ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN HUY HOÀNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC RỪNG TỰ NHIÊN PHỤC HỒI
SAU KHAI THÁC TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN
THẦN SA – PHƯỢNG HOÀNG, TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Hệ đào tao

: Chính quy

Chuyên ngành

: Quản lý tài nguyên rừng

Khoa

: Lâm nghiệp

Khóa học

: 2014 – 2018

Thái Nguyên, năm 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

Thái Nguyên, năm 2018


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân
tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong khóa luận là quá trình điều
tra trên thực địa hoàn toàn trung thực, khách quán.
Thái Nguyên, ngày 30 tháng 05 năm 2018
Xác nhận giáo viên hướng dẫn

Người viết cam đoan

Xác nhận giáo viên chấm phản biện
(Ký, họ và tên)


ii

LỜI CẢM ƠN
Thực tập tốt nghiệp là một khâu rất quan trọng trong quá trình học tập
của mỗi sinh viên nhằm hệ thống lại toàn bộ lại hệ thống những kiến thức đã
học, vận dụng lý thuyết vào thực tiễn, bước đầu làm quen với kiến thức khoa
học. Qua đó, sinh viên ra trường sẽ hoàn thiện hơn về kiến thức lý luận, phương
pháp làm việc, năng lực công tác nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn của công việc
sau này.
Được sự giúp đỡ của Ban giám hiệu nhà trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên và Ban Chủ nhiệm khoa Lâm nghiệp, em đã tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên tại Khu bảo tồn thiên nhiên


iv

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 3.1. Sơ đồ ô tiêu chuẩn ........................................................................... 23
Hình 4.1. Ảnh điều tra đường kính tâng cây gỗ .............................................. 33
Hình 4.2. Đo chiều cao vút ngọn của tầng cây gỗ .......................................... 36


v

DANH MỤC CÁC TỪ CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
D1,3

: Đường kính thân cây tại vị trí 1,3m

Dt

: Đường kính tán

Gi

: Tiết diện thân của loài thứ i

G%

: Tỉ lệ phần trăm tiết diện thân cây

Hvn


T.S

: Tiến sĩ

TTV

: Thảm thựcvật

Nxb

: Nhà xuất bản

KBT

: Khu bảo tồn

ODM

: Ô dạng bản


vi

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... iii
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC TỪ CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ........................................ v
MỤC LỤC ........................................................................................................ vi

3.4.3. Phương pháp thu thập số liệu.......................................................... 22
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .......................................................... 30
4.1. Một số đặc điểm trên otc nghiên cứu .................................................... 30
4.2. Đặc điểm cấu trúc tổ thành sinh thái và mật độ cây gỗ ........................ 30
4.3. Đặc điểm cấu trúc ngang....................................................................... 32
4.3.1. Phân bố số cây theo cấp đường kính .............................................. 32
4.3.2. Phân bố loài cây theo cấp đường kính ............................................ 34
4.4. Đặc điểm cấu trúc đứng ........................................................................ 35
4.4.1. Phân bố số cây theo cấp chiều cao.................................................. 35
4.4.2. Phân bố loài cây theo cấp chiều cao ............................................... 37
4.5. Nghiên cứu một số quy luật phân bố lâm phần .................................... 39
4.5.1. Quy luật phân bố số cây theo cấp đường kính( N/D1,3) ................ 39
4.5.2. Quy luật tương quan Hvn/D1,3 ...................................................... 40
4.6. Đề xuất một số giải pháp ...................................................................... 41
PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ............................................................ 42
5.1. Kết luận ................................................................................................. 42
5.1.1. Đặc điểm cấu trúc tổ thành và mật độ cây gỗ ................................. 42
5.1.2. Đặc điểm cấu trúc ngang ................................................................ 42
5.1.3. Đặc điểm cấu trúc đứng .................................................................. 43
5.1.4. Nghiên cứu một số quy luật phân bố lâm phần .............................. 43
5.2. Đề nghị .................................................................................................. 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 45
PHỤ LỤC


1

PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề

dụng là 19.913,54 ha.
Ở nước ta các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng chủ yếu tập trung
vào đối tượng là rừng trồng, rừng tự nhiên tái sinh trong điều kiện thuận lợi các
công trình nghiên cứu về cấu trúc của thảm thực vật rừng tự nhiên tại khu bảo
tồn còn ít. Hơn nữa cấu trúc rừng còn liên quan đến hiện trạng sử dụng đất, điều
kiện tự nhiên, nguồn tài nguyên rừng. Trước những yêu cầu cấp thiết đó , chúng
tôi tiến hành thực hiện khóa luận: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng tự
nhiên tại Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng, tỉnh Thái
Nguyên” làm cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu về diễn thế và trữ lượng. Từ
đó đề xuất một số giải pháp nhằm phục hồi rừng, tăng sinh khối, tăng trữ lượng
rừng trồng để nâng cao đời sống người dân sống trong khu vực, và tăng vai trò
sinh thái của rừng.
1.2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên, nhằm làm cơ sở khoa học
để đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi và phát triển rừng tại KBT
thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng, tỉnh Thái Nguyên.
1.3. Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định được các đặc điểm cấu trúc của rừng tự nhiên.
- Xác định một số quy luật phân bố lâm phần của tầng cây gỗ tự nhiên
tại khu bảo tồn.


3

1.4. Ý nghĩa của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu
Góp phần củng cố phương pháp nghiên cứu khoa học cho sinh viên.
Giúp sinh viên vận dụng những kiến thức đã học trong trường vào thực
địa trong công tác nghiên cứu khoa học về cấu trúc rừng.
Đúc rút được những kinh nghiệm trong điều tra rừng, vận dụng vào công

Một số cách phân chia tầng tán:
Tầng vượt tán: Các loài cây vươn cao trội hẳn lên, không có tính liên tục.
Tầng tán chính (tầng ưu thế sinh thái): Cấu tạo nên tầng rừng chính, có
tính liên tục.
Tầng dưới tán: Gồm những cây tái sinh và những cây gỗ chịu bóng.
Tầng thảm tươi: Chủ yếu là các loài thảm tươi.


5

Thực vật ngoại tầng: Chủ yếu là các loài thân dây leo.
Cấu trúc mật độ: Cấu trúc mật độ phản ánh số cây trên một đơn vị diện
tích. Phản ảnh mức độ tác động giữa các cá thể trong lâm phần. Mật độ ảnh
hưởng đến tiểu hoàn cảnh rừng, khả năng sản xuất của rừng. Theo thời gian,
cấp tuổi của rừng thì mật độ luôn thay đổi.
Loài ưu thế: Là một loài hoặc các nhóm có ảnh hưởng xác định lên quần
xã, quyết định số lượng, kích thước, năng suất và các thông số của chúng. Loài
ưu thế tích cực tham gia vào sự điều chỉnh, vào quá trình trao đổi vật chất và
năng lượng giữa quần xã với môi trường xung quanh. Chính vì vậy, nó có ảnh
hưởng đến môi trường, từ đó ảnh hưởng đến các loài khác trong quần xã.
2.2. Những nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới, việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã được tiến hành từ lâu
nhằm xác định cơ sở khoa học cho việc đề xuất các biện kỹ thuật tác động vào
rừng, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và môi trường của rừng.
Baur G.N.(1976) đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói
chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, trong đó
đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh
áp dụng cho rừng mưa tự nhiên.
Odum E.P (1971) đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở
thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley A.P, năm 1935. Khái niệm hệ

này là công trình của P.W. Richards (1952) .
Qua nhiều nghiên cứu của các tác giả đi trước cho thấy mỗi tương quan
giữa đường kính và chiều cao là một tương quan chặt chẽ. Theo quy luật sinh
trưởng của cây rừng, khi tuổi cây tăng lên thì đường kính và chiều cao cũng
tăng lên. Tuy nhiên quy luật này chỉ tồn tại trong một giới hạn cho phép của
cây rừng trong quá trình sinh trưởng. Trong lâm phần, khi tuổi cây tăng thì tỉ lệ
H/D cũng tăng. Từ đó đường cong biểu thị quan hệ H/D có thể bị thay đổi.


7

Đường cong luôn chuyển dịch lên phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên. Phương
trình toán học cụ thể biểu thị mỗi quan hệ này rất phong phú và đa dạng.
Hohenadl, Krenn, Michailof, Naslund, Anoutchia, Echer đã sử dụng các
phương trình dưới đây để mô tả quan hệ H/D:
Hvn = a 0 + a 1 .𝐷1.3 + a 2 .𝐷1.3 2 + a 3 .𝐷1.3 2

(1.1)

Hvn = = a 0 + a 1 .𝐷1.3 + a 2 .log(𝐷1.3 )

(1.2)

Hvn = a + b.log(D1,3)

(1.3)

Hvn = a + b.D1,3

(1.4)

nghiên cứu của tác giả các nhà lâm sinh có thể điều tiết khéo léo trong khai
thác, thực hiện các giải pháp lâm sinh để thay đổi cấu trúc rừng tự nhiên nhằm
tiến tới cấu trúc của rừng chuẩn.
Trần Ngũ Phương (1970) đã đề cập tới một hệ thống phân loại, trong đó
rất chú ý tới việc nghiên cứu quy luật diễn thế rừng. Thái Văn Trừng (1971)
khi nghiên cứu kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới nước ta đã đưa ra
mô hình cấu trúc tầng vượt tán, tầng ưu thế sinh thái, tầng dưới tán, tầng cây
bụi và tầng cỏ quyết và cũng theo ông thì thảm thực vật rừng của nước ta rất
phong phú, trong đó có 50% thành phần thực vật đặc hữu thuộc khu hệ thực vật
đệ tam Bắc Việt Nam - Nam Trung Hoa, đồng thời thảm thực rừng Việt Nam
cũng hội tụ các luồng di cư thực vật từ nhiều hướng. Từ hướng Nam lên có
luồng các nhân tố Malaysia-Indonesia. Vũ Đình Phương (1987) đã đưa ra
phương pháp phân chia rừng phục vụ cho công tác điều chế với phân chia theo
lô và dựa vào 5 nhân tố: Nhóm sinh thái tự nhiên, các giai đoạn phát triển và
suy thoái của rừng, khả năng tái tạo rừng bằng con đường tái sinh tự nhiên, đặc
điểm về địa hình, thổ nhưỡng với một bảng mã hiệu dùng để tra trong quá trình
phân chia.
Đối với hệ sinh thái rừng nhiệt đới ở Việt Nam, Thái Văn Trừng (2000),
dựa vào sự ghép nối của 2 hệ thống phân loại: hệ thống phân loại đặc điểm cấu
trúc ngoại mạo làm tiêu chuẩn và hệ thống phân loại thảm thực vật dựa trên yếu
tố hệ thực vật làm tiêu chuẩn đã phân chia thảm thực vật Việt Nam thành 5


9

nhóm kiểu thảm (gọi là 5 nhóm quần hệ) với 14 kiểu quần hệ (gọi là 14 quần
hệ). Mặc dù còn một số điểm cần bàn luận và chỉnh lý bổ sung thêm nhưng
bảng phân loại thảm thực vật Việt Nam của Thái Văn Trừng từ bậc quần hệ trở
lên gần phù hợp với hệ thống phân loại của UNESCO (1973). Nguyễn Anh
Dũng (2000) đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc tầng cây gỗ cho

thường xanh ở Kon Hà Nừng - Gia Lai cho rằng đa số loài cây có cấu trúc
đường kính và chiều cao giống với cấu trúc tương ứng của lâm phần, đồng thời
cấu trúc của loài cũng có những biến động. Về nghiên cứu định lượng cấu trúc
rừng thì việc mô hình hoá cấu trúc đường kính(D1,3) được nhiều người quan
tâm nghiên cứu và biểu diễn chúng theo các dạng hàm phân bố xác suất khác
nhau, nổi bật là các công trình của các tác giả như Đồng Sĩ Hiền (1974) dùng
hàm Meyer và hệ đường cong Poisson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo
cỡ đường kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở cho việc lập biểu độ thon cây đứng
ở Việt Nam.
Nguyễn Hải Tuất (1982) đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng
cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và áp dụng quá trình Poisson vào
nghiên cứu cấu trúc quần thể rừng.Trần Văn Con (1991) đã áp dụng hàm
Weibull để mô phỏng cấu trúc đường kính cho rừng khộp ở Đắc lắk.
Vũ Tiến Hinh (1986) , đã thử nghiệm một số phân bố lí thuyết để nắn phân
bố số cây theo đường kính và phân bố số cây theo chiều cao cho rừng trồng một
số loài và đi đến kết luận: “Phân bố Weibbull là phân bố thích hợp nhất”.
c. Nghiên cứu tương quan giữa chiều cao và đường kính
Đồng Sĩ Hiền (1974) , đã thử nghiệm nhiều dạng phương trình để mô tả
quan hệ H/D và khẳng định các dạng dưới đây có mức độ thích hợp cao:
Hvn = a 0 + a 1 .𝐷1.3 + a 2 .𝐷1.3 2

(1.5)

Hvn = a + b.log(D1,3)

(1.6)

log(Hvn) = a + b.log(D1,3)

(1.7)

đang đứng trước nguy cơ tuyệt chủng.


12

Nguyễn Duy Tùng (2014), đã nghiên cứu hiện trạng các loài thực vật nguy
cấp, quý hiếm và đề xuất một số giải pháp bảo tồn tại khu bảo tồn thiên nhiên
Thần Sa-Phượng Hoàng huyện Võ Nhai – tỉnh Thái Nguyên, kết quả đã thống kê
trong khu bảo tồn có 60 loài thực vật quý hiếm thuộc 38 họ, trong đó đã thống kê
được số loài quý hiếm phân bố theo tuyến, và theo trạng thái rừng.
Nguyễn Thị Thoa (2014), nghiên cứu tính đa dạng thực vật thân gỗ ở Khu
BTTN Thần Sa – Phượng Hoàng và đã xác định được 611 loài, 344 chi, 107 họ
thuộc 2 ngành thực vật thuộc 10 quần hệ và 9 phân quần hệ của 4 lớp thảm thực
vật. Đã xác định được 49 loài thực vật thân gỗ quý hiếm. Đã sử dụng chỉ số
Shannon - Wiener (H), chỉ số mức độ chiếm ưu thế (Cd), chỉ số tương đồng (SI),
chỉ số entropy Rẽnyi (Ha) để phân tích tính đa dạng của hệ thực vật ở đây. Ngoài
ra tác giả còn nghiên cứu một số đặc điểm tái sinh tự nhiên, một số yếu tố tác
động đến tính đa dạng sinh học của khu bảo tồn và đề xuất giải pháp nhằm bảo
tồn hệ thực vật nói riêng và thực vật thân gỗ nói chung.
2.4. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu
2.4.1. Điều kiện tự nhiên
a. Vị trí địa lý
Khu BTTN Thần Sa - Phượng Hoàng thuộc địa giới hành chính huyện
Võ Nhai, cách thành phố Thái Nguyên khoảng 40km về phía Bắc, có tọa độ địa
lý: 105051’05’’ đến 106008’38’’ kinh độ Đông 21045’12’’ đến 21056’30’’ vĩ độ
Bắc.
 Phía Bắc giáp huyện Na Rì, huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn.
 Phía Đông giáp huyện Bắc Sơn, tỉnh Lạng Sơn.
 Phía Tây giáp huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên.
 Phía Nam giáp với huyện Võ Nhai và tỉnh Thái Nguyên.

Một năm có hai mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9; mùa khô từ
tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Nhiệt độ không khí trung bình năm 22,30C; nhiệt


14

độ không khí tối thấp trung bình năm 19,30C, nhiệt độ không khí tối cao trung
bình năm 26,90C. Lượng mưa trung bình năm từ 1.400 mm đến 1.600 mm.
 Thủy văn
Đặc điểm nổi bật của hệ thống thuỷ văn trong Khu BTTN là: Mật độ
dòng chảy bề mặt thấp do điều kiện địa hình núi đá vôi, nhiều hang động Cácxtơ và suối ngầm. Dòng chảy tương đối hẹp, độ dốc dòng chảy tương đối lớn.
Có suối ngầm, có sự xuất hiện đột ngột dòng chảy trên bề mặt tạo nên cảnh
quan đẹp trong Khu BTTN. Điều kiện khí hậu cùng với đặc điểm địa hình địa
mạo tạo nên những vùng có tài nguyên động, thực vật rừng phong phú, đặc hữu
và quý hiếm.
d. Địa chất, thổ nhưỡng
Khu bảo tồn gồm 2 loại đất chính:
- Nhóm đất màu nâu đỏ trên núi đá vôi và những nơi dốc tụ chân núi đá:
Loại đất này thường nằm kẹp giữa những dãy núi đá vôi, trên đất thường xuyên
xuất hiện nhiều đá lộ đầu, nhưng đất có độ phì cao nên thường bị đồng bào phát
nương làm rẫy. Đất có thành phần cơ giới nặng, hơi chua, tầng B phát triển
mạnh và có mầu đỏ tươi rất dễ nhận biết. Xen kẽ đất đỏ có loại đất xám trên đá
vôi với diện tích không lớn, nhưng độ phì cao hơn, hàm lượng mùn và tầng
mùn lớn hơn, đất có kết hạt.
- Loại đất đỏ vàng hoặc vàng xám trên phiến thạch sét và đá biến chất:
Đây là loại đất chiếm diện tích khá lớn, tầng đất từ mỏng đến trung bình và dày.
Phân bố chủ yếu ở các vùng đồi núi đất có độ cao dưới 300 - 600m, loại đất
này có thành phần cơ giới biến động khá mạnh nằm trong giới hạn từ cát pha
đến thịt nặng, trên các loại đá biến chất có thành phần cơ giới nhẹ hơn so với
trên đá phiến thạch sét, đất thuộc loại chua, kết cấu kém hơn loại đất trên. Trong

nhau. Nhưng nhìn chung các dân tộc trên đều có tập quán canh tác lạc hậu, có
đời sống còn phụ thuộc vào tài nguyên rừng, đây chính là vấn đề khó khăn trong
việc quản lý và bảo vệ rừng ở nơi đây.


16

b. Dân số và lao động
Dân số nằm trong vùng đệm và vùng lõi KBT có 4.929 hộ với 20.592
nhân khẩu. Mật độ đông nhất là thị trấn Đình Cả (358 người/km2), thấp nhất là
xã Thần Sa (23 người/km2). Số lượng nhân khẩu tập trung đông nhất ở 5 khu
vực là Phú Thượng, thị trấn Đình Cả, Nghinh Tường, Vũ Chấn, Sảng Mộc
chiếm 77,68% tổng số dân. Xã có số dân ít nhất là Thượng Nung với 2.193
khẩu chiếm 10,65%. Tuy vậy, sức ép của người dân từ xã này lên rừng cũng
không hề nhỏ vì họ sống hoàn toàn trong khu bảo tồn. Tính trung bình mỗi hộ
gia đình có từ 5 đến 6 người. Hiện tượng này đặc biệt phổ biến trong cộng đồng
người dân tộc H’mông và thường dẫn tới thiếu lương thực 3 tháng mỗi năm.
Sự gia tăng dân số đã làm giảm diện tích rừng tự nhiên và suy giảm tính ĐDSH
do nhu cầu về khai thác gỗ làm nhà, củi đun, mở rộng đất canh tác và làm nhà
ở,… nhiều diện tích rừng có những cây gỗ quý và những cánh rừng nguyên
sinh đã bị mất đi và việc phục hồi lại cần một thời gian dài hoặc không có khả
năng phục hồi chúng.
Đói nghèo là nguyên nhân sâu xa gây suy giảm nghiêm trọng tài nguyên
rừng của Khu bảo tồn, người dân sống tại các xã thuộc khu bảo tồn chiếm trên
95% là sản xuất nông nghiệp. Cuộc sống khó khăn, kết cấu hạ tầng kém, canh
tác lạc hậu, phục thuộc nhiều vào thiên nhiên.
c. Thực trạng kinh tế và tình hình sản xuất kinh doanh
Theo kết quả điều tra dân sinh kinh tế xã hội, đời sống của nhân dân
trong khu vực còn ở mức thấp. Tổng sản lượng lương thực bình quân năm đạt:
9.208,8 tấn. Trung bình đạt 451kg/người/năm. Thu nhập bình quân đạt 3,5 triệu