ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
PHẠM THỊ HÀ
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TÁI SINH TỰ NHIÊN
TRONG MỘT SỐ QUẦN XÃ THỰC VẬT PHỤC
HỒI
SAU NƯƠNG RÃY TẠI HAI XÃ AN BÁ VÀ
HỮU SẢN, SƠN ĐỘNG, BẮC GIANG
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC SINH HỌC
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
PHẠM THỊ HÀ
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TÁI SINH TỰ NHIÊN
TRONG MỘT SỐ QUẦN XÃ THỰC VẬT PHỤC
HỒI
SAU NƯƠNG RÃY TẠI HAI XÃ AN BÁ VÀ
HỮU SẢN, SƠN ĐỘNG, BẮC GIANG
Chuyên ngành: Sinh thái học
Mã số: 60.42.60
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC SINH HỌC
Người hướng dẫn khoa học: TS. Đỗ Hữu Thư
Lời cảm ơn!
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS. Đỗ Hữu Thư ( Viện Sinh
thái và Tài nguyên sinh vật – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã tận
tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu khoa học và hoàn
thiện luận văn thạc sỹ.
Tôi xin trân trọng và chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Ban
Lời cam đoan
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
2. Mục tiêu nghiên cứu
3. Những đóng góp mới của luận văn
NỘI DUNG
Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1.1. Một số khái niệm về tái sinh và phục hồi rừng
1.1.2. Nghiên cứu về tái sinh
1.1.2.1. Thế giới
1.1.2.2. Việt Nam
1.1.3. Nghiên cứu về tái sinh sau nương rãy
1.1.3.1. Thế giới
1.1.3.2. Việt Nam
Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.2. Đối tượng nghiên cứu
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Đặc điểm của thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu
i
23.2. Đặc điểm thành phần loài cây gỗ tái sinh tự nhiên sau nương rãy
tại vùng nghiên cứu và một số tính chất lý hoá của đất rừng sau nương
rãy thoái hoá trung bình vùng nghiên cứu
2.3.3. Đặc điểm cấu trúc rừng tái sinh tự nhiên trên đất sau nương rãy và
khai thác trắng:
2.3.4. Đề xuất một số giải pháp thúc đẩy nhanh quá trình phục hồi rừng
4.2.3. Đặc điểm tái sinh tự nhiên các loài cây gỗ trong thảm thực vật
phục hồi trên đất sau khai thác trắng
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ
1. D
1.3
Đường kính cây cao 1,3m
2. H
vn
Chiều cao vút ngọn (m)
3. OTC Ô tiêu chuẩn
4. ft Tần số quan sát
5. flt Tần số lý thuyết
6. [1] Thứ tự tài liệu tham khảo.
7. 4.1
Số liệu bảng, chữ số đầu là thứ tự chương, chữ số
sau dấu chấm là số thứ tự bảng trong chương.
iv
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Ký hiệu độ nhiều của thực bì theo Drude
Bảng 4.1. Một số tính chất lý hóa của đất trong thảm thức vật phục hồi
sau nương rãy 10 năm
Bảng 4.2. Thành phần loài theo nhóm dạng sống của thảm thực vật phục
hồi sau nương rãy theo thời gian
Bảng 4.3. Cấu trúc thảm thực vật phục hồi sau nương rãy theo thời gian
trên đất sau khai thác trắng
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Cách bố trí các ô đạng bản trong các ô tiêu chuẩn
Hình 2.2: Cách bố trí các phẫu diện đất trong các ô nghiên cứu
vii
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Rừng vốn được mệnh danh là "lá phổi xanh " của trái đất, nó có vai trò
rất quan trọng trong việc duy trì cân bằng sinh thái và sự đa dạng sinh học
trên hành tinh chúng ta.
Thực tế cho thấy rằng “lá phổi xanh” đang bị thu hẹp dần. Trên phạm
vi toàn thế giới, chỉ tính riêng trong vòng 4 thập niên trở lại đây, 50% diện
tích rừng đã bị biến mất do nhiều nguyên nhân khác nhau. Theo tính toán của
các chuyên gia của Tổ chức nông - lương thế giới (FAO) thì hàng năm có tới
11,5 triệu hecta rừng bị chặt phá và bị hoả hoạn thiêu trụi trên toàn cầu, trong
khi diện tích rừng trồng mới chỉ vỏn vẹn 1,5 triệu hecta.
Canh tác nương rãy là hoạt động phổ biến ở vùng núi của nhiều nước
trên thế giới trong đó có Việt Nam. Theo thống kê, trên thế giới mỗi năm mất
đi khoảng 20 triệu ha rừng, trong đó diện tích rừng bị mất do hoạt động
nương rãy chiếm tới 50%.
Rừng nguyên sinh bị tàn phá, đất đai bị xói mòn dẫn tới tình trạng sa
mạc hoá ngày càng gia tăng. Nhiều loài động - thực vật, lâm sản quý bị biến
mất trong danh mục các loài quý hiếm, số còn lại đang phải đối mặt với nguy
cơ dần dần bị tuyệt chủng. Nghiêm trọng hơn, diện tích rừng thu hẹp trên quy
mô lớn đã làm tổn thương "lá phổi xanh" của tự nhiên, khiến bầu khí quyển bị
ô nhiễm nặng, mất cân bằng sinh thái, ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người
và đời sống động, thực vật.v.v
Trước thực tế mất rừng và các nhu cầu về gỗ ngày một tăng, để đảm
Nghiên cứu tái sinh tự nhiên trong một số quần xã thực vật phục hồi
sau nương rãy tại 2 xã An Bá và Hữu Sản, huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang
nhằm đưa ra những đóng góp khoa học, làm cơ sở cho việc bảo vệ hoặc khai
thác, sử dụng thảm thực vật một cách hợp lí và hiệu quả.
2
3. Những đóng góp mới của luận văn
Đề tài này là công trình nghiên cứu đầu tiên về đặc điểm tái sinh tự
nhiên của một số quần thể thực vật phục hồi sau canh tác nương rãy tại 2 xã
An Bá và Hữu Sản, huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang. Kết quả nghiên cứu của
đề tài có đóng góp cả về mặt lý luận và thực tiễn:
- Về lý luận
Xác định một số đặc điểm tái sinh tự nhiên của thảm thực vật phục hồi
sau canh tác nương rãy tại Bắc Giang, góp phần hiểu biết sâu hơn về tái sinh
rừng sau canh tác nương rãy. Bổ sung tư liệu về tái sinh rừng.
- Về thực tiễn
Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học để đề xuất các giải pháp kĩ thuật
lâm sinh phù hợp, áp dụng cho tái sinh tự nhiên phục hồi sau nương rãy tại
Bắc Giang. Góp phần bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng một cách hiệu quả.
3
NỘI DUNG
Chương 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1.1. Một số khái niệm về tái sinh và phục hồi rừng
- Canh tác nương rãy: Thường được hiểu là chặt cây đốt rừng làm nương
trồng cây nông nghiệp. Sau một chu kì canh tác, đất được bỏ hóa để phục hồi
thảm thực vật và độ phì của đất đáp ứng cho một chu kì canh tác tiếp theo.
Theo Phùng ngọc Lan (1986) [22] tái sinh rừng tái hiểu theo nghĩa hẹp,
là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ.
Theo nghĩa rộng là sự tái sinh của một hệ sinh thái rừng.
Theo Nguyễn Xuân Lâm (2000) [21] tái sinh rừng là sự xuất hiện một
các lớp kích thước. Theo tác giả thì sự phân bố này là do đặc tính di truyền
của các loài cây được thể hiện ở khả năng sinh sản và tập tính của chúng
trong các giai đoạn phát triển. Ở Châu Phi trên cơ sở dữ liệu thu thập được
Tatlor (1954), Barnard (1955), đã xác định ở rừng nhiệt đới ẩm Châu Phi có
số lượng cây là thiếu hụt. Ngược lại Bava (1954), Budowski (1956), Antinot
(1965), lại cho rằng dưới tán rừng nhiệt đới, nhìn chung có đủ số lượng cây
tái sinh có giá trị kinh tế (Dẫn theo Nguyễn Duy Chuyên, 1995 [13] ).
Căn cứ vào đặc điểm tái sinh của rừng mưa nhiệt đới Van Stenis (1956)
đã phân biệt được hai kiểu tái sinh phổ biến đó là tái sinh phân tán, liên tục
của các loài cây chịu bóng và đặc điểm tái sinh khá phổ biến ở rừng mưa
thích hợp với loài cây ưa sáng là kiểu tái sinh theo vệt trên các lỗ trống.
Kết cấu của quần tụ lâm phần có ảnh hưởng đến tái sinh rừng. I.D.
Yurkevich (1960) đã chứng minh được độ tàn che tối ưu cho sự phát triển
5
bình thường của đa số các loài cây gỗ là 0,6- 0,7. (Dẫn theo Phạm Ngọc
Thường, 2003 [43] ).
A.W. Ghent (1969) cho rằng thảm mục, chế độ thủy nhiệt, tầng đất mặt
quan hệ với tái sinh rừng cũng cần được làm rõ. V.G. Karpov (1969), trong
công trình nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa cây non và quần tụ đã chỉ ra
rằng đặc điểm phức tạp trong quan hệ cạnh tranh về dinh dưỡng khoáng, đất,
ánh sáng, ẩm độ và tính chất không thuần nhất của quan hệ qua lại giữa các
thực vật tùy thuộc vào đặc tính sinh vật học, tuổi và điều kiện sinh thái của
quần thể thực vật.
I.N. Nakhteenko (1973) cho rằng sự trùng hợp cao của sự hấp thụ dinh
dưỡng giữa hai loài có thể gây cho nhau sự kìm hãm sinh trưởng và làm tăng
áp lực cạnh tranh giữa hai loài. Trong nghiên cứu tái sinh rừng người ta đều
nhận thấy rằng tầng cỏ và tầng cây bụi qua thu nhận ánh sáng, ẩm độ và các
nguyên tố dinh dưỡng khoáng của tầng đất mặt đã ảnh hưởng xấu đến cây con
tái sinh của các loài cây gỗ. Những quần tụ kín tán, đất khô và nghèo dinh
dưỡng khoáng. Do đó thảm cỏ và cây bụi sinh trưởng kém nên ảnh hưởng của
), điều tra theo dải hẹp với ô có kích
thước từ 10-100m
2
. Phổ biến nhất là bố trí theo hệ thống trong các diện tích
nghiên cứu từ 0,25- 1,0ha (Povarnixbun, 1934; Yurkevich, 1938). Để giảm sai
số trong khi thông kê, Barnard (1950) đã đề nghị một phương pháp “ điều tra
chẩn đoán” mà theo ông kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tùy theo thời
gian phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau. V.G.
Nexterov (1954, 1960) đề nghị dùng 15-26 ô kích thước từ 1-2m
2
thống kê
cây con tuổi nhỏ hơn 5 năm, 10-15 ô kích thước từ 4-5m
2
thống kê cây con
tuổi từ 5-10 năm. A.V. Pobedinxki (1961) đề nghị dùng 25 ô dạng bản 1x1m
cho một khu tiêu chuẩn 0,5-1,0ha, X.V. Belov (1983) nhấn mạnh phải áp
dụng thống kê toán học để điều tra và đánh giá tái sinh. Việc phân tích chi tiết
lý luận các phương pháp thống kê toán học trong điều tra và đánh giá tái sinh
rừng được trình bày rõ trong các công trình nghiên cứu của G. Smith (1967)
và V.I. Vasilevich. (Dẫn theo Phạm Ngọc Thường, 2003 [43] ).
7
Phân bố số cây theo đường kính là quy luật cấu trúc cơ bản của lâm
phần và đã được nhiều nhà lâm học quan tâm nghiên cứu. Đầu tiên phải kể
đến công trình nghiên cứu của Mayer (1952). Ông mô tả phân bố số cây theo
đường kính bằng phương trình toán học, mà dạng của nó là đường cong giảm
liên tục. Phương trình này gọi là phương trình Mayer hay hàm Mayer. Tiếp
đó, nhiều tác giả đã dùng phương pháp giải tích để tìm phương trình của
đường cong phân bố. Naslunel (1936) đã xác lập phân bố Charlier- A đối với
phân bố N/D của lâm phần thuần loài đều tuổi. M. Prodan và A.I. Patatscase
(1964), Bill và K.A Rem Ken (1964) đã tiếp cận phân bố này bằng phương
một thì không tu bổ và xúc tiến tái sinh.
Thái Văn Trừng (1978) [46] trong “ Thảm thực vật rừng Việt Nam” đã
nhấn mạnh một nhân tố sinh thái trong nhóm nhân tố khí hậu đã khống chế và
điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên của các xã hợp trong thảm thực vật
rừng, đó là ánh sáng.
Công trình nghiên cứu của Nguyễn Văn Trương (1983) [45] đã đề cập
đến mối quan hệ giữa cấu trúc rừng với tái sinh tự nhiên trong rừng hỗn loài.
Hiện tượng tái sinh lỗ trống ở các rừng tái sinh tự nhiên vùng Hương Sơn- Hà
Tĩnh đã được Phạm Đình Tam ( 1987) làm sáng tỏ.
Nguyễn Văn Trương (1983) [45] trong “ Quy luật cấu trúc rừng gỗ
hỗn loài” đã cho rằng cần phải thay đổi cách khai thác rừng cho hợp lí vừa
cung cấp được gỗ, vừa nuôi dưỡng và tái sinh được rừng. Muốn đảm bảo cho
rừng phát triển liên tục trong điều kiện quy luật đào thải tự nhiên hoạt động
thì số lượng lớp cây dưới phải nhiều hơn lớp cây kế tiếp nó ở phía trên.
Nghiên cứu ảnh hưởng của các biện pháp lâm sinh tới quá trình tái sinh
tự nhiên của quần xã thực vật còn được một số tác giả nghiên cứu, Hoàng
Kim Ngũ (1984), Phùng Ngọc Lan (1984), Nguyễn Ngọc Lung (1985),
Nguyễn Duy Chuyên (1995)…
9
Lê Mộng Chân (1994) [10] khi điều tra tổ thành loài cây ở vùng núi cao
vườn quốc gia Ba Vì, ông cho rằng tình hình tái sinh tốt là 4100- 7440 cây/ha.
Cây có triển vọng chiếm trên 60%, thành phần cây tái sinh phần lớn là những
cây chịu bóng.
Khi nghiên cứu vai trò của tái sinh rừng ở các vùng Tây Bắc, vùng
Đông Bắc, vùng Bắc Trung Bộ, vùng Trung tâm, Trần Xuân Thiệp (1996)
[44] đã nhận định rằng vùng Đông Bắc có năng lực tái sinh khá tốt với số
lượng từ 8000-12000 cây/ha, tỉ lệ cây có triển vọng cao đáp ứng được cho
việc phục hồi rừng.
Thống kê các công trình nghiên cứu về rừng tự nhiên ở Việt Nam cho
thấy, phân bố N/D
Gần đây nhất, Trần Xuân Thiệp (1996) [31], Lê Sáu (1995) [25] cũng khẳng
định sự hơn hẳn của phân bố Weibull trong việc mô tả phân bố N/D cho tất cả
các trạng thái rừng tự nhiên, cho dù phân bố thực nghiệm có dạng giảm liên
tục hay một đỉnh.
Qua tham khảo các tài liệu liên quan cho thấy, việc nghiên cứu phân bố
N/D trong thời gian gần đây không chỉ dừng ở mục đích phục vụ công tác
điều tra như xác định tổng tiết diện ngang, trữ lượng, mà chủ yếu là xây dựng
cơ sở khoa học cho giải pháp lâm sinh trong nuôi dưỡng rừng. Bảo Huy
(1993), Đào Công Khanh (1996) [20], Lê Sáu (1995) [35], đã nghiên cứu
phân bố N/H để tìm tầng tích tụ tán cây.
Các tác giả đều đi đến nhận xét chung là, phân bố N/H có dạng một đỉnh
chính và nhiều đỉnh phụ hình răng cưa và mô tả thích hợp bằng hàm Weibull.
Vũ Đình Phương (1987) [33] đã khẳng định giữa đường kính tán và
đường kính ngang ngực của cây rừng tự nhiên Việt Nam tồn tại mối quan hệ
mật thiết theo dạng đường thẳng. Tác giả đã thiết lập phương trình cho một số
loài cây lá rộng như: Ràng ràng, Vạng, Lim xanh, Chò chỉ trong lâm phần hỗn
giao khác tuổi để phục vụ công tác điều chế rừng.
Tóm lại: Các công trình nghiên cứu tái sinh ở Việt Nam chủ yếu tập
trung vào điều tra đánh giá tái sinh ở các trạng thái rừng trong điều kiện tự
nhiên. Còn những nghiên cứu về tái sinh tự nhiên phục hồi rừng ở trạng thái
sau nương rãy còn ít, nhất là ở Bắc Giang.
11
1.1.3. Nghiên cứu về tái sinh sau nương rãy
1.1.3.1.Thế giới
Theo UNEP (1985) do rừng bị chặt phá và đất rừng bị sử dụng bừa bãi,
nên nạn sa mạc hóa đang lan rộng. Khí hậu đang thay đổi theo chiều hướng
xấu, đất đai bị xói mòn dẫn đến thoái hóa. Hoạt động nông nghiệp, thủy sản…
gặp khó khăn. Nhiều loài thực vật và động vật hoang dã rất quí đang có nguy
cơ bị tuyệt chủng. (Dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2002 [42]).
F. A. Bazzaz (1968) khi nghiên cứu quá trình diễn thế phục hồi thảm
quá trình tái sinh, thời gian phục hồi khác nhau phụ thuộc vào mức độ, tần số
canh tác của khu vực đó. (Dẫn theo Phạm Ngọc Thường, 2003 [43]).
Katherine Warner (1991) cho rằng du canh thể hiện phản ứng của con
người khi gặp khó khăn trong việc xây dựng một hệ thống nông nghiệp sinh
thái ở rừng nhiệt đới. Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của canh tác nương rãy
đến môi trường Brunig và cộng sự (1975), đã chứng minh canh tác nương rãy
ở Sabah- Malaysia trong thời gian canh tác đã gây ra mức độ xói mòn từ 0,5-
2mm đất (10-40 tấn/ha) trên đất rừng tự nhiên. Nghiên cứu về ảnh hưởng của
canh tác nương rãy đối với chế độ thủy văn, lưu vực nước, xói mòn và độ phì
của đất tùy thuộc từng nơi nghiên cứu của Naprakabob et al (1975). (Dẫn theo
Phạm Ngọc Thường, 2003 [43]).
Long Chun và cộng sự (1993) khi nghiên cứu đa dạng thực vật ở hệ
sinh thái nương rãy tại Xishuangbanna tỉnh Vân Nam, Trung Quốc nhận xét:
Tại Baka thì nương rãy bỏ hóa được ba năm thì có 17 họ, 21 chi, 21 loài thực
vật tái sinh tự nhiên với các loài ưu thế là Chromolaena odorata, Digitaria
sanguinalis, Melastoma polyanthum. Bỏ hóa 19 năm có 60 họ, 134 chi, 167
loài với các loài ưu thế là Phoebe lanceolata, Shima wallichii, Sclerophylum
wallichiana. (Dẫn theo Phạm Ngọc Thường, 2003 [43]).
13
Tóm lại: Các công trình nghiên cứu tái sinh sau nương rãy trên thế giới
chủ yếu tập trung vào đánh giá ảnh hưởng của canh tác nương rãy đến môi
trường. Còn những nghiên cứu về tái sinh tự nhiên phục hồi rừng ở trạng thái
sau nương rãy còn ít.
1.1.3.2.Việt Nam
Nhân dân sống ở vùng đồi núi, đất rộng người thưa thường có tập quán
du canh, du cư đốt rãy làm nương làm cho tình trạng đất bị xói mòn và bạc
màu diễn ra rất nghiêm trọng. Tuy nhiên ở Việt Nam tài liệu nghiên cứu canh
tác còn rất ít. Có thể tổng quan như sau:
Đào Công Khanh (1965) [20] trong “ Trồng, bảo vệ rừng trong sản
xuất và khai hoang”. Tác giả tổng kết trồng và bảo vệ rừng trong sản xuất