BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - NGUYỄN TẤN LIÊM NGHIÊN CỨU MỐI LIÊN HỆ GIỮA THẢM THỰC VẬT RỪNG VỚI DÒNG CHẢY VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG LƯU VỰC SÔNG ĐĂKBLA, TỈNH KON TUM LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Hà Nội - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - NGUYỄN TẤN LIÊM NGHIÊN CỨU MỐI LIÊN HỆ GIỮA THẢM THỰC VẬT RỪNG VỚI DÒNG CHẢY VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG LƯU VỰC SÔNG ĐĂKBLA, TỈNH KON TUM Chuyên ngành: Lâm sinh Mã số: 62.62.02.05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Phùng Văn Khoa GS.TSKH Nguyễn Ngọc Lung Hà Nội - 2014 i LỜI CẢM ƠN Luận án tiến sĩ Nghiên cứu mối liên hệ thảm thực vật rừng với dòng chảy chất lượng nước lưu vực sông Đăkbla, tỉnh Kon Tum” thực hoàn thành theo chương trình đào tạo tiến sĩ Trường Đại học Lâm nghiệp Việt nam Trong suốt năm thực luận án này, tác giả Ban Giám hiệu, Khoa Đào tạo Sau đại học trường Đại học Lâm nghiệp, lãnh đạo UBND tỉnh Kon Tum, Sở Nông nghiệp PTNT tỉnh Kon Tum quan tâm giúp đỡ, đạo tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành luận án Nhân dịp tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến giúp đỡ quý báu Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TSKH Nguyễn Ngọc Lung PGS.TS Phùng Văn Khoa người thầy hướng dẫn khoa học nhiệt tình dẫn, giúp đỡ tác giả từ ngày lựa chọn đề tài đến lúc hoàn thành luận án Tác giả xin cám ơn cộng tác giúp đỡ nhiệt tình Trung tâm Khí tượng Thủy văn tỉnh Kon Tum, Công ty Tư vấn lâm nghiệp Chinh Nguyên, Chi cục Lâm nghiệp Chi cục Kiểm lâm tỉnh Kon Tum việc thu thập xử lý số liệu, chia xẻ kiến thức có liên quan đến đề tài nghiên cứu Cuối quan trọng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất người thân gia đình bạn hữu gần xa tận tình giúp đỡ tác giả tinh thần vật chất để vượt qua khó khăn sống công việc suốt trình học tập thực luận án Mặc dù có nhiều cố gắng, điều kiện nghiên cứu lực chủ quan có hạn, luận án không tránh khỏi khiếm khuyết, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp nhà khoa học để hoàn thiện Xin trân trọng cám ơn! Tác giả ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận án tiến sĩ: “ Nghiên cứu mối liên hệ thảm thực vật rừng với dòng chảy chất lượng nước lưu vực sông Đăkbla, tỉnh Kon Tum” công trình nghiên cứu trực tiếp thực hiện, chịu trách nhiệm trước pháp luật Nhà trường số liệu, kết nghiên cứu không trung thực chép từ công trình nghiên cứu người khác công bố Kon Tum, ngày 15 tháng năm 2014 Người cam đoan Nguyễn Tấn Liêm iii Ơ MỤC LỤC Lời cảm ơn i Lời cam đoan ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt ký hiệu đơn vị tính vi Danh mục bảng tính toán hình ảnh viii MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề II Mục tiêu, đối tượng nghiên cứu đề tài III Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU I Trên giới Phương pháp nghiên cứu thủy văn rừng 1.1 Nghiên cứu quy mô ô thí nghiệm 1.2 Nghiên cứu quy mô khu rừng 1.3 Nghiên cứu quy mô lưu vực 1.4 Mô hình hóa nghiên cứu thủy văn rừng quy mô lưu vực 10 Những kết nghiên cứu chủ yếu ảnh hưởng rừng dòng chảy chất lượng nước lưu vực 12 2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng rừng sản lượng nước dòng chảy lưu vực 14 2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng rừng chất lượng nước lưu vực 21 II Ở Việt nam 25 Nghiên cứu quy mô khu rừng 25 1.1 Xây dựng phương pháp nghiên cứu thủy văn rừng 26 iv 1.2 Xác định khả giữ nước điều tiết dòng chảy rừng 26 1.3 Xác định khả giữ nước đất rừng 27 1.4 Xác định lượng thoát nước thảm thực vật rừng bốc nước đất rừng 28 1.5 Nghiên cứu cấu trúc hợp lý cho rừng phòng hộ đầu nguồn 28 Nghiên cứu quy mô lưu vực 29 2.1 Khả giữ nước đất rừng thảm thực vật rừng 30 2.2 Ảnh hưởng độ che phủ rừng đến sản lượng nước dòng chảy sông suối 31 2.3 Ảnh hưởng độ che phủ rừng đến chất lượng nước dòng chảy sông, suối 33 2.4 Xác định diện tích rừng cần thiết lưu vực 34 2.5 Xây dựng ứng dụng mô hình nhằm tính toán, mô trình dòng chảy lưu vực 35 NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 39 Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 1.1 Nội dung nghiên cứu 40 1.1.1 Phân tích số đặc trưng lưu vực nghiên cứu 40 1.1.2 Phân tích mối liên hệ thảm thực vật rừng yếu tố lập địa với dòng chảy chất lượng nước lưu vực sông Đăkbla 40 1.1.3 Bước đầu đề xuất quy mô diện tích chất lượng rừng cần thiết nhằm nâng cao sản lượng chất lượng nước dòng chảy lưu vực sông Đăkbla 40 1.2 Phương pháp nghiên cứu 40 1.2.1 Phương pháp luận 40 1.2.2 Phương pháp thu thập thông tin 42 1.2.3 Phương pháp xử lý thông tin 48 v Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 62 2.1 Phân tích đặc trưng khu vực nghiên cứu 62 2.1.1 Xác định vị trí, ranh giới, diện tích, độ dốc, số hình dạng, thổ nhưỡng, mật độ lưới sông, suối lưu vực nghiên cứu 62 2.1.2 Phân tích đặc trưng chế độ mưa, thảm thực vật rừng chế độ dòng chảy sông, suối lưu vực nghiên cứu 66 2.2 Phân tích mối liên hệ thảm thực vật rừng yếu tố lập địa với dòng chảy chất lượng nước lưu vực sông Đăkbla 81 2.2.1 Xác định mức độ liên hệ đại lượng 81 2.2.2 Xác lập phương trình hồi quy biểu thị mối liên hệ biến độc lập biến phụ thuộc 82 2.3 Bước đầu đề xuất quy mô diện tích chất lượng rừng cần thiết nhằm nâng cao giá trị sử dụng sản lượng chất lượng nước dòng chảy lưu vực sông Đăkbla 115 2.3.1 Đánh giá khả điều tiết nước dòng chảy sông suối hạn chế xói mòn đất thảm thực vật rừng có lưu vực sông Đăkbla 115 2.3.2 Bước đầu đề xuất quy mô diện tích chất lượng rừng cần thiết nhằm nâng cao sản lượng chất lượng nước dòng chảy lưu vực sông Đăkbla 118 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 125 I Kết luận 125 II Kiến nghị 130 PHỤ LỤC Ơ vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU CÁC ĐƠN VỊ TÍNH Chữ viết tắt Tên đầy đủ, giải nghĩa đơn vị tính ký hiệu ArcGIS CIFOR DEM ENVI FAO Phần mềm hệ thống thông tin địa lý xử lý phân tích mô hình không gian Center for International Forestry Research – Trung tâm Nghiên cứu Lâm nghiệp quốc tế Digital Elevation Model – Mô hình số hóa độ cao The Environment for Visualizing Images – Phần mềm xử lý ảnh viễn thám Food and Agriculture Ornization of the United Nation – Tổ chức Nông nghiệp Lương thực Liên hiệp quốc GIS Geography Information System – Hệ thống thông tin địa lý GPS Global Positioning System - Hệ thống định vị toàn cầu IUFRO MapInfor RQĐ International Union of Forest Research Orgnizations – Hiệp hội tổ chức nghiên cứu lâm nghiệp quốc tế Phần mềm hệ thống thông tin địa lý xử lý đồ Rừng quy đổi Statistical Package for the Social Sciences – Phần mềm máy SPSS tính phục vụ phân tích thống kê dùng cho nghiên cứu điều tra xã hội SSE Sum of Squares Residual - Tổng bình phương sai số SSR Sum of Squares Regression - Tổng bình phương hồi quy SST Sum of Squares Total - Tổng bình phương chung SWAT WMS Soil and Water Assesment Tools – Công cụ đánh giá đất nước Watershed Modeling System – Hệ thống mô hình lưu vực vii Chữ viết tắt ký hiệu Tên đầy đủ, giải nghĩa đơn vị tính B Chiều rộng bình quân lưu vực (km) CP Độ che phủ rừng (%) F Hình số thon thân Flv Diện tích lưu vực (km2) G Tiết diện ngang thân vị trí cao 1,3m (m2) H Chiều cao vút theo cấp kính (m) Kd Chỉ số hình dạng lưu vực L Chiều dài lưu vực (km) M Mô-đun dòng chảy (lít/s.km2) Mbclu Pgtb Q Qnăm S Mô-đun bùn cát lơ lửng mùa lũ (tấn/km2.mùa lũ) Tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình (%) Lưu lượng dòng chảy (m3/s) Lưu lượng bình quân năm (m3/s) Độ dốc lưu vực (%) Tnăm Tổng lượng nước mưa năm lưu vực (m3) Xbq Lượng mưa bình quân (mm) Y Độ sâu dòng chảy (mm) ŋ Hệ số dòng chảy COM Compound - Hàm compound: Y = B0 + B1X CUB Cubic - Hàm parabol bậc 3: Y = B0 + B1X + B2X2+ B3X3 INV Inverse - Hàm nghịch đảo: Y = B0 + B1/X LIN Liner – Hàm tuyến tính: Y = B0 + B1.X LOG Logarithmic – Hàm logarit: Y = B0 + B1.lnX POW Power - Hàm Power: lnY = B0 + B1.lnX QUA Quadratic - Hàm parabol bậc 2: Y = B0 + B1X + B2X2 S Hàm chữ S: lnY = B0 + B1/X Y = exp (B0 + B1/X) viii DANH MỤC CÁC BẢNG TÍNH TOÁN VÀ HÌNH ẢNH Số hiệu bảng, Tên bảng, tên hình vẽ hình vẽ Trang Bảng 3.1 Diện tích, độ dốc, số hình dạng lưu vực nghiên cứu 64 Bảng 3.2 Diện tích loại đất lưu vực sông Đăkbla 65 Bảng 3.3 Lượng mưa lưu vực giai đoạn 2011-2013 67 Bảng 3.4 Diện tích trạng thái rừng lưu vực nghiên cứu 73 Bảng 3.5 Độ che phủ rừng tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình 74 lưu vực nghiên cứu Bảng 3.8 Lưu lượng dòng chảy bình quân (năm, mùa lũ, mùa cạn) lượng bùn cát lơ lửng dòng chảy mùa lũ lưu vực nghiên cứu Tổng lượng dòng chảy, mô-đun dòng chảy hệ số dòng chảy lưu vực nghiên cứu từ năm 2011-2013 Bảng tính tỷ tương quan đại lượng Bảng 3.9 Bảng phân tích phương sai (CP - Qnăm) 84 Bảng 3.10 Bảng hệ số phương trình hồi quy (CP - Qnăm) 84 Bảng 3.11 Bảng phân tích phương sai (Tnăm,CP,Sbq,Kd)- Qnăm 85 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.12 76 79 81 Bảng hệ số phương trình hồi quy (Tnăm,CP,Sbq,Kd)86 Qnăm Bảng 3.13 Tóm tắt mô hình liên hệ (Tnăm,CP) - Qnăm 86 Bảng 3.14 Bảng phân tích phương sai (Tnăm,CP) - Qnăm 86 Bảng 3.15 Bảng hệ số phương trình hồi quy (Tnăm,CP,) - Qnăm 87 Bảng 3.16 Bảng phân tích phương sai (CP- Mnăm) 89 Bảng 3.17 Bảng hệ số phương trình hồi quy (CP- Mnăm) 89 Bảng 3.18 Bảng phân tích phương sai (Xnăm,CP,) - Mnăm 90 Bảng 3.19 Bảng hệ số phương trình hồi quy (Xnăm,CP,) - Mnăm 91 Bảng 3.20 Bảng phân tích phương sai (CP-Mlũ) 92 124 Kết tính toán bảng 3.42 cho thấy tỷ lệ diện tích rừng giàu rừng trung bình tăng mô-đun dòng chảy năm tăng nhanh tương ứng ngược lại Điều chứng tỏ diện tích rừng giàu rừng trung bình lớn, khả giữ nước rừng đất rừng nhiều hơn, làm cho khả sinh thủy đơn vị diện tích lưu vực lớn Số liệu biến thiên thể biến động tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình theo hai chiều hướng tăng giảm không làm cho chế độ dòng chảy thay đổi lớn, mô-đun dòng chảy không vượt ngưỡng sang dòng chảy cạn kiệt hay dòng chảy lũ gây nguy hiểm Tuy nhiên, lượng mưa giảm xuống ngưỡng 1600 mm, với tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình không tăng, ngược lại tiếp tục bị suy giảm, làm cho chế độ dòng chảy mức cạn kiệt, nguy thiếu nước nghiêm trọng cho sinh hoạt sản xuất Đối chiếu kết tính toán bảng 3.40 với bảng 3.42, với giả định lượng mưa thấp ngưỡng 1.200 mm, thấy tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình 50% chế độ dòng chảy đảm bảo không bị cạn kiệt Nói cách khác, muốn gia tăng khả sinh thủy rừng đơn vị diện tích lưu vực sông Đăkbla tỷ lệ diện tích rừng giàu rừng trung bình cần nâng lên 50% Tóm lại : Trên sở kết nghiên cứu đây, bước đầu đề xuất quy mô diện tích chất lượng rừng cần thiết để nâng cao tối đa sản lượng nước dòng chảy sông suối mùa khô hạn hạn chế thấp xói mòn đất mùa lũ lưu vực sông Đăkbla khoảng 205.000 ha, tương ứng độ che phủ rừng khoảng 67%, diện tích rừng giàu trung bình chiếm tỷ lệ 50% 125 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận Trên sở mục tiêu nội dung nghiên cứu luận án, phương pháp nghiên cứu đảm bảo tính khoa học phù hợp điều kiện thực tiễn, luận án "Nghiên cứu mối liên hệ thảm thực vật rừng với dòng chảy chất lượng nước lưu vực sông Đăkbla, tỉnh Kon tum" rút số kết luận sau : Trong giới hạn lưu vực sông, dòng chảy sông, suối bị ảnh hưởng đồng thời nhân tố: lượng mưa, độ dốc bình quân, số hình dạng lưu vực, độ che phủ rừng chất lượng rừng bề mặt lưu vực Từng nhân tố ảnh hưởng có mức độ chiều hướng tác động riêng biệt khác sản lượng chất lượng nước dòng chảy, lượng mưa, độ che phủ rừng tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình nhân tố ảnh hưởng rõ rệt 1.1 Lượng mưa bình quân năm mùa lũ có ảnh hưởng rõ rệt đến sản lượng chất lượng nước dòng chảy năm dòng chảy lũ - Khi lượng mưa bình quân năm (hoặc mùa lũ) tăng khả sinh thủy đơn vị diện tích lưu vực gia tăng tương ứng ngược lại Khi lượng mưa bình quân mùa lũ tăng làm cho lượng đất xói mòn đơn vị diện tích bề mặt lưu vực gia tăng tương ứng ngược lại - Mối liên hệ lượng mưa bình quân với mô-đun dòng chảy môđun bùn cát lơ lửng dòng chảy mô mô hình phương trình toán học.Trong điều kiện nhân tố khác không đổi, từ lượng mưa bình quân tính lưu vực, áp dụng mô hình toán để ước lượng nhanh sản lượng nước lượng bùn cát lơ lửng dòng chảy lưu vực sông Đăkbla lưu vực tương tự 126 1.2 Rừng có khả điều tiết sản lượng nước dòng chảy thông qua biến đổi độ che phủ rừng tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình - Độ che phủ rừng tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình hai nhân tố ảnh hưởng rõ rệt đến sản lượng nước dòng chảy năm dòng chảy lũ Khi độ che phủ rừng tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình tăng, khả sinh thủy bình quân năm mùa lũ đơn vị diện tích bề mặt lưu vực tăng ngược lại Riêng dòng chảy cạn, mối liên hệ chưa đánh giá chắn - Mối liên hệ độ che phủ rừng tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình với mô-đun dòng chảy mô mô hình phương trình toán học Trong điều kiện nhân tố khác không đổi, từ kết điều tra xác định độ che phủ rừng tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình lưu vực, áp dụng mô hình toán để ước lượng nhanh sản lượng nước dòng chảy lưu vực sông Đăkbla lưu vực tương tự 1.3 Rừng có khả hạn chế trình xói mòn đất bề mặt lưu vực thông qua biến đổi độ che phủ rừng - Độ che phủ rừng nhân tố ảnh hưởng rõ rệt đến lượng bùn cát lơ lửng mùa lũ Trong điều kiện nhân tố khác không đổi, độ che phủ rừng tăng lượng đất xói mòn đơn vị diện tích lưu vực mùa lũ giảm ngược lại Tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình ảnh hưởng đến lượng bùn cát lơ lửng mùa lũ chưa đánh giá chắn - Mối liên hệ độ che phủ rừng với mô-đun bùn cát lơ lửng dòng chảy lũ mô mô hình phương trình toán học Trong điều kiện nhân tố khác không đổi, từ kết điều tra, xác định độ che phủ rừng lưu vực, áp dụng mô hình toán để ước lượng nhanh lượng bùn cát lơ lửng dòng chảy lũ lưu vực sông Đăkbla lưu vực tương tự 127 Sự biến động sản lượng chất lượng nước dòng chảy sông, suối kết tác động đồng thời nhiều nhân tố ảnh hưởng khác nhau, tổ hợp hai nhân tố lượng mưa thảm thực vật rừng ảnh hưởng rõ rệt - Tổ hợp hai nhân tố lượng mưa độ che phủ rừng ảnh hưởng rõ rệt đến mô-đun dòng chảy năm Trong điều kiện lượng mưa bình quân năm tương đối ổn định, tỷ lệ độ che phủ rừng lớn, khả giữ nước rừng đất rừng nhiều hơn, làm cho khả sinh thủy đơn vị diện tích lưu vực lớn ngược lại Độ che phủ rừng ảnh hưởng đến hệ số dòng chảy, gây tổn thất lượng nước mưa bề mặt lưu vực Tuy nhiên, biến động độ che phủ rừng theo hai chiều hướng tăng giảm không làm cho chế độ dòng chảy thay đổi sang dòng chảy cạn kiệt hay dòng chảy lũ gây nguy hiểm Như vậy, độ che phủ rừng nhân tố định làm thay đổi chế độ dòng chảy sông, suối lưu vực, mà có vai trò điều tiết sản lượng nước dòng chảy mức độ định Mối liên hệ lượng mưa độ che phủ rừng với mô-đun dòng chảy năm mô phương trình hồi quy đa biến, phản ánh hai nhân tố lượng mưa độ che phủ rừng tác động đến sản lượng nước dòng chảy, có ý nghĩa quan trọng việc vận dụng tính toán quy mô diện tích rừng cần thiết nhằm nâng cao giá trị sử dụng sản lượng dòng chảy lưu vực sông Đăkbla Diện tích rừng lưu vực sông Đăkbla 150.200 ha, tương ứng với độ che phủ 49,1% đảm bảo điều tiết nguồn nước lưu vực với sản lượng nước cung cấp hàng năm cho sông Đăkbla khoảng 3,8 tỷ m3 Tuy nhiên, bối cảnh ảnh hưởng biến đổi khí hậu toàn cầu, chế độ mưa cực đoan không ổn định, lượng mưa giảm xuống 1200 mm/năm độ che phủ rừng không tăng, rừng tiếp tục suy giảm diện tích mô-đun dòng chảy xuống 128 mức 26,1 lít/km2.năm, tức chế độ dòng chảy mức cạn kiệt Vì cần nâng độ che phủ rừng lên khoảng 60-70% để đảm bảo sản lượng nước phục vụ nhu cầu sản xuất sinh hoạt - Tổ hợp hai nhân tố lượng mưa tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình ảnh hưởng rõ rệt đến mô-đun dòng chảy năm.Trong điều kiện lượng mưa bình quân năm tương đối ổn định, tỷ lệ diện tích rừng giàu rừng trung bình lớn, khả giữ nước rừng đất rừng nhiều hơn, làm cho khả sinh thủy đơn vị diện tích lưu vực lớn hơn, phạm vi giới hạn định Sự biến động tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình theo hai chiều hướng tăng giảm không làm cho chế độ dòng chảy thay đổi sang dòng chảy cạn kiệt hay dòng chảy lũ gây nguy hiểm Tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình nhân tố định làm thay đổi chế độ dòng chảy sông suối lưu vực, mà có vai trò điều tiết sản lượng nước dòng chảy sông suối mức độ định Mối liên hệ lượng mưa tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình với mô-đun dòng chảy năm mô phương trình hồi quy đa biến, phản ánh hai nhân tố lượng mưa chất lượng rừng tác động đến sản lượng nước dòng chảy, có ý nghĩa quan trọng việc vận dụng tính toán quy mô chất lượng rừng cần thiết nhằm nâng cao giá trị sử dụng sản lượng dòng chảy lưu vực sông Đăkbla Tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình có lưu vực sông Đăkbla thấp, ảnh hưởng đến lưu lượng dòng chảy ngưỡng gần với chế độ dòng chảy cạn kiệt Nếu lượng mưa giảm xuống ngưỡng 1600 mm, với tỷ lệ diện tích rừng giàu trung bình nay, không tăng, tiếp tục bị suy giảm làm cho chế độ dòng chảy mức cạn kiệt, nguy thiếu nước nghiêm trọng cho sinh hoạt sản xuất Vì vậy, muốn gia tăng khả sinh thủy 129 rừng đơn vị diện tích lưu vực sông Đăkbla tỷ lệ diện tích rừng giàu rừng trung bình cần nâng lên 50% - Tổ hợp hai nhân tố lượng mưa mùa lũ độ che phủ rừng ảnh hưởng rõ rệt mô-đun bùn cát lơ lửng dòng chảy lũ Trong điều kiện lượng mưa bình quân tương đối ổn định, độ che phủ rừng tăng lượng đất xói mòn đơn vị diện tích lưu vực mùa lũ giảm ngược lại Điều khẳng định vai trò rừng làm hạn chế xói mòn đất bề mặt lưu vực, trôi vào dòng chảy sông suối, làm giảm chất lượng nước gây bồi lắng, làm cạn lòng hồ thủy điện thủy lợi hạ lưu Mối liên hệ lượng mưa mùa lũ độ che phủ rừng với mô-đun bùn cát lơ lửng dòng chảy lũ mô phương trình hồi quy đa biến, phản ánh hai nhân tố lượng mưa độ che phủ rừng tác động đến chất lượng nước dòng chảy, có ý nghĩa quan trọng việc vận dụng tính toán quy mô diện tích rừng cần thiết nhằm hạn chế xói mòn đất lưu vực sông Đăkbla Với độ che phủ rừng 49,1%, tương ứng với diện tích 150.200 ha, lượng bùn cát xói mòn mùa lũ lưu vực sông Đăkbla khoảng 890.000 m3 đất, tức chưa đảm bảo lượng bùn cát xói mòn bề mặt lưu vực mức thấp Trong điều kiện thời tiết, khí hậu cực đoan, mùa lũ thường xuất đợt mưa lớn kéo dài với lượng mưa 1.300 mm, độ che phủ rừng không tăng, rừng tiếp tục bị suy giảm diện tích, lượng bùn cát xói mòn mùa lũ vào dòng chảy sông Đăkbla lên triệu m3/ năm Vì vậy, cần thiết phải tăng độ che phủ rừng lên 67%, tương ứng quy mô diện tích rừng 205.000 lượng xói mòn giảm mức bình quân Bước đầu đề xuất quy mô diện tích chất lượng rừng cần thiết để nâng cao tối đa sản lượng nước dòng chảy sông suối mùa khô hạn hạn chế thấp xói mòn đất mùa lũ lưu vực sông Đăkbla 130 khoảng 205.000 ha, tương ứng độ che phủ rừng khoảng 67%, diện tích rừng giàu trung bình chiếm 50% II Kiến nghị Trong giới hạn phạm vi nghiên cứu luận án, đáp ứng mục tiêu nghiên cứu đề ra, có phát nêu kết luận đây, song luận án hạn chế : - Quá trình nghiên cứu phân tích định lượng tác động hai nhân tố lượng mưa thảm thực vật rừng tác động đến khả sinh thủy cung cấp cho dòng chảy sông suối hạn chế xói mòn đất bề mặt lưu vực rửa trôi vào dòng chảy, lại nhân tố khác tác động điều kiện thổ nhưỡng, địa hình loại hình sử dụng đất người chưa nghiên cứu sâu rộng - Các phương trình đa biến chưa phản ánh đầy đủ yếu tố ảnh hưởng đến dòng chảy chất lượng nước lưu vực sông Đăkbla phạm vi ứng dụng kết nghiên cứu hạn chế; phương trình hồi quy xây dựng chưa qua kiểm định thực tế nên trước mắt có giá trị tham khảo áp dụng cụ thể cho lưu lực sông Đăkbla, cần tiếp tục kiểm nghiệm trước đưa vào ứng dụng cho lưu vực khác Trong công trình nghiên cứu tiếp theo, đề nghị cần có nghiên cứu bổ sung, để đánh giá đầy đủ khách quan nhân tố tác động đến sản lượng chất lượng nước dòng chảy lưu vực sông, làm sở lý luận phục vụ có hiệu việc quản lý sử dụng đồng thời hai nguồn tài nguyên rừng tài nguyên nước lợi ích lâu dài nhân loại./ DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Nguyễn Tấn Liêm (2014), “Ứng dụng công nghệ viễn thám hệ thống thông tin địa lý để đánh giá biến động tài nguyên rừng lưu vực sông Đakbla, giai đoạn 1995-2010”, Nông nghiệp phát triển nông thôn,8/2014 (239), tr.118-124 Nguyễn Tấn Liêm , Phùng Văn Khoa (2014), “Mối liên hệ lượng bùn cát lơ lửng dòng chảy mùa lũ với lượng mưa độ che phủ rừng lưu vực sông Đăkbla”, Kinh tế sinh thái, (46), tr.43-49 Nguyễn Tấn Liêm , Phùng Văn Khoa (2014), “Mối liên hệ lượng mưa độ che phủ rừng với khả cung cấp nước cho dòng chảy sông suối lưu vực sông Đăkbla”, Nông nghiệp phát triển nông thôn, 11/2014 (242), tr.100-105 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Việt: Hà Ban (2007), Thách thức triển vọng phát triển bền vững nông nghiệp nông thôn tỉnh Kon tum Nhà xuất Đà nẵng Bộ Nông nghiệp &PTNT (2009), Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT Quy định tiêu chí xác định phân loại rừng Hà nội Nguyễn Thị Bích, Nguyễn Kiên Dũng (2005), “Ứng dụng mô hình SWAT tính toán dòng chảy bùn cát lưu vực sông Sê san”, Kỷ yếu hội thảo khoa học lần thứ 9, Viện Khí tượng thủy văn, Tr 247-252 Cục kỹ thuật điều tra (1990), Quy phạm quan trắc lưu lượng nước sông lớn sông vừa vùng sông không ảnh hưởng triều (94TCN3-90) Tổng cục Khí tượng Thủy văn Cục mạng lưới trang thiết bị kỹ thuật KTTV (1996), Quy phạm quan trắc lưu lượng chất lơ lửng vùng sông không ảnh hưởng triều (94TCN1396).Tổng cục Khí tượng Thủy văn Nguyễn Kiên Dũng, Cao Phong Nhã (2002), “Nghiên cứu đặc điểm bùn cát lưu vực sông Ba, sông Mã sông Sêrêpôc”, Tuyển tập báo báo khoa học Hội thảo lần thứ X, Viện Khoa học Khí tượng, Thủy văn Môi trường Phạm Văn Điển (1998), Bước đầu nghiên cứu đặc điểm thuỷ văn số thảm thực vật rừng làm sở cho việc xây dựng tiêu chuẩn rừng giữ nước - vùng xung yếu hồ thuỷ điện Hoà Bình Luận văn thạc sĩ khoa học Lâm nghiệp, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Phạm Văn Điển (2006), Nghiên cứu khả giữ nước số thảm thực vật vùng phòng hộ Hồ thuỷ điện Hoà Bình, Luận án tiến sỹ khoa học Nông nghiệp, Trường Đại học Lâm Nghiệp, Hà Tây Phạm Văn Điển, Võ Đại Hải, Vương Văn Quỳnh (2011), Thủy văn rừng Nhà xuất nông nghiệp, Hà nội 10 Trần Viết Đông (2011), Phân tích diễn biến tài nguyên rừng để phục vụ công tác bảo tồn sử dụng bền vững hai xã Thượng Hóa, Hóa Sơn, huyện Minh hóa Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Nông Lâm Huế 11 FAO, CIFOR (2005), Rừng lũ, chìm đắm lý thuyết hay làm sáng tỏ thực tế, RAP Publication 2005/3/ Forest perspectives 12 Võ Đại Hải, Ngô Đình Quế (2006), “ Đánh giá tác động rừng đến dòng chảy xói mòn đất số lưu vực sông Miền Trung Tây Nguyên” Tạp chí Nông nghiệp PTNT, kỳ I tháng 10/2006, Tr 57-61 13 Võ Đại Hải (1996), Nghiên cứu dạng cấu trúc hợp lý cho rừng phòng hộ đầu nguồn Việt Nam, Luận án Tiến sỹ khoa học Nông nghiệp Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội 14 Dương Văn Khánh (2001), “Ứng dụng mô hình quan niệm mưa ràodòng chảy để đánh giá ảnh hưởng hoạt động người đến dòng chảy lũ” Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn, số 492, tháng 12/2001 15 Phùng Văn Khoa (1997), Nghiên cứu số đặc điểm thuỷ văn rừng trồng Thông mã vĩ làm sở cho việc xây dựng tiêu chuẩn rừng trồng giữ nước khu thực nghiệm Trường Đại học Lâm nghiệp Xuân Mai, Hà Tây, Luận văn Thạc sỹ khoa học Lâm nghiệp, Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 16 Phạm Thị Hương Lan (2005), “Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán thông số phân bố SWAT để đánh giá ảnh hưởng việc sử dụng đất đến bồi lắng hồ chứa nước, ứng dụng tính toán cho lưu vực hồ chứa nước Đại lải” Tạp chí khoa học kỷ thuật Thủy lợi Môi trường, tháng 6/ 2005 17 Phạm Thị Hương Lan (2008), “ Một số kết nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng xói mòn vận chuyển bùn cát đến chất lượng nước hạ lưu sông Đồng nai” Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn, tháng 8/ 2008 18 Phan Đình Lợi, Nguyễn Đăng Ninh (2002), Đo đạc chỉnh lý số liệu thủy văn Nhà xuất Xây dựng, Hà nội 19 Nguyễn Ngọc Lung, Võ Đại Hải (1997), Nghiên cứu tác dụng phòng hộ nguồn nước số thảm thực vật nguyên tắc xây dựng rừng phòng hộ nguồn nước Nhà xuất nông nghiệp, Hà nội 20 Hoàng Kim Ngũ, Phùng Ngọc Lan (2005), Sinh thái rừng Nhà xuất nông nghiệp, Hà nội 21 Lê Văn Nghinh (2000), Nguyên lý thủy văn Nhà xuất nông nghiệp, Hà nội 22 Vũ Tấn Phương, Phạm Thị Hương Lan, Nguyễn Thị Hải (2007), Tác động rừng đến dòng chảy xói mòn đất Nghiên cứu trường hợp lưu vực sông Chảy, sông Bồ sông Ba Báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu lượng giá kinh tế môi trường dịch vụ môi trường số loại rừng chủ yếu Việt nam, tháng 1/2007 23 Vương Văn Quỳnh (1994), “ Nghiên cứu thủy văn xói mòn khu thực nghiệm Trường Đại học Lâm nghiệp”, Kết nghiên cứu khoa học 1995-1999, Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 24 Vương Văn Quỳnh (1996), “Vai trò bảo vệ đất thảm tươi bụi rừng trồng vùng nguyên liệu giấy”, Thông tin khoa học, Đại học Lâm nghiệp , 96(2), tr 83-84 25 Vương Văn Quỳnh, Phùng Văn Khoa (1999), “ Khả giữ nước rừng thông khu thực nghiệm Trường Đại học Lâm nghiệp”, Tạp chí Nông nghiệp & PTNT, số 10/1999, tr 47-48 26 Vương Văn Quỳnh cộng (2007), Nghiên cứu xác định diện tích phân bố rừng cần thiết cho địa phương Đề tài cấp Bộ, Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn 27 Sở Tài nguyên môi trường tỉnh Kon tum (2005), Dự án phân hạng đất tỉnh Kon tum ( theo Nghị định số 73/NĐ-CP ngày 25/10/1993 Chính phủ) 28 Nguyễn Thanh Sơn (2003), Tính toán thủy văn, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà nội 29 Nguyễn Hải Tuất (1982), Thống kê toán học Lâm nghiệp, Nhà xuất khoa học kỷ thuật, 1982 30 Nguyễn Hải Tuất, Nguyễn Trọng Bình (2005) Khai thác sử dụng SPSS để xử lý số liệu nghiên cứu lâm nghiệp NXB Nông nghiệp, Hà nội 31 Vũ Văn Tuấn, Phạm Thị Hương Lan (2004), “Ứng dụng mô hình toán để đánh giá ảnh hưởng rừng tới số đặc trưng thuỷ văn lưu vực nhỏ” Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn, (số 524), tháng 8/2004 32 Trần Thanh Xuân (2003) “ Dòng chảy nhỏ sông suối Việt nam” Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn, (số 516), tháng 12/2003 33 Lương Thị Vân (2001) “Khả điều tiết dòng chảy sông ngòi Bình định” Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn, (số 484), tháng 4/2001 34 Ward R.C Robinson M (2010) Nguyên lý thủy văn Người dịch: Nguyễn Văn Thuần Nguyễn Đức Hạnh Giáo trình Trường Đại học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội II Tiếng Anh 35 Bergkamp G.,Orlando B., and Burton I (2003), “ Change: adaption of water resourses management to climate”.Gland.Switzerland, World Conservation Union (IUCN) 36 Bishop K., Gebrehiwot S and Taye A (2010), “ Forest cover and stream flow in a headwater of the Blue Nile: Complumenting Observational Data Analysis with Community perception”, Ambio, 39(4),284-294.URL: http://dx.doi.org/10.1007/s13280-010-0047-y 37 Bosch J.M and Hewlet J.D (1982), “A review of catchment experiments to determine the effect of vegetation changes on water yield and evapotranspiration” Journal of Hydrology, Volume 55, Issues 1-4, 3-23 38 Bruijnzeel L.A (2004), “ Hydrological functions of tropical forests: not seeing the soil for the trees?” Agriculture, Ecosystems and Environment (104), 185-228 39 Carsten Lorz, Martin Volk, Gerd Schmith (2007), “Considering spatial distribution and functionality of forests in a modeling framework for river basin management” Forest Ecology and Management, (248), 17–25 40 Debarry Paul A (2004), Watersheds: Processes, Assessment, and Management John Wiley & Sons, Inc ISSN: 0-471-26423-7 41 Peter Dye, Dirk Versfeld (2007), “Managing the hydrological impacts of South African plantation forests: An overview” Forest Ecology and Management, (251), 121–128 42 Egginton P., Beall F and Buttle J (2011), Forests, Water and Climate Change CCIAD Discussion Paper Natural Resources Canada, Ottawa 43 John.D Stednick (1996) “ Monitoring the effects of timber harvest on annual water yield” Journal of Hydrology, (Volume 176), Issues 1- 4, 1996, Pages 79-95 44 Ge Sun, Guoyi Zhou, Zhiqiang Zhang, Xiaohua Wei, Steve G McNulty, and James Vose (2005) Forest and Water Relationships: Hydrologic Implications of Forestation Campaigns in China 45 Hewlet.J.D.(1982), Principles of Forest Hydrology University of Georgia Press Athen GA 46 I Calder, T Hofer, S Vermont and P Warren (2011), Towards a new understanding of forests and water http://www.fao.org/docrep/a1598e02 htm.11/30/2001 47 IUFRO ( 2007), “Research Spotlight How Forests Influence Water ?” IUFRO Fact, (Sheet No 2), September 2007 48 Kathleen A Farley, Estban G, Jobba Gy, Robert B Jackson (2005), “Effects of afforestation on water yield: a global synthesis with implications for policy” Global Change Biology (11), 1565–1576 49 Khoa Van Phung (2006), Relationship among environmental factors and streamwater ion yields of watersheds in the United States Ph.D dissertation, Colorado State University, 2006 50 Mingteh Chang (2006), Forest hydrology : an introduction to water and forests ( second edition) Stephen F.Austin State University, Nacogdoches, Texas, U.S.A 51 Nisbet T.R (2001), “The role of forest management in controlling diffuse pollution in UK forestry” Forest Ecology and Management, (143), 215226 52 O Vigiak, O Ribolzi, A Pierret, C Valentin, O Sengtaheuanfhoung, A Noble (2007), “Filtering of water pollutants by riparian vegetation: bamboo versus native grasses and rice in a Lao catchment”, FAO Unasylva vol 58 (229), 4-11 53 Van Dijk A.I.J.M, Keenan R.J (2007), “Planted forests and water in perspective Forest Ecology and Management” www.elsevier.com/locate/foreco (Volume: 251) Issue: 1-2, Pages: 1-9 54 Vidal Sahin and Michael.J.H (1996), The effects of afforestation and deforestation on water yields Journal of Hydrology, Volume 178, Issues 1- 4, 1996, Pages 293-309 55 X.Wei,S.Liu,G.Zhou,C.Wang (2005), “Hydrological processes in major types of Chinese fores” Canadian Geophysical Union-Hydrology Section, (Volume 19), Issue 1, pages 63–75 56 Yuefeng Yao, Tijiu Cai, Xiaohua Wei, Mingfang Zang and Cunyong Ju (2011), “Effect of forest recovery on summer streamflow in small forested watersheds, Northeastern China” Hydrol Process Published in Wiley Online Library 57 Zhang L., K Hickel, W R Dawes, F H S Chiew, A W Western, and P R Briggs (2004), “A rational function approach for estimating mean annual evapotranspiration”, Water Resources 58 Zhang L., Vertessy R., Walker G., Gilfedder M., Hairsine P (2007), “Afforestation in a Catchment Context: Understanding the Impacts on Water Yield and Salinity” Industry Report 1/07 Water CRC, Melbourne, Australia 59 Zhao F.F.,L.Zhang and Z.X.Xu (2009), “Effects of vegetation cover change on streamflow at a range of spatial scales”.18th World IMACS/MODSIM Congress, Cairns, Australia 13-17,July 2009 ... cam đoan: Luận án tiến sĩ: “ Nghiên cứu mối liên hệ thảm thực vật rừng với dòng chảy chất lượng nước lưu vực sông Đăkbla, tỉnh Kon Tum công trình nghiên cứu trực tiếp thực hiện, chịu trách nhiệm... mưa, thảm thực vật rừng chế độ dòng chảy sông, suối lưu vực nghiên cứu 66 2.2 Phân tích mối liên hệ thảm thực vật rừng yếu tố lập địa với dòng chảy chất lượng nước lưu vực sông Đăkbla 81... cao sản lượng chất lượng nước dòng chảy sông Đăkbla Mục tiêu nghiên cứu cụ thể Xây dựng mô hình toán mô mối liên hệ thảm thực vật rừng yếu tố lập địa với dòng chảy chất lượng nước lưu vực sông Đăkbla