ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

TÔ THỊ LINH

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ BẢN
CỦA ĐẤT DƢỚI CÁC QUẦN XÃ RỪNG TRỒNG Ở XÃ
TÂN THÀNH, HUYỆN PHÚ BÌNH, TỈNH THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: Sinh thái học
Mã số: 62.42.01.20

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. LÊ NGỌC CÔNG

THÁI NGUYÊN, 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các tài
liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng ai công bố trong bất kỳ
công trình nào.
Thái Nguyên, tháng 04 năm 2016
Tác giả

TÔ THỊ LINH

i




OTC

Ô tiêu chuẩn

2.

RBĐ

Rừng Bạch đàn

3.

RKE

Rừng Keo

4.

RTH

Rừng Thông

5.

TĐT

Tuyến điều tra

6.

1.1.1. Nghiên cứu về thành phần loài.................................................................5
1.1.2. Nghiên cứu về thành phần dạng sống thực vật ........................................8
1.2. Nghiên cứu về ảnh hưởng qua lại giữa thảm thực vật và đất ...................12
1.2.1. Ảnh hưởng của đất tới thảm thực vật .....................................................12
1.2.2. Nghiên cứu về ảnh hưởng của thảm thực vật tới đất .............................15
1.2.3. Nghiên cứu về tác dụng cải tạo đất của thảm thực vật ..........................18
Chƣơng 2. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ VÀ XÃ HỘI CỦA
VÙNG NGHIÊN CỨU ...................................................................................21
2.1. Điều kiện tự nhiên .....................................................................................21
2.1.1. Vị trí địa lý, ranh giới hành chính ..........................................................21
2.1.2. Địa hình ..................................................................................................22
2.1.3. Khí hậu ...................................................................................................23
iv


2.1.4. Đất đai ....................................................................................................26
2.2. Điều kiện kinh tế xã hội ............................................................................28
2.2.1. Dân tộc, dân số .......................................................................................28
2.2.2. Đặc điểm kinh tế ....................................................................................28
2.2.3. Đặc điểm xã hội .....................................................................................29
Chƣơng 3. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ................................................................................................31
3.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................31
3.2. Địa điểm nghiên cứu .................................................................................31
3.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................31
3.3.1. Về thành phần thực vật ..........................................................................31
3.3.2. Về môi trường đất ..................................................................................31
3.4. Phương pháp nghiên cứu...........................................................................32
3.4.1. Phương pháp điều tra .............................................................................32
3.4.2. Phương pháp thu mẫu ............................................................................33

Bảng 4.2: Thành phần và tỷ lệ (%) các dạng sống ở các quần xã rừng trồng....... 47
Bảng 4.3: Đặc điểm cấu trúc hình thái của các quần xã rừng trồng ............... 54
Bảng 4.4: Độ ẩm (%) của đất và mức độ xói mòn ở các quần xã................... 62
Bảng 4.5. Thành phần cơ giới ở các quần xã rừng trồng ................................ 64
Bảng 4.6: Một số tính chất hóa học của đất dưới các quần xã nghiên cứu..... 66

v


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Nhiệt độ trung bình tháng ở Thái Nguyên năm 2015 ..................... 24
Hình 2.2: Lượng mưa trung bình tháng ở Thái Nguyên năm 2015 ................ 25
Hình 2.3: Độ ẩm trung bình tháng ở Thái Nguyên năm 2015. ....................... 25
Hình 3.1: Sơ đồ khái quát nội dung nghiên cứu ............................................. 31
Hình 3.2: Sơ đồ bố trí ô dạng bản trong ô tiêu chuẩn ..................................... 32
Hình 4.1: Sự biến đổi độ chua pH(KCl) ............................................................. 67
Hình 4.2: Sự biến đổi của hàm lượng mùn ..................................................... 68
Hình 4.3: Hàm lượng đạm tổng số (%) ở các quần xã nghiên cứu ................. 69
Hình 4.4: Hàm lượng lân ở các quần xã nghiên cứu....................................... 70
Hình 4.5: Hàm lượng đạm tổng số (mg/100g) ở các điểm nghiên cứu .......... 72
Hình 4.6: Hàm lượng Ca2+ ở các điểm nghiên cứu ......................................... 73
Hình 4.7: Hàm lượng Mg2+ ở các điểm nghiên cứu ........................................ 74

vi


BẢN ĐỒ TỈNH THÁI NGUYÊN

: Khu vực nghiên cứu



1


Nếu rừng bị phá hủy, đất bị xói, quá trình đất mất mùn và thoái hóa dễ
xảy ra rất nhanh chóng và mãnh liệt. Ước tính ở nơi rừng bị phá hoang trơ đất
trống mỗi năm bị rửa trôi mất khoảng 10 tấn mùn/ ha. Đồng thời các quá trình
feralitic, tích tụ sắt, nhôm, hình thành kết von, hóa đá ong lại tăng cường lên,
làm cho đất mất tính chất hóa lý, mất vi sinh vật, không giữ được nước, dễ bị
khô hạn, thiếu chất dinh dưỡng, trở nên rất chua, kết cứng lại, đi đến cằn cỗi,
trơ sỏi đá.
Trong thời gian gần đây do tác động trực tiếp hoặc gián tiếp của con
người cũng như những biến đổi của thiên nhiên đã làm cho đất rừng ngày
càng bị suy thoái. Từ đó dẫn đến tài nguyên rừng trên trái đất ngày càng bị
thu hẹp về diện tích và trữ lượng. Khoảng đầu thế kỷ XX, tổng diện tích rừng
trên thế giới khoảng 6 tỷ ha; năm 1958 giảm còn 4,4 tỷ ha; năm 1973 còn 3,8
tỷ ha; năm 1995 còn 2,3 tỷ ha; đến năm 2010 diện tích rừng trên thế giới
khoảng trên 4 triệu ha. Đặc biệt, trong giai đoạn 2000-2010, tốc độ mất rừng
hàng năm khoảng 13 triệu ha.
Ở Việt Nam, do chuyển đổi đất rừng sang đất canh tác, do tập quán
canh tác lạc hậu, du canh du cư, do nhu cầu phát triển kinh tế xã hội... làm
cho diện tích rừng của nước ta suy giảm một cách nghiêm trọng. Theo số liệu
thống kê, diện tích rừng ở Việt Nam năm 1943 khoảng 14,3 triệu ha, tỷ lệ che
phủ 43%; năm 1983 diện tích rừng giảm một nửa còn 7,2 triệu ha, tỷ lệ che
phủ 22%; năm 2005 diện tích rừng tăng lên 12,7%, trong đó có 2,5 triệu ha
rừng trồng, tỷ lệ che phủ 38%; năm 2013 diện tích rừng toàn quốc là khoảng
13,5 triệu ha, độ che phủ gần 39,7%. Diện tích rừng tuy có tăng, nhưng hiện
tại phần lớn là rừng non mới phục hồi và rừng trồng chưa đến tuổi khai thác
được. Có tới 70% diện tích là rừng nghèo và rừng mới phục hồi. Vì vậy, vẫn
chưa đảm bảo mức an toàn sinh thái cho sự phát triển bền vững của đất nước.

hạn chế về thời gian và kinh phí, đề tài chỉ tập trung nghiên cứu một số tính
chất lý, hóa học cơ bản của đất trong mối quan hệ với một số kiểu thảm thực
vật chọn nghiên cứu mà không nghiên cứu sự tác động trở lại của các yếu tố
môi trường đất đến các kiểu thảm thực vật.

3


Các khu vực chọn nghiên cứu thuộc xã Tân Thành đều có những đặc
điểm tương đối đồng nhất như: đá mẹ, địa hình, hướng phơi, sự tác động của
con người và động vật…
4. Đóng góp mới của luận văn
Mô tả được đặc điểm hình thái phẫu diện đất dưới một số quần xã rừng
trồng ở xã Tân Thành, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên.
Đưa ra các dẫn liệu định lượng góp phần làm sáng tỏ ảnh hưởng của
một số quần xã rừng trồng đến một số tính chất lý, hóa học cơ bản của đất ở
khu vực nghiên cứu.

4


Chƣơng 1
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Nghiên cứu về thành phần loài và dạng sống thực vật
1.1.1. Nghiên cứu về thành phần loài
1.1.1.1. Trên thế giới
Những nghiên cứu về thành phần loài là một trong những nội dung
được tiến hành từ lâu trên thế giới. Theo các nhà nghiên cứu, mỗi vùng sinh
thái sẽ hình thành thảm thực vật đặc trưng, sự khác biệt của thảm này so với
thảm khác biểu thị bởi thành phần loài, thành phần dạng sống, cấu trúc và

Đỗ Tất Lợi (1995) khi nghiên cứu các loài cây thuốc đã công bố 798
loài thuộc 164 họ có ở hầu hết các tỉnh nước ta [35].
Lê Ngọc Công và Hoàng Chung (1994) nghiên cứu về thành phần loài,
dạng sống của sa van bụi ở đồi trung du Bắc Thái (cũ) đã phát hiện được 123
loài thuộc 47 họ khác nhau [13].
Lê Ngọc Công (1998) khi nghiên cứu tác dụng cải tạo môi trường của
một số mô hình rừng trồng trên vùng đồi núi trung du một số tỉnh miền Bắc
nước ta đã thống kê được 211 loài thuộc 64 họ [14].
Nguyễn Nghĩa Thìn (1998) khi tổng kết các công trình nghiên cứu về
khu vực hệ thực vật ở Việt Nam đã ghi nhân có 2.393 loài thực vật bậc thấp
và 1.373 loài thực vật bậc cao thuộc 2.524 chi và 378 họ [46].
Thái Văn Trừng (1998) khi nghiên cứu về hệ thực vật Việt Nam đã
nhận xét về tổ thành thực vật của tầng cây bụi như sau: Trong các trạng thái
thảm thực vật khác nhau của rừng nhiệt đới Việt Nam, tổ thành loài của tầng
cây bụi chủ yếu có sự đóng góp của các chi Psychotria, Prismatomeris,
Pavetta trong họ Rubiaceae; chi Tabermontana (họ Trúc đào – Apocynaceae);
chi Ardisia, Maesa (họ Đơn nem – Myrsinaceae); chi Polyanthia (họ Na –
Annonaceae); chi Diospyros (họ Thị - Ebenaceae) [52].
Đặng Kim Vui (2002) nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi sau
nương rẫy để làm cơ sở đề xuất các giải pháp khoanh nuôi làm giàu rừng ở

6


huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên đã đưa ra kết luận: Đối với giai đoạn phục
hồi từ 1-2 tuổi, thành phần loài thực vật gồm 72 loài thuộc 36 họ và họ Hòa
thảo (Poaceae) có số lượng lớn nhất là 10 loài. Tiếp đến họ Thầu dầu
(Euphorbiaceae) 6 loài, họ Trinh nữ (Mimosaceae) 4 loài và họ Cà phê
(Rubiaceae) 4 loài… Giai đoạn 3-5 tuổi có 65 loài thuộc 34 họ; giai đoạn 5-10
tuổi có 56 loài thuộc 36 họ; giai đoạn 11-15 tuổi có 57 loài thuộc 31 họ [57].

Nam có số lượng lớn, tuy nhiên chủ yếu đều là các công trình nghiên cứu về
thành phần loài ở rừng tự nhiên, rừng phục hồi số công trình nghiên cứu về
thành phần loài ở rừng trồng rất ít.
1.1.2. Nghiên cứu về thành phần dạng sống thực vật
Trong quá trình tồn tại, thực vật phải thích nghi với môi trường sống,
điều này không chỉ thể hiện qua tổ hợp thành phần loài mà qua thành phần
dạng sống của nó. Dạng sống của thực vật là một đặc trưng nói lên sự thích
nghi của thực vật với điều kiện môi trường. Dạng sống thể hiện bản chất sinh
thái của loài. Vì vậy, nghiên cứu thành phần dạng sống có vai trò quan trọng
trong đánh giá đặc điểm sinh thái của bất kì một hệ thực vật nào. Khi nghiên
cứu thành phần dạng sống cho ta thấy mối quan hệ chặt chẽ của dạng sống
với điều kiện tự nhiên của từng vùng và sự tác động của điều kiện sinh thái
với từng loài thực vật.
1.1.2.1. Trên thế giới
Cannon (1911) đã lập ra bảng phân loại dạng sống cây thuộc thảo đầu
tiên, sau đó hàng loạt bảng phân loại đã được đưa ra. Với cây thảo, đặc điểm
phần dưới đất đóng vai trò rất quan trọng trong phân chia dạng sống, nó thể
hiện mức độ khắc nghiệt khác nhau của môi trường sống là phần lâu năm của
cây (dẫn theo Hoàng Chung, 2008 [12].
Khi phân tích bản chất các vùng sinh thái của mỗi hệ thực vật, nhất là
hệ thực vật của các vùng ôn đới, người ta vẫn thường dùng hệ thống các dạng
sống của Raunkiaer (1934) (theo Trần Ngũ Phương, 1970 [41]) bởi nó đảm
bảo tính khoa học, đơn giản và dễ áp dụng. Trong bảng phân loại này,

8


Raunkiaer đã dùng vị trí chồi so với mặt đất và đặc điểm của nó trong thời kì
khó khăn nhất cho sự sinh trưởng của thực vật làm cơ sở phân loại.
Raunkiaer chia ra 5 nhóm dạng sống chính:

Braun-Blanquet (1951), đánh giá cách mọc của thực vật dựa vào tính
liên tục hay đơn độc của loài đã chia thành 5 thang: mọc lẻ, mọc thành vạt,
mọc thành dải nhỏ, mọc thành vạt lớn và mọc thành khóm lớn (dẫn theo Lê
Ngọc Công, 1998 [15]).
Trong bảng phân loại dạng sống của Xêrêbriacốp (1964), ngoài những
dấu hiệu hình thái sinh thái, ông còn sử dụng cả những dấu hiệu như ra quả
nhiều lần hay một lần trong cả đời của cá thể. Bảng phân loại này mang tính
chất sinh thái học hơn của Raunkiaer, bao gồm các kiểu sau:
Ngành A: Thực vật thân gỗ sống trên đất, bì sinh
+ Kiểu 1: Cây gỗ
+ Kiểu 2: Cây bụi

9


+ Kiểu 3: Cây bụi nhỏ
Ngành B: Cây bán mộc (nửa gỗ)
+ Kiểu 4: Cây nửa bụi hay nửa bụi nhỏ
Ngành C: Cây thảo
+ Kiểu 5: Cây thuộc thảo đa trục sống lâu năm nhưng thân không
mọng nước
+ Kiểu 6: Cây thuộc thảo đơn trục
Trong bảng phân loại này không bao gồm các cây thủy sinh. Trong
bảng phân loại ông còn chia ra các đơn vị nhỏ hơn là lớp, lớp phụ, nhóm,
nhóm phụ, tổ và các dạng đặc thù (dẫn theo Hoàng Chung, 2008 [12]).
1.1.2.2. Ở Việt Nam
Ở nước ta cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần dạng
sống của thực vật.
Thái Văn Trừng (1978) khi nghiên cứu phân chia dạng sống của khu hệ
thực vật Việt Nam đã áp dụng phương pháp phân loại của Raunkiaer [51].

nhóm cây có chồi chồi sát đất có 26 loài (8,02%); nhóm cây có chồi nửa ẩn có
43 loài (13,27%); nhóm cây có chồi ẩn có 24 loài chiếm 7,47%; nhóm cây
một năm có 35 loài chiếm 10,80% [28].
Phạm Ngọc Thường (2003) [50] khi nghiên cứu thảm thực vật sau
nương rẫy ở Thái Nguyên và Bắc Kạn đã cho kết quả phổ dạng sống của hệ
thực vật là:
SB = 56,37Ph + 12,73Ch + 14,23He +8,80Cr + 7,87Th
Lê Ngọc Công (2004) khi nghiên cứu quá trình phục hồi rừng bằng
khoanh nuôi trên một số thảm thực vật ở tỉnh Thái Nguyên đã phân chia thực
vật thành các dạng sống cơ bản như sau: Cây gỗ, cây bụi, cây cỏ, dây leo [16].
Ngô Tiến Dũng (2004) [20] nghiên cứu tính đa dạng thực vật ở Vườn
Quốc gia Yok Don đã lập được phổ dạng sống của thực vật Yok Don là:
SB = 71,73Ph + 1,41Ch + 7,77He + 4,59Cr + 6Th
Vũ Thị Liên (2005) [33] đã phân chia dạng sống trong các kiểu thảm
thực vật sau nương rẫy ở Sơn La theo hệ thống phân loại của Raunkiaer và
cho kết quả phổ dạng sống như sau:

11


SB = 69,66Ph + 3,76Ch + 9,29He + 10,84Cr + 6,42Th
Giáp Thị Hồng Anh (2007) [2] nghiên cứu đặc điểm thảm thực vật thứ
sinh và tính chất hóa học của đất tại xã Canh Nậu, huyện Yên Thế, tỉnh Bắc
Giang đã áp dụng bảng hệ thống phân chia dạng sống của Raunkiaer để phân
chia dạng sống và phổ dạng sống, kết quả thu được là:
SB = 65,7Ph + 9,5Ch + 6,7He + 13,3Cr + 4,8Th
Phan Trọng Khương (2013) [31] khi nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và
tính đa dạng thực vật trong một số trạng thái thảm thực vật ở xã San Sả Hồ,
huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai, đã áp dụng bảng hệ thống phân chia dạng sống của
Raunkiaer để phân chia dạng sống và phổ dạng sống, kết quả thu được là:

hóa học của đất [42], [43].
Jacop.A (1956), khi nghiên cứu về vai trò của mùn trong đất đối với cây,
ông đã kết luận: Ngoài khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cải tạo đất nâng cao
độ phì, trong mùn còn có chất quynon có tác dụng kích thích sự tăng trưởng
của rễ, do đó ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và phát triển cây rừng [22].
Khi phân chia các kiểu rừng trong mối quan hệ với thổ nhưỡng ở
Indonesia và Malaysia, Richards.P.W (1964) đã cho rằng: Trong vùng nhiệt
đới dù chỉ khác biệt rất ít về đất đai cũng dẫn đến sự khác nhau về thành phần
thực vật [43].
1.2.1.2. Ở Việt Nam
Ở Việt Nam có rất nhiều công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của đất
đến thảm thực vật. Nhà nghiên cứu Chavalier.A (1918), là người đầu tiên đưa
ra bảng phân loại rừng Bắc Bộ ở Việt Nam với 10 kiểu thảm khác nhau và
ông cho rằng đất là yếu tố hình thành các kiểu thảm (dẫn theo Thái Văn
Trừng, 1978) [51].
Trên cơ sở tổng hợp các nghiên cứu của Maurand.P (1943), Dương
Hàm Hy (1956) cũng đưa ra bản phân loại các kiểu rừng Việt Nam dựa trên
nhiều yếu tố trong đó thổ nhưỡng là yếu tố phát sinh ra các kiểu thảm thực vật
(Theo Thái Văn Trừng, 1978 [51]. Nhiều tác giả như: Trần Ngũ Phương
(1970) [41], Nguyễn Ngọc Bình (1996) [6], Vũ Tự Lập (1995) [32] cũng có
nhận xét tương tự).

13


Nguyễn Thoan (1986) cho rằng đá mẹ và thế nằm của đá, độ dày tầng
đất cũng như độ ẩm, độ cứng của đất là yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển
hình thái của rễ cây rừng, độ ẩm của đất và chất dinh dưỡng trong đất ảnh
hưởng đến sự phát triển của những bộ phận trên mặt đất [48].
Đặng Ngọc Anh (1993) nhận xét: hàm lượng chất dinh dưỡng trong

nguồn nước, hạn chế lũ lụt, hạn hán, xói mòn đất,... và nó càng có vai trò to
lớn trong các khu rừng đặc dụng là bảo tồn hệ sinh thái mẫu chuẩn và các loài
động thực vật quí hiếm. Sự thay đổi lớp phủ thảm thực rừng có thể làm mất đi
các hệ sinh thái mẫu chuẫn cũng như loài động thực vật quý hiếm do hoạt
động của con người hay do các hiện tượng tự nhiên gây nên. Thảm thực vật
ảnh hưởng rất đa dạng tới đất rừng, do đó trên thế giới cũng như ở Việt Nam
đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về nội dung này.
1.2.2.1. Trên thế giới
Dokuchaev (1879), người sáng lập ra môn thổ nhưỡng học đã định
nghĩa đất (hay thổ nhưỡng) là một thể tự nhiên hình thành từ lớp trên của vỏ
trái đất dưới ảnh hưởng tổng hợp của các yếu tố: khí hậu, đá mẹ, địa hình,
sinh vật và tuổi địa chất của từng địa phương (dẫn theo Nguyễn Ngọc Bình,
1996) [6]. Như vậy sinh vật nói chung và thực vật nói riêng là một trong các
yếu tố ảnh hưởng rất lớn tới sự hình thành và tính chất của đất.
Monin (1937) khi nghiên cứu trên các kiểu rừng khác nhau đã đưa ra
kết luận: rừng mưa nhiệt đới, chất rơi rụng hàng năm là 10 - 20 tấn/ha, rừng
ôn đới là 5 - 7 tấn/ha , thảm cỏ và thảo nguyên là 1 - 3 tấn/ha. Vậy mỗi kiểu
thảm thực vật khác nhau thì lượng vật chất rơi rụng trả lại cho đất cũng khác
nhau. Trong đó kiểu rừng mưa nhiệt đới có lượng vật chất cung cấp cho đất là
lớn nhất (dẫn theo Trần Đình Lý, 1997) [38].
Theo Kononove.M.M (1951) bộ rễ của các loài cây thuộc thảo là nguồn
bổ sung các chất hữu cơ cho đất, có thể đạt tới 8-25 tấn/ha, còn theo
Beliakova.L.P (1953) thì lượng cây Medicago sativa cung cấp khoảng 40
tấn/ha/năm cho đất (dẫn theo Trần Đình Lý, 1997 [38]).
Theo kết quả nghiên cứu của Zon.S.V (1955) cho thấy: đối với từng
loại cây khác nhau, lượng chất trả lại cho đất cũng khác nhau. Ở rừng Thông
là 4,1 tấn/ha, rừng Vân sam là 6,0 tấn/ha, rừng Dẻ là 3,9 tấn/ha. Ngoài ra tuổi

15