1. Tổng quát
Nghiên cứu thực hiện nhằm nâng cao hiệu quả môi trường của rừng trồng và các biện pháp kinh doanh rừng trồng tại Hà Nội. Các nội dung nghiên cứu được thực hiện tại hai khu vực trọng điểm là Sóc Sơn và Ba Vì. Đây là hai khu vực có diện tích rừng nói chung và diện tích rừng trồng nói riêng chiếm tỷ trọng cao ở Hà Nội. Và rừng ở hai địa điểm này còn có ý nghĩa đặc biệt cải tạo môi trường sinh thái tại Hà Nội. Các thành phần môi trường quan tâm trong đề tài bao gồm môi trường nước, môi trường đất và đa dạng sinh học. Các phương pháp sử dụng trong nghiên cứu bao gồm: Điều tra các đặc điểm cấu trúc rừng và điều kiện địa hình bằng các phương pháp điều tra truyền thống trong lâm học, thiết kế và xây dựng các ô đo xói mòn để theo dõi xói mòn và chất lượng nước theo thời gian. Việc điều tra chất lượng nước, tính chất đất và xác định lượng đất do xói mòn bằng các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm. Bên cạnh đó, các phương pháp PRA, phương pháp cho điểm có trọng số trong đánh giá tác động môi trường, xây dựng các mô hình toán học phản ánh mối quan hệ giữa các chỉ tiêu cấu trúc rừng, chỉ tiêu địa hình với các thành phần môi trường đã được áp dụng nhằm đảm bảo tính khoa học của các kết quả nghiên cứu. Đặc biệt, đề tài còn sử dụng các thiết bị hiện đại trong điều tra như máy đo Fisheye để đo độ tàn che/độ che phủ, máy đo độ pH, độ ẩm của đất, máy Push cone đo độ chặt của đất, máy in – situ – inc (level tape 200) đo độ sâu đến mực nước ngầm….
2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá tác động của rừng trồng và các biện pháp kinh doanh rừng trồng đến một số thành phần môi trường.
- Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả môi trường của rừng trồng tại Hà Nội.
2.2. Các nội dung nghiên cứu chính
- Đánh giá ảnh hưởngcủa rừng trồng và các biện pháp kinh doanh rừng trồng đến các thành phần môi trường sau đây tại Ba vì và Sóc Sơn – Hà Nội.
+ Độ ẩm và độ xốp của đất,
+ Khả năng hạn chế xói mòn đất,
+ Khả năng điều tiết dòng chảy,
+ Đa dạng sinh học và chất lượng nước,
+ Biến động mực nước ngầm.
- Đề xuất các giải pháp nhằm phát huy những tác động tích cực và giảm thiểu những tác động tiêu cực đến môi trường của rừng trồng tại Hà Nội.
- Thiết kế, triển khai và đánh giá mô hình rừng trồng thử nghiệm tại Sóc Sơn.
3. Kết quả chính đạt được
3.1. Đặc trưng về rừng ở Hà Nội
- Độ che phủ trung bình rừng ở Hà Nội là 12,76% trong đó rừng trồng chủ yếu tập trung ở các huyện của tỉnh Hà Tây cũ. Đặc biệt Ba vì, Mỹ Đức và Thạch Thất là 3 huyện có diện tích rừng lớn nhất chiếm 72.4% tổng diện tích rừng trên toàn thành phố.
- Toàn bộ rừng trồng ở Sóc Sơn là rừng trồng phòng hộ. Trong khi đó một diện tích khá lớn rừng trồng ở Ba Vì giao cho các hộ gia đình quản lý.
- Các loại rừng trồng chủ yếu ở Hà Nội: Keo, Thông, Bạch đàn và một số ít loài cây bản địa như Thông tre, vàng tâm, De hương, Lim xanh, sấu, trám...
3.2. Tác động của rừng trồng, các biện pháp kinh doanh rừng trồng tới các thành phần môi trường.
Một vài kết quả chính được tổng hợp ở các bảng sau:
Bảng 01. Rừng trồng ảnh hưởng đến độ ẩm và độ xốp của đất
| Địa điểm | Loại rừng | Độ ẩm, % | Độ xốp, % | Ghi chú |
| Ba Vì | Keo hỗn loài với tre trúc | 22.8 | 42.8 | |
| Keo hỗn loài với tre trúc | 16.6 | 63.5 | |
| Keo hỗn loài với tre trúc | 16.6 | 53.6 | |
| Keo tai tượng thuần loài | 18.6 | 51.7 | |
| Keo tai tượng thuần loài | 17.1 | 55.8 | |
| Rừng hỗn giao với cây bản địa | 22.4 | 23.1 | Chịu sự tác động mạnh mẽ của con người |
| Rừng hỗn loài với cây bản địa | 22.9 | 18.8 |
| Trung bình | | 19.6 | 44.2 | |
| Sóc Sơn | Có rừng | 52,83 | 58,49 | |
| Không có rừng | 37,82 | 45,53 | |
Bảng 02. Rừng trồng ảnh hưởng đến các đặc trưng thủy văn
| Đặc trưng | Ba Vì | Sóc Sơn |
| Thông 4,5 tuổi | Keo 4,6 tuổi | Thông 25 tuổi, che phủ thảm tươi thấp | Thông 25 tuổi, che phủ thảm tươi cao |
| Tỷ lệ lượng mưa lọt tán/ lượng mưa (%) | 73-75 | 41-55 | 40.23 | 46,49 |
| Tỷ lệ dòng chảy mặt/ tổng lượng mưa (%) | 57-64 | 13 | 11.47 | 12,6 |
| Tỷ lệ lượng thoát hơi/tổng lượng mưa (%) | 44 | 61 | 53 |
| Bốc hơi mặt đất, mm/năm | 646,5 | 706,5 | 739 |
| Tỷ lệ bốc hơi mặt đất/ lượng mưa | 14,5 | 16 | 0,18 |
| Độ sâu đến mực nước ngầm mùa khô (m) | 6,24 | 6.08 | 3,36 |
| Độ sâu đến mực nước ngầm mùa mưa (m) | 2,02 | 3,41 | 0,68 |
| Biến động mực nước ngầm giữa các mùa (m) | 4,21 | 2,66 | 2,68 |
Bảng 03. Rừng trồng và một số chỉ tiêu chất lượng nước
| | Trạng thái rừng | SS, (chất rắn lơ lửng) (mg/l) | TDS, (chất huyền phù) (mg/l) | TS, (chất rắn tổng số) (mg/l) | pH | N (NH4+)
(mg/l) | P(PO4 3-)
(mg/l) | Kali,
(mg/l) |
| Ba Vì | Keo 6 tuổi | 2471.03 | 153.52 | 2624.56 | 5.82 | 20.74 | 0.06 | 9.27 |
| Keo 4 tuổi | 1690.00 | 155.69 | 1845.69 | 5.60 | 18.05 | 0.04 | 9.40 |
| Thông4 tuổi, độ dốc 150 | 1329.23 | 83.40 | 1412.63 | 5.77 | 6.28 | 0.02 | 4.08 |
| Thông4 tuổi, độ dốc 250 | 1519.23 | 87.18 | 1606.42 | 5.55 | 4.42 | 0.03 | 1.12 |
| Sóc Sơn | Thông 25 tuổi | 223.49 | 54.5 | 277.99 | | 3.49 | 0.11 | |
| QCVN 08 – 2008 Loại B1 | 50 | | | 5,5 - 9 | 0,5 | 0,3 | |
Chú thích: QCVN 08 – 2008, loại B1:Dùngcho mục đích tưới tiêu thủy lợi, hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước không cao.
Bảng 04. Rừng trồng và mức độ xói mòn đất
| Địa điểm | Trạng thái | Độ dốc (0) | Độ cao (m) | Đặc điểm bề mặt | Xói mòn (tấn/ha/năm) |
| Sóc Sơn | Thông 25 tuổi | 25 -30 | 117 | Cây bụi thảm tươi 90%, nhiều thảm khô, thảm mục | 4.85 |
| Thông 25 tuổi | 25 - 30 | 159 | Ít cây bụi thảm tươi, nhiều thảm khô thảm mục. | 6,16 |
| Ba Vì | Keo tai tượng 5- 6 tuổi | 25 | 123 | Ít thảm tươi cây bụi và thảm khô | 7,35 |
| Keo tai tượng 4 tuổi | 15 | 105 | 6,57 |
| Thông 4 tuổi | 15 | 115 | Hầu như không có cây bụi thảm tươi thảm khô và thảm mục | 13,11 |
| Thông 4 tuổi | 25 | 110 | 15,92 |
Một số phương trình quan hệ điển hình được lập từ kết quả nghiên cứu (có sig < 0,05) giữa các chỉ tiêu cấu trúc rừng với các yếu tố môi trường.
Bảng 05. Các phương trình tương quan
| TT | Phương trình tương quan | Hệ số quan hệ (R) | Giải thích |
| Ba Vì | Y = 22,456 + 0,511. X | 0,9 | Y là độ xốp của đất (%), X là độ che phủ thảm tươi (%) |
| Keo 6 t | Y = 0,242 . X | 0,93 | Y là dòng chảy mặt (mm). X là lượng mưa lọt tán (mm) |
| Keo 4t | Y = 0,141. X | 0,77 | Y là dòng chảy mặt (mm) X là lượng mưa lọt tán (mm) |
| Sóc Sơn, thông 25t, cp thấp | Y = 0,354 . X - 0,45 | 0,99 | Y là dòng chảy mặt (mm) X là lượng mưa lọt tán (mm) |
| Sóc Sơn, thông 25t, cp cao | Y = 0,326 . X | 0,96 | Y là dòng chảy mặt (mm) X là lượng mưa lọt tán (mm) |
| Sóc Sơn | Y = 0,031. X1- 0, 593. X2 - 0,58. X3 | 0,98 | Y là cường độ xói mòn đất, mm/năm, X1 là độ dốc (độ), X2 là che phủ thảm mục, max 1, X3 là che phủ thảm tươi, max 1 |
| Ba Vì | Y = 1,291 – 1,848. X | 0,86 | Y là cường độ xói mòn (mm/năm), X là độ che phủ thảm tươi cây bụi, max là 1 |
Từ các kết quả nghiên cứu, đề tài đã đề xuất các biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả môi trường rừng trồng. Một số biện pháp điển hình như sau:
- Độ che phủ thảm tươi cây bụi luôn có ý nghĩa hạn chế những tác động tiêu cực đến các thành phần môi trường như chất lượng nước, bảo vệ đất chống xói mòn, điều tiết dòng chảy, biến động mực nước ngầm. Điều này được kiểm chứng bằng các phương trình toán học.
+ Đối với độ xốp của đất ở Ba Vì, khi thay vào phương trình tương quan để độ xốp của đất đạt từ 48% trở lên, thì độ che phủ thảm tươi phải duy trì từ 50% trở lên.
- Rừng sau cháy có mức độ đa dạng động thực vật rất thấp, vì vậy bằng mọi cách ngăn chặn cháy rừng xảy ra. Đặc biệt là đối với rừng ở Sóc Sơn có nguy cơ cháy rất cao.
- Rừng hỗn loài với cây bản địa mức độ đa dạng sinh vật cao hơn rất nhiều so với rừng trồng thuần loài, điều này đã được kiểm chứng chặt chẽ bằng các thuật toán thống kê từ số liệu điều tra trong hệ thống các ô tiêu chuẩn. Vì vậy xét về khía cạnh môi trường thì rừng trồng hỗn giao với cây bản địa là tối ưu.
- Dựa vào phương trình quan hệ về mức độ xói mòn với các yếu tố cấu trúc rừng và các yếu tố địa hình thì độ che phủ lớp cây bụi thảm tươi nên duy trì từ 30% trở lên thì sẽ đảm bảo ngưỡng xói mòn đất cho phép. Khi đó áp dụng vào phương trình thì mức độ xói mòn tính toán được là 0,74mm/năm < 0,8mm/năm (ngưỡng cho phép theo quan điểm của Hudson, 1981).
Tuy nhiên, ở Sóc Sơn, do đặc thù lớp cây bụi thảm tươi chủ yếu là cỏ ràng ràng, rất dễ cháy vào mùa khô, vì vậy, chỉ nên duy trì độ che phủ thảm tươi cây bụi 40% -50% để vừa đảm bảo vai trò bảo vệ đất chống xói mòn, tăng mức độ đa dạng sinh học, tăng chất lượng nước trong lưu vực vừa hạn chế cháy rừng xảy ra.
Bên cạnh các giải pháp kỹ thuật, đề tài còn đề xuất các giải pháp quản lý nhằm tăng hiệu quả môi trường của rừng trồng và các hoạt động kinh doanh rừng trồng.
- Áp dụng các biện pháp kỹ thuật nói trên, đề tài đã xây dựng một mô hình rừng trồng gần 3 ha hỗn loài với cây bản địa dựa trên mô hình rừng trồng Thông sẵn có ở Sóc Sơn, sau hơn 3 tháng đánh giá thì mô hình thử nghiệm bước đầu có nhiều tác động tích cực đối với môi trường, đa dạng sinh học, phù hợp với mong đợi của nhân dân huyện Sóc Sơn.
4. Kết luận
Sau 2 năm thực hiện, đề tài đã đánh giá được ảnh hưởng của rừng trồng và các biện pháp kinh doanh rừng trồng đến các thành phần môi trường. Nhìn chung các thành phần môi trường chịu tác động mạnh nhất của lớp che phủ cây bụi thảm tươi, độ dốc, loại rừng trồng và sự tác động thường xuyên của con người. Những giải pháp đề xuất của đề tài đều dựa trên những kết quả điều tra, phân tích và kiểm tra bằng các mô hình toán học có cơ sở khoa học chặt chẽ.