640105