Chương 10. Quan hệ giữa rừng với đất

QUAN HỆ GIỮA RỪNG VỚI ĐẤT

8.1. MỞ ĐẦU
Trong khoa học về đất, chúng ta thường bắt gặp các thuật ngữ: đất¹ và đất đai². Thuật ngữ đất đai được hiểu là “Tổng hợp một số yếu tố mặt đất như địa hình (độ cao, độ dốc, hướng dốc, mức độ chia cắt của mặt đất...) và đất có liên quan đến vị trí địa lý của hệ sinh thái”. Thuật ngữ đất được các nhà khoa học về đất hiểu là “Vật chất khoáng tơi rời trên bề mặt trái đất làm thoả mãn môi trường tự nhiên cho sinh trưởng của thực vật”. Theo định nghĩa này, đất chỉ là phần vật chất khoáng tơi rời trên bề mặt đất của lập địa hoặc đồng ruộng, còn sỏi và các mẩu đá lẫn trong lớp đất khoáng tơi rời không phải là đất. Các nhà địa chất sử dụng thuật ngữ đất theo nghĩa chung để biểu thị “Toàn bộ vật chất được hình thành bởi sự phong hóa các loại đá và khoáng nằm gần bề mặt trái đất”. Đối với kỹ sư xây dựng, đất được hiểu là “Nguyên liệu có thể đào được bằng những dụng cụ đơn giản (cuốc, xẻng) mà không cần đến chất nổ”. Nhà nông - lâm học xem đất là “Những lớp bên trên của bề mặt trái đất cung cấp cho cây những vật chất cần thiết như nước, chất khoáng, và là giá đỡ cho cây”. Đất có thể bao gồm chất khoáng tơi rời và chất hữu cơ phân bố nông hoặc sâu, bị biến đổi mạnh hoặc ít. Hội khoa học đất của Mỹ (1973) định nghĩa đất như sau: “Vật chất khoáng trên bề mặt trái đất bị phụ thuộc và chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố nội sinh và môi trường bên ngoài như đá, khí hậu (bao gồm nước và nhiệt độ), sinh vật (thực vật, động vật và vi sinh vật) và địa hình; tất cả tác động qua lại theo thời gian và tạo ra sản phẩm (đất) khác hẳn với vật chất mà nó bắt nguồn từ đó bởi những đặc tính và những tính chất vật lý, hóa học, sinh học và hình thái”. Định nghĩa về đất của Hội khoa học đất của Mỹ được xem là khá đầy đủ, vì rằng nó đã nói rõ bản chất của hiện tượng mà chúng ta gọi là đất.

Đất có thể được biểu thị bằng một công thức đơn giản sau đây: Đất = f(đá mẹ, khí hậu, sinh vật, địa hình, thời gian), trong đó f là hàm số hoặc được hiểu là “được xác định bởi”. Như vậy, đất là kết quả phối hợp của các qúa trình khí hậu và sinh học tác động lên đá mẹ theo thời gian.

Đất là tài nguyên cơ bản của nhà lâm - nông học; cây gỗ, cây lúa và hoa màu, con bò...là những sản phẩm của đất. Việc phá hủy đất và tiềm năng của đất sẽ làm đất bị nghèo kiệt hoặc bị mất đi. Dưới đây chúng ta xem xét quan hệ của thảm thực vật rừng với một số yếu tố trong tổ hợp đất đai.

• 
  Kiểu rừng, rú kín vùng thấp (phân bố từ độ cao dưới 1000 m ở miền Nam và dưới 700 m ở miền Bắc);
  
• 
  Kiểu rừng kín vùng cao (1000-1800 m ở miền Nam và 700 - 1600 m ở miền Bắc);
  
• 
  Các kiểu quần hệ khô, lạnh vùng cao (trên 1600 m).
  

Đất rừng mưa trên nơi khô, địa hình cao, thoát nước tốt trải qua qúa trình hình thành hoàn toàn khác với đất đầm lầy. Đất này bao gồm hai kiểu tùy thuộc vào đặc điểm mưa và kèm theo điều kiện rửa trôi liên tục và nghiêm trọng. Qúa trình phong hóa của mẫu chất điển hình là tính chất hóa học (thông qua thủy phân), trong đó sản phẩm chính là silic và silicat (ví dụ kaolin), các secquiôxyt sắt (Fe₂O₃) và nhôm (Al₂O₃) và các bazơ khác nhau. Các bazơ phần lớn bị rễ cây hút hoặc bị rửa trôi khỏi tầng đất, còn các silicat và các secquiôxyt thì tùy theo tình hình diễn biến sẽ hình thành hai kiểu đất chủ yếu của rừng mưa. Các silicat dễ hòa tan trong nước mưa, nhưng có xu hướng bị kết tủa và cố định lại trong tầng đất bởi dung dịch có chứa mùn. Các secquiôxyt ít hòa tan trong nước mưa, nhưng lại bị huy động bởi dung dịch mùn. Trong điều kiện nhiệt đới, nhiệt độ cao đã hạn chế qúa trình tích tụ mùn. Kết quả là mẫu chất đã phong hóa bị nước mưa rửa trôi các silicat xuống sâu, để lại một tầng bị rửa lọc giàu secquiôxyt. Qúa trình này được gọi là latêrit hóa (qúa trình feralit); qua đó hình thành đất đỏ và vàng phổ biến ở nhiệt đới ẩm. Hiện tượng latêrit hóa cũng thấy xuất hiện ở một số nơi nằm ngoài vùng nhiệt đới trên những mẫu chất giàu sắt và nhôm để sinh ra đất krasnozem (limon đỏ).

Dưới điều kiện nhiệt độ thấp hơn thì diễn ra qúa trình pôtzôn hóa. Qúa trình này có khuynh hướng tích tụ mùn, kết quả là các secquiôxyt được hòa tan thành dinh dưỡng và lắng lại ở tầng bồi tụ nằm sâu trong đất, còn tầng rửa trôi thì giàu silicat. Qúa trình này gặp ở rừng mưa nằm ngoài miền nhiệt đới và rừng trên núi nhiệt đới, nhưng đôi khi cũng thấy xuất hiện trên những đất cát của vùng thấp nhiệt đới nơi mà đất nghèo secquiôxyt và thoát nước mạnh. Đất pôtzôn cũng có khi hình thành trên đất canh tác theo kiểu du canh. Do thành phần cơ giới nhiều hạt to, hàm lượng dinh dưỡng thấp, nên chúng đã kìm hãm qúa trình phân giải chất hữu cơ. Trong điều kiện này, các keo mùn được phóng ra sẽ huy động secquiôxyt đang có mặt. Theo Schultz (1960), cát trắng chứa lượng sét dưới 5%, nếu hàm lượng sét cao hơn thì có màu hung đỏ trên mặt. Điều đó biểu hiện qúa trình feralit đang diễn ra, có thể là do đất nhiều ẩm nên chất hữu cơ bị phân giải nhanh.
(2) Độ phì của đất rừng mưa
Hai qúa trình laterit hóa và pôtzôn hóa là cơ sở để giải thích sự hình thành đất của rừng mưa trên nơi cao ráo. Đi kèm với hai qúa trình này là hiện tượng rửa trôi nhanh các bazơ khỏi đất. Điều làm nhiều người ngạc nhiên là tại sao trên những đất kém phì nhiêu của miền nhiệt đới, rừng vẫn phát sinh và phát triển tươi tốt, và tại sao sau khi khai thác trắng thảm thực vật rừng và đốt toàn diện vật liệu sau khai thác để trồng cây nông nghiệp thì năng suất cây trồng bị giảm dần, đất bị thoái hóa nhanh chóng chỉ trong vòng một vài năm. Để thấy được nguyên nhân của hiện tượng này cần tìm hiểu chu trình dinh dưỡng khép kín ở rừng nhiệt đới.

Theo dõi cây rừng nhiệt đới, chúng ta dễ dàng nhận thấy rằng, trên những đất có tầng mỏng đa số rễ cây phân bố gần mặt đất, còn ở nơi đất sâu thì rễ cây có thể phân bố tới độ sâu 2 – 3 m và lớn hơn. Rễ cây hấp thu nhanh chóng những chất dinh dưỡng được giải phóng qua sự phân hủy chất hữu cơ, còn ở tầng đất sâu hơn thì chúng rút các chất dinh dưỡng từ mẫu chất. Do đó, trong các thảm thực vật rừng chưa bị phá hủy, vào bất kỳ thời gian nào trong năm cũng thấy có rất nhiều chất dinh dưỡng được cố định trong hệ thống sinh thái “thực vật - đất”. Nhưng khi thảm thực vật bị khai quang và đốt toàn diện thì độ phì tạm thời được phóng ra, sau đó do khí hậu nóng ẩm chúng nhanh chóng bị rửa trôi. Trên đất sau khi khai thác trắng, qúa trình bốc hơi nước tăng lên kèm theo tình trạng phơi nắng và nhiệt độ cao còn gây ra sự mất mát nhanh chóng các chất hữu cơ và đạm trong đất, tỷ lệ C/N giảm, pH của môi trường đất tăng, và khi các bazơ bị rửa trôi hết thì đất trở thành nghèo kiệt. Nếu sau khi khai thác trắng, thảm cây phát triển trở lại thì chu trình dinh dưỡng khoáng đóng kín từ đất đến cây lại dần dần được tái lập nhờ nguồn dinh dưỡng được giải phóng ra từ mẫu chất. Trên đất nghèo, qúa trình này diễn ra chậm chạp, từ thảm cây bụi có thể phục hồi dần thành rừng, nhưng nếu tiếp tục bị đốt phá thì thảm thực vật bị thoái hóa thành đồng cỏ nghèo kiệt và bãi cát. Trong trường hợp quần xã thực vật không bị phá hủy thì qúa trình diễn thế thứ sinh sẽ phục hồi lại rừng mưa.

Rừng có ảnh hưởng đến tiểu khí hậu, điều kiện thủy văn của lãnh thổ, do đó chúng có ảnh hưởng đến thổ nhưỡng. Như chúng ta đã biết, tán rừng là nơi ngăn giữ, phân phối lại mưa rơi và lượng bốc hơi nước từ mặt đất. Sự có mặt của lớp phủ rừng trên mặt đất còn có tác dụng điều hòa dòng chảy (theo chiều nằm ngang và chiều thẳng đứng ), làm thay đổi mực nước ngầm trong đất, tích tụ ẩm cho đất khi đất thiếu nước. Rừng còn làm tăng lượng giáng thủy trên một lãnh thỗ có rừng phân bố, điều hòa dòng chảy, cố định đất và chống lại sự dịch chuyển đất do gió và mưa... Nếu không có lớp phủ thực vật trên mặt đất, đất có thể bị bào mòn đến tầng mẫu chất. Do đó, rừng là nhân tố tự nhiên có ảnh hưởng sâu sắc đến qúa trình hình thành đất và ngăn chặn sự phá hủy đất dưới ảnh hưởng của xói mòn do gió và nước.

Kỹ thuật lâm sinh có thể cải biến được độ phì đất ở một chừng mực nào đó. Điều này thấy rõ trong những trường hợp mở tán rừng mạnh trên đất có tích tụ nhiều mùn. Tại đây, nhờ sự nâng cao lượng ánh sáng và nhiệt độ, nên tốc độ phân giải mùn diễn ra nhanh hơn. Các phương án tiêu nước và trồng cây trên các líp cao ở đất đầm lầy đã thực sự góp phần cải biến tính chất đất theo hướng có lợi cho cây trồng, tuy điều này có thể không đem lại lợi ích cho những loài cây tự nhiên sẵn có.

• 
  Bảo vệ hệ thống cây gỗ che phủ trên các đỉnh đồi núi.
  
• 
  Trồng rừng phối hợp với trồng cây nông nghiệp dài ngày.
  
• 
  Ở chân đồi và các thung lũng có thể trồng cây nông – lâm nghiệp và phối hợp tạo ra các ao – hồ thả cá và chuồng trại chăn nuôi theo hệ thống VAC (vườn – ao – chuồng).
  
• 
  Ở những nơi đất có thành phần cơ giới nhẹ phải thực hiện trồng cây che phủ đất, đặc biệt là cây rừng và các loài cây cỏ có tác dụng cố định và cải tạo đất.
  
• 
  Nghiêm cấm chặt phá cây và chăn thả súc vật trên các đất có tầng mỏng, đất có thành phần cơ giới nhẹ, đất phân bố trên địa hình dốc.
  
• 
  Xây dựng hệ thống ruộng bậc thang để giảm nhẹ xói mòn đất.
  
• 
  Phối hợp hài hòa hệ thống các biện pháp nông học và thủy lợi để luôn giữ cho đất đủ ẩm bằng cách bón phân hữu cơ (phân chuồng, phân xanh và phân rác) và tạo hệ thống tưới tiêu hợp lý.