Bƣớc đầu nghiên cứu các giai đoạn diễn thế tự nhiên của thảm thực vật tại xã Ngọc Thanh - Thị xã Phúc Yên - Tỉnh Vĩnh Phúc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

NGUYỄN THẾ MẠNH

BƢỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU CÁC GIAI ĐOẠN DIỄN THẾ

TỰ NHIÊN CỦA THẢM THỰC VẬT TẠI XÃ NGỌC THANH,

THỊ XÃ PHÚC YÊN, TỈNH VĨNH PHÚC

Chuyên ngành: Sinh Thái Học

Mã số:60.42.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. MA THỊ NGỌC MAI

THÁI NGUYÊN - 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

i

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 và chƣa đƣợc ai công bố trong

bất cứ công trình nào khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Tác giả

Nguyễn Thế Mạnh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ii

LỜI CẢM ƠN

Trƣớc tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo, TS. Ma Thị Ngọc Mai,

ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm

quý báu cho tôi để tôi có thể hoàn thành đƣợc luận văn này.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới thầy giáo, TS. Lê Đồng Tấn, ngƣời đã

hƣớng dẫn, giúp đỡ tôi trong thời gian nghiên cứu ngoài thực địa.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Sinh – KTNN, Khoa

Sau Đại học – Trƣờng Đại học Sƣ phạm Thái Nguyên đã giúp đỡ tôi trong

suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trƣờng.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã

tạo điều kiện, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian qua.

Trong quá trình thực hiện luận văn do còn hạn chế về thời gian cũng

nhƣ trình độ chuyên môn nên không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong

nhận đƣợc những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo, các nhà khoa

học, bạn bè và đồng nghiệp.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 8 tháng 8 năm 2011

Tác giả

Nguyễn Thế Mạnh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

iii

MỤC LỤC

Lời cam đoan .............................................................................................................. i

Lời cảm ơn ..................................................................................................................ii

Mục lục...................................................................................................................... iii

Các từ viết tắt và ký hiệu sử dụng trong luận văn......................................................vi

Danh mục bảng .........................................................................................................vii

Danh mục hình ........................................................................................................ viii

MỞ ĐẦU ..................................................................................................................8

1. Lý do chọn đề tài ..............................................................................................8

2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.....................................................................10

3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài.......................................10

4. Cấu trúc của luận văn.....................................................................................10

Chƣơng 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU...................................................................11

1.1. Một số khái niệm có liên quan...................................................................11

1.1.1. Khái niệm về thảm thực vật ....................................................................11

1.1.2. Tái sinh hệ sinh thái rừng ........................................................................11

1.1.3. Diễn thế thảm thực vật.............................................................................12

1.1.4. Phục hồi rừng tự nhiên ............................................................................13

1.2. Lƣợc sử vấn đề nghiên cứu ........................................................................13

1.2.1. Nghiên cứu ở nƣớc ngoài về diễn thế thảm thực vật và tái sinh rừng...........13

1.2.2. Một số nghiên cứu ở Việt Nam về diễn thế thảm thực vật và tái sinh rừng..16

1.2.3. Nghiên cứu về các giải pháp phục hồi rừng...........................................20

Chƣơng 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ VÀ XÃ HỘI KHU VỰC

NGHIÊN CỨU......................................................................................24

2.1. Điều kiện tự nhiên......................................................................................24

2.1.1. Vị trí địa lý................................................................................................24

2.1.2. Địa hình ....................................................................................................25

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

iv

2.1.3. Điều kiện thổ nhƣỡng, địa chất...............................................................26

2.1.4. Điều kiện khí hậu, thuỷ văn ....................................................................27

2.2. Tài nguyên động, thực vật rừng.................................................................27

2.2.1. Hệ động vật ..............................................................................................27

2.2.2. Hệ thực vật ...............................................................................................28

2.2.3. Thảm thực vật ..........................................................................................29

2.3. Điều kiện kinh tế xã hội..............................................................................29

Chƣơng 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.31

3.1. Đối tƣợng, phạm vi, địa điểm và giới hạn của đề tài ..............................31

3.2. Nội dung nghiên cứu...................................................................................31

3.2.1.Phân loại thảm thực vật khu vực nghiên cứu dựa theo khung phân loại của

UNESCO và các nguyên nhân làm suy thoái thảm thực vật KVNC......31

3.2.2. Các giai đoạn của quá trình diễn thế phục hồi thảm thực vật ...............31

3.2.3. Sự phát triển của thảm thực vật trong các giai đoạn diễn thế ...............31

3.2.4. Những thay đổi về cấu trúc thảm thực vật trong quá trình diễn thế..........32

3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu............................................................................32

3.3.1. Phƣơng pháp luận ....................................................................................32

3.3.2. Phƣơng pháp điều tra...............................................................................32

3.3.3. Phƣơng pháp thu thập số liệu.................................................................33

3.3.4. Phƣơng pháp điều tra trong nhân dân.....................................................34

3.3.5. Phƣơng pháp phân tích và xử lý số liệu .................................................34

Chƣơng 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN...............................35

4.1. Hiện trạng thảm thực vật khu vực nghiên cứu và các nguyên nhân làm

suy thoái thảm thực vật..............................................................................35

4.1.1. Hiện trạng thảm thực vật khu vực nghiên cứu.......................................36

4.1.2. Các nguyên nhân làm suy thoái thảm thực vật......................................41

4.2. Quá trình diễn thế phục hồi thảm thực vật ...............................................43

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

v

4.2.1 Ảnh hƣởng của thoái hoá đất đến quá trình diễn thế phục hồi thảm

thực vật ....................................................................................................43

4.2.1.1. Đánh giá sự thoái hoá đất.............................................................44

4.2.1.2. Ảnh hƣởng của thoái hoá đất đến thành phần loài trong quá trình

diễn thế phục hồi thảm thực vật ...................................................45

4.2.1.3. Ảnh hƣởng của mức độ thoái hoá đất đến khả năng phát triển

của thảm thực vật ........................................................................47

4.2.2. Các giai đoạn của quá trình diễn thế tại khu vực nghiên cứu ...............49

4.2.2.1 Giai đoạn thảm cỏ ..........................................................................51

4.2.2.2. Giai đoạn thảm cây bụi ................................................................52

4.2.2.3. Giai đoạn rừng non thứ sinh ........................................................53

4.2.3. Sự phát triển của thảm thực vật trong các giai đoạn diễn thế ...............55

4.2.3.1. Sự phát triển của thảm cỏ...........................................................55

4.2.3.2. Sự phát triển của thảm cây bụi..................................................56

4.2.3.3. Sự phát triển của rừng thứ sinh mới phục hồi ..........................58

4.2.3.4. Sự phát triển của rừng trƣởng thành...........................................60

4.3. Những thay đổi về cấu trúc thảm thực vật trong quá trình diễn thế ..............60

4.3.1. Thay đổi về số lƣợng loài cây trong các giai đoạn diễn thế..................60

4.3.2. Mật độ cây và quá trình tỉa thƣa .............................................................63

4.3.3. Thay đổi tính đa dạng của thảm thực vật trong quá trình diễn thế .......64

4.3.4. Sự phân bố theo cấp chiều cao................................................................68

4.3.5. Sự phân bố cây theo cấp đƣờng kính......................................................71

4.3.6. Thay đổi qui luật phân bố cây trên mặt đất............................................73

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...............................................................................76

1. Kết luận............................................................................................................76

2. Kiến nghị .........................................................................................................77

TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................78

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

vi

CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

STT Viết tắt Viết đầy đủ

1 D1,3 Đƣờng kính ngang ngực (cm)

2 Hvn Chiều cao vút ngọn (m)

3 KNTS Khoanh nuôi tái sinh

4 KĐV Khu định vị

5 KTC Khu tiêu chuẩn

6 KVNC Khu vực nghiên cứu

7 IUCN Tổ chức bảo tồn thiên nhiên quốc tế

8 UNDP Chƣơng trình phát triển liên hợp quốc

9 WWF Quỹ Quốc tế Bảo vệ Thiên nhiên

10 N Mật độ cây/ha

11 OTC Ô tiêu chuẩn

12 OĐV Ô định vị

13 ODB Ô dạng bản

14 TĐT Tuyến điều tra

15 TSTN Tái sinh tự nhiên

16 TB Trung bình

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1. Độ nhiều của thảm tƣơi, cây bụi đƣợc xác định theo tiêu chuẩn của

Drude ............................................................................................. 34

Bảng 4.1. Đặc điểm tổ thành loài cây của quá trình diễn thế đi lên trong một số

quần xã thực vật trên đất có mức độ thoái hoá khác nhau tại KVNC 46

Bảng 4.2. Phát triển của thảm thực vật tại các ô định vị trên đất thoái hoá

trung bình, đất thoái hoá nặng và rất nặng.................................... 47

Bảng 4.3. Một số kết quả theo dõi trên ô định vị số 5 .................................... 56

Bảng 4.4. Một số chỉ tiêu thống kê trên ô định vị số 6 ................................... 58

Bảng 4.5. Số lƣợng loài cây/OTC trong các giai đoạn diễn thế ..................... 60

Bảng 4.6. Sự biến động số lƣợng loài cây qua các giai đoạn diễn thế ........... 61

Bảng 4.7. Quá trình tỉa thƣa của thảm thực vật trên các OĐV là thảm cỏ, thảm cây

bụi và rừng thứ sinh tại xã Ngọc Thanh – Phúc Yên – Vĩnh Phúc .... 63

Bảng 4.8. Dạng sống trong các trạng thái thảm thực vật................................ 66

Bảng 4.9. Phân bố cây theo cấp chiều cao của 4 quần xã rừng thứ sinh phục hồi sau

khai thác cạn kiệt tại KVNC ............................................................ 69

Bảng 4.10. Phân bố cây theo cấp đƣờng kính của 4 quần xã rừng thứ sinh phục hồi

sau khai thác cạn kiệt tại xã Ngọc Thanh – Phúc Yên – Vĩnh Phúc ... 71

Bảng 4.11. Phân bố cây trên mặt đất của các trạng thái thảm thực vật tại

KVNC: xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc........... 73

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1. Bản đồ hành chính tỉnh Vĩnh Phúc ................................................. 24

Hình 2.2. Bản đồ khu vực nghiên cứu, tuyến điều tra và khu định vị ........ 25

Hình 4.1. Sơ đồ các giai đoạn diễn thế thảm thực vật tại xã Ngọc Thanh –

Phúc Yên - Vĩnh Phúc và vùng phụ cận ...................................... 50

Hình 4.2. Biểu đồ dạng sống trong các trạng thái thảm thực vật tại khu vực

nghiên cứu .................................................................................... 67

Hình 4.3. Đồ thị phân bố cây theo cấp chiều cao của 4 quần xã rừng thứ sinh phôc

hồi sau khai thác cạn kiệt tại KVNC................................................ 70

Hình 4.4. Đồ thị phân bố cây theo cấp đƣờng kính của rừng thứ sinh phục.......... 72

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Rừng là yếu tố quan trọng nhất của sinh quyển và có ý nghĩa lớn trong

sự phát triển kinh tế xã hội, sinh thái và môi trƣờng. Rừng tham gia vào quá

trình điều hòa không khí, làm giảm sức tàn phá khốc liệt của thiên tai. Ngoài

ra rừng còn cung cấp nguồn thực phẩm, nguồn nguyên liệu quý cho công

nghiệp và dƣợc phẩm, là nguồn gen hoang dại có giá trị trong lai tạo giống

mới cho nông nghiệp và chăn nuôi [53].

Hiện nay, cuộc sống của con ngƣời đang bị đe dọa bởi những biến đổi

của điều kiện khí hậu. Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến điều này

là do sự suy thoái nghiêm trọng của thảm thực vật trên trái đất. Theo tài liệu

thống kê của IUCN, UNDP và WWF mỗi năm trên thế giới trung bình mất đi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

9

khoảng 20 triệu ha rừng. Châu Á là nơi mất rừng nguyên sinh lớn nhất,

khoảng 70% [7, 53].

Việt Nam là một trong những nƣớc đang ở trong tình trạng báo động về

suy giảm độ che phủ của rừng. Năm 1943, diện tích rừng ở Việt Nam ƣớc tính

có khoảng 14,3 triệu ha (Maurand, 1943), với tỷ lệ che phủ là 43,8%. Năm

1976 giảm xuống còn 11 triệu ha, với tỷ lệ che phủ là 34%. Đến năm 1993 chỉ

còn 9,5 triệu ha, tỷ lệ che phủ là 28% diện tích đất tự nhiên. Có nhiều nguyên

nhân dẫn đến sự duy thoái rừng ở Việt Nam nhƣng nguyên nhân chủ yếu là

đốt nƣơng làm rẫy (40-50%) [7, 53].

Tình hình hiện nay cho thấy việc bảo vệ, khôi phục tài nguyên rừng để

đảm bảo sự cân bằng sinh thái, đồng thời bảo tồn tính đa dạng sinh học ngăn

chặn sự diệt vong của các loài, nhất là các loài quý hiếm là một việc làm hết

sức cấp bách.

Trong những năm gần đây nhờ có những chính sách đúng đắn của

Đảng và Nhà nƣớc trong việc trồng và bảo vệ rừng nên diện tích rừng có

chiều hƣớng tăng lên. Đến cuối năm 1999 độ che phủ khoảng 33% (Jyrki và

cộng sự, 1999). Theo thống kê năm 2003, diện tích rừng đến cuối năm 2002

đã đạt 35,8% diện tích tự nhiên. Đến năm 2005, tỷ lệ này đƣợc cho biết tăng

lên 37%. Tuy vậy tỉ lệ rừng nguyên sinh chỉ còn 8%, trong khi đó các nƣớc

khác trong khu vực có tỉ lệ rừng nguyên sinh khoảng 50%. Từ những năm

2000 đến nay, công tác trồng rừng đạt kết quả khá lớn, hàng năm trung bình

đã trồng đƣợc khoảng 130 000 ha thành rừng. Chƣơng trình trồng 5 triệu ha rừng

đang đƣợc các địa phƣơng tích cực thực hiện. Theo kế hoạch của Bộ Nông nghiệp

và Phát triển nông thôn thì 2 triệu ha rừng sẽ đƣợc hồi phục và trồng dặm thêm, 2

triệu ha trồng mới và 1 triệu ha trồng các cây công nghiệp [53].

Tái sinh phục hồi rừng trên cơ sở của diễn thế tự nhiên đƣợc coi là một

giải pháp tích cực trong chiến lƣợc phát triển vốn rừng và bảo vệ tính đa dạng

sinh học. Trong đó, tái sinh và diễn thế tự nhiên của thảm thực vật trên những