Nghiên Cứu Đặc Điểm Cấu Trúc Rừng Và Da Dạng Loài Làm Cơ Sở Cho Việc Đề Xuất Giải Pháp Bảo Tồn Và Phát Triển Rừng Đặc Dụng Sốp Cộp Huyện Sốp Cộp Tỉnh Sơn La

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

LÒ VĂN ĐIỆP

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC RỪNG VÀ

ĐA DẠNG LOÀI LÀM CƠ SỞ CHO VIỆC ĐỀ XUẤT GIẢI

PHÁP BẢO TỒN VÀ PHÁT TRIỂN RỪNG ĐẶC DỤNG

SỐP CỘP, HUYỆN SỐP CỘP, TỈNH SƠN LA

CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC

MÃ NGÀNH: 8620201

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. BÙI MẠNH HƯNG

Hà Nội, 2021

Hà Nội, 2017

i

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, do tôi thực hiện.

Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố trong bất cứ

công trình nào khác.

Hà Nội, ngày 1 tháng 10 năm 2021

Người cam đoan

Lò Văn Điệp

ii

LỜI CẢM ƠN

Trải qua hai năm học tập tại Trường Đại học Lâm nghiệp, Khóa học cao học

K27 Lâm học đã bước vào giai đoạn kết thúc. Trong suốt quá trình học tập và thực

hiện luận văn Thạc sĩ khoa học Lâm nghiệp, tôi luôn nhận được sự động viên và giúp

đỡ nhiệt tình của Nhà trường, các thầy, cô giáo, cơ quan và bạn bè đồng nghiệp.

Nhân dịp này, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới

thầy giáo hướng dẫn TS. Bùi Mạnh Hưng, người đã trực tiếp tận tình hướng dẫn

khoa học, động viên và giúp đỡ tôi thực hiện luận văn này.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp, Phòng

đào tạo Sau đại học, Ban quản lý rừng Đặc dụng Phòng hộ Sốp Cộp đã tạo điều kiện

cho tôi theo học khóa học này. Đồng thời, tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ủy ban nhân dân

huyện Sốp Cộp, Tỉnh Sơn La và toàn thể bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện về thời

gian, thu thập số liệu và tham gia nhiều ý kiến quý báu cho luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn các học viên lớp cao học Lâm học 27B1.2 đã luôn

động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường.

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, những người luôn

sát cánh và động viên, giúp đỡ tôi về mọi mặt trong suốt quá trình học tập và thực

hiện luận văn.

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng trong khuôn khổ thời gian và kinh nghiệm còn

hạn chế nên luận văn sẽ không tránh khỏi thiếu sót. Kính mong nhận được những ý

kiến đóng góp quý báu của các thầy giáo, cô giáo, các nhà khoa học và các bạn bè

đồng nghiệp để luận văn hòan thiện hơn.

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày 1 tháng 10 năm 2021

Học viên

Lò Văn Điệp

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................i

LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii

MỤC LỤC................................................................................................................. iii

DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT...........................................................vi

DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................vii

DANH MỤC CÁC HÌNH....................................................................................... viii

ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................1

Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..............................................2

1.1. Trên thế giới......................................................................................................2

1.1.1. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây gỗ................................................2

1.1.2. Nghiên cứu về đa dạng sinh học khu hệ thực vật.......................................7

1.1.3. Tái sinh rừng ..............................................................................................8

1.2. Ở Việt Nam.......................................................................................................9

1.2.1. Nghiên cứu về phân loại trạng thái rừng...................................................9

1.2.2. Về cấu trúc rừng.......................................................................................11

1.2.3. Nghiên cứu về cấu trúc hình thái .............................................................18

1.2.4. Nghiên cứu về đa dạng sinh học khu hệ thực vật.....................................19

1.2.5. Nghiên cứu về đa dạng thành phần loài ..................................................20

1.2.6. Tái sinh rừng ............................................................................................22

Chương 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........24

2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu......................................................................24

2.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................24

2.2.1. Phạm vi về nội dung nghiên cứu..............................................................24

2.2.2. Phạm vi về không gian .............................................................................24

2.2.3. Phạm vi về thời gian ................................................................................24

2.3. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................24

2.3.1. Mục tiêu tổng quát ...................................................................................24

2.3.2. Mục tiêu cụ thể .........................................................................................24

iv

2.4. Nội dung .........................................................................................................25

2.4.1. Phân loại trạng thái rừng ........................................................................25

2.4.2. Cấu trúc và đa dạng tầng cây cao ở khu vực nghiên cứu........................25

2.4.3. Cấu trúc và đa dạng tầng tái sinh ở khu vực nghiên cứu ........................25

2.4.4. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào đề xuất giải pháp quản lý rừng bền

vững....................................................................................................................25

2.5. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................25

2.5.1. Phương pháp kế thừa số liệu....................................................................26

2.5.2. Phương pháp ngoại nghiệp......................................................................26

2.5.3. Phương pháp xử lý và phân tích số liệu...................................................28

2.5.4. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng....................................35

2.5.5. Cơ sở của việc ứng dụng kết quả nghiên cứu vào đề xuất giải pháp phát

triển rừng bền vững............................................................................................36

Chương 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ......................38

3.1. Điều kiện tự nhiên ..........................................................................................38

3.1.1. Vị trí địa lý ...............................................................................................38

3.1.2. Địa hình....................................................................................................38

3.1.3. Đất đai......................................................................................................38

3.1.4. Khí hậu, thủy văn .....................................................................................40

3.2. Đặc điểm tài nguyên rừng...............................................................................41

3.2.1. Tài nguyên thực vật rừng .........................................................................41

3.2.2. Tài nguyên động vật rừng ........................................................................41

3.2.3. Tài nguyên khóang sản.............................................................................42

3.3. Hiện trạng sử dụng đất....................................................................................42

3.4. Tình hình dân sinh, kinh tế, xã hội .................................................................42

3.4.1. Dân số, dân tộc, lao động ........................................................................42

3.4.2. Kinh tế, xã hội ..........................................................................................43

Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................45

4.1. Phân loại trạng thái rừng.................................................................................45

4.2. Cấu trúc và đa dạng tầng cây cao ở khu vực nghiên cứu ...............................47

v

4.2.1. Công thức tổ thành của tầng cây cao ở các trạng thái rừng ...................47

4.2.2. Quy luật cấu trúc tầng cây cao của các trạng thái rừng tự nhiên...........52

4.2.3. Đa dạng sinh học tầng cây cao ở khu vực nghiên cứu ............................58

4.3. Cấu trúc và đa dạng tầng tái sinh ở khu vực nghiên cứu................................61

4.3.1. Công thức tổ thành tầng cây tái sinh .......................................................61

4.3.2. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao..................................................63

4.3.3. Chỉ số phong phú và mức độ đa dạng loài tầng cây tái sinh...................65

4.4. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào đề xuất giải pháp quản lý rừng bền vững ..66

4.4.1. Giải pháp quản lý bảo vệ rừng ................................................................66

4.4.2. Giải pháp kỹ thuật lâm sinh .....................................................................67

KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ .........................................................70

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................73

PHỤ LỤC

vi

DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Nghĩa của chữ viết tắt

CTTT Công thức tổ thành

D1.3 Đường kính thân cây tại vị trí 1,3 m (cm)

Dt Đường kính tán cây (m)

d Chỉ số đa dạng của Margalef

D Chỉ số đa dạng của Simpson

Flt Tần số lý thuyết

Ft Tần số thực nghiệm

G/ha Tiết diện ngang trên ha (m2

/ha)

G% Tiết diện ngang thân cây tương đối (%)

Hvn Chiều cao vút ngọn (m)

Chiều cao trung bình (m)

H’ Chỉ số đa dạng của Shannon - Weiner

J’ Chỉ số đa dạng của Pielou

Ki Hệ số tổ thành tính theo số cây

M/ha Trữ lượng rừng trên ha (m3

/ha)

n Số cây trong một ô tiêu chuẩn (cây/ô)

N/ha Mật độ rừng (cây/ha)

N% Mật độ tương đối (%)

N/D1.3 Phân bố số cây theo đường kính 1,3m

N/Hvn Phân bố số cây theo chiều cao vút ngọn

ÔTC Ô tiêu chuẩn

ÔDB Ô dạng bản

S Số loài cây bắt gặp (loài)

Sig. Mức ý nghĩa trong thống kê

V Thể tích cây (m3

/ha)

V% Thể tích thân cây tương đối (%)

IV% Chỉ số quan trọng (%)

IIB Trạng thái rừng phục hồi sau khai thác trắng

IIIA2 Trạng thái rừng đang phục hồi sau khai thác kiệt

IIIA3 Trạng thái rừng có quá trình phục hồi tốt sau khai thác

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 4.1. Phân loại trạng thái rừng...........................................................................45

Bảng 4.2. Sự khác biệt về các chỉ tiêu sinh trưởng giữa các trạng thái rừng............46

Bảng 4.3. Công thức tổ thành của các trạng thái rừng theo G%...............................47

Bảng 4.4. Công thức tổ thành của các trạng thái rừng theo N%...............................49

Bảng 4.5. Công thức tổ thành của các trạng thái rừng theo IV% .............................50

Bảng 4.6. Kết quả mô phỏng phân bố N/D1.3 bằng các hàm lý thuyết......................53

Bảng 4.7. Kết quả mô phỏng phân bố N/Hvn bằng các hàm lý thuyết.....................55

Bảng 4.8. Thống kê hàm tương quan Hvn - D1.3.......................................................57

Bảng 4.9. Chỉ số phong phú loài ở các trạng thái rừng.............................................58

Bảng 4.10. Chỉ số đa dạng loài ở tầng cây cao .........................................................59

Bảng 4.11. So sánh mức độ đa dạng của các trạng thái rừng ...................................60

Bảng 4.12. Công thức tổ thành cây tái sinh ở các trạng thái rừng ............................61

Bảng 4.13. Phân bố cây tái sinh theo chiều cao của ba trạng thái rừng....................64

Bảng 4.14. Chỉ số đa dạng tầng cây tái sinh ba trạng thái rừng................................65

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 4.1. Phân bố N/D1.3 theo phân bố Weibull.......................................................54

Hình 4.2. Phân bố N/Hvn theo phân bố Weibull ......................................................56

Hình 4.3. Tương quan giữa Hvn và D1.3 ở 3 trạng thái rừng.....................................57

Hình 4.4. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao của 3 trạng thái rừng .................64

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Huyện Sốp Cộp hiện có gần 70.000 ha rừng, trong đó khoảng 5.731 ha là

rừng đặc dụng chiếm 8,2% tổng diện tích rừng của huyện. Rừng đặc dụng Sốp Cộp

nằm trong địa bàn huyện Sông Mã thuộc vùng núi Tây Bắc Việt Nam với địa hình

thuộc vùng đồi núi, dốc, trên đai cao từ 450 đến 1.940 m. Tổng diện tích rừng đặc

dụng Sốp Cộp là 27.886 ha, bao gồm phân khu bảo vệ nghiêm ngặt 12.784 ha và

phân khu phục hồi sinh thái 15.102 ha [18]. Ngoài ra, vùng đệm của khu bảo tồn có

diện tích 26.578 ha (Chi cục Kiểm lâm Sơn La, 2003).

Rừng đặc dụng Sốp Cộp góp phần quan trọng trong việc bảo vệ vùng đầu

nguồn của các con suối là nguồn cung cấp nước tưới và sinh hoạt cho các cộng

đồng địa phương. Bên cạnh đó, rừng đặc dụng Sốp Cộp còn có nhiều sinh cảnh độc

đáo, có giá trị cao về bảo tồn nguồn gen của các quần xã thực vật, là nơi có điều

kiện tốt cho các loài động vật hoang dã sinh trưởng và phát triển.

Tuy nhiên, số liệu viễn thám cho thấy tầng cây gỗ trong rừng đặc dụng Sốp

Cộp đã bị phát quang nhiều và thay vào đó là thảm cây bụi. Khu hệ động vật trong

rừng đặc dụng này trước đây có tính đa dạng cao nhưng đã bị giảm sút trong những

năm gần đây. Hậu quả suy giảm đa dạng thực vật và động vật ở rừng đặc dụng Sốp

Cộp chủ yếu do mất sinh cảnh do khai thác gỗ, săn bắn và thời tiết khô nắng nóng

làm tăng nguy cơ cháy rừng và lấn chiếm rừng cao... Hệ lụy là nhiều hệ sinh thái

trong rừng đặc dụng bị tác động, môi trường sống của các loài động vật bị thu hẹp

diện tích; các loài cây dược liệu quý cũng đang đứng trước nguy cơ bị tuyệt chủng.

Chính vì vậy, công tác bảo tồn đa dạng sinh học rừng đặc dụng Sốp Cộp được xem

là một nhiệm vụ cấp thiết.

Vì vậy, để đề xuất được các phương án bảo tồn và phát triển giá trị đa dạng

sinh học của rừng đặc dụng Sốp Cộp thì nghiên cứu đặc điểm cấu trúc, tăng trưởng

và đa dạng sinh học là cơ sở khoa học quan trọng. Xuất phát từ thực tiễn và tầm

quan trọng của rừng đặc dụng Sốp Cộp nói riêng và rừng tự nhiên nói chung đối với

việc bảo vệ tài nguyên đất, nước và sinh kế người dân địa phương, tôi tiến hành

luận văn nghiên cứu: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng và đa dạng loài làm cơ

sở cho việc đề xuất giải pháp bảo tồn và phát triển rừng đặc dụng Sốp Cộp,

huyện Sốp Cộp, tỉnh Sơn La”.

2

Chương 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Trên thế giới

1.1.1. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây gỗ

Nghiên cứu cấu trúc rừng là nội dung không thể thiếu để xây dựng cơ sở

khoa học cho quản lý rừng bền vững.

Công tác nghiên cứu cấu trúc rừng mới phát triển trong vòng 50 năm trở lại

đây. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc rừng cũng thay đổi và phát triển theo sự

phát triển của khoa học kỹ thuật, từ nghiên cứu chủ yếu là mô tả, định tính chuyển

sang nghiên cứu định lượng. Hiện nay, việc sử dụng các mô hình hóa và mô phỏng

toán trở nên phổ biến trong nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng.

Cấu trúc rừng tự nhiên bao gồm: Cấu trúc sinh thái (Tổ thành, dạng sống,

tầng phiến), cấu trúc hình thái (Tầng thứ, mật độ, mạng lưới phân bố).

* Nghiên cứu cấu trúc sinh thái

Richards P. W. (1960) mô tả, phân tích rất chi tiết đặc điểm cấu trúc sinh thái

và hình thái của rừng mưa nhiệt đới trong cuốn: “Rừng mưa nhiệt đới”. Nghiên cứu

cho rằng hầu hết thực vật đều thuộc thân gỗ và có kích thước của cây gỗ lớn. Tính

chất phong phú về cây gỗ lớn trong hệ thực vật là đặc điểm quan trọng nhất của

rừng mưa. Ông cũng đã phân biệt tổ thành thực vật rừng mưa thành hai loại là:

Rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành

loài cây đơn giản, trong những trường hợp đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao

gồm một vài loài cây.

Baur G. N. (1952) [10] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói

chung và 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. Từ đó tác giả này đã đưa ra những tổng kết hết sức phong

phú về các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh nhằm đem lại rừng cơ bản là đều tuổi,

rừng không đều tuổi và các phương thức xử lý cải thiện rừng mưa.

3

* Nghiên cứu cấu trúc hình thái rừng

Catinot (1965) [34], Plaudy J [21] đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng

các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả

phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến...

Richards. P. W. (1960) cũng chỉ ra rằng cây gỗ rừng mưa nói chung đều có

tính chất đồng đều về mặt tầm vóc chung và ngoại mạo. Chiều cao của các cây gỗ

có biến động nhiều và có kết cấu nhiều tầng. Thông thường nhất là có ba tầng cây

gỗ (ngoài các tầng cây bụi và cây thân cỏ) nhưng có khi chỉ có hai tầng. Cây leo

phong phú là một trong những đặc tính nổi bật nhất của thảm thực vật rừng mưa.

Đại bộ phận cây leo đều có chất gỗ, rất dai và to, số lượng loài cây leo cũng rất

nhiều và hình thái, cấu tạo giữa các loài cũng biến đổi vô cùng.

Tuy nhiên, cũng có nhiều các tác giả không thừa nhận sự phân tầng trong

kiểu rừng mưa nhiệt đới, họ cho rằng ở kiểu rừng này chỉ có một tầng cây gỗ mà

thôi, vì không tìm thấy ở đây một giới hạn rõ rệt nào trong tầng cây gỗ này. Các tác

giả theo quan điểm này cho rằng đã gọi là phân tầng thì giữa tầng này và tầng khác

phải có một khoảng trống rõ ràng. Beard (1946) không thừa nhận sự phân tầng

trong rừng Trinidad. Odum (1925) nghi ngờ sự phân tầng rừng rậm ở độ cao dưới

600 m ở Porto Rico và cho rằng không có sự tập trung khối tán ở chiều cao riêng

biệt nào cả.

Như vậy, hầu hết các tác giả nghiên cứu về rừng mưa nhiệt đới đều nhắc đến

sự phân tầng nhưng mới chỉ dừng lại ở mức độ nhận xét, kết luận mang tính chất

định tính, chưa có một tiêu chí phân chia tầng thứ nhất định. Việc phân chia tầng

thứ theo chiều cao cũng chỉ mang tính chất cơ giới, chưa phản ánh được sự phức tạp

của rừng tự nhiên nhiệt đới [14].

* Nghiên cứu cấu trúc thời gian

Theo Richards. P. W. (1960), trong rừng mưa nhiệt đới có mùa khô hạn thật

rõ, dựa vào vòng năm đôi khi có thể xác định được tuổi cây gỗ đại khái gần đúng và

có thể dùng phương pháp này đối với một số ít loài cây trong rừng phân mùa

thường xanh, nhưng trong rừng mưa điển hình với khí hậu tương đối không phân

thành mùa thì vòng sinh trưởng hình thành hàng năm không rõ rệt. Do đó, việc xác

định tuổi cây trong rừng nhiệt đới có nhiều khó khăn, đôi khi là điều không thể