i
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LỤC VĂN TÌNH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC QUẦN THỂ
LOÀI THIẾT SAM GIẢ LÁ NGẮN
(Pseudotsuga brevifolia
W.C Cheng & L.K.Fu, 1975
)
TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN KIM HỶ
TỈNH BẮC KẠNKHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy
Chuyên ngành : Lâm nghiệp
Khoa : Lâm nghiệp
Khoá : 2010 – 2014
Giáo viên hướng dẫn : TS. Dương Văn Thảo
ThS. Lê Văn Phúc
Lục Văn Tình
iii
MỤC LỤC PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục đích nghiên cứu 2
1.3. Mục tiêu nghiên cứu 3
1.4. Ý nghĩa của đề tài 3
1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học 3
1.4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất 3
PHẦN 2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4
2.2.3. Hiện trạng rừng và sử dụng đất 27
2.2.3.1. Diện tích các loại đất đai. 27
Phần 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
3.1. Đối tượng nghiên cứu 31iv
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành 31
3.2.1. Địa diểm tiến hành nghiên cứu 31
3.2.2. Thời gian tiến hành nghiên cứu 31
3.3. Nội dung nghiên cứu 31
3.3.1. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tổ thành và mật độ cây gỗ 31
3.3.2. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh 31
3.3.3. Đề xuất một số giải pháp bảo tồn và phát triển loài 31
3.4. Phương pháp nghiên cứu 32
3.4.1. Công tác chuẩn bị 32
3.4.2. Phương pháp kế thừa tài liệu có sẵn ở địa phương 32
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58
5.1. Kết luận 58
5.2. Kiến nghị 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
v
DANH MỤC CÁC CỤM, TỪ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮTHvn : Chiều cao vút ngọn (m)
D1.3 : Đường kính thân cây tại vị trí 1,3m
Dt : Đường kính tán cây (m)
N/D1.3 : Phân bố số cây theo cấp đường kính 1,3m
N/Hvn : Phân bố số cây theo cấp chiều cao vút ngọn
NL/D1.3 : Phân bố số loài theo cỡ đường kính
NL/Hvn : Phân bố số loài theo cỡ chiều cao
Hvn/D1.3
: Tương quan giữa chiều cao vút ngọn với đường kính tại 1,3m
OTC : Ô tiêu chuẩn
ODB : Ô dạng bản
N% : Tỷ lệ phần trăm mật độ
G% : Tỷ lệ phần trăm tiết diện ngang
IV% : Chỉ số quan trọng loài
Khu Bảo Tồn vi
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU
Bảng 2.1: Thống kê dân số theo xã KBTTN Kim Hỷ 25
Bảng 2.2: Thống kê diện tích và hiện trạng sử dụng đất các xã trong
vùng quy hoạch 28
Bảng 2.3: Thống kê tổng diện tích, hiện trạng rừng vùng lõi theo xã 30
Bảng 4.1: Tổ thành và mật độ tầng cây gỗ ở vị trí độ cao dưới 700m 39
Bảng 4.2: Phân bố số cây theo cấp đường kính ở vị trí độ cao dưới
700m 40
Bảng 4.3: Phân bố số cây theo cấp chiều cao ở độ cao dưới 700m 42
Bảng 4.4: Cấu trúc tổ thành và mật độ tầng cây gỗ ở vị trí độ cao trên 700m 43
Bảng 4.5: Phân bố số cây theo cấp đường kính ở vị trí độ cao trên 700m . 45
Bảng 4.6: Phân bố số cây theo cấp chiều cao ở độ cao trên 700m 46
Bảng 4.7: Cấu trúc tổ thành mật độ cây tái sinh dưới 700m 48
Bảng 4.8: Cấu trúc tổ thành mật độ cây tái sinh ở độ cao trên 700m 49
Bảng 4.9: Tổng hợp mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao 50
Bảng 4.10: Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh 52
vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1: Hình thái thân cây TSGLN 16
Hình 2.2: Cây TSGLN tái sinh 17
Hình 2.3: Cây TSGLN trưởng thành 18
Hình 2.4: Lá cây TSGLN tái sinh 19
gỗ và các loại lâm sản khác vẫn diễn ra thường xuyên nhiều loài sinh vật có
nguy cơ tuyệt chủng, đặc biệt là các loài quý hiếm nếu không có biện pháp
kịp thời trong tương lai nguồn tài nguyên rừng sẽ bị cạn kiệt.
Thiết sam giả lá ngắn (Pseudotsuga brevifolia W.C Cheng & L.K.Fu,
1975), theo sách “Thông Việt Nam: Nghiên cứu hiện trạng bảo tồn năm
2004” thì Thiết sam giả lá ngắn là 1 trong số 33 loài Thông của Việt Nam
được xếp vào danh sách các loài bị đe dọa tuyệt chủng ở mức độ quốc gia và
quốc tế.
Trên thế giới, Thiết sam giả lá ngắn gặp ở các vùng núi đá vôi của hai
tỉnh Quảng Đông và Quảng Tây. Ở Việt Nam, kết quả điều tra nhiều năm
cho thấy, Thiết sam giả lá ngắn được phân bố trên núi đá vôi của các tỉnh Hà
Giang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Lạng Sơn ở độ cao từ 500 đến 1500 m so với
mực nước biển. Loài này mang nhiều ý nghĩa về sinh thái, giá trị thương
2
mại, giá trị sử dụng, giá trị văn hóa cảnh quan. Hiện nay vùng phân bố đang
bị thu hẹp dần, số lượng cá thể loài còn lại rất ít do con người khai thác vì
mục đích thương mại, làm đồ thủ công mỹ nghệ, khả năng tái sinh trong tự
nhiên kém dẫn đến nguy cơ bị tuyệt chủng.
Thiết sam giả lá ngắn được đề nghị loài bổ xung vào danh lục các loài
quý hiếm và nguy cấp theo nghị định 32/NĐ-CP/2006 nghiêm cấm khai thác
và sử dụng với mục đích thương mại. Thuộc bậc VU theo sách đỏ Việt Nam
2007 và danh lục đỏ IUCN.
Hiện nay ở nước ta các nghiên cứu về loài Thiết sam giả lá ngắn còn
hạn chế, các nghiên cứu chỉ tập trung vào mô tả đặc điểm hình thái, sinh thái,
các thông tin về khả năng tái sinh trong tự nhiên còn ít.
Vậy để bảo tồn loài thiết sam giả lá ngắn cần phải nghiên cứu về đặc
điểm phân bố, sinh vật học, sinh thái học, vật hậu các yếu tố ảnh hưởng đến
khả năng tái sinh. Để làm được điều này chúng ta phải hiểu biết đấy đủ
những quy luật sinh sống của quần thể Thiết sam giả lá ngắn, từ thực tế trên
Nghiên cứu cấu trúc trạng thái quần thể loài thiết sam giả lá ngắn giúp
chúng ta tìm hiểu được cấu trúc của loài, mức dộ đa dạng về thành phần tại
địa bàn nghiên cứu. Từ đó đề ra các biện pháp tái sinh loài ở trạng thái tự
nhiên bằng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý. 4
PHẦN 2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1.Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
Cấu trúc rừng là sự sắp xếp các thành phần tạo nên rừng, là nhân tố
quan trọng. Vì vậy, cấu trúc rừng tự nhiên được nhiều tác giả trong và ngoài
nước đề cập đến từ những năm đầu của thế kỉ XX. Các công trình nghiên
cứu về vấn đề này nhằm xây dựng các cơ sở khoa học phục vụ quản lý, bảo
vệ, kinh doanh rừng hợp lý, có hiệu quả cao, đạt yêu cầu về kinh tế lẫn môi
trường sinh thái. Những nghiên cứu về cấu trúc phát triển từ thấp đến cao
bước đầu là định tính, mô tả nay chuyển sang định lượng, chính xác với sự
ứng dụng của toán thống kê và tin học. Nghiên cứu cấu trúc rừng để biết
được những mối quan hệ sinh thái bên trong của quần xã thực vật rừng từ đó
có cơ sở đề xuất biện pháp kĩ thuật tác động phù hợp, song với sự đa dạng và
phong phú của hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới tại Việt Nam thì vấn đề
nghiên cứu cấu trúc rừng vẫn là một ẩn số đối với các nhà nghiên cứu.
2.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
2.2.1. Trên thế giới
2.2.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng
Cấu trúc rừng là hình thức thể hiện bên ngoài của những mối quan hệ
bên trong giữa thực vật rừng với nhau và giữa chúng với môi trường. Nghiên
cứu cấu trúc rừng để biết được những mối quan hệ bên trong của quần xã, từ
đó có cơ sở đề xuất biện pháp tác động phù hợp. Nghiên cứu cấu trúc rừng,
người ta chia thành ba dạng cấu trúc: cấu trúc hình thái, cấu trúc không gian
Weibull mô phỏng phân bố N/D
1.3
. Nhiều tác giả khác dùng hàm Hepesbol,
hàm Poisson, hàm Logarit chuẩn, hàm Pearson.
Nhìn chung các công trình nghiên cứu về dạng phân bố đem lại kết quả
toàn diện và đa dạng nhất về quy luật kết cấu đường kính lâm phần rừng.
* Về quy luật phân bố số cây theo chiều cao (N/H):
Phần lớn các tác giả khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng
đứng đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao. Phương pháp nghiên cứu
cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu đồ đứng với các kích thước khác
nhau tuỳ theo mục đích nghiên cứu. Các phẫu đồ mang lại hình ảnh khái quát
6
về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng từ đó rút ra các
nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế. Phương pháp này được nhiều nhà
nghiên cứu ứng dụng như: Rollet (1979), Meyer (1952), Richards. P.W
(1952) [51].
* Nghiên cứu quy luật tương quan chiều cao với đường kính thân cây
(H/D1.3):
Qua nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy, chiều cao tương ứng với
mỗi cỡ kính cho trước luôn tăng theo tuổi đó là kết quả tự nhiên của sự sinh
trưởng. Trong mỗi cỡ kính xác định ở các tuổi khác nhau, cây rừng thuộc cấp
sinh truởng khác nhau, cấp sinh trưởng giảm khi tuổi các lâm phần tăng lên,
dẫn đến tỷ lệ H/D tăng theo tuổi, từ đó đường cong quan hệ giữa H và D có thể
thay đổi dạng và luôn dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên.
Rollet (1971), đã mô tả mối quan hệ giữa chiều cao với đường kính
bằng hàm hồi quy, phân bố đường kính bằng các dạng phân bố xác suất.
Nhiều tác giả đã sử dụng hàm Weibull để mô hình hóa cấu trúc đường kính
loài Thông theo mô hình của Schumarcher.
Tiourin, A.V (1972) (theo Phạm Ngọc Giao, 1997) [10] đã phát hiện hiện
Tóm lại, trên thế giới các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc
rừng nói chung và đặc điểm rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú, đa dạng, đã
có nhiều công trình nghiên cứu đạt hiệu quả cao trong kinh doanh rừng. Tuy
nhiên, các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng đặc dụng còn ít.
2.2.1.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng
Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái
rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiện của một thế hệ cây con của những loài
cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng như: Dưới tán rừng, chỗ trống trong
rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy. Vai trò lịch sử của lớp cây
con này là thay thế thế hệ cây già cỗi, vì vậy tái sinh từng hiểu theo nghĩa hẹp là
quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ.
Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác
định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm
phân bố. Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây tái sinh và tầng cây gỗ
lớn đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbre-ad, 1930; Richards, 1933;
1939; Aubreville, 1938; Beard, 1946; Lebrun và Gilbert, 1954; Joné, 1955-1956;
Schultz, 1960; Baur, 1964; Rollet, 1969) [54]. Do tính chất phức tạp về tổ thành
loài cây, trong đó chỉ có một số loài có giá trị nên trong thực tiễn, người ta chỉ khảo
sát những loài cây có ý nghĩa nhất định.
Về phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách
lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927), với diện tích ô đo đếm
thông thường từ 1 đến 4 m
2
. Diện tích ô đo đếm nhỏ nên thuận lợi trong điều tra
8
nhưng số lượng ô phải đủ lớn mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng,
để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1950) [61] đã đề
nghị một phương pháp "điều tra chẩn đoán" mà theo đó kích thước ô đo đếm có
thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng
đủ tất cả các loài cây xuất hiện trong lớp cây tái sinh để có những đánh giá
chính xác tình hình tái sinh rừng và có biện pháp tác động thích hợp.
Tóm lại, kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng
trên thế giới cho chúng ta những hiểu biết các phương pháp nghiên cứu, quy
luật tái sinh tự nhiên ở một số nơi. Đặc biệt, sự vận dụng các hiểu biết về quy
luật tái sinh để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý tài
nguyên rừng bền vững.
2.2.2. Ở Việt Nam
2.2.2.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng ở Việt Nam
Vấn đề nghiên cứu cấu trúc rừng là một trong những nội dung quan
trọng nhằm đề suất một số giải pháp kỹ thuật phù hợp cho rừng, tạo điều
kiện cho rừng sinh trưởng phát triển. Trong những năm gần đây vấn đề
nghiên cứu về cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả đề cập:
Trần Ngũ Phương (1970) [33] đã chỉ ra những đặc điểm cấu trúc của
thảm thực vật rừng miền Bắc Việt Nam trên cơ sở kết quả điều tra tổng quát
về tình hình rừng miền Bắc Việt Nam từ 1961 đến 1965. Nhân tố cấu trúc đầu
tiên được nghiên cứu là tổ thành và thông qua đó một số quy luật phát triển của
các hệ sinh thái rừng được phát hiện và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất.
Thái Văn Trừng (1978) [46] đã tiến hành phân chia thực vật rừng
nhiệt đới thành 5 tầng: Tầng vượt tán (A
1
), tầng ưu thế sinh thái (A
2
), tầng
dưới tán (A
3
), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C).
Trong những năm gần đây, do có sự hỗ trợ của các phần mềm toán
học thống kê, nên có rất nhiều công trình nghiên cứu định lượng về cấu trúc
rừng, nổi bật là các công trình nghiên cứu của các tác giả sau:
n học trong nghiên
cứu động thái rừng tự nhiên tại lâm trường Nam Phú Nhơn (Gia Lai Kon
Tum) đã cho rằng, sự biến đổi cấu trúc lâm phần (động thái) là kết quả
tổng hợp của ba quá trình: tái sinh, sinh trưởng và đào thải (chết tự
nhiên và tỉa thưa). Mô phỏng toán học có thể rút ngắn thời gian nghiên
cứu để dự báo sự thay đổi cấu trúc khi biết hiện trạng rừng và các tương
11
quan nhất định [5].
Võ Đại Hải (1996), đưa ra khái niệm chức năng phòng hộ nguồn
nước của thảm thực vật. Theo tác giả mô hình cấu trúc hợp lý của rừng
phòng hộ đầu nguồn là mô hình cấu trúc rừng đáp ứng được yêu cầu phòng
hộ về điều tiết nước và xói mòn. Trong mô hình cấu trúc, ông đề cập tổ
thành loài cây và điều kiện sinh trưởng phát triển của chúng [13].
* Về phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D
1.3
):
Tác giả Đồng Sĩ Hiền (1974) [19] đã chọn hàm Pearson với 7 họ
đường cong khác nhau để biểu diễn phân bố số cây theo cỡ đường kính rừng
tự nhiên. Nguyễn Hải Tuất (1975, 1982, 1990) [49] sử dụng hàm Mayer và
hàm phân bố khoảng cách biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh. Nguyễn Văn
Trương (1982) [48] sử dụng phân bố Poisson nghiên cứu mô phỏng quy luật
cấu trúc đường kính thân cây rừng cho đối tượng rừng hỗn giao khác tuổi.
Phạm Ngọc Giao (1997) [10] khi nghiên cứu quy luật N/D cho Thông
đuôi ngựa vùng Đông Bắc đã chứng minh tính thiết ứng của hàm Weibull và
xây dựng mô hình cấu trúc đường kính cho lâm phần Thông đuôi ngựa.
Lê Sáu (1996)[53] đã dùng phân bố weibull để mô phỏng cho hầu hết
các phân bố thực nghiệm như phân bố N/D
1.3
ở các ô tiêu chuẩn cho kết quả tốt.
Logh = a + b*d
1.3
(1.12)
Logh = a + b*logd
1.3
(1.13)
Kết quả là phương trình dạng: Logh = a + b*logd
1.3
đã được chọn để
mô tả tương quan H/D cho từng loài ưu thế: Bằng lăng, Cẩm xe, Kháo và
Chiêu liêu.
Lê Sáu (1996)[53] sử dụng hàm Weibull mô phỏng phân bố đường
kính và chiều cao cho rừng tự nhiên ở Kon Hà Nừng. Trần Cẩm Tú (1999)
[50] thử nghiệm hàm Weibull, Meyer và hàm khoảng cách, cuối cùng tác giả
chọn hàm khoảng cách để mô phỏng, vì hàm này khi kiểm tra cho tỷ lệ chấp
nhận cao nhất.
13
Nguyễn Thị Hải Yến (2002) nghiên cứu các lâm phần Cao Su ở các
tuổi khác nhau, đã thử nghiệm ba dạng phương trình:
h = a + b*logd (1.14)
h = a
o
+ a
1
*d + a
2
*d
2
(1.15)
Khi nghiên cứu về tái sinh rừng không thể không nhắc tới hiện tượng tái
sinh lỗ trống. Theo Phạm Đình Tam (1987)[38]: Số lượng cây tái sinh xuất hiện
khá nhiều dưới những lỗ trống khác nhau, lỗ trống càng lớn cây tái sinh càng
nhiều và hơn những nơi kín tán. Đây là một trong những đặc điểm tái sinh phổ
biến ở rừng nhiệt đới.
Trần Ngũ Phương (2000)[33] khi nghiên cứu các quy luật phát triển
rừng tự nhiên ở miền Bắc Việt Nam đã nhấn mạnh quá trình diễn thế thứ
sinh của rừng tự nhiên như sau: “Trường hợp rừng tự nhiên có nhiều tầng khi
tầng trên già cỗi, tàn lụi rồi tiêu vong thì tầng kế tiếp sẽ thay thế. Trường hợp
chỉ có 1 tầng trong khi nó già cỗi 1 lớp cây con tái sinh xuất hiện và sẽ thay
thế nó sau khi nó tiêu vong, hoặc cũng có thể một thảm thực vật trung gian
xuất hiện thay thế, nhưng về sau dưới lớp thảm thực vật trung gian này sẽ
xuất hiện một lớp cây con tái sinh lại rừng cũ trong tương lai và sẽ thay thế
thảm thực vật trung gian này, lúc bấy giờ rừng cũ sẽ được phục hồi”. Tuy
nhiên, sau một thời gian nghiên cứu tìm hiểu quy luật của loại hình rừng tự
nhiên, xây dựng bản cân đối giữa một bên là mặt thoái hóa với mặt phục hồi
tự nhiên, tác giả này và các cộng tác viên đã kết luận: “Mặt phục hồi tự nhiên
không bao giờ cân đối được với mặt thoái hóa về số lượng cũng như chất
lượng, nên muốn đảm bảo độ che phủ thích hợp, chúng ta dựa vào tái sinh
nhân tạo’’.
Thực tế cho thấy, với điều kiện nước ta hiện nay nhiều khu vực vẫn
phải trồng vào khu vực tái sinh tự nhiên, còn tái sinh nhân tạo mới chỉ được triển
khai trên quy mô hẹp. Vì vậy nghiên cứu tái sinh tự nhiên cho từng đối tượng rừng
cụ thể là hết sức cần thiết nhằm đề xuất biện pháp kỹ thuật chính xác.
Nhận xét chung: Nghiên cứu về cấu trúc rừng còn tương đối ít, mỗi tác
giả đều đưa ra những tiêu chuẩn riêng để xây dựng một cấu trúc rừng thích
15
hợp. Cấu trúc thích hợp tức là mọi tầng cây đều phát triển tốt. Tuỳ từng giai
đoạn mà cấu trúc rừng có thể thay đổi, phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
Hình 2.2: Cây TSGLN tái sinh
18
Hình 2.3: Cây TSGLN trưởng thành
Copyright: Tài liệu đại học ©