Tóm tắt Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của rừng trồng cao su (hevea brasiliensis) đến môi trường ở vùng bắc trung bộ
Cây Cao su (Hevea brasiliensis) được trồng đầu tiên ở Việt Nam
vào năm 1897 sau đó được phát triển nhiều nơi ở Nam Bộ và Tây
Nguyên. Do hiệu quả kinh tế cao nên diện tích rừng trồng Cao su đã
tăng lên nhanh chóng. Năm 2013, tổng diện tích trồng Cao su cả
nước là 955.584ha, xuất khẩu 1,08 triệu tấn xếp thứ 4 thế giới. Ngành
Cao su đóng góp 3,7% tổng kim ngạch xuất khẩu và là mặt hàng có
giá trị xuất khẩu thứ 13 của Việt Nam. Vùng Bắc Trung Bộ hiện có
trên 85.561 ha rừng Cao su, chiếm 9,0% diện tích toàn quốc. Trong
tương lai Cao su vẫn sẽ là một trong những loài cây trồng chủ đạo
trong chiến lược phát triển kinh tế của vùng.
Trước xu hướng đó, đã xuất hiện nhiều ý kiến cho rằng rừng
Cao su có khả năng bảo vệ đất và giữ nước kém, ảnh hưởng tiêu cực
đến môi trường đất, nước và không khí, làm gia tăng bệnh tật và làm
giảm mức đa dạng sinh học, vv Tuy nhiên, đến nay những nghiên
cứu này còn rất thiếu, chưa đủ cơ sở khoa học để khẳng định mức độ
ảnh hưởng của rừng Cao su đến môi trường để có những giải pháp kỹ
thuật nhằm hạn chế những tác động tiêu cực do Cao su gây lên.
Luận án này tập trung nghiên cứu về ảnh hưởng của rừng Cao
su ở vùng Bắc Trung Bộ đến môi trường đất, nước và không khí, bổ
sung cơ sở khoa học và những hiểu biết về ảnh hưởng của rừng trồng
Cao su đến một số yếu tố môi trường rừng, góp phần xây dựng cơ sở
khoa học cho việc phát triển bền vững cây Cao su trên đất dốc
Tóm tắt nội dung tài liệu: Tóm tắt Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của rừng trồng cao su (hevea brasiliensis) đến môi trường ở vùng bắc trung bộ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TÀO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ________________vvvvv________________ TRƯƠNG TẤT ĐƠ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA RỪNG TRỒNG CAO SU (Hevea brasiliensis) ĐẾN MÔI TRƯỜNG Ở VÙNG BẮC TRUNG BỘ Chuyên ngành: LÂM SINH Mã số: 62.62.02.05 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Hà Nội - 2014 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Lâm nghiệp Người hướng dẫn 1: GS. TS. Vương Văn Quỳnh Trường Đại học Lâm nghiệp Người hướng dẫn 2: PGS. TS. Võ Đại Hải Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Phản biện 1: GS. TS. .................................... ........................................................... Phản biện 2: GS. TS. ..................................... ........................................................... Phản biện 3: GS. TS. ................................... ............................................................... Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án phiên chính thức, tại Trường Đại học Lâm nghiệp, địa chỉ: thị trấn Xuân Mai, huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội. Vào hồi giờ ngày tháng năm 2014 Có thể tìm thấy luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam; - Thư viện Trường Đại học Lâm nghiệp; - Website: CÁC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG LUẬN ÁN 1. Trương Tất Đơ, Vương Văn Quỳnh (2014), Đánh giá dư lượng hóa chất trong rừng trồng cao su (Hevea brasiliensis) ở vùng Bắc Trung Bộ, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số 10/2014, trang 117-122. 2. Trương Tất Đơ (2014), Nghiên cứu khả năng hấp thụ các bon của rừng trồng cao su (Hevea brasiliensis) ở vùng Bắc Trung Bộ, Tạp chí Rừng và Môi trường, số 63+64/2014, trang 12-17. 3. Trương Tất Đơ, Vương Văn Quỳnh (2014), Ảnh hưởng của rừng trồng cao su (Hevea brasiliensis) đến khả năng xói mòn đất ở vùng Bắc Trung Bộ, Tạp chí Lâm nghiệp - Trường Đại học Lâm nghiệp, số 2/2014, trang 34-43. 4. Trương Tất Đơ, Vương Văn Quỳnh, Phùng Văn Khoa (2014), Khả năng giữ nước, bốc và thoát hơi nước của rừng cao su (Hevea brasiliensis) ở vùng Bắc Trung Bộ, Tạp chí Lâm nghiệp - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, số 2/2014, trang 3324-3333. 5. Vương Văn Quỳnh, Bùi Văn Năng, Trương Tất Đơ (2014), Xác định chất hữu cơ dễ bay hơi trong lá cây cao su (Hevea brasiliensis) trồng tại Thạch Thành-Thanh Hóa, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số 11/2014, trang 106-111. 6. Đặng Thịnh Triều, Angus McEwin, Nguyễn Thế Chiến, Trương Tất Đơ (2013), Tiềm năng hấp thụ CO2 của rừng lá rộng thường xanh tại tỉnh Hà Tĩnh, Tạp chí Rừng và Môi trường, số 60/2013, trang 49-52. 7. Trương Tất Đơ, Vương Văn Quỳnh (2014), Đặc điểm, thành phần, số lượng động vật đất và vi sinh vật đất dưới tán rừng trồng Cao su (Hevea brasiliensis) tại vùng Bắc Trung Bộ, Tạp chí Lâm nghiệp - Trường Đại học Lâm nghiệp, số 3/2014, trang 3-10. 24 + Ảnh hưởng chưa rõ 16/34 chỉ tiêu gồm: vi sinh vật trong đất, côn trùng dưới tán rừng, bốc hơi mặt đất, thoát hơi nước của lá, hàm lượng oxy hòa tan và oxy hóa sinh nước mặt, dư lượng chất kích mủ 2-Acid CHL trong nước mặt, hàm lượng oxy hòa tan và oxy hóa sinh trong nước ngầm, dư lượng Glyphosate trong nước ngầm, dư lượng 2,4 D trong nước ngầm, dư lượng chất kích mủ 2-Acid CHL trong nước ngầm, nhiệt độ, độ ẩm không khí và lượng các bon trên mặt đất. - Ảnh hưởng của rừng Cao su đến môi trường có liên quan mật thiết đến nhau và tập trung ở 3 nguyên nhân: (1) đặc điểm cấu trúc của rừng Cao su liên quan đến các biện pháp kỹ thuật canh tác; (2) dư lượng hóa chất con người đưa vào trong quá trình kinh doanh Cao su; và (3) chất độc do cây Cao su tiết ra là Hexanal và trans-2-Hexenal. - Luận án đã xuất 3 nhóm giải pháp nhằm giảm những ảnh hưởng tiêu cực môi trường của rừng Cao su ở vùng Bắc Trung Bộ gồm: (1) Giải pháp thay đổi về kỹ thuật canh tác; (2) Hạn chế sử dụng các chất diệt cỏ hoặc kích thích mủ; (3) Giải pháp hạn chế ảnh hưởng chất độc hại do chất tiết ra từ lá cây Cao su. 2 Kiến nghị: 1. Sử dụng các kết quả nghiên cứu và giải pháp đã đề xuất trong luận án này nhằm hạn chế những ảnh hưởng của rừng Cao su đến môi trường. 2. Bộ Nông nghiệp và PTNT xem xét hạn chế chuyển đổi rừng tự nhiên sang trồng Cao su để giảm những tác động môi trường. 3. Bộ Tài nguyên và Môi trường bổ sung quy định về hàm lượng chất diệt cỏ Glyphosate trong đất, chất Hexanal trong đất; hàm lượng chất độc hại trans-2-Hexenal trong không khí. 4. Đề nghị tiếp tục các nghiên cứu, đặc biệt là nghiên cứu làm rõ hơn cơ chế phát thải chất Hexanal và trans-2-Hexenal phát thải ra từ lá ra môi trường và mức độ tác động của nó đến môi trường xung quanh đặc biệt là sức khỏe con người. 1 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Cây Cao su (Hevea brasiliensis) được trồng đầu tiên ở Việt Nam vào năm 1897 sau đó được phát triển nhiều nơi ở Nam Bộ và Tây Nguyên. Do hiệu quả kinh tế cao nên diện tích rừng trồng Cao su đã tăng lên nhanh chóng. Năm 2013, tổng diện tích trồng Cao su cả nước là 955.584ha, xuất khẩu 1,08 triệu tấn xếp thứ 4 thế giới. Ngành Cao su đóng góp 3,7% tổng kim ngạch xuất khẩu và là mặt hàng có giá trị xuất khẩu thứ 13 của Việt Nam. Vùng Bắc Trung Bộ hiện có trên 85.561 ha rừng Cao su, chiếm 9,0% diện tích toàn quốc. Trong tương lai Cao su vẫn sẽ là một trong những loài cây trồng chủ đạo trong chiến lược phát triển kinh tế của vùng. Trước xu hướng đó, đã xuất hiện nhiều ý kiến cho rằng rừng Cao su có khả năng bảo vệ đất và giữ nước kém, ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường đất, nước và không khí, làm gia tăng bệnh tật và làm giảm mức đa dạng sinh học, vv Tuy nhiên, đến nay những nghiên cứu này còn rất thiếu, chưa đủ cơ sở khoa học để khẳng định mức độ ảnh hưởng của rừng Cao su đến môi trường để có những giải pháp kỹ thuật nhằm hạn chế những tác động tiêu cực do Cao su gây lên. Luận án này tập trung nghiên cứu về ảnh hưởng của rừng Cao su ở vùng Bắc Trung Bộ đến môi trường đất, nước và không khí, bổ sung cơ sở khoa học và những hiểu biết về ảnh hưởng của rừng trồng Cao su đến một số yếu tố môi trường rừng, góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc phát triển bền vững cây Cao su trên đất dốc. 2. Mục tiêu nghiên cứu: * Về lý luận: Bổ sung cơ sở khoa học và những hiểu biết về ảnh hưởng của rừng trồng Cao su đến một số yếu tố môi trường đất, nước và không khí để có các giải pháp nhằm hạn chế những ảnh hưởng tiêu cực về môi trường khi trồng rừng Cao su. 2 * Về thực tiễn: Xác định được ảnh hưởng của rừng trồng Cao su đến một số yếu tố môi trường đất, nước và không khí và đề xuất một số giải pháp hạn chế những tác động tiêu cực của rừng trồng Cao su trên đất dốc ở vùng Bắc Trung Bộ. 3. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu của luận án - Đối tượng: Rừng trồng Cao su (Hevea brasiliensis). - Địa điểm nghiên cứu: gồm 6 tỉnh vùng Bắc Trung Bộ. 4. Những đóng góp mới của luận án - Đã xác định được một số đặc điểm có liên quan đến một số yếu tố môi trường của rừng Cao su. - Đã xác định được một số đặc điểm về kỹ thuật canh tác và cấu trúc khác biệt của rừng Cao su có liên quan đến một số yếu tố môi trường rừng. - Xác định được ảnh hưởng của rừng Cao su ở vùng Bắc Trung Bộ đến một số yếu tố môi trường đất, nước và không khí ở các mức độ khác nhau, nổi bật là: + Đã xác định được cường độ xói mòn ở rừng Cao su theo cấp tuổi và độ dốc, và đề xuất vùng Bắc Trung Bộ không nên trồng Cao su ở độ dốc ≥ 260. + Đã xác định và công bố 2 chất hữu cơ dễ bay hơi độc hại có trong lá cây Cao su là Hexanal và trans-2-Hexenal, có thể ảnh hưởng đến môi trường đất, không khí và sức khỏe con người. + Đã xây dựng được các phương trình dự báo sinh khối, các bon và khả năng hấp thụ các bon của rừng Cao su vùng Bắc Trung Bộ. - Đề xuất được một số giải pháp nhằm hạn chế tác động tiêu cực của rừng trồng Cao su đến môi trường ở vùng Bắc Trung Bộ. 23 3.5.3 Giải pháp hạn chế ảnh hưởng chất độc hại do chất tiết ra từ lá cây Cao su Giữ lại các băng hoặc đám rừng tự nhiên, trồng xen với cây rừng bản địa để giảm hàm lượng chất độc phát thải từ lá Cao su.; không nên ngủ hoặc làm nhà ở dưới rừng rừng Cao su, nếu phải nghỉ lại hoặc ở dưới rừng Cao su thì nên chọn những nơi cao, thoáng gió. Người làm việc thường xuyên dưới rừng Cao su cần phải được trang bị bảo hộ, được chăm sóc sức khỏe và nghỉ dưỡng đầy đủ. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận - Đặc điểm cấu trúc rừng Cao su có sự khác nhau rõ rệt theo tuổi rừng và rừng đối chứng, trong lá cây Cao su có hai chất hữu cơ dễ bay hơi là Hexanal và trans-2-Hexenal với hàm lượng lần lwowtk là 0,084 mg/kglá và 2,16 mg/kglá, trong đó trans-2-Hexenal là chất thuộc nhóm chất nguy hại. Sự khác biệt này có liên quan trực tiếp đến những ảnh hưởng của rừng Cao su đến một số yếu tố môi trường. - Về ảnh hưởng của rừng Cao su đến môi trường: qua phân tích 34 chỉ tiêu đánh giá về môi trường của rừng Cao su và đối chứng cho thấy ảnh hưởng của rừng Cao su đến môi trường đất, nước và không khí ở các mức độ khác nhau như sau: + Ảnh hưởng rất rõ 4/34 chỉ tiêu gồm: cường độ xói mòn, dư lượng hóa chất diệt cỏ Glyphosate trong đất, chất Hexanal và trans-2- Hexenal trong không khí. + Ảnh hưởng rõ 14/34 chỉ tiêu gồm: độ xốp, hàm lượng mùn, dư lượng chất kích mủ 2-Acid CHL trong đất, dư lượng hóa chất diệt cỏ 2,4 D trong đất, hàm lượng chất Hexanal trong đất, đa dạng thực vật dưới tán rừng, giun đất, độ ẩm đất, dung tích chứa nước của đất, chỉ số giữ nước, tốc độ thấm nước của đất, dư lượng 2,4 D trong nước, dư lượng Glyphosate trong nước và khả năng tích lũy các bon của rừng. 22 3.5 Đề xuất một số giải pháp hạn chế tác động tiêu cực môi trường cho rừng trồng Cao su ở vùng Bắc Trung Bộ 3.5.1 Giải pháp thay đổi về kỹ thuật canh tác 1) Điều kiện độ dốc để trồng rừng Cao su: vùng Bắc Trung Bộ không nên trồng rừng Cao su ở độ dốc ≥ 26 độ, đối với những nơi có độ dốc vượt quá 20 độ thì cần thiết phải có các giải pháp để bảo vệ đất hiệu quả như tạo độ che phủ, làm bậc thang, vv.... 2) Giữ lại các đám rừng tự nhiên xen kẽ với các băng Cao su hoặc trồng các hàng cây bản địa để tăng cường đa dạng sinh học; 3) Thay đổi phương thức xử lý đốt thực bì khi trồng rừng, bón phân hữu cơ để cải thiện đất cho rừng Cao su, hạn chế ảnh hưởng do đốt thực bì đến mật độ giun đất và vi sinh vật đất; 4) Trồng cây theo đường đồng mức, tạo bậc thang để ngăn cản dòng chảy mặt, hạn chế xói mòn, tăng khả năng thấm nước. 5) Cày, xới đất để cải thiện tính thấm và giữ nước của đất để tăng khả năng nước thấm xuống đất và giữ nước cho rừng Cao su đối với độ dốc dưới 15 độ. Nếu độ dốc cao hơn 15 độ thì áp dụng hình thức cuốc hố cục bộ để hạn chế xói mòn. 6) Giữ lại lớp thảm tươi, cây bụi nhằm tăng độ che phủ mặt đất, ngăn cản sự tác động của mưa, làm giảm xói mòn và tăng tính khả năng thấm nước của đất. 7) Duy trì lớp thảm khô để giảm bốc hơi mặt đất 8) Trồng xen với cây nông nghiệp, tận dụng đất, tăng độ che phủ để hạn chế xói mòn và bốc hơi mặt đất. 3.5.2 Hạn chế sử dụng các chất diệt cỏ hoặc kích thích mủ: Sử dụng hóa chất theo khuyến cáo “4 đúng” của Tập đoàn Cao su Việt Nam, hạn chế hoặc sử dụng các hoá chất đặc biệt là không sử dụng chất diệt cỏ đã bị cấm 2,4-D. Áp dụng những biện pháp thay thế bằng phát dọn cục bộ, đốt có kiểm soát. 3 5. Bố cục của luận án Luận án gồm 145 trang với 56 bảng số liệu, 43 hình, 92 tài liệu tham khảo, gồm: Mở đầu (5 trang), Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu (26 trang), Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu (19 trang), Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận (89 trang), Kết luận và kiến nghị (6 trang). Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Nước ngoài: Các nghiên cứu về giống, kỹ thuật canh tác cây Cao su cũng như các nghiên cứu ảnh hưởng của rừng trồng cây mọc nhanh đến môi trường rất phong phú. Tuy nhiên, các nghiên cứu ảnh hưởng của rừng Cao su đến môi trường lại rất hạn chế. Có thể kể đến một số nghiên cứu của Keeves (1966), Turvey (1983) và Ghosh (1987) Sivanakyan và cộng sự (1995), De Jong (2001), Cheng và cộng sự (2007) về ảnh hưởng của Cao su đến độ phì đất; Nghiên cứu của Wang Xianpu (2007), của Gao (1985), Wu (1984), Chen (1982) ở Trung Quốc, nghiên cứu của Aiken và cộng sự (1982) ở Singapore về khả năng bảo vệ đất và nước của Cao su so với các mô hình rừng trồng thuần loài khác. Zhang và cộng sự (2003) đã xác định được tổng số vi sinh vật đất trong rừng trồng Cao su. Tuy nhiên, Donald (2004) cho rằng những ảnh hưởng cụ thể của việc trồng Cao su đến đa dạng sinh học vẫn chưa được nghiên cứu rõ ràng. 1.2 Trong nước: Nghiên cứu về chọn tạo giống Cao su ở Việt Nam được quan tâm từ rất sớm, các kết quả nghiên cứu điển hình của Lê Mậu Túy, Vũ Văn Trường, Lê Đình Vinh và Trần Thị Thúy Hoa, vv... đã góp phần tạo ra bộ giống Cao su khá phong phú cho từng vùng sinh thái. Nghiên cứu của Lê Quốc Doanh và cộng sự (2011) về phát triển Cao su ở vùng núi phía Bắc, Nguyễn Thị Huệ (2006), Lê Mậu Túy, Tống 4 Viết Thịnh (2006, 2011), Tập đoàn Cao su Việt Nam (2012), Nguyễn Trường An (2013), vv... đã nghiên cứu về kỹ thuật canh tác, thời vụ trồng, bón phân và chăm sóc, vv... góp phần quan trọng vào việc tăng nhanh diện tích, nâng cao năng suất và sản lượng Cao su ở Việt Nam. Nghiên cứu về ảnh hưởng của rừng trồng (Bạch đàn, Keo, Thông và Phi Lao) đến các yếu tố môi trường ở Việt Nam cũng được quan tâm từ rất sớm. Tuy nhiên, các nghiên cứu về Cao su lại rất thiếu, có thể kể đến nghiên cứu của Nguyễn Khoa Chi (1997) Đoàn Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Thế Côn và Vũ Đình Chính (1999) cho rằng cây Cao su không những có giá trị kinh tế cao mà còn có nhiều ý nghĩa như: làm sạch môi trường, ổn định sinh thái, chống xói mòn và không làm huỷ hoại đất vv. Vương Văn Quỳnh và cộng sự (2009, 2014) cũng đã nghiên cứu sâu và tổng thể đến những tác động đến đất, nước dưới rừng Cao su, đã xác định được ảnh hưởng của rừng Cao su đến một số yếu tố môi trường và so sánh với rừng Keo tai tượng. Đặng Bá Thức (2011) khi nghiên cứu xói mòn rừng Cao su đã xác định được lượng nước chảy bề mặt, lượng đất xói mòn, hàm lượng chất dinh dưỡng bị mất do xói mòn tại Hương Sơn, Hà Tĩnh, đây là công trình nghiên cứu khá công phu. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu ở phạm vi rất hẹp (trên 1 huyện Hương Sơn) và nghiên cứu này chỉ ở rừng Cao su tuổi nhỏ, chủ yếu tuổi từ 1÷3 tuổi. Qua tham khảo các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan tới luận án cho thấy, Cao su là cây công nghiệp quan trọng được phát triển mạnh ở nhiều nơi trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Cũng như nhiều loại rừng trồng cây nhập nội khác, rừng Cao su thường bị chỉ trích về hiệu quả môi trường, như khả năng giữ nước và bảo vệ đất kém, gây độc nước và không khí, vv nhưng cho đến nay các nghiên cứu về cây Cao su ở trong và ngoài nước còn thiếu, chưa đủ cơ sở khoa học để thuyết phục những nghi ngại về ảnh hưởng tiêu cự ... rừng Cao su biến động theo tuổi rừng, dao động từ 11,5÷13,2 và trung bình là 12,1. Rừng keo tai tượng có chỉ số giữ nước trung bình là 10,2. Mặc dù chỉ số giữ nước của rừng Cao su lớn hơn so với rừng Keo tai tượng nhưng có thể thấy chỉ số giữ nước của rừng Cao su thấp hơn so với rừng tự nhiên. 3.3.2 Quá trình bốc và thoát hơi nước của rừng Cao su 3.3.2.1 Bốc hơi mặt đất của rừng Cao su Lượng bốc hơi mặt đất tính trung bình cho một ngày không mưa rừng Cao su là 336kg/ha/giờ, tương đương 8061kg/ha/ngày, rừng Keo tai tượng 318 kg/ha/giờ, tương đương 7.629,6 kg/ha/ngày. Lượng bốc hơi mặt đất đạt cao nhất lúc 12 giờ. Trong điều kiện bình thường thì trước 5 giờ và sau 20 giờ không có bốc hơi mặt đất. Hình 3. Biến đổi của lượng bốc hơi dưới rừng Cao su theo thời gian Hình 4. Biến đổi của lượng bốc hơi dưới rừng Keo TT theo thời gian 3.3.2.2 Thoát hơi nước của rừng Cao su Cường độ thoát hơi qua lá của Cao su là 2,31 g/kglá/phút, lượng thoát hơi nước ngày không mưa của rừng Cao su dao động từ 3,4÷26,8 tấn/ngày, trung bình là 20,4 tấn/ha/ngày. Căn cứ vào số 16 rằng thành phần và số lượng vi sinh vật đất dưới rừng Cao su thấp hơn so với các rừng khác. 3.2.5.4 Côn trùng dưới rừng Cao su Kết quả nghiên cứu cho thấy, có 8 loài côn trùng dưới tán rừng và đều có ở cả 3 trạng thái rừng là Cao su, Keo tai tượng và rừng tự nhiên, số loài gặp được nhiều nhất là các loài kiến, mối và bọ cánh cứng. Kiểm tra bằng tiêu chuẩn t cho thấy, không có sự sai khác rõ rệt về thành phần và số lượng các loài côn trùng dưới tán giữa các trạng thái rừng này. Sự khác biệt về môi trường giữa rừng Cao su và rừng tự nhiên chưa làm ảnh hưởng đến côn trùng dưới tán rừng. 3.3 Ảnh hưởng của rừng trồng Cao su đến môi trường nước 3.3.1 Ảnh hưởng của rừng Cao su đến khả năng giữ nước 3.3.1.1 Độ ẩm đất dưới rừng Cao su vào mùa khô Độ ẩm đất dưới rừng Cao su trong mùa khô dao động từ 21,6÷24,2%, trung bình 22,6% với hệ số biến động 34,6% và có xu hướng tăng lên theo tuổi rừng. Độ ẩm đất dưới rừng Cao su cũng thay đổi theo độ sâu tầng đất, ở tầng đất mặt có xu hướng khô hơn, độ ẩm cao nhất ở tầng đất 21÷40cm. Độ ẩm đất dưới rừng Cao su vào mùa khô cao hơn so với rừng Keo tai tượng nhưng luôn thấp hơn so với các trạng thái của rừng tự nhiên. 3.3.1.2 Khả năng thấm nước của đất. Tốc độ thấm nước 5 phút đầu ở rừng Cao su biến động mạnh từ 10,2÷14,5 mm/phút, trung bình là 12,4 mm/phút, gấp 1,7 lần so với rừng Keo tai tượng và 1,5 lần so với các trạng thái rừng tự nhiên. Tốc độ thấm nước bão hòa của đất dưới rừng Cao su dao động từ 3,1÷5,4 mm/phút, trung bình 4,1mm/phút, cao gấp 1,5 lần so với hệ số thấm của rừng keo và 1,2 lần so với các trạng thái rừng tự nhiên. 3.3.1.3 Dung tích chứa nước của rừng Cao su Dung tích chứa nước của rừng Cao su dao động từ 3.830÷4.021 m3/ha, trung bình là 3.917 m3/ha với hệ số biến động 9 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 m/ z--> Abundance Scan 90 (4.615 min): 1502La-01 lan2.D\ data.ms 41 56 72 82 32 98 207 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 m/ z--> Abundance #8185: Hexanal (CAS) $$ n-Hexanal $$ Hexaldehyde $$ Caproaldehyde $$ Capronaldehyde $$ n-Caproaldehyde $$ Caproic aldehyde $$ Hexylaldehyde $$ n-Capronaldehyde $$ 1-hexanal $$ n-C 44 56 72 82 36 100 Hình 1. Khối phổ chất từ mẫu lá Cao su và chất Hexanal gốc - Hexanal là chất lỏng không màu, mùi trái cây, tỉ trọng là 0,81 g/ml, nhiệt độ hóa lỏng là -200C, nhiệt độ sôi là 130÷1310C, là andehyde no mạch dài với 6 nguyên tử cacbon trong phân tử, công thức hoá học là C6H12O, phân tử lượng là 100.159. Chưa có tài liệu chứng minh độc tính rõ rệt của Hexanal. Tuy nhiên, theo I. van Andel và công sự (2006) thì Hexanal không được xếp vào nhóm chất có khả năng gây ung thư hoặc tác dụng tiêu cực với sức khoẻ con người. 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150160170180190200210 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 m/z--> Abundance Scan 297 (5.843 min): 1502La-01 lan2.D\ data.ms 41 55 69 83 98 32 207 30 40 50 60 70 80 90 100110120130140150160170180190200210 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 m/z--> Abundance #6924: 2-Hexenal, (E)- (CAS) $$ (E)-2-Hexenal $$ n-Hex-trans-2-enal $$ trans-Hex-2-enal $$ trans-2-Hexen-1-al $$ trans-2-Hexenal $$ Leaf aldehyde $$ 2-trans-Hexenal $$ E-2-hexenal 41 55 69 83 98 Hình 2. Khối phổ của chất từ mẫu lá Cao su và trans-2-Hexanal gốc - trans-2-Hexenal là chất màu vàng nhạt, mùi trái cây, ít trong nước, tỷ trọng là 0,846 g/ml, nhiệt độ hoá lỏng là 350C, nhiệt độ sôi là 1590C, là một andehyde không no với 6 nguyên tử cacbon trong phân tử, có nối đôi ở vị trí cacbon số 2, công thức hoá học là C6H10O, 10 phân tử lượng là 98.143. Chất trans-2-Hexenal được xếp vào nhóm các chất Xn, Xi, F. Đây là nhóm chất nguy hại, gây kích thích và có khả năng bắt lửa cao. Khả năng gây rủi ro được xếp vào các nhóm 10-21/22-36/37/38-20/21/22. Đây là nhóm chất dễ cháy, nguy hại khi tiếp xúc với da và nuốt phải, gây kích thích mắt, hệ hô hấp và da, gây hại cho đường hô hấp. Giá trị LD5 qua đường miệng đối với chuột là 850 mg/kg, đối với thỏ qua da là 600 mg/kg. Theo Stout và Matthew Dockery (2006) thì trans-2-Hexenal là chất gây độc tế bào. Tuy nhiên, hiện nay tại Việt Nam vẫn chưa có tiêu chuẩn phép tiếp xúc với chất này trong môi trường. Để xác định khối lượng các chất Hecxanal và trans-2-Hexenal có trong lá cây Cao su, luận án đã thí nghiệm xây dựng đường chuẩn liên hệ giữa diện tích pic với khối lượng của chúng. Kết quả cho thấy, hàm lượng Hexanal trung bình trong lá Cao su là 0,084 mg/kg, trans-2-Hexenal là 2,156 mg/kg. Từ kết quả điều tra đặc điểm cấu trúc rừng đã xác định được khối lượng lá Cao su có trên 1ha, từ đó có thể xác định được khối lượng các chất Hexanal trong rừng Cao su dao động từ 0,16÷1,36g/ha, trung bình là 1,03g/ha, khối lượng chất trans-2- Hexanal dao động từ 4,20÷35,02g/ha, trung bình là 26,46g/ha. 3.2 Ảnh hưởng của rừng Cao su đến môi trường đất 3.2.1 Độ xốp của đất dưới rừng Cao su Kết quả nghiên cứu cho thấy, độ xốp đất dưới rừng Cao su biến động theo tuổi rừng và theo độ sâu tầng đất, ở tuổi 5 độ xốp trung bình là 59,1% và giảm nhanh đến 56,4% ở tuổi 15, sau đó lại tăng dần lên 57,5% ở tuổi 25. Độ xốp rừng đất rừng Cao su lớn hơn rừng keo 6,6 ÷ 8,5% nhưng thấp hơn so với các trạng thái rừng tự nhiên. Độ xốp tầng mặt rừng Cao su giảm dần theo tuổi, điều này có liên quan đến quá trình khai thác nhựa, việc đi lại làm chặt bí tầng mặt ở rừng Cao su. 15 3.2.5 Thực vật, giun, vi sinh vật và côn trùng dưới rừng Cao su 3.2.5.1 Thực vật tầng thấp dưới rừng Cao su Kết quả nghiên cứu cho thấy, số loài thực vật trung bình dưới tán rừng Cao su là 16,2 loài với hệ số biến động là 29,5%, độ che phủ bình quân của các loài thực vật tầng thấp là 41,5% với hệ số biến động 46,8%. Số loài thực vật trung bình dưới tán rừng Keo tai tượng là 21,3 loài với hệ số biến động thấp là 14,3%, độ che phủ bình quân dưới tán rừng keo là 49,4% với hệ số biến động 27,6%. Như vậy, số loài thực vật và độ che phủ bình quân của các loài thực vật tầng thấp của rừng Cao su thấp hơn so với rừng Keo tai tượng, tuy nhiên hệ số biến động về thành phần loài dưới rừng Cao su lớn gấp hơn hai lần. 3.2.5.2 Mật độ giun đất ở rừng Cao su Mật độ giun đất mật độ giun đất đều có xu hướng tăng theo tuổi rừng, dao động từ 4,95÷8,11 con/m2, trung bình 6,72 con/m2. Mật độ giun tăng lên theo tuổi rừng, ở tuổi 5 là 4,95 con/m2 nhưng sang tuổi 10 đã tăng lên 6,0 con/m2, ở tuổi 25 đạt 8,11 con/m2. Tuy nhiên, biến động giữa các ô cũng rất mạnh, ở một số ô mật độ giun 12 con/m2, nhưng ở một số ô khác mật độ chỉ 1÷2 con/m2. Mật độ giun phân bố giảm mạnh theo tầng đất, tỷ lệ giun đất ở độ sâu 0÷30cm chiếm 91%, dưới 40 cm không còn phát hiện thấy giun đất. Kết quả kiểm tra bằng tiêu chuẩn t, cho thấy không có sự khác biệt rõ rệt giữa mật độ giun đất dưới rừng Cao su và Keo tai tượng nhưng có sự khác biệt rõ rệt ở rừng Cao su so với các trạng thái rừng tự nhiên. 3.2.5.3 Vi sinh vật đất ở dưới rừng Cao su Số lượng vi sinh vật đất có xu hướng tăng lên theo tuổi rừng, dao động từ 296,8÷353,8 triệu cá thể/gam đất, trung bình là 358,7 triệu cá thể/gam, chủ yếu là vi khuẩn chiếm trên 80%, thấp nhất là vi nấm chỉ chiếm khoảng 1%. Kiểm tra bằng tiêu chuẩn t cho thấy, không có sự sai khác về số lượng vi sinh vật đất giữa rừng Cao su với các trạng thái rừng đối chứng. Vì vậy, chưa có cơ sở để khẳng định 14 Hàm lượng 2,4-D ở rừng Cao su là 0,07mg/kg đất và Keo tai tượng là 0,06 mg/kg đất. Theo QCVN 15:2008/BTNMT thì dư lượng hoá chất bảo vệ thực vật trong đất với 2,4-D là dưới 0,1 mg/kg đất. Như vậy, hàm lượng 2,4-D trong đất rừng Cao su là chưa vượt mức cho phép. Tuy nhiên, 2,4-D là chất độc hại cần hạn chế sử dụng. Hàm lượng chất kích thích mủ (2-Chloroethyl phosphonic Acid) tầng đất mặt trung bình ở là 0,02 mg/kg và chủ yếu ở rừng cấp tuổi 20 và 25. Do lượng chất này sử dụng ít để quét lên cây nên có ồng độ thấp, chưa vượt tiêu chuẩn cho phép. 3.2.4.2 Chất độc hại do cây Cao su tạo ra trong đất Bảng 3. Hàm lượng các chất độc do lá Cao su tạo ra trong đất Tuổi (năm) Số OTC Hàm lượng Hexanal (ppb/kg) Hàm lượng trans-2- Hexenal (ppb/kg) Trung bình Hệ số biến động (%) Trung bình Hệ số biến động (%) 5 9 1,06 38,2 - - 10 9 2,05 32,6 - - 15 9 3,88 27,5 - - 20 9 4,65 23,1 - - 25 6 4,98 21,3 - - TB 3,36 28,54 - - Kết quả phân tích cho thấy, không phát hiện được chất trans-2- Hexenal trong đất mà chỉ phát hiện được hàm lượng Hexanal với khối lượng trung bình là 3,36 ppb, rất nhỏ so với mức tiêu chuẩn cho phép về các chất độc hại tồn dư trong đất. Mặc dù không phân tích thấy được trans-2-Hexenal trong đất nhưng có thể trans-2-Hexenal là hợp chất aldehyd không no nên nó dễ dàng kết hợp với nước, mất đi liên kết đôi của phân tử các bon để chuyển thành Hexanal theo phản ứng: 2C6H10O + 2H2O = 2C6H12O+O2. 11 Bảng 1. Độ xốp đất dưới rừng Cao su và đối chứng Loại rừng Tuổi (năm) Độ xốp theo độ sâu tầng đất (%) 0÷10 cm 11÷20 cm 21÷40 cm 41÷60 cm 61÷80 cm TB Cao su 5 66,7 65,5 61,2 60,6 41,5 59,1 10 61,5 64,4 58,6 59,2 42,2 57,2 15 59,9 64,7 57,5 58,5 41,6 56,4 20 56,3 65,5 59,4 59,9 43,3 56,9 25 54,8 66,8 61,7 60,8 43,5 57,5 Keo tai tượng 5 54,6 58,3 53,4 54,1 42,2 52,5 10 59,5 60,2 55,3 56,2 43,2 54,9 Rừng tự nhiên P. hồi 62,4 61,4 58,6 54,4 51,1 57,6 N. kiệt 70,2 62,7 60,4 59,5 54,3 61,4 Nghèo 75,8 71,5 66,2 61,7 56,5 66,3 Kết quả kiểm tra bằng tiêu chuẩn t cho thấy, có sự khác biệt rõ rệt độ xốp đất tầng 0÷60cm giữa rừng Cao su với rừng Keo tai tượng và các trạng thái rừng tự nhiên. Tuy nhiên, với tầng đất ≥ 61cm sự khác biệt là chưa rõ ràng. Độ xốp của đất dưới rừng Cao su cũng có xu hướng giảm khi độ dốc tăng lên. Kiểm tra bằng tiêu chuẩn t cho thấy có sự sai khác rõ rệt về độ xốp đất giữa các cấp độ dốc khác nhau. Sự khác biệt về độ xốp có liên quan đến sự khác nhau về hiệu quả giữ nước của rừng Cao su với các trạng thái rừng đối chứng. 3.2.2 Hàm lượng mùn trong đất rừng Cao su Hàm lượng mùn trong đất tầng mặt ở dưới rừng Cao su trung bình đạt 2,92% và tăng dần theo tuổi, hàm lượng mùn ở tuổi 5 đạt 2,22%, ở tuổi 25 là 3,58% cao hơn một chút so với với hàm lượng mùn của trạng thái rừng tự nhiên phục hồi. Nói chung, hàm lượng mùn rừng Cao su cao hơn rừng Keo tai tượng, điều này có thể có liên quan đến lượng vật rơi rụng và tốc độ phân hủy của lá cây Cao su. 12 3.2.3 Xói mòn đất dưới rừng Cao su Kết quả nghiên cứu thực nghiệm về cường độ xói mòn bằng phương pháp “đóng cọc căng dây” cho thấy, cường độ xói mòn dưới rừng Cao su có sự biến động mạnh theo tuổi rừng, dao động từ 0,2÷1,1 mm/năm, trung bình là 0,5 mm/năm, tương đương lượng đất bị xói mòn khoảng 5,8 tấn/ha/năm. Rừng Keo tai tượng có cường độ xói mòn trung bình là 0,4 mm/năm tương đương 4,9 tấn/ha/năm. Cường độ xói mòn ở các trạng thái của rừng tự nhiên là rất thấp, trung bình 0,2 mm/năm, tương đương với 1,5 tấn/ha/năm. Sử dụng công thức ước lượng cường độ xói mòn của Trường Đại học Lâm nghiệp để xác định cường độ xói mòn đất ở 30 OTC đã điều tra điều tra bằng thực nghiệm. Kiểm tra bằng tiêu chuẩn t cho thấy, không có sự khác biệt rõ rệt về cường độ xói mòn đất được tính theo phương pháp thực nghiệm và phương pháp ước lượng. Như vậy, có thể sử dụng công thức này để ước lượng xói mòn đất cho rừng Cao su ở vùng Bắc Trung Bộ. Kết quả xác định cường độ xói mòn ở Bắc Trung Bộ bằng công thức ước lượng của Trường ĐHLN cho thấy, cường độ xói mòn đất rừng Cao su vùng BTB tăng nhanh theo độ dốc. Với độ dốc 20 độ thì xói mòn vượt mức 0,7 mm/năm (tương đương 8,4 tấn/ha/năm) cần thiết phải có những giải pháp bảo vệ đất, chống xói mòn. Bắc Trung Bộ là vùng có chỉ số xói mòn trung bình là 600. Trong điều kiện độ dốc dưới 20 độ thì cường độ xói mòn rừng Cao su vẫn ở mức cho phép 0,59 mm/năm. Tuy nhiên, khi độ dốc ở 20 độ thì cường độ xói mòn 0,7 mm/năm (tương đương 8,4 tấn/ha/năm), bắt đầu vượt mức cho phép nên cần thiết phải có các biện pháp bảo vệ đất. Khi độ dốc là 26 độ thì cường độ xói mòn là 1,64 mm/năm (tương đương với 19,7 tấn/ha/năm) vượt hơn 2 lần so với mức cho phép, các giải pháp bảo vệ đất khó có thể khắc phục được xói mòn, do vậy vùng BTB không nên trồng Cao su với độ dốc ≥ 26 độ. 13 3.2.4 Ảnh hưởng của rừng Cao su đến tính chất hóa học đất 3.2.4.1 Dư lượng các hóa chất trong rừng Cao su Bảng 2. Dư lượng hoá chất trong đất rừng Cao su và đối chứng Loại rừng Tuổi (năm) Số OTC 2,4-D (mg/kg) Glyphosate (mg/kg) 2-Acid CHL (mg/kg) Trung bình HSBĐ (%) Trung bình HSBĐ (%) Trun g bình HSBĐ (%) Cao su 5 9 0,09 15,4 1,11 11,2 - - 10 9 0,08 18,2 0,92 13,6 - - 15 9 0,07 22,1 0,81 19,5 0,01 35,2 20 9 0,06 27,3 0,57 21,4 0,02 28,4 25 6 0,05 35,6 0,34 25,1 0,02 21,1 TB 0,07 23,7 0,75 18,2 0,02 28,2 Keo tai tượng 5 6 0,08 24,1 0,42 20,8 - - 10 3 0,03 32,4 0,1 41,2 - - TB 0,06 28,3 0,26 31,0 - - Rừng tự nhiên 9 - - - - - - Trong kinh doanh rừng Cao su, người ta thường sử dụng chất diệt cỏ (Glyphosate và 2,4-D) và chất kích mủ (2-Chloroethyl phosphonic Acid). Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng hoá chất diệt cỏ Glyphosate trong đất rừng Cao su là 0,75 mg/kg lớn gấp gần 3 lần trong đất rừng keo đối chứng là 0,26mg/kg. Hiện nay ở Việt Nam chưa có tiêu chuẩn về hàm lượng Glyphosate trong đất, nếu coi giới hạn dư lượng chung các chất diệt cỏ theo QCVN15:2008/BTNMT là dưới 0,1mg/kg đất thì hàm lượng Glyphosate trong đất rừng Cao su đo được vượt 7,5 lần mức cho phép.
File đính kèm:
- tom_tat_luan_an_nghien_cuu_anh_huong_cua_rung_trong_cao_su_h.pdf