i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ
nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 22 tháng 10 năm 2014
Tác giả

Đinh Thị Thuỳ Dung


ii

LỜI CẢM ƠN
Để vận dụng những kiến thức đã học, được sự đồng ý của thầy giáo hướng
dẫn khoa Lâm học – Trường đại học lâm nghiệp, tôi thực hiện luận văn:
“Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài của các trạng thái
rừng tự nhiên tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông, Bá Thước, Thanh Hoá”. Sau
một thời gian tiến hành, luận văn đã hoàn thành. Nhân dịp này cho phép tôi được tỏ
lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn TS.Nguyễn Trọng Bình đã tận tình
hướng dẫn, động viên trong quá trình nghiên cứu, thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Khoa Sau đại học, các thầy cô trực tiếp giảng
dạy, Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông đã giúp đỡ tôi trong quá trình
thu thập số liệu và thực hiện luận văn.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè và người thân trong gia đình đã
động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn.
Mặc dù đã nỗ lực hết mình, nhưng thời gian thực tập và năng lực của bản
thân còn hạn chế nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tôi

2.1. Mục tiêu nghiên cứu.......................................................................................14
2.1.1. Mục tiêu tổng quát ..................................................................................14
2.1.2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................14
2.2. Đối tượng và phạm vi, giới hạn nội dung nghiên cứu: ..................................14
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................14
2.2.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................14
2.2.3. Giới hạn nội dung nghiên cứu .................................................................14
2.3. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................14
2.3.1. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng ........................................................14
2.3.2. Nghiên cứu mức độ đa dạng loài ............................................................15


iv

2.3.3. Đề xuất một số giải pháp quản lý bảo vệ và nuôi dưỡng rừng tại khu bảo
tồn thiên nhiên Pù Luông – Bá Thước – Thanh Hoá. .......................................15
2.4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................15
2.4.1. Quan điểm và phương pháp luận ............................................................15
2.4.2. Phương pháp thu thập số liệu ..................................................................16
2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu .......................................................................17
Chương 3. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN
CỨU ..........................................................................................................................24
3.1. Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu .........................................................24
3.1. 1. Vị trí địa lý .............................................................................................24
3.1.2. Đặc điểm địa hình ...................................................................................24
3.1.3. Khí hậu thuỷ văn .....................................................................................24
3.1.4. Đặc điểm đất đai......................................................................................25
3.1.5. Đặc điểm tài nguyên thiên nhiên .............................................................26
3.1.6. Tình hình sản xuất nông lâm nghiệp ......................................................31
3.2. Đặc điểm kinh tế xã hội .................................................................................33


Ô tiêu chuẩn

D1.3

Đường kính ở vị trí 1,3m

Dt

Đường kính tán

ĐDSH

Đa dạng sinh học

Hvn

Chiều cao vút ngọn

KBTTN

Khu bảo tồn thiên nhiên

M-W

Mann – Whitney

K-W

Kruskal - Wallis


3.3

Đa dạng các chi của hệ thực vật rừng tại Khu BTTN Pù Luông

29

3.4

Khu động hệ vật ở Khu BTTN Pù Luông

30

3.5

So sánh các loài động vật tại các khu rừng đặc dụng tỉnh Thanh
Hóa

Error!
Bookmark
not
defined.

4.1

Diện tích các loại đất loại rừng

26

4.2

defined.

4.7

Kiểm tra sự phù hợp của phân bố thực nghiệm N /D1.3

Error!
Bookmark
not
defined.

4.8

Kiểm tra thuần nhất về chiều cao của 3 trạng thái

Error!


vii

Bookmark
not
defined.
4.9

Kiểm tra sự phù hợp của phân bố thực nghiệm N – Hvn

Error!
Bookmark
not


60

4.16 Tổng hợp các chỉ số về mức độ phong phú và đa dạng

61


viii

DANH MỤC CÁC HÌNH
TT

Tên hình

2.1

Sơ đồ khái quát phương pháp nghiên cứu

4.1

Phân bố N/D1.3 bằng phân bố khoảng cách của trạng thái IIB

Trang
16
Error!
Bookmark
not
defined.



Error!
Bookmark
not
defined.

4.6

Phân bố N/Hvn bằng phân bố khoảng cách của trạng thái IV

Error!
Bookmark


ix

not
defined.
4.7

Chất lượng cây tái sinh của 3 trạng thái

60

4.8

Phân bố cây tái sinh theo chiều cao của 3 trạng thái

61


thay đổi sẽ kéo theo sự thay đổi của các yếu tố ngoại cảnh tác động vào rừng. Bởi
vậy, việc tìm ra quy luật thay đổi của một số đặc điểm cấu trúc rừng ở khu bảo tồn


2

thiên nhiên Pù Luông làm cơ sở đề xuất các biện pháp quản lý, bảo vệ và phát triển
tài nguyên rừng ở Pù Luông cũng nh- ở các vùng khác có điều kiện tự nhiên t-ơng
tự là việc làm rất cần thiết.
Xut phỏt t thc tin ú, tụi tin hnh thc hin lun vn: Nghiờn cu
mt s c im cu trỳc v a dng loi ca cỏc trng thỏi rng t nhiờn ti
khu bo tn thiờn nhiờn Pự Luụng, Bỏ Thc, Thanh Hoỏ nhm gúp phn cung
cp thờm nhng thụng tin cn thit phc v cho cỏc hot ng bo tn a dng sinh
hc khu vc mt cỏch hiu qu.


3

Chương 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Hệ sinh thái rừng tự nhiên là một hệ sinh thái rất đa dạng, phong phú, phức
tạp cả về cấu trúc, đa dạng loài và đặc điểm tái sinh. Cấu trúc rừng là quy luật sắp
xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật theo không gian và
theo thời gian. Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu
trúc thời gian. Để sử dụng và quản lý bền vững các hệ sinh thái rừng tự nhiên,
chúng ta cần phải dựa trên sự hiểu biết về các nhóm nhân tố cơ bản sau:
* Nhóm nhân tố nội tại của hệ sinh thái rừng (các đặc trưng, quy luật cấu trúc
và động thái: tăng trưởng, tái sinh, diễn thế của hệ sinh thái rừng);
* Nhóm nhân tố bên ngoài có ảnh hưởng đến hệ sinh thái rừng (cơ cấu xã
hội, các chính sách sử dụng rừng…).

trình tiêu biểu như sau:
Meyer (1934), sử dụng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên
tục để mô tả phân bố số cây theo cỡ đường kính, về sau gọi là phương trình Meyer
hay hàm Meyer, (dẫn theo Hoàng Thị Phương Lan, 2004) [18].
Naslund (1936-1937) đã xác lập luật phân bố Chiarlier kiểu A để nắn phân
bố số cây theo cỡ kính của các lâm phần rừng thuần loài đều tuổi, (dẫn theo Phạm
Ngọc Giao, 1995) [8].
Balley (1973) đã sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính loài
Thông theo mô hình của Schumacher và Coile, (dẫn theo Bùi Văn Chúc, 1995) [4].
Loestchau (1973) đã dùng hàm Beta để nắn các phân bố thực nghiệm.
Diatchenko, Z.N sử dụng phân bố Gamma để biểu thị phân bố số cây theo cỡ
đường kính lâm phần Thông ôn đới. J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1992), đã
dùng hàm Weibull để mô phỏng phân bố N/D1,3 khi nghiên cứu rừng nhiệt đới tại
Marsanhoo – Brazin, (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [8].
Ngoài ra, một số tác giả sử dụng các hàm Hyperbol, đường cong Poisson,
phân bố Poisson, hàm charlier A, hàm charlier B để mô phỏng qui luật phân bố này.
1.2.1.3. Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn)


5

Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn) dùng để biểu thị quy luật kết
cấu lâm phần theo chiều thẳng đứng. Phương pháp kinh điển được nhiều nhà khoa học
sử dụng là vẽ phẫu đồ đứng mà điển hình là công trình của Richards (1952) [40].
1.2.1.4. Hình thái phân bố cây trên mặt đất
Đây là vấn đề được rất nhiều nhà sinh thái học và lâm học quan tâm trong nghiên
cứu sinh thái quần thể, cụ thể là một số công trình sau:
Các phương pháp được tiến hành với mẫu là những ô vuông có độ lớn xác định.
Nói chung, đây là những phương pháp đơn giản nhưng có độ chính xác lại phụ thuộc vào
độ lớn của các ô vuông. Mức độ phù hợp theo tiêu chuẩn χ2 thường phụ thuộc vào hệ số

1.2.2. Ở Việt Nam
1.2.2.1. Phân loại rừng
Năm 1960, Loeschau đã đưa hệ thống phân loại rừng theo trạng thái hiện tại
để đáp ứng các khâu điều tra rừng gỗ nhỏ ở Quảng Ninh. Năm 1966 công trình đã
được chính tác giả bổ sung mang tên: Phân chia kiểu trạng thái và phương hướng
kinh doanh rừng hỗn giao thường xanh lá rộng nhiệt đới. Sau khi được sử dụng phổ
biến, Viện Điều Tra Quy hoạch rừng đã có những cải tiến hệ thống phân loại phù
hợp hơn với đặc điểm rừng nước ta.
Thái Văn Trừng (1978) đưa ra hệ thống phân loại sinh thái phát sinh, tác giả
chia rừng Việt Nam thành 14 kiểu thảm thực vật, nhưng các đơn vị cấp thấp phục
vụ cho kinh doanh lợi dụng rừng chưa được nghiên cứu đầy đủ.
H. Thomoius (1978) đã căn cứ vào chỉ số khô hạn của M.I Buduko (1956) để
sắp xếp rừng Việt Nam thành 16 dạng thực bì trong đó có 12 dạng thực bì khí hậu, 4
dạng thực bì thổ nhưỡng; Nguyễn Hồng Quân, Trương Hồ Tố, Hồ Viết Sắc (1981)
đã dựa vào các chỉ tiêu chính: Trạng thái hiện tại, mức độ bị tác động, cấp sản xuất
của lâm phần và các chỉ tiêu phụ: Khả năng tái sinh tự nhiên, tình trạng đất đai (độ
dốc và độ dày tầng đất) tiến hành phân loại rừng Khộp (Rừng thưa lá rộng rụng lá)
nhằm phục vụ cho công tác điều chế rừng Khộp.
Vũ Đình Huề (1984) [14] đã đề nghị lấy kiểu rừng (Forest type) làm đơn vị
phân loại trên chỉ tiêu phụ: Khả năng tái sinh tự nhiên, tình hình đất đai (độ dốc và
độ dày tầng đất) cơ sở hai chỉ tiêu là trạng thái rừng loại hình xã hợp thực vật.
Vũ Biệt Linh (1984) [20] khi bàn về vấn đề phân chia rừng theo hệ thống
phân loại kinh doanh đã được xác định cho rằng cần phân chia rừng và đất rừng
theo mục đích, nội dung, phương thức, biện pháp kinh doanh, tạo điều kiện kinh
doanh có hiệu quả.
Vũ Đình Phương (1985-1988) [25], [26] dựa vào 5 nhân tố là nhóm sinh thái
tự nhiên, các giai đoạn phát triển và sinh thái của rừng, khả năng tái sinh bằng con
đường tái sinh tự nhiên, đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng để phân chia rừng thành các



quan trọng trong việc nghiên cứu cấu trúc nhất là rừng tự nhiên. Cụ thể:


9

Đồng Sỹ Hiền (1974) dùng hàm Meyer và họ đường cong Poisson để nắn
phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ đường kính làm cơ sở cho việc lập biểu thể tích
và độ thon cây đứng rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam.
Nguyễn Hải Tuất (1986,1990) [32], [33] đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân
bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và vận dụng quá trình Poisson
vào nghiên cứu cấu trúc quần thể.
Nguyễn Văn Trương (1983, 1984) [36], [37] đã thử nghiệm dùng các hàm
mũ, logarit và phân bố Poisson để biểu thị cấu trúc số cây theo cấp kính của rừng tự
nhiên hỗn loài, kết quả cho thấy chỉ có riêng phân bố Poisson không đem lại hiệu
quả cao.
Bảo Huy (1993) [16] thử nghiệm 5 dạng phân bố lý thuyết là Poisson,
Khoảng cách, Hình học, Meyer và Weibull để mô phỏng cấu trúc rừng Bằng Lăng ở
Tây Nguyên.
Trần Văn Con (1991) [5]; Lê Minh Trung (1991) [34] đã thử nghiệm một số
phân bố xác suất mô tả phân bố N/D1,3 đều cho nhận xét là phân bố Weibull thích
hợp nhất cho rừng tự nhiên ở Đắk Lắk.
Nguyễn Ngọc Lung (1991) [21] khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ở
Hương Sơn, Kon Hà Nừng và một số địa phương khác thấy rằng: phân bố số cây
theo cỡ đường kính tuân theo phân bố giảm kiểu Meyer ở rừng nguyên sinh và
thường xuất hiện một đỉnh ngay sau cỡ đường kính nhỏ nhất và có thể có một đỉnh
quá thành thục ở cỡ đường kính lớn.
Lê Sáu (1996) [28] sử dụng hàm Weibull mô phỏng phân bố đường kính và
chiều cao cho rừng tự nhiên ở Kon Hà Nừng, Tây Nguyên.
Trần Cẩm Tú (1999) sử dụng hàm Weibull và hàm Khoảng cách để mô
phỏng quy luật phân bố N/D1,3 cho tổng thể rừng tự nhiên phục hồi sau khai thác đã

Các nghiên cứu của Đồng Sỹ Hiền (1974) cho thấy, phân bố số cây theo cỡ
chiều cao ở các lâm phần rừng tự nhiên hay trong từng loài cây thường có nhiều
đỉnh, phản ánh kết cấu tầng phức tạp của rừng chặt chọn.
Thái Văn Trừng (1978) [35] trong công trình nghiên cứu của mình đã đưa ra
kết quả nghiên cứu cấu trúc tầng cây gỗ rừng loại IV.


11

Gần đây, một số tác giả như Bảo Huy (1993) [16], Đào Công Khanh (1996)
[17] đã nghiên cứu phân bố N – Hvn để tìm tầng tích tụ tán cây. Các tác giả đều đi
đến nhận xét chung là phân bố N – Hvn có dạng một đỉnh, nhiều đỉnh phụ hình răng
cưa và mô tả thích hợp bằng hàm Weibull.
Lê Sáu (1996) [28] cũng đã sử dụng hàm Weibull để mô phỏng quy luật
phân bố N – Hvn ở rừng tự nhiên Kon Hà Nừng – Tây Nguyên và đi đến kết luận:
Hàm Weibull rất phù hợp để mô phỏng phân bố N – Hvn thực nghiệm.
Trần Cẩm Tú (1999) khi nghiên cứu quy luật phân bố N – Hvn đã sử dụng
phương pháp vẽ phẫu diện đồ đứng của rừng kết hợp với việc sử dụng hàm Weibull
để nắn phân bố N – Hvn. Kết quả cho thấy, hàm Weibull mô phỏng tốt cho quy luật
cấu trúc N – Hvn.
Nguyễn Thành Mến (2005) [23] sử dụng các hàm Weibull, Meyer và hàm
khoảng cách để mô phỏng quy luật phân bố N – Hvn thực nghiệm ở các khu rừng tự
nhiên lá rộng thường xanh sau khai thác ở Phú Yên. Kết quả cho thấy, hàm Meyer
và hàm khoảng cách không phù hợp, riêng hàm Weibull với độ mềm dẻo hơn đã mô
phỏng tốt cho quy luật phân bố N – Hvn.
1.2.2.4. Hình thái phân bố cây trên mặt đất
Nghiên cứu hình thái phân bố cây trên mặt đất đã được một số chuyên gia
lâm học nước ta quan tâm nhưng chưa có nhiều kinh nghiệm.
Lê Sáu (1996) sử dụng phương pháp ô ngẫu nhiên hệ thống đã phát hiện
nhiều kiểu phân bố khác nhau ở Kon Hà Nừng nhưng chủ yếu là dạng phân bố ngẫu

được nghiên cứu theo hướng kiểm kê thành phần loài trên phạm vi không gian rộng.
Trước hết, cần phải kể đến bộ Thực vật chí đại cương Đông Dương gồm 7
tập của tác giả người Pháp Lecomte et al (1905 – 1952). Trong công trình này, tác
giả đã kiểm kê được 7004 loài thực vật bậc cao có mạch, thuộc 1850 chi, 290 họ.
Trong đó có 64 chi đặc hữu chiếm 3% tổng số chi và 2084 loài đặc hữu chiếm
17,5% tổng số loài. Sau đó, dựa vào bộ sách này, năm 1965, T.Pocs đã thống kê hệ
thực vật miền Bắc Việt Nam có 5190 loài với tỷ lệ các loài đặc hữu cao. Đồng thời,
tác giả đi sâu phân tích cấu trúc hệ thống cũng như dạng sống và các yếu tố địa lý
của hệ thực vật. Trong năm đó, công trình nghiên cứu ngành rêu (Bryophyta) của
T.Pocs đã công bố 556 loài rêu ở Việt Nam.


13

Công trình đầu tiên hoàn chỉnh nhất trong nghiên cứu thực vật ở Việt Nam là
công trình “Thảm thực vật rừng Việt Nam” của cố GS.TS Thái Văn Trừng (1963 –
1978). Dựa trên các công trình đã nghiên cứu trước đây kết hợp với nghiên cứu
riêng của mình, tác giả đã thống kê được ở Việt Nam có 7004 loài thực vật bậc cao
có mạch thuộc 1850 chi và 290 họ. Đồng thời, tác giả cũng khẳng định ưu thế
ngành hạt kín trong hệ thực vật Việt Nam với 6336 loài (90,9%), 1727 chi (93,4%)
và 239 họ (82,7%) trong tổng số các taxon mỗi bậc.
Năm 2000, tập thể tác giả trong và ngoài ngành lâm nghiệp đã biên soạn
cuốn sách “Tên cây rừng Việt Nam” nhằm phục vụ nhu cầu nghiên cứu và tìm hiểu
cây rừng nước ta.
Như vậy, điểm qua những nghiên cứu cho thấy các công trình nghiên cứu về
hệ thực vật và thảm thực vật ở Việt Nam giai đoạn nửa đầu và cuối thế kỷ 20 chỉ
dừng lại ở việc thống kê thành phần loài trên phạm vi một vùng, một khu vực nào
đó. Việc nghiên cứu ĐDSH nhất là đa dạng thực vật bằng phương pháp định lượng
còn là vấn đề rất mới mẻ ở nước ta. Một phần bởi đây là vấn đề phức tạp, hơn nữa
lại chưa có hệ thống lý luận hoàn chỉnh được đưa ra. Do đó, các công trình nghiên

2.2.3. Giới hạn nội dung nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và nghiên cứu mức độ đa dạng
loài cho tầng cây cao và cây tái sinh.
2.3. Nội dung nghiên cứu
Căn cứ vào đặc điểm của đối tượng nghiên cứu, mục tiêu, phạm vi và giới
hạn của đề tài, nội dung nghiên cứu được xác định:
2.3.1. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng
2.3.1.1. Phân loại trạng thái rừng
2.3.1.2. Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao
a. Tổ thành loài:
Xác định công thức tổ thành theo chỉ số quan trọng nhất của loài (IV%).


15

b. Nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo cấp đường kính (N/ D 1.3), cấp
chiều cao (N/Hvn).
2.3.1.3. Đặc điểm cấu trúc lớp cây tái sinh
a. Tổ thành loài.
b. Phân bố số cây theo chiều cao (N/H).
2.3.2. Nghiên cứu mức độ đa dạng loài
2.3.2.1. Chỉ số phong phú của loài.
2.3.2.2. Chỉ số đa dạng loài.
a. Hàm số liên kết Shannon-Wiener;
b. Chỉ số Simpson
c. So sánh các chỉ số đa dạng loài giữa các trạng thái đã nghiên cứu.
2.3.2.3. Danh sách các loài thực vật trong Sách đỏ Việt Nam, 2007 cần bảo tồn tại
khu vực nghiên cứu.
2.3.3. Đề xuất một số giải pháp quản lý bảo vệ và nuôi dưỡng rừng tại khu bảo
tồn thiên nhiên Pù Luông – Bá Thước – Thanh Hoá.

IC); trạng thái II (IIA, IIB); trạng thái III (IIIA1, IIIA2, IIIA3), trạng thái IV. Đề tài lựa
chọn 3 trạng thái chủ yếu tại khu vực nghiên cứu để lập ÔTC đó là: IIB, IIIA3, IV. Với
mỗi một trạng thái rừng tự nhiên tiến hành lập 5 ÔTC điển hình ở các vị trí chân đồi,
sườn đồi, đỉnh đồi có diện tích 2000 m2 theo phương pháp điều tra lâm học.
THU THẬP THÔNG TIN CƠ BẢN
- Điều kiện khí hậu - thổ nhưỡng
- Điều kiện kinh tế - xã hội
- Thông tin về diện tích rừng ...

ĐIỀU TRA KHẢO SÁT
TỔNG THỂ KHU VỰC
NGHIÊN CỨU

CHỌN ĐỐI TƯỢNG
NGHIÊN CỨU

PHÂN CHIA THEO
TRẠNG THÁI
RỪNG

ĐẶC ĐIỂM CẤU
TRÚC, ĐA DẠNG
SINH HỌC

ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP

Hình 2.1. Sơ đồ khái quát phương pháp nghiên cứu