Công nghệ 12: Lâm nghiệp và bảo vệ tài nguyên rừng, vòng đời của rừng từ gây trồng đến bảo vệ | LUKATO AI
Bài giảng khái niệm Công nghệ 12 về lâm nghiệp: vai trò và các loại rừng, trồng và chăm sóc, khai thác bền vững, phòng cháy chữa cháy, đa dạng sinh học và…
LUKATO AI · CÔNG NGHỆ 12 · LÂM NGHIỆP
GÂY TRỒNG · CHĂM SÓC · KHAI THÁC · TÁI SINH · BẢO VỆ
Vòng đời của rừng:
năm trạm từ cây giống
đến khu rừng được giữ lại
Một khu rừng không đứng yên. Nó được gây trồng, chăm sóc, khai thác, tái sinh và bảo vệ, rồi vòng ấy lại bắt đầu ở thế hệ cây kế tiếp. Vì vậy câu hỏi hay không phải “rừng là gì” mà là “lúc này rừng đang ở trạm nào, và việc ta làm có khớp với trạm ấy không”. Bài giảng này nối năm trạm: gây trồng chọn loài hợp với đất, chăm sóc giúp cây lớn đều, khai thác lấy gỗ đúng tuổi và đúng mức, tái sinh trả lại lớp cây phủ đất, còn bảo vệ giữ cho cả chuỗi không bị cháy, bị phá hay bị bỏ quên. Bên dưới là lớp nền: vai trò của rừng và đa dạng sinh học. Phần nào là kiến thức bổ sung đều được ghi rõ; các con số trong lab là số liệu minh họa.
- ① Cùng một cơn mưa, vì sao sườn đồi có rừng và sườn đồi trơ đất lại cho hai kết quả khác hẳn?
- ② Lấy gỗ bao nhiêu, vào tuổi nào và bằng cách nào thì rừng vẫn còn để lấy tiếp?
- ③ Mùa khô đến, người ta đọc những số đo nào để biết rừng dễ cháy, và khi thấy khói thì việc đầu tiên là gì?
5+1
năm trạm của vòng đời, cộng một lớp nền vai trò và đa dạng sinh học
12 lab
phòng lab: xếp trạm, sườn đồi sau mưa, bản đồ phân vùng, kế hoạch trồng, rừng keo qua các năm, tuổi khai thác, sổ trữ lượng, nguy cơ cháy, khi thấy khói, biên bản kiểm kê, sâu hại và độ đa dạng, ảnh vệ tinh
14 bẫy
mỗi bẫy có mục, phòng lab và bài để quay lại luyện
12 bài
10 chọn đáp án, 1 đúng sai, 1 trả lời ngắn
01
Bản đồ chung
Năm trạm của một khu rừng và cuốn sổ trữ lượng
Rừng là một hệ sinh thái: cây gỗ, tre nứa hoặc thực vật đặc trưng là thành phần chính, cùng với động vật, vi sinh vật, nấm, đất và các yếu tố môi trường gắn với chúng. Điều làm cho lâm nghiệp khác với trồng cây ngoài vườn là thời gian. Một cây keo cần nhiều năm để thành gỗ, một cây gỗ lớn cần nhiều chục năm, và trong suốt thời gian ấy rừng vừa là tài sản, vừa là tấm chắn giữ đất giữ nước, vừa là nhà của nhiều loài. Quyết định đúng hay sai hôm nay lộ ra rất lâu sau. Vì vậy cần một khung chung để mỗi việc làm có chỗ đứng. Bài giảng này lấy vòng năm trạm làm khung; khi gặp một tình huống lạ, em hỏi: khu rừng đang ở trạm nào, việc này có phục vụ trạm ấy không, và nó có làm hỏng lớp nền không?
Vuốt ngang để xem đầy đủ hình.
Bản đồ vòng đời của rừng: gây trồng, chăm sóc, khai thác, tái sinh, bảo vệ nối nhau thành vòng; mũi tên đứt cho thấy rừng còn thì hạt giống và cây mẹ còn, vòng mới bắt đầu. Lớp nền bao quanh cả năm trạm. Bấm vào một khối để đọc mô tả và số mục.
Để các trạm nói chung một ngôn ngữ, LUKATO dùng một cuốn sổ trữ lượng của khu rừng (kiến thức bổ sung). Trữ lượng M là khối lượng gỗ đứng của khu rừng, tính bằng mét khối trên héc-ta; M_n là trữ lượng cuối năm thứ n. Mỗi năm sổ có một khoản thu và hai khoản chi:
M_{n+1}=M_n+Z-H-L
Trong đó Z là phần rừng tăng thêm do cây lớn lên và cây mới vào, H là phần con người lấy đi khi khai thác, còn L là phần mất vì cháy, sâu bệnh hay bị xâm hại. Khai thác bền vững nghĩa là về lâu dài H không vượt quá Z mà các chức năng sinh thái của rừng vẫn còn. Năm trạm đều tác động lên một khoản của sổ: gây trồng và chăm sóc làm Z lớn lên, khai thác quyết định H, tái sinh giúp Z không bị đứt đoạn, bảo vệ giữ cho L nhỏ. Đây là mô hình để học, không phải công thức quản lí chính thức; ở mục 5 em sẽ tự chạy sổ này qua bốn thập kỉ.
Năm trạm và lớp nền
Trạm
Việc làm
Ví dụ thường gặp
Mục
① GÂY TRỒNG
Chọn loài hợp với điều kiện lập địa, chuẩn bị đất, chọn giống tốt, trồng đúng mật độ và đúng thời vụ
đào hố theo hàng, bón lót, rạch bỏ vỏ bầu, trồng đầu mùa mưa
② CHĂM SÓC
Giúp cây trồng sống, lớn đều và ít bị cạnh tranh hay sâu bệnh
làm cỏ quanh gốc, xới đất, bón thúc, tỉa cành, tỉa thưa
③ KHAI THÁC
Lấy gỗ khi rừng đến tuổi, theo kiểu và hạn mức phù hợp với loại rừng
khai thác trắng ở rừng trồng sản xuất, khai thác chọn ở rừng tự nhiên
④ TÁI SINH
Trả lại lớp cây cho đất sau khai thác hoặc sau tác động, bằng tự nhiên hoặc nhân tạo
giữ cây mẹ cho hạt rơi, trồng bổ sung chỗ thiếu cây con
⑤ BẢO VỆ
Giữ rừng không bị cháy, bị phá, bị sâu bệnh làm hại; theo dõi bằng người và công nghệ
đường băng cản lửa, tuần tra, ảnh vệ tinh, camera
6, 7
LỚP NỀN
Vai trò của rừng với đất, nước, khí hậu và sinh kế; đa dạng sinh học làm rừng chống chịu tốt hơn
rừng phòng hộ đầu nguồn, rừng đặc dụng, rừng hỗn loài
2, 7
Chia thành năm trạm cộng một lớp nền là cách phân loại của LUKATO để xâu chuỗi các bài. Tái sinh được tách thành một trạm riêng vì nó là chỗ vòng đời nối lại; trong thực tế nó diễn ra ngay trong khi khai thác và chăm sóc.
Từ điển một dòng: đưa chuột hoặc chạm vào chữ gạch chân
Thuật ngữ
Nghĩa ngắn
Mục
độ che phủ
Phần trăm diện tích được tán cây che
lập địa
Điều kiện đất đai, địa hình và khí hậu của nơi trồng
trữ lượng
Khối lượng gỗ đứng trên một héc-ta
1, 5
tái sinh
Lớp cây mới thay thế lớp cây cũ
tỉa thưa
Chặt bớt cây để cây còn lại lớn hơn
khai thác bền vững
Lấy gỗ mà rừng vẫn tái tạo được và còn chức năng
vật liệu cháy
Lá, cành, cỏ khô và những thứ có thể cháy
đa dạng sinh học
Nhiều gen, nhiều loài, nhiều kiểu hệ sinh thái
viễn thám
Biết về mặt đất qua ảnh chụp từ xa
Đoán trước, rồi thử tay
Đoán trước: một dải đất rộng, đã dọn sạch cây và cỏ, nằm giữa hai khoảnh rừng thông. Theo việc chính nó làm trong chuỗi, dải đất ấy thuộc trạm nào? Hãy chọn trước, rồi mở phòng lab.
Dải đất trống ngăn hai khoảnh rừng thuộc trạm nào của vòng đời?
Cách dùng phòng lab
Xếp từng thẻ bằng cách chạm thẻ rồi chạm ô, hoặc kéo thẻ (nắm vào phần chấm ở đầu thẻ nếu dùng màn hình cảm ứng) thả vào ô. Sau khi bấm «Chấm các thẻ đã xếp», thẻ đúng viền xanh và thẻ sai viền đỏ; dòng kết luận giải thích ba thẻ sai đầu tiên. Phòng lab này luyện bẫy 12, sẽ gặp lại ở mục 6.
Thử tay: gọi tên trạm cho từng việc trong một vụ trồng rừng keo
Một nhóm hộ trồng rừng chọn đồi thấp đất tốt, mua cây giống có bầu ở vườn ươm rõ nguồn gốc, trồng vào đầu mùa mưa. Sau đó họ làm cỏ quanh gốc, tỉa thưa khi cây lớn, dọn thảm khô quanh khu rừng trước mùa khô và đến tuổi thì chặt rồi trồng lại. Hãy gọi tên trạm cho từng việc.
Gợi ý 1 · Ba việc đầu
Chọn đồi, chọn giống và trồng đầu mùa mưa là việc của trạm ① GÂY TRỒNG. Làm cỏ quanh gốc và tỉa thưa là trạm ② CHĂM SÓC.
Gợi ý 2 · Ba việc sau
Dọn thảm khô quanh khu rừng trước mùa khô là phòng cháy, thuộc ⑤ BẢO VỆ. Chặt khi đến tuổi là ③ KHAI THÁC; trồng lại sau khi chặt là ④ TÁI SINH.
Đáp án · cả vòng
GÂY TRỒNG, rồi CHĂM SÓC, KHAI THÁC, TÁI SINH, và BẢO VỆ chạy xuyên suốt các trạm. Chuỗi việc này khép lại thành vòng khi cây mới đã được trồng lại: trữ lượng lại tăng từ nhỏ, và lớp nền (đất, nước, đa dạng sinh học) được giữ.
Chỗ dễ nhầm ở bản đồ chung
Dễ coi vòng đời là trồng rồi chặt, còn bảo vệ là việc phát sinh khi có sự cố. Thật ra bảo vệ chạy suốt từ lúc cây còn nhỏ, vì một đám cháy hay một đợt sâu hại lấy đi phần L của sổ ngay cả khi khâu khác làm tốt. Bẫy 12 ở mục 6 nói rõ điều này; phòng lab 1 ở trên cho em tập đặt từng việc vào đúng trạm.
Mục 2 đi vào lớp nền: rừng làm được những gì cho đất, nước, khí hậu và con người, và rừng được chia thành những loại nào theo mục đích sử dụng.
02
Lớp nền · vai trò và các loại rừng
Rừng làm gì cho đất, nước và con người, và vì sao có ba loại rừng
Hai sườn đồi cạnh nhau, cùng độ dốc, cùng một cơn mưa lớn đêm qua. Sáng ra, một sườn vẫn xanh, suối dưới chân vẫn trong; sườn kia lở từng mảng, nước suối đỏ ngầu bùn. Điều khác nhau nằm ở lớp tán, lớp lá mục và hệ rễ phủ trên mặt đất. Mục này đọc lớp nền của cả bài giảng: rừng làm được những gì cho đất, nước, khí hậu và con người, rồi vì sao một đất nước phải chia rừng thành các loại theo mục đích sử dụng, để mỗi khu rừng được đối xử đúng với việc nó phải làm.
Ba nhóm vai trò của rừng
Nhóm
Rừng làm được gì
Ví dụ
Kinh tế
Cung cấp gỗ, củi, tre nứa, nhựa, tinh dầu, dược liệu và nhiều lâm sản ngoài gỗ; tạo nguyên liệu cho công nghiệp chế biến
gỗ nguyên liệu giấy, đồ gỗ, mật ong rừng, cây thuốc, du lịch sinh thái
Môi trường
Giữ đất, chống xói mòn; điều tiết nước, giảm lũ; điều hòa khí hậu; hấp thụ khí cacbonic và thải ô-xi; chắn gió, chắn sóng; là nơi sống của nhiều loài
rừng đầu nguồn giữ nước cho hồ chứa, rừng ngập mặn giảm sóng, rừng ven đô giảm bụi
Xã hội
Tạo việc làm và thu nhập cho người dân vùng rừng; gắn với văn hóa và tri thức bản địa; góp phần giữ vững quốc phòng, an ninh ở vùng biên giới, hải đảo
hộ nhận khoán bảo vệ rừng, nghề thủ công từ tre nứa, lễ hội gắn với rừng
Ba nhóm là cách chia của bài giảng để dễ nhớ; trong thực tế một khu rừng thường làm nhiều việc cùng lúc, và giá trị môi trường nhiều khi lớn hơn giá trị gỗ mà không đo được bằng mét khối.
Cơn mưa đi đâu: tán, lớp mục và rễ
Hạt mưa rơi xuống rừng gặp tán lá trước tiên: tán làm hạt mưa chậm lại, vỡ nhỏ, nên lực đập xuống đất giảm. Dưới tán là lớp lá cành mục như một tấm bọt biển, và dưới đó là đất có nhiều rễ, nhiều lỗ nhỏ do rễ và sinh vật đất tạo ra. Nước vì thế thấm xuống nhiều, chảy trên mặt ít, và chảy chậm. Ở sườn trơ đất, hạt mưa đập thẳng vào mặt đất làm đất bết lại, nước không thấm kịp mà chạy xuống dốc, cuốn theo lớp đất mặt giàu dinh dưỡng. Ngoài ra rễ cây đan vào nhau giữ đất lại, và nước thấm xuống tầng sâu nuôi suối vào mùa khô.
Để thấy thứ tự lớn bé, LUKATO dùng một mô hình đơn giản (kiến thức bổ sung). Với mưa P (mm trong một ngày), phần nước chảy tràn trên mặt là Q=\varphi\,P, còn phần thấm là P-Q. Hệ số chảy tràn \varphi giảm khi độ che phủ c (từ 0 đến 1) tăng và tăng khi độ dốc s lớn:
\varphi=0{,}08+0{,}72\,(1-c)^{1{,}5}\left(0{,}5+0{,}5\,\dfrac{s}{35}\right)
Điểm xói mòn (so với đồi trọc dốc 35 độ, mưa 200 mm lấy bằng 100) tăng theo lượng nước chảy tràn, tăng theo độ dốc và giảm mạnh khi mặt đất được che. Đây là mô hình minh họa, không phải số đo thực của một vùng cụ thể.
Vuốt ngang để xem đầy đủ hình.
Số liệu minh họa: cùng độ dốc 25 độ và cùng mưa 160 mm. Rừng kín tán (che phủ 80%) cho nước chảy tràn khoảng 21,6 mm, thấm khoảng 138,4 mm và điểm xói mòn 2,8. Đồi thưa cây (che phủ 20%) cho nước chảy tràn khoảng 83,5 mm, thấm khoảng 76,5 mm và điểm xói mòn 28,0.
Đoán trước, rồi thử tay
Đoán trước: với mô hình trên, hãy hình dung cố định độ dốc và lượng mưa, rồi tăng độ che phủ từ 20\% lên 50\%. Điểm xói mòn thay đổi theo hướng nào và nhiều hay ít? Chọn trước rồi mở phòng lab 2.
Tăng độ che phủ từ 20% lên 50% (độ dốc và mưa không đổi), điểm xói mòn sẽ…
Cách dùng phòng lab
Kéo ba thanh trượt: độ che phủ, độ dốc và lượng mưa; mặt cắt sườn đồi, ba số đọc và câu kết luận đổi theo. Hoàn thành khi em tìm được một độ che phủ đủ cao để điểm xói mòn xuống đến mức thấp ngay trong điều kiện khó (mưa từ 120 mm, độ dốc từ 25 độ). Phòng lab này luyện bẫy 1 và 8.
Thử tay: tính nước chảy tràn ở hai sườn đồi
Hai sườn dốc 25 độ cùng chịu mưa 160 mm trong một ngày. Sườn A che phủ 80\%, sườn B che phủ 20\%. Tính nước chảy tràn và nước thấm của từng sườn bằng mô hình ở trên.
Gợi ý 1 · Hệ số chảy tràn
Sườn A: \varphi=0{,}08+0{,}72\cdot 0{,}2^{1{,}5}\cdot\left(0{,}5+0{,}5\cdot\dfrac{25}{35}\right)\approx 0{,}135. Sườn B: \varphi=0{,}08+0{,}72\cdot 0{,}8^{1{,}5}\cdot 0{,}857\approx 0{,}522.
Gợi ý 2 · Nhân với mưa
Sườn A: Q\approx 0{,}135\cdot 160\approx 21{,}6 mm, thấm \approx 138{,}4 mm. Sườn B: Q\approx 0{,}522\cdot 160\approx 83{,}5 mm, thấm \approx 76{,}5 mm.
Đáp án
Cùng cơn mưa, sườn B có nước chảy tràn gấp khoảng bốn lần sườn A (83,5 so với 21,6 mm) và thấm được chưa đến một nửa lượng mưa, trong khi sườn A thấm hơn tám phần mười lượng mưa. Hai con số này, chứ không phải độ dốc, giải thích vì sao một sườn lở còn một sườn vẫn xanh.
Rừng được chia theo nguồn gốc và theo mục đích
Có hai cách chia thường gặp. Theo nguồn gốc , có rừng tự nhiên (hình thành và phát triển tự nhiên, nhiều loài, nhiều tầng) và rừng trồng (do con người trồng, thường ít loài và cùng tuổi). Theo mục đích sử dụng , có ba loại, và đây là cách chia quyết định việc ta được làm gì với từng khu rừng:
Vuốt ngang để xem đầy đủ hình.
Mặt cắt cảnh quan từ núi đến biển: rừng đặc dụng ở núi cao, rừng phòng hộ đầu nguồn ở sườn quanh suối, rừng sản xuất ở chân đồi, rừng phòng hộ ven biển là dải cây ngập mặn sát bờ.
Loại rừng
Mục đích chính
Ví dụ
Mức can thiệp
Rừng đặc dụng
Bảo tồn thiên nhiên, bảo tồn đa dạng sinh học, nghiên cứu, bảo vệ cảnh quan, di tích
vườn quốc gia, khu dự trữ thiên nhiên, khu bảo tồn loài và sinh cảnh