Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
NGÔ THỊ HẠNH
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ THẢM
THỰC VẬT PHỤC HỒI TỰ NHIÊN SAU NƢƠNG RÃY
Ở XÃ VŨ CHẤN, HUYỆN VÕ NHAI, TỈNH THÁI NGUYÊN
LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. LÊ NGỌC CÔNG
THÁI NGUYÊN – 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
MỤC LỤC
Trang
Mở đầu
1
1.
Lý do chọn đề tài
1
2.
Khái niệm về rừng
5
1.1.4.
Tái sinh rừng
6
1.2.
Tổng quan vấn đề nghiên cứu
8
1.2.1.
Trên thế giới
8
1.2.1.1.
Những nghiên cứu về thảm thực vật
8
1.2.1.2.
Những nghiên cứu về hệ thực vật
9
1.2.1.3.
Những nghiên cứu về thành phần loài
10
1.2.1.4.
Những nghiên cứu về thành phần dạng sống
11
1.2.1.5.
Những nghiên cứu về cấu trúc rừng
13
1.2.1.6.
Những nghiên cứu về tái sinh rừng
17
1.2.2.
2.1.
Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu
38
2.1.1.
Vị trí địa lý, ranh giới
38
2.1.2.
Địa hình
38
2.1.3.
Đất đai
39
2.1.4.
Khí hậu, thuỷ văn
40
2.1.5.
Tài nguyên khoáng sản
43
2.1.6.
Tài nguyên rừng
44
2.2.
Điều kiện xã hội vùng nghiên cứu
45
2.2.1.
Dân số, dân tộc
45
2.2.2.
Hoạt động nông lâm nghiệp
46
3.1.2.2.
Nghiên cứu các đặc điểm chính của các trạng thái TTV
thứ sinh trong khu vực nghiên cứu
49
3.1.2.3.
Xác định chiều hƣớng biến đổi của các trạng thái TTV và
đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm phát
triển nhanh TTV rừng trong KVNC 49
3.2.
Phƣơng pháp nghiên cứu
50
3.2.1.
Phƣơng pháp tuyến điều tra và ô tiêu chuẩn
50
3.2.2.
Phƣơng pháp thu thập số liệu
52
3.2.2.1
Tuyến điều tra (TĐT)
52
3.2.2.2
Ô tiêu chuẩn (OTC)
52
3.2.2.3
Ô dạng bản (ODB)
53
64
4.2.3.
Thành phần dạng sống tại các điểm nghiên cứu
68
4.2.3.1
Trạng thái thảm cỏ
72
4.2.3.2.
Trạng thái thảm cây bụi
73
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
4.2.3.3.
Trạng thái rừng thứ sinh
75
4.2.4.
Đặc điểm cấu trúc hình thái thảm thực vật
77
4.2.4.1.
Trạng thái thảm cỏ
78
4.2.4.2.
Trạng thái thảm cây bụi
79
4.2.4.3.
Trạng thái rừng thứ sinh
79
4.2.5.
Đặc điểm tái sinh tự nhiên trong các trạng thái thảm thực vật
81
I.
Kết luận
92
II
Kiến nghị
93
Tài liệu tham khảo
94
Phụ lục
101
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1- Bảng đánh giá số loài thực vật đƣợc mô tả trên toàn thế giới
Bảng 2.1- Khí tƣợng thuỷ văn huyện Võ Nhai - Thái Nguyên
Bảng 4.1- Số lƣợng và sự phân bố các taxon thực vật ở KVNC
Bảng 4.2- Số lƣợng và tỷ lệ (%) các họ, chi, loài trong các trạng thái
thảm thực vật ở KVNC
Bảng 4.3- Thành phần dạng sống trong khu vực nghiên cứu
Bảng 4.4- Sự phân bố dạng sống thực vật trong các trạng thái TTV
Bảng 4.5- Cấu trúc hình thái của các trạng thái thảm thực vật ở KVNC
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
1. H
VN
: Chiều cao vút ngọn
2. KVNC : Khu vực nghiên cứu
3. ODB : Ô dạng bản
4. OTC : Ô tiêu chuẩn
5. TĐT : Tuyến điều tra
6. TTV : Thảm thực vật
mong nhận đƣợc những ý kiến quý báu của các thầy cô giáo, các nhà khoa
học, cùng bạn bè, đồng nghiệp!
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 08 năm 2010
Tác giả Ngô Thị Hạnh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
nghiên cứu trong luận văn là trung thực. Nếu sai sót tôi xin hoàn toàn chịu
trách nhiệm.
Tác giả Ngô Thị Hạnh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
1
Më ®Çu
1. Lý do chọn đề tài
diện tích đất lâm nghiệp là 62.689,50 ha chiếm 74,18 %. Trong đó gồm rừng
đặc dụng 18.858,90 ha, rừng phòng hộ 18.974,87 ha, rừng sản xuất 24.855,73
ha.Ngoài ra còn đất đồi núi chƣa đƣợc sử dụng là 1.000,00 ha chiếm 1,18%
diện tích đất tự nhiên. Đặc biệt tại xã Vũ Chấn, trong tổng số 7.300 ha diện
tích đất tự nhiên thì diện tích đất lâm nghiệp của xã là 5.031,90ha. Đây là
một xã có nhiều rừng của huyện Võ Nhai nên rất thuận lợi cho việc nghiên
cứu đặc điểm của một số thảm thực vật phục hồi tự nhiên sau nƣơng rẫy.
Trƣớc thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu
đặc điểm của một số thảm thực vật phục hồi tự nhiên sau nƣơng rãy ở xã
Vũ Chấn, huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên” làm cơ sở khoa học cho việc
nghiên cứu về diễn thế và đa dạng sinh học. Từ đó đề xuất một số biện pháp
phục hồi và phát triển thảm thực vật ở khu vực nghiên cứu.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định các trạng thái đặc trƣng của thảm thực vật tự nhiên tại khu
vực nghiên cứu.
- Nghiên cứu đặc điểm về thành phần loài, thành phần dạng sống thực
vật, đặc điểm về cấu trúc hình thái và tái sinh tự nhiên trong các kiểu thảm
thực vật đƣợc chọn nghiên cứu.
- Trên cơ sở đó xác định chiều hƣớng biến đổi của các trạng thái thảm
thực vật và đề xuất các biện pháp tác động thích hợp nhằm từng bƣớc phục
hồi thảm thực vật rừng.
3. Giới hạn nghiên cứu
3.1. Giới hạn về khu vực nghiên cứu
Khu vực nghiên cứu là xã Vũ Chấn , huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên,
đây là xã vùng cao nằm ở phía Đông Bắc tỉnh Thái Nguyên.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
3
3.2. Giới hạn về đối tƣợng nghiên cứu
Là ba trạng thái thảm thực vật phục hồi tự nhiên sau nƣơng rãy: Thảm cỏ,
5
Chƣơng 1
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Một số khái niệm liên quan trong quá trình nghiên cứu
1.1.1. Khái niệm về thảm thực vật
Thảm thực vật (vegetation) là khái niệm rất quen thuộc, có nhiều nhà
khoa học trong và ngoài nƣớc đƣa ra các định nghĩa khác nhau. Theo
J.Schmithusen (1959) thì thảm thực vật là lớp thực bì của trái đất và các
bộ phận cấu thành khác nhau của nó. Thái Văn Trừng (1978) [58] cho
rằng thảm thực vật là các quần hệ thực vật phủ trên mặt đất nhƣ một tấm
thảm xanh. Trần Đình Lý (1998) [38] cho rằng thảm thực vật là toàn bộ
lớp phủ thực vật ở một vùng cụ thể hay toàn bộ lớp phủ thảm thực vật trên
toàn bộ bề mặt trái đất.
Nhƣ vậy thảm thực vật là một khái niệm chung chƣa chỉ rõ đối tƣợng cụ
thể nào. Nó chỉ có ý nghĩa và giá trị cụ thể khi có định ngữ kèm theo nhƣ:
thảm thực vật cây bụi, thảm thực vật rừng ngập mặn…
1.1.2. Thảm thực vật thứ sinh
Thảm thực vật thứ sinh là các trạng thái thảm thực vật xuất hiện sau khi
thảm thực vật nguyên sinh bị tác động làm thay đổi hoặc bị phá hoại. Thảm
thực vật thứ sinh thƣờng bao gồm các trạng thái sau: Thảm cỏ, thảm cây bụi,
rừng tái sinh tự nhiên ở các giai đoạn khác nhau (rừng non, rừng trƣởng
thành, rừng già ). Nếu so sánh ta sẽ thấy thảm thực vật thứ sinh sẽ khác biệt
so với thảm thực vật nguyên sinh ở thành phần thực vật, cấu trúc tầng tán,
năng lực phát triển, sinh khối, hoàn cảnh rừng và nhiều yếu tố khác.
1.1.3. Khái niệm về rừng
Năm 1944, V.N. Sukasốp đã phát triển học thuyết về rừng của G.F.
Môrôđốp đề xƣớng học thuyết sinh địa quần lạc. Theo ông “Rừng là một quần
lạc sinh địa”. Quần lạc sinh địa là tổng hợp trên bề mặt đất nhất định các hiện
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
7
thuật ngữ: “Rehabitilation” để chỉ sự phục hồi lại bằng biện pháp quản lý,
điều chế rừng bị thoái hóa….
Tái sinh rừng (Foresty regeneration) là một thuật ngữ đƣợc nhiều nhà
khoa học sử dụng để mô tả sự tái tạo (phục hồi) của lớp cây con dƣới tán
rừng. Căn cứ vào nguồn sống, ngƣời ta chia 3 mức độ tái sinh nhƣ sau:
- Tái sinh nhân tạo: nguồn giống do con ngƣời tạo ra bằng cách gieo
giống trực tiếp.
- Tái sinh bán nhân tạo: nguồn giống đƣợc con ngƣời tạo ra bằng cách
trồng bổ sung các cây giống, sau đó chính cây giống sẽ là tạo ra nguồn hạt
cho quá trình tái sinh.
- Tái sinh tự nhiên: nguồn hạt (nguồn giống) hoàn toàn tự nhiên. Theo
Phùng Ngọc Lan (1986) [31], tái sinh đƣợc coi là một quá trình sinh học mang
tính đặc thù của hệ sinh thái rừng. Biểu hiện đặc trƣng của tái sinh rừng là sự
xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở nơi còn hoàn cảnh rừng.
Theo ông vai trò lịch sử của thế hệ cây con là thay thế thế hệ cây gỗ già cỗi. Vì
vậy, tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi lại thành phần cơ
bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Ông cũng khẳng định tái sinh rừng có thể
hiểu theo nghĩa rộng là sự tái sinh của một hệ sinh thái rừng.
Nhƣ vậy, tái sinh rừng là một khái niệm chỉ khả năng và quá trình thiết lập
lớp cây con dƣới tán rừng. Đặc điểm cơ bản của quá trình này là lớp cây con đều
có nguồn gốc từ hạt và chồi có sẵn, kể cả trong trƣờng hợp tái sinh nhân tạo thì
cây con cũng phải mọc từ nguồn hạt do con ngƣời gieo trƣớc đó. Nó đƣợc phân
biệt với các khái niệm khác (nhƣ trồng rừng) là sự thiết lập lớp cây con bằng
việc trồng cây giống đã đƣợc chuẩn bị trong vƣờn ƣơm. Vì đặc trƣng đó nên tái
sinh là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của các hệ sinh thái rừng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
9
1.2.1.2. Những nghiên cứu về hệ thực vật
Trên thế giới, việc nghiên cứu về hệ thực vật đã đƣợc tiến hành từ rất sớm.
Tổng số loài thực vật hiện nay trên thế giới có nhiều biến động và chƣa cụ
thể, tuỳ từng tác giả do chƣa có sự nghiên cứu và điều tra đầy đủ. Các nhà
thực vật học dự đoán số loài thực vật bậc cao hiện có trên thế giới vào khoảng
500.000 – 600.000 loài.
Năm 1965, Al. A. Phêđôrốp đã dự đoán trên thế giới có khoảng: 300.000
loài thực vật hạt kín; 5.000 – 7.000 loài thực vật hạt trần; 6.000 – 10.000 loài
quyết thực vật; 14.000 – 18.000 loài rêu; 19.000 – 40.000 loài tảo; 15.000 –
20.000 loài địa y; 85.000 – 100.000 loài nấm và các loài thực vật bậc thấp khác.
Năm 1962, G. N. Slucop đã đƣa ra số lƣợng các loài thực vật hạt kín
phân bố ở các châu lục nhƣ sau:
Châu Mỹ có khoảng 97.000 loài trong đó: Hoa Kỳ + Canada: 25.000
loài; Mehico + Trung Mỹ: 17.000 loài; Nam Mỹ: 56.000 loài; Đất lửa + Nam
cực: 1.000 loài.
Châu Âu có khoảng 15.000 loài trong đó: Trung và Bắc Âu: 5.000 loài;
Nam Âu, vùng Ban căng và Capcasơ: 10.000 loài.
Châu Phi có khoảng 40.500 loài trong đó: các vùng nhiệt đới ẩm: 15.500
loài; Madagasca: 7.000 loài; Nam Phi: 6.500 loài; Bắc Phi, Angieri, Ma Rốc
và các vùng phụ cận khác: 4.500 loài; Abitxini: 4.000 loài; Tuynidi và Ai cập:
2.000 loài; Xomali và Eritrea: 1.000 loài.
Châu Á có khoảng 125.000 loài trong đó: Đông Nam Á: 80.000 loài; các
khu vực nhiệt đới Ấn Độ: 26.000 loài; Tiểu Á: 8.000 loài; Viễn đông thuộc
Liên bang Nga, Triều Tiên, Đông bắc Trung Quốc: 6.000 loài; Xibêria thuộc
Liên bang Nga, Mông Cổ và Trung Á: 5.000 loài.
Châu Öc có khoảng 21.000 loài trong đó: Đông Bắc Öc: 6.000 loài; Tây Nam
Öc: 5.500 loài; Lục địa Öc: 5.000 loài; Taxman và Tây tây lan: 4.500 loài [19]
Lecointre và Guyader (2001) đã đƣa ra bảng đánh giá số loài thực vật bậc
cao đƣợc mô tả trên toàn thế giới nhƣ sau:
Ngành Ngọc lan
233.885
13,40
Qua số liệu ở bảng 1.1.có thể thấy thực vật ngành Ngọc Lan có số loài
đƣợc mô tả nhiều nhất trên thế giới.
1.2.1.3. Những nghiên cứu về thành phần loài
Những nghiên cứu về thành phần loài là một trong những nội dung đƣợc
tiến hành từ lâu trên thế giới. Ở Liên Xô (cũ) có nhiều công trình nghiên cứu
của Vƣsotxki (1915), Alokhin (1904), Craxit (1927), Sennhicốp (1933),
Creepva (1978)… Nói chung theo các tác giả thì mỗi vùng sinh thái sẽ hình
thành thảm thực vật đặc trƣng, sự khác biệt của thảm này so với thảm khác
biểu thị bởi thành phần loài, thành phần dạng sống, cấu trúc và động thái của
nó. Vì vậy, việc nghiên cứu thành phần loài, thành phần dạng sống là chỉ tiêu
quan trọng trong phân loại loại hình thảm thực vật [42].
Ramakrishman (1981 – 1992) nghiên cứu thảm thực vật sau nƣơng rẫy ở
vùng Tây bắc Ấn Độ đã khẳng định: chỉ số đa dạng loài rất thấp, chỉ số loài ƣu thế
đạt cao nhất ở pha đầu của quá trình diễn thế và giảm dần theo thời gian bỏ hoá.
Long chun và cộng sự (1993), nghiên cứu về đa dạng thực vật ở hệ sinh
thái nƣơng rẫy tại Xishuang Bana tỉnh Vân Nam Trung Quốc đã nhận xét: khi
nƣơng rẫy bỏ hoá đƣợc 3 năm thì có 17 họ, 21 chi, 21 loài; bỏ hoá 19 năm thì
có 60 họ, 134 chi và 167 loài [53].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
11
Từ những dẫn liệu trên ta thấy những nghiên cứu về thành phần loài của
các tác giả trên thế giới đều tập trung nghiên cứu và đánh giá thành phần loài
ở một vùng và khu vực cụ thể, phản ánh hệ thực vật đặc trƣng trong mối
tƣơng quan với điều kiện địa hình và khí hậu. Tuy vậy, số lƣợng các công
trình nghiên cứu còn chƣa nhiều, cần có những nghiên cứu cụ thể hơn rộng rãi
hơn nhằm mục đích có thể đánh giá chính xác thành phần loài thực vật đặc
Ông đã xây dựng phổ chuẩn của các dạng sống ở các vùng khác nhau
trên trái đất (SB):
SB = 46Ph + 9Ch + 26He + 6Cr + 13Th
Hệ thống phân chia dạng sống của Raunkiaer có ý nghĩa quan trọng, đảm
bảo tính khoa học, dễ áp dụng. Phân chia dạng sống của Raunkiaer dựa trên
những đặc điểm cơ bản của thực vật, nghĩa là dựa trên đặc điểm cấu tạo,
phƣơng thức sống của thực vật, đó là kết quả tác động tổng hợp của các yếu
tố môi trƣờng tạo nên. Thuộc về những đặc điểm này có hình dạng ngoài của
thực vật, đặc điểm qua đông, sinh sản… Vì lẽ đó, trong nghiên cứu của mình,
tôi cũng chọn lựa cách phân chia dạng sống này của Raunkiaer.
Xêrêbriacốp (1964) đƣa ra bảng phân loại dạng sống mang tính chất sinh
thái học hơn của Raunkiaer. Trong bảng phân loại này, ngoài những dấu hiệu
hình thái sinh thái Xêrêbriacốp sử dụng cả những dấu hiệu nhƣ ra quả nhiều
lần hay một lần trong cả đời của cá thể bao gồm: ngành, kiểu, lớp và lớp phụ.
Trong bảng phân loại này không bao gồm những cây thuỷ sinh. Trong bảng
phân loại này ông còn chia ra các đơn vị nhỏ hơn là nhóm, nhóm phụ, tổ và
các dạng đặc thù.
Bảng phân loại dạng sống cây thuộc thảo đã đƣợc lập ra lần đầu tiên bởi
Canon (1911), sau đó hàng loạt bảng đã đƣợc đƣa ra. Với cây thảo, đặc điểm
phần dƣới đất đóng vai trò rất quan trọng trong phân chia dạng sống, nó biểu
thị mức độ khắc nghiệt khác nhau của môi trƣờng sống, là phần sống lâu năm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
13
của cây. Vì thế việc sử dụng phần dƣới đất để làm tiêu chuẩn phân chia dạng
sống sẽ giúp cho ta đánh giá đúng hơn kiểu thảm, những đặc điểm đặc trƣng
của môi trƣờng [11].
1.2.1.5. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng
Cấu trúc rừng là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật
trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau có
Công trình nghiên cứu của R. Catinot (1965), J.Plaudy (1987)đã biểu diễn
cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các cấu trúc sinh thái
thông qua mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến.
- Về mô tả hình thái cấu trúc rừng
Hiện tƣợng thành tầng là sự sắp xếp không gian phân bố của các
thành phần sinh vật rừng trên cả mặt bằng và theo chiều thẳng đứng.
Phƣơng pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do P. W. Richards (1952)
[68] đề xƣớng và sử dụng lần đầu tiên ở Guam đến nay vẫn là phƣơng
pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng thứ của rừng. Tuy nhiên
phƣơng pháp này có nhƣợc điểm là chỉ minh họa đƣợc cách sắp xếp theo
chiều thẳng đứng của các loài cây gỗ trong diện tích có hạn.Cusen (1953)
đã khắc phục bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đƣa ra một hình
tƣợng về không gian 3 chiều.
P. W. Richards (1959, 1968, 1970) đã phân biệt tổ thành rừng mƣa nhiệt
đới làm hai loại là rừng mƣa đơn ƣu có tổ thành loai cây đơn giản. Cũng theo
tác giả thì rừng mƣa thƣờng có nhiều tầng ( thƣờng có 3 tầng, trừ tầng cây bụi
và tầng cây cỏ). Trong rừng mƣa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các
loài thân thảo còn có nhiều loại dây leo cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân
hoặc cành cây.
Hiện nay, nhiều hệ thống phân loại thảm thực vật rừng đã dựa vào các đặc
trƣng nhƣ cấu trúc và dạng sống, độ ƣu thế, kết cấu hệ thực vật hoặc năng xuất
thảm thực vật. Ngay từ nửa đầu thế kỷ 19, Humboldt và Grisebach đã sử dụng
dạng sinh trƣởng (toàn bộ hình thái hoặc cấu trúc và trạng thái của thực vật) của
Copyright: Tài liệu đại học ©