Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc các trạng thái thảm thực vật thứ sinh phục hồi tự nhiên tại trạm đa dạng sinh học Mê Linh tỉnh Vĩnh Phúc

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN CÔNG HOAN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CÁC TRẠNG THÁI

THẢM THỰC VẬT THỨ SINH PHỤC HỒI TỰ NHIÊN TẠI TRẠM

ĐA DẠNG SINH HỌC MÊ LINH TỈNH VĨNH PHÚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thái Nguyên, 2008

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN CÔNG HOAN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CÁC TRẠNG THÁI

THẢM THỰC VẬT THỨ SINH PHỤC HỒI TỰ NHIÊN TẠI TRẠM

ĐA DẠNG SINH HỌC MÊ LINH TỈNH VĨNH PHÚC

Chuyên ngành: Lâm học

Mã số: 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học : TS. Nguyễn Văn Sinh

Thái Nguyên, 2008

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

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,

kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng có ai công bố

trong một số công trình nào khác.

Tác giả

Nguyễn Công Hoan

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

Lời cảm ơn

Trước tiên tôi xin cảm ơn TS. Nguyễn Văn Sinh người đã hướng dẫn trực

tiếp, chỉ bảo tận tình, giúp đỡ chân thành và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi

hoàn thành công trình này.

Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến sự quan tâm, giúp đỡ,

động viên của các thầy cô giáo cùng bạn đồng nghiệp Khoa Sau đại học, trường

Đại học Nông Lâm Thái Nguyên; Trạm Đa dạng sinh học Mê linh tỉnh Vĩnh

Phúc; Phòng Sinh thái thực vật trong suốt quá trình thực hiện đề tài và viết luận

văn.

Tôi xin chần thành cảm ơn đến tập thể Ban lãnh đạo cùng các quý phòng,

khoa trường Trung cấp Nông Lâm Sơn La đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi

yên tâm học tập và công tác.

Cuối cùng cho tôi gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè gần xa

đã giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành

cuốn luận văn này.

Thái Nguyên, ngày 15 tháng 11 năm 2008

Tác giả

Nguyễn Công Hoan

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

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt i

Danh mục các bảng ii

Danh mục các hình iii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 - TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1. Trên thế giới 3

1.1.1. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng 3

1.1.2. Những nghiên cứu về tái sinh 7

1.2. Những nghiên cứu ở Việt Nam 10

1.2.1. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng 10

1.1.2. Những nghiên cứu về tái sinh 17

Chương 2 - ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC

NGHIÊN CỨU

18

2.1. Điều kiện tự nhiên 18

2.1.1. Vị trí địa lý 18

2.1.2. Địa hình 18

2.1.3. Địa chất và thổ nhưỡng 20

2.1.4. Khí hậu thuỷ văn 20

2.1.5. Tài nguyên động thực vật rừng 22

2.2. Tình hình dân sinh kinh tế 26

Chương 3 - MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU 27

3.1. Mục tiêu nghiên cứu 27

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

3.1.1. Về lý luận 27

3.1.2. Về thực tiễn 27

3.2. Giới hạn nghiên cứu 27

3.2.1. Giới hạn về khu vực nghiên cứu 27

3.2.2. Giới hạn về đối tượng và thời gian nghiên cứu 27

3.2.3. Giới hạn về nội dung nghiên cứu 28

3.3. Nội dung nghiên cứu 28

3.3.1. Đặc điểm cấu trúc tổ thành 28

3.3.2. Một số đặc điểm cấu trúc ngang 28

3.3.3. Một số đặc điểm cấu trúc đứng 28

3.3.4. Tương quan giữa chiều cao vút ngọn với đường kính ngang ngực 28

3.3.5. Một số đặc điểm tái sinh 28

3.4. Để xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm bảo tồn và

phát triển tài nguyên đa dạng sinh học tại khu vực nghiên cứu.

29

3.5. Phƣơng pháp nghiên cứu 29

3.5.1. Phương pháp luận 29

3.5.2. Phương pháp thu thập số liệu 29

3.5.3. Phương pháp phân tích và sử lý số liệu 34

Chương 4 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 40

4.1. Các đặc trƣng của TTV hồi tự nhiên tại Trạm Đa dạng sinh học

Mê Linh

40

4.1.1 Trạng thái TTV thứ sinh phục hồi TN sau nương rẫy 41

4.1.2. Trạng thái TTV thứ sinh phục hồi TN sau khai thác kiệt 44

4.2. Đặc điểm cấu trúc tổ thành sinh thái 48

4.2.1. Chỉ số IVI và công thức tổ thành sinh thái trong quần hợp cây gỗ 49

4.2.2. Đánh giá sự biến động thành phần loài giữa các nhóm cây 59

4.2.3. Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học của quần hợp cây gỗ 61

4.2.4. Đặc điểm cấu trúc tầng phiến 62

4.3. Một số đặc điểm cấu trúc ngang 63

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

4.3.1. Phân bố loài theo các nhóm tần số xuất hiện 63

4.3.2. Sự phân bố số loài cây theo cấp đường kính 66

4.3.3. Sự phân bố số cây theo cấp đường kính 67

4.4. Một số đặc điểm cấu trúc đứng 69

4.4.1. Phân bố số cây theo cấp chiều cao 69

4.4.2. Phân bố loài theo cấp chiều cao 72

4.5. Quy luật tƣơng quan giữa chiều cao và đƣờng kính thân cây 73

4.6. Đặc điểm tái sinh tự nhiên trong hai trạng thái TTV 77

4.6.1. Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học tầng cây tái sinh 78

4.6.2. Đặc điểm cấu trúc tổ thành mật độ cây tái sinh 79

4.6.3. Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh 81

Chương 5 - KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ - ĐỀ XUẤT 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

PHỤ LỤC

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

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Hvn Chiều cao vút ngọn

D1,3 Đường kính thân cây tại vị trí 1,3 m

H

VN Chiều cao vút ngọn trung bình

D

1,3 Đường kính trung bình

OTC Ô tiêu chuẩn

ODB Ô dạng bản

N/ha Mật độ cây/ha

N% Tỷ lệ mật độ

G/ha Tiết diện ngang/ha

G% % tiết diện ngang

IVI Chỉ số tổ thành sinh thái tầng cây gỗ

SI Chỉ số tương đồng về thành phần loài cây

Shannon Chỉ số đa dạng sinh học

TTV Thảm thực vật

TN Tự nhiên

NR Nương rẫy

KTK Khai thác kiệt

[…] Trích dẫn tài liệu

i

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

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng Nội dung Trang

2.1 Số liệu khí tượng trạm khí tượng Vĩnh Yên 21

3.1 Ký hiệu độ nhiều (độ dầy rậm) thảm tươi 38

4.1 Tổng số loài và loài ưu thế sinh thái ở hai TTV 50

4.2. Kết quả các loài cây gỗ có chỉ số IVI > 5% ở hai TTV 51

4.3 Tổ thành, mật độ tầng cây cao TTV sau NR 52

4.4 Tổ thành, mật độ tầng cây nhỡ TTV sau NR 54

4.5 Tổ thành, mật độ tầng cây cao TTV sau KTK 55

4.6 Tổ thành, mật độ tầng cây nhỡ TTV sau KTK 57

4.7 Chỉ số tương đồng về thành phần loài ở hai TTV 60

4.8 Chỉ số tương đồng về thành phần loài của TTV sau NR 60

4.9 Chỉ số tương đồng về thành phần loài của TTV sau KTK 60

4.10 Kết quả chỉ số đa dạng sinh học ở hai TTV 62

4.11 Phân bố số loài theo cấp đường kính ở hai TTV 66

4.12 Phân bố số cây theo cấp đường kính ở hai TTV 68

4.13 Phân bố số cây theo cấp chiều cao ở hai TTV 70

4.14 Phân bố số loài theo cấp chiều cao ở hai TTV 72

4.15 Kết quả các phương trình tương quan H/D hai TTV 75

4.16 Chỉ tiêu thống kê phương trình tương quan H/D bằng hàm

số H1 = a*(1-exp(b-c*D));H2 = 1,3+D/(a+b*D)

76

4.17 Chỉ số đa dạng sinh học tầng cây tái sinh ở hai TTV 78

4.18 Cấu trúc tổ thành, mật độ cây tái sinh ở hai TTV 79

4.19 Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh ở hai TTV 81

ii

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

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình Nội dung Trang

2.1 Bản đồ Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh, Vĩnh Phúc 19

3.1 Sơ đồ ô tiêu chuẩn cấp I với các ô cấp II và cấp III 31

3.2 Sơ đồ phân bố OTC tại Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh 33

4.1 Đồ thị đường tổng góp loài trên diện tích của TTV sau NR 42

4.2 Ảnh TTV sau NR đã phục hồi tự nhiên được 9 - 10 năm 44

4.3 Đồ thị đường tổng góp loài trên diện tích của TTV sau KTK 45

4.4 Ảnh TTV sau KTK đã phục hồi tự nhiên được 9 - 11 năm 47

4.5 Cấu trúc tầng phiến ở hai TTV 63

4.6 Phân bố số loài theo nhóm tần số ở TTV sau NR 63

4.7 Phân bố số loài theo nhóm tần số ở TTV sau KTK 64

4.8 Đồ thị phân bố số loài theo cấp đường kính ở hai TTV 67

4.9 Đồ thị phân bố số cây theo cấp đường kính của hai TTV 68

4.10 Đồ thị phân bố số cây theo cấp chiều cao ở hai TTV 71

4.11 Đồ thị phân bố số loài theo cấp chiều cao ở hai TTV 73

4.12 Đồ thị tương quan H/D trạng thái TTV sau NR 77

4.13 Đồ thị tương quan H/D trạng thái TTV sau KTK 77

iii

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

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Rừng là di sản của mỗi quốc gia, có ý nghĩa quan trọng trong đời sống con

người. Ngoài khả năng cung cấp gỗ, củi, dược liệu….rừng còn có vai trò to lớn

trong việc bảo vệ đất, nước, không khí tạo nên sự cân bằng sinh thái và sự phát

triển bền vững của sự sống trên trái đất.

Vai trò của rừng là rất to lớn, thế nhưng trong những năm vừa qua diện tích

rừng tự nhiên của chúng ta ngày càng giảm sút cả về số lượng và chất lượng.

Theo số liệu thống kê của Viện điều tra quy hoạch rừng, năm 1945 tổng diện

tích rừng tự nhiên của nước ta là 14 triệu ha, tương đương với độ che phủ là

43%, đến năm 1990 tổng diện tích rừng nước ta chỉ còn là 9,175 triệu ha, tương

đương với độ che phủ là 27,2%. Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến mất rừng là do

chiến tranh, khai thác bừa bãi, đốt nương làm rẫy. Từ khi Chính phủ có chỉ thị

286/TTg (năm 1996) cấm khai thác rừng tự nhiên, tốc độ phục hồi rừng đã trở

nên khả quan hơn. Năm 2003 tổng diện tích rừng nước đã là 12 triệu ha, tương

đương với và độ che phủ là 36,1%, trong đó rừng tự nhiên chiếm 10 triệu ha và

rừng trồng chiếm 2 triệu ha.

Để đạt được kết quả như trên, Chính phủ đã giao quyền sử dụng đất rừng

cho các tổ chức, các cá nhân và hộ gia đình trồng, chăm sóc và quản lý bảo vệ.

Những chính sách này đã góp phần tích cực trong việc làm tăng diện tích rừng,

giảm diện tích đất trống đồi trọc và rừng đã dần phục hồi trở lại. Có được kết

quả đó là do những cơ chế chính sách trên của Chính phủ đã bước đầu tạo được

sự chuyển biến theo hướng xã hội hoá nghề rừng, làm cho rừng có chủ và người

dân đã chủ động tham gia quản lý bảo vệ phát triển rừng.

Rừng tự nhiên của nước ta rất lớn, do đó việc nghiên cứu xây dựng cơ sở

khoa học cho công tác quản lý, bảo vệ, phục hồi và sử dụng hợp lý rừng tự nhiên

là rất cần thiết trong đó nghiên cứu cấu trúc thảm thực vật rừng là một khâu cơ

bản không thể thiếu. Đối với công tác phục hồi rừng tự nhiên, nghiên cứu cấu

trúc rừng cho phép đưa ra những quyết định quan trọng như: để rừng tái sinh tự

nhiên hay trồng bổ sung, nếu trồng bổ sung thì trồng loài gì, trồng với mật độ

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

2

nào, kích thước cây con là bao nhiêu và trồng bổ sung theo đám hay trồng đều

trên khắp diện tích?

Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh tỉnh Vĩnh Phúc thuộc Viện Sinh thái và

Tài nguyên sinh vật (Viện khoa học và Công nghệ Việt Nam) nằm trong những

vùng đệm của Vườn quốc gia Tam Đảo. Đây là vùng đồi núi thấp phía Đông

Bắc Việt Nam, nơi rừng đã bị phá hủy một cách nghiêm trọng do những tác

động của con người như: đốt nương làm rẫy, chăn thả gia súc, khai thác gỗ

củi…. Kết quả điều tra đã cho thấy, rừng nguyên sinh trên khu vực địa bàn Trạm

đã bị phá huỷ hoàn toàn, thay vào đó là các trạng thái thảm thực vật thứ sinh

nhân tác: trảng cỏ, trảng cây bụi, rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên và rừng trồng

nhân tạo. Vấn đề đặt ra là phải làm gì để xúc tiến phục hồi thảm thực vật rừng tự

nhiên trên địa bàn Trạm.

Trước thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu đặc

điểm cấu trúc các trạng thái thảm thực vật thứ sinh phục hồi tự nhiên tại

Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh tỉnh Vĩnh Phúc ” nhằm đánh giá thực trạng

và đặc điểm cấu trúc của các trạng thái thảm thực vật thứ sinh phục hồi tự nhiên

tại Trạm làm cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp xúc tiến quá trình phục hồi

nhằm nâng cao chất lượng rừng và các quá trình diễn ra trong hệ sinh thái rừng

tự nhiên.