Thực hành sinh thái rừng

Bài tập 4

Theo số liệu của bảng 3.1(a, b), hãy tính cân bằng nước trong mối liên hệ với tuổi rừng và đồng cỏ ? Cho biết:

• 
  m (cột 2) là khối lượng gỗ ẩm.
  
• 
  TVK (cột 3) là thực vật khối ở trạng thái khô tuyệt đối.
  
• 
  O_C’ (cột 4) - lượng mưa lọt qua tán rừng đến mặt đất.
  
• 
  TT (cột 12) là bốc hơi tổng số (p + q, mm).
  
• 
  Cột 13 là chi phí nước để hình thành gỗ thân cây.
  
• 
  Cột 14 là chi phí nước để hình thành tổng lượng thực vật khối và thoát hơi nước của thực vật.
  
• 
  Lượng nước cần thiết để hình thành 1 tấn thực vật khối khô tuyệt đối là 0,55 tấn/m³, tương tự Lượng nước để làm ẩm 1 tấn thực vật khối khô là 1,15 tấn. Tổng cộng lượng nước cần thiết để hình thành và làm ẩm 1 tấn thực vật khối khô tuyệt đối (kể cả cây gỗ và thảm cỏ) là 1,7 tấn nước/1 tấn thực vật khối.
  
• 
  Tỷ trọng gỗ ẩm (t/m³) cả vỏ của một số loài cây gỗ như sau: Thông là 0,403 (thân), 0,410 (cành và nhánh), 0,380 (rễ cây); Sồi là 0,561 (thân), 0,540 (cành và nhánh), 0,530 (rễ cây).
  
• 
  Tỷ trọng gỗ khô tuyệt đối: Thông – 0,530 t/m³; Sồi – 0,680 t/m³.
  
• 
  B và Bn - tương ứng là cân bằng bức xạ trong mùa sinh trưởng và cả năm; Oc - lượng mưa rơi cả năm.
  

(O_C = 560mm/năm; B = 29kcal/cm²/mùa; Bn = 37 kcal/cm²/năm)

(O_C = 530mm/năm; B = 33kcal/cm²/mùa; Bn = 42 kcal/cm²/mùa)

1. Lượng mưa được tán rừng giữ lại (cột 7) và phần trăm so với tổng lượng mưa rơi bằng lượng mưa trừ đi phần lọt qua tán rừng, nghĩa là O = Oc – Oc’.

2. Lượng nước chi dùng cho sự hình thành thực vật khối hàng năm (cột 5 và 6): t = t₁ + t₂ , trong đó t₁ = cột 3 * 0,55tấn nước, t₂ = cột 3*1,15 tấn nước, hay t = cột 3*1,7 tấn nước. Sau đó đổi đơn vị tấn nước/ha ra mm nước/ha.

3. Chi phí nước cho thoát hơi nước của thực vật được xác định theo phương trình cân bằng nước:

O_C = O + p + q + r + s + t  u, mm ; (3.1)

trong đó:

• 
  O_C - lượng mưa rơi, mm/năm hoặc mùa sinh trưởng;
  
• 
  O - lượng nước được tán rừng giữ lại sau đó bốc hơi vật lý, mm;
  
• 
  p - lượng nước chi phí cho thoát hơi nước của thực vật, mm;
  
• 
  q - lượng nước bốc hơi vật lý từ đất, thảm mục và thoát hơi nước của cây bụi và thảm cỏ, mm;
  
• 
  r - dòng chảy trên bề mặt đất, mm;
  
• 
  s - dòng chảy ngầm trong đất, mm;
  
• 
  t - chi phí nước để hình thành thực vật khối (t₁, mm) và làm ẩm gỗ (t₂, mm), với t = t₁ + t₂;
  
• 
  u - chi phí nước để bổ sung vào dòng nước ngầm và làm ẩm đất (u = o, mm).
  

4. Tính lượng bốc hơi nước tổng số (cột 12), nghĩa là bốc hơi vật lý và thoát hơi nước của thực vật: TT (cột 12) = cột 8 + cột 11 = p + q, mm.

5. Tính chi phí nước cho sự hình thành lượng tăng trưởng hàng năm của phần gỗ thân cây (cột 13) và để hình thành tổng thực vật khối (cột 14) ở trạng thái khô tuyệt đối, đơn vị là tấn nước/tấn thực vật khối.

6. Cột 13 = (cột 2*d*1,7)+ p, với d = 0,403 tấn;

7. Cột 14 = (cột 3*1,7) + p.

8. Xác định độ ẩm tổng số của đất By (cột 15):

By = O_C - O - r, mm (3.2)

hoặc By = p + q + s + u. (3.3)

9. Tính chi phí nhiệt (theo phần trăm) cần thiết cho sự thoát hơi nước của thực vật so với cân bằng nhiệt trong mùa sinh trưởng và tổng lượng nước bốc hơi cả năm so với cân bằng nhiệt cả năm (cho biết lượng nhiệt cần thiết để làm bốc hơi hết 1 kg nước ở nhiệt độ 15⁰C là 589 kcal). Cách tính toán như sau:

• 
  Trước hết, cần phải tính lượng nhiệt mà 1 ha rừng nhận được trong một mùa sinh trưởng và cả năm.
  
• 
  Tiếp theo, chia lượng nhiệt cần thiết để làm thoát hơi nước của thực vật (hoặc bốc hơi tổng số) cho lượng nhiệt mà 1 ha rừng nhận được trong một mùa sinh trưởng (hoặc cả năm).
  
• 
  Những kết quả tính toán được điền vào các cột trống của bảng 3.1. Từ đó vẽ những đồ thị về chi phí nước để hình thành tổng thực vật khối hàng năm và thực vật khối hàng năm của riêng phần thân cây. Cả hai đường cong này được vẽ trên cùng một đồ thị; trong đó trục hoành đặt tuổi rừng với tỷ lệ 1 cm =10 năm, còn trục tung đặt lượng nước với tỷ lệ1 cm = 100 tấn nước.
  

1. 
   Cân bằng nước của rừng và đồng cỏ, vai trò của rừng đối với sự ổn định cân bằng nước ?
   
2. 
   Nhu cầu nước của rừng thay đổi theo tuổi như thế nào ?
   
3. 
   Sự thiếu hụt nước trong đất gây ảnh hưởng rõ nhất cho cây rừng vào giai đoạn tuổi nào, tại sao ?.