Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiện của một số quần xã thực vật phục hồi sau nương rẫy tại xã Bạch Đằng, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng

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 NGỌC LINH

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÖC VÀ TÁI SINH

TỰ NHIÊN CỦA MỘT SỐ QUẦN XÃ THỰC VẬT

PHỤC HỒI SAU NƢƠNG RẪY TẠI XÃ BẠCH ĐẰNG,

HUYỆN HÕA AN, TỈNH CAO BẰNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

THÁI NGUYÊN - 2012

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 NGỌC LINH

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÖC VÀ TÁI SINH

TỰ NHIÊN CỦA MỘT SỐ QUẦN XÃ THỰC VẬT

PHỤC HỒI SAU NƢƠNG RẪY TẠI XÃ BẠCH ĐẰNG,

HUYỆN HÕA AN, TỈNH CAO BẰNG

Chuyên ngành: SINH THÁI HỌC

Mã số: 60.42.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. LÊ NGỌC CÔNG

THÁI NGUYÊN - 2012

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 riêng tôi. Các số

liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai

công bố trong bất cứ công trình nào khác.

Tác giả

Nguyễn Ngọc Linh

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

ii

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ chuyên

ngành Sinh thái hoc, khoa Sinh –KTNN Trƣờng Đại học Sƣ phạm Thái

Nguyên, chúng tôi đã nhận đƣợc sự ủng hộ, giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô

giáo, các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình !

Trƣớc tiên tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Ngọc

Công – ngƣời thầy đã tận tình giúp đỡ truyền đạt những kiến thức, kinh

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

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo khoa Sinh

trƣờng Đại học sƣ phạm Thái Nguyên, khoa Sau đại học – Đại học Thái

Nguyên đã nhiệt tình giảng dạy trong suốt quá trình tôi học tập và nghiên cứu

tại trƣờng.

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn UBND xã Bạch Đằng, Chi cục Kiểm

lâm tỉnh Cao bằng , phòng thống kê huyện Hòa An, Công ty Lâm Nghiệp Cao

Bằng đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này .

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè đã

luôn cổ vũ đông viên tôi trong suôt thời gian qua

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

kinh phí cũng nhƣ trình độ chuyên môn nên không tránh khỏi những sai sót.

Rất mong nhận đƣợc những ý kiến nhận xét quý báu của các thầy cô giáo, các

nhà khoa học, cùng bạn bè, đồng nghiệp!

Xin chân thành cảm ơn

Thái nguyên ngày 25 tháng 3 năm 2012

Tác giả

Nguyễn Ngọc Linh

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

iii

MỤC LỤC

Trang

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

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

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

Danh mục các bảng ................................................................................vi

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

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

2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................. 2

3. Giới hạn nghiên cứu................................................................................... 3

Chƣơng 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU........................4

1.1. Một số khái niệm liên quan đến vấn đề nghiên cứu ............................... 4

1.1.1. Khái niệm rừng ................................................................................. 4

1.1.2. Tái sinh rừng..................................................................................... 4

1.2. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu........................................................... 6

1.2.1. Trên thế giới...................................................................................... 6

1.2.2. Ở Việt Nam..................................................................................... 14

1.2.3. Một số nghiên cứu về rừng phục hồi sau nƣơng rẫy ở Việt Nam .. 20

Chƣơng 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI VÙNG

NGHIÊN CỨU....................................................................26

2.1. Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu..................................................... 26

2.1.1. Vị trí địa lý...................................................................................... 26

2.1.2. Địa hình........................................................................................... 26

2.1.3. Khí hậu............................................................................................ 27

2.1.4. Sông suối- thủy văn ........................................................................ 27

2.1.5. Địa chất, thổ nhƣỡng....................................................................... 28

2.1.6. Tài nguyên rừng.............................................................................. 29

2.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu.......................................... 29

2.2.1. Nguồn nhân lực............................................................................... 29

2.2.2. Thực trạng về kinh tế ...................................................................... 30

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

iv

2.3. Cơ sở hạ tầng......................................................................................... 30

2.3.1. Giao thông, thủy lợi ........................................................................ 30

2.3.2. Điện, nƣớc sạch............................................................................... 31

2.4. Thực trạng về văn hóa - xã hội ............................................................. 31

2.4.1. Y tế.................................................................................................. 31

2.4.2. Giáo dục.......................................................................................... 31

2.4.3. Văn hóa thông tin............................................................................ 31

Chƣơng 3: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..32

3.1. Đối tƣợng và nội dung nghiên cứu ....................................................... 32

3.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu ..................................................................... 32

3.1.2. Nội dung nghiên cứu....................................................................... 32

3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................... 32

3.2.1. Phƣơng pháp tuyến điều tra và ô tiêu chuẩn................................... 33

3.2.2. Phƣơng pháp thu thập số liệu ......................................................... 35

3.2.3. Phƣơng pháp phân tích mẫu vật ..................................................... 37

3.2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu .............................................................. 38

3.2.5. Phƣơng pháp điều tra trong nhân dân............................................. 38

Chƣơng 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................39

4.1. Đặc điểm các trạng thái thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu............ 39

4.1.1. Sự phân bố các taxon thực vật trong các trạng thái nghiên cứu..... 39

4.1.2. Thành phần thực vật trong các trạng thái nghiên cứu .................... 41

4.1.3. Thành phần dạng sống tại các điểm nghiên cứu............................. 53

4.1.4. Cấu trúc phân tầng theo chiều thẳng đứng của quần xã ................. 63

4.1.5. Đặc điểm tái sinh tự nhiên trong các trạng thái thảm thực vật....... 69

4.1.6. Một số tính chất hóa học của đất trong các trạng thái TTV khu vực

nghiên cứu .................................................................................... 78

4.2. Đánh giá khả năng tái sinh và đề xuất biện pháp phục hồi rừng .......... 86

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ............................................................................. 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................90

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

v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1. Hvn : chiều cao vút ngọn

2. KVNC : khu vực nghiên cứu

3. ODB : Ô dạng bản

4. OTC : Ô tiêu chuẩn

5. TĐT : Tuyến điề tra

6. TTV : Thảm thực vật

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

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Kí hiệu độ nhiều (độ dày rậm) thảm tƣơi theo Drude .............37

Bảng 4.1: Số lƣợng và sự phân bố các taxon thực vật tại KVNC ............39

Bảng 4.2: Số lƣợng và tỷ lệ (%) các loài, chi, họ trong các trạng thái thảm

thực vật ở KVNC ................................................................52

Bảng 4.3: Thành phần dạng sống trong khu vực nghiên cứu...................53

Bảng 4.4: Tỷ lệ (%) của các dạng sống trong các trạng thái thảm thực

vật…………………………………………………………….55

Bảng 4.5: Cấu trúc thẳng đứng của các quần xã trong khu vực nghiên cứu........63

Bảng 4.6: Cấu trúc tổ thành, mật độ cây tái sinh ở khu vực nghiên cứu ..70

Bảng 4.7: Mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao ở ba trạng thái TTV ..73

Bảng 4.8: Phân bố cây theo mặt phẳng nằm ngang ở ba trạng thái TTV .75

Bảng 4.9: Chất lƣợng và nguồn gốc cây tái sinh ở KVNC......................77

Bảng 4.10: Một số tính chất hóa học của đất dƣới các quần xã nghiên cứu ..........79

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

vii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí OTC và ODB ở rừng thứ sinh và thảm cây bụi ....34

Hình 4.1: Sự phân bố các taxon ở KVNC...............................................40

Hình 4.2: Tỷ lệ các loài, chi, họ trong các trạng thái thảm thực vật ở KVNC .....52

Hình 4.3: Thành phần dạng sống trong khu vực nghiên cứu ...................54

Hình 4.4: Sự phân bố dạng sống thực vật trong các trạng thái TTV ........56

Hình 4.5: Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao ở ba trạng thái TTV ..75

Hình 4.6: Sự biến đổi độ chua pH(KCl) .................................................80

Hình 4.7: Hàm lƣợng đạm tổng số (%) ở các trạng thái TTV..................81

Hình 4.8: Sự biến đổi của hàm lƣợng mùn .............................................82

Hình 4.9: Hàm lƣợng kali dễ tiêu tại các điểm nghiên cứu .....................83

Hình 4.10: Hàm lƣợng lân dễ tiêu tại các điểm nghiên cứu ....................84

Hình 4.11: Hàm lƣợng Ca2+ trong các trạng thái TTV nghiên cứu ..........85

Hình 4.12: Hàm lƣợng Mg++ trong các trạng thái TTV nghiên cứu ........85

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

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

1. Lý do chọn đề tài

Rừng đƣợc coi là tài sản quý báu bậc nhất mà thiên nhiên ban tặng cho

con ngƣời. Trong thực tế rừng đã đem lại lợi ích vô cùng to lớn, rừng có vai

trò điều hòa khí hậu, cung cấp O2 cho sự sống, điều hòa lƣợng CO2 trong khí

quyển và độ ẩm không khí, điều hòa dòng chảy, làm giảm những tai họa về lũ

lụt và dâng nƣớc biển trong tƣơng lai. Không những thế, rừng còn cung cấp

những sản phẩm có giá trị trực tiếp cho con ngƣời nhƣ gỗ và lâm sản ngoài

gỗ, cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp và xây dựng cơ bản, cung cấp

nguyên liệu chế biến thực phẩm cho con ngƣời, rừng còn là nơi lƣu giữ nguồn

dƣợc liệu quý phục vụ nhu cầu chữa bệnh cho con ngƣời và nâng cao sức

khỏe cho con ngƣời v.v…

Tuy nhiên trong vài thập kỷ gần đây diện tích rừng đã bị thu hẹp một

cách đáng kể do sự tàn phá của hai cuộc chiến tranh và do hoạt động của con

ngƣời nhƣ: Khai thác rừng lấy củi, khai thác gỗ, mở rộng đất nông nghiệp đã

làm cho rừng của nƣớc ta suy thoái nặng nề, tỷ lệ che phủ rừng giảm (năm

1993, độ che phủ của cả nƣớc chỉ còn 28%) dƣới ngƣỡng cho phép về mặt

sinh thái, chất lƣợng rừng cũng bị suy giảm quá mức.

Nhận thức về việc mất rừng là rất nghiêm trọng, trong hơn 10 năm trở

lại đây nhà nƣớc ta đã thực hiện chủ trƣơng giao đất giao rừng cho các hộ

nông dân để trồng, khoanh nuôi và bảo vệ rừng đã có những tác động rất tích

cực. Rừng đƣợc bảo vệ và phục hồi trở lại, diện tích ngày càng tăng, đất trống

đồi núi trọc giảm, các giải pháp kỹ thuật dựa trên cơ sở lợi dụng triệt để khả

năng tái sinh, diễn thế tự nhiên của thảm thực vật cùng với các giải pháp đúng

đắn về chính sách đất đai, vốn, lao động đã góp phần nâng cao độ che phủ

rừng của cả nƣớc.Theo số liệu của Bộ NN và PTNT năm 2011 độ che phủ

rừng của cả nƣớc đạt gần 40%.

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

2

Cao Bằng là một tỉnh nằm ở phía Đông Bắc Việt Nam. Hai mặt Bắc và

Đông Bắc giáp với tỉnh Quảng Tây Trung Quốc, phía Tây giáp tỉnh Tuyên

Quang và Hà Giang, phía Nam giáp tỉnh Bắc Kạn và Lạng Sơn. Khí hậu Cao

Bằng mang tính chất đặc thù của dạng khí hậu miền núi cao và có đặc trƣng

khí hậu á nhiệt đới thể hiện 4 mùa trong năm. Cao Bằng có 291.340 ha rừng

và độ che phủ 60% với nhiều loài động thực vật quý hiếm. Tuy nhiên hiện

nay hầu nhƣ rừng đã bị khai thác kiệt quệ, một số loài đang có nguy cơ tuyệt

chủng nhƣ Hoàng Đàn, Du Sam…

Xã Bạch Đằng thuộc huyện Hòa An là một xã nằm ở phía Nam của tỉnh

Cao Bằng với diện tích 6091 ha trong đó diện tích đất có rừng là 4539,6 ha

chủ yếu là rừng phục hồi sau nƣơng rẫy. Nhìn chung rừng ở đây vẫn trong

tình trạng suy thoái, rừng nguyên sinh hầu nhƣ không còn mà thay vào đó là

các trạng thái thảm thực vật thứ sinh nhƣ trảng cỏ, trảng cây bụi, rừng thứ

sinh phục hồi tự nhiên và rừng trồng nhân tạo. Nguyên nhân chính của sự tàn

phá là do chặt rừng làm nƣơng, khai thác củi và khai thác gỗ rừng quá mức,

ngoài ra nạn cháy rừng hàng năm đã làm cho môi trƣờng sinh thái trong một

số vùng ngày càng xấu đi.

Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của một số quần xã

thực vật phục hồi sau nƣơng rẫy tại xã Bạch Đằng, huyện Hòa An, tỉnh

Cao Bằng”.

2. Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định đƣợc đặc điểm cấu trúc và đánh giá đƣợc khả năng tái sinh

tự nhiên của một số quần xã thực vật phục hồi sau nƣơng rẫy ở xã Bạch Đằng,

huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng.

- Đề xuất một số biện pháp nhằm đẩy nhanh quá trình diễn thế phục hồi

rừng ở địa phƣơng.

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

3

3. Giới hạn nghiên cứu

3.1. Giới hạn về khu vực nghiên cứu

Khu vực nghiên cứu là xã Bạch Đằng, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng,

đây là một xã nằm ở phía Nam của tỉnh Cao Bằng.

3.2. Giới hạn về đối tƣợng nghiên cứu

Là các trạng thái thảm thực vật phục hồi tự nhiên sau nƣơng rẫy bao

gồm: rừng thứ sinh, thảm cây bụi, thảm cỏ cao, thảm cỏ thấp.

3.3. Giới hạn về nội dung nghiên cứu

Do điều kiện hạn chế về thời gian và kinh phí, đề tài chỉ tập trung

nghiên cứu một số đặc điểm thành phần loài, thành phần dạng sống thực vật,

đặc điểm về cấu trúc hình thái và đặc điểm tái sinh tự nhiên trong 4 trạng thái

thảm thực vật tại xã Bạch Đằng (thảm cỏ cao, thảm cỏ thấp, thảm cây bụi,

rừng thứ sinh). Trên cơ sở đó đề xuất một bố biện pháp phục hồi rừng có hiệu

quả ở địa phƣơng.

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

4

Chƣơng 1

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Một số khái niệm liên quan đến vấn đề nghiên cứu

1.1.1. Khái niệm rừng

Đã có rất nhiều tác giả đƣa ra những định nghĩa khác nhau về rừng.

Rừng là một tổng thể cây gỗ, có mối liên hệ lẫn nhau, nó chiếm một phạm vi

không gian nhất định ở mặt đất và trong khí quyển (Morozov 1930). Rừng

chiếm phần lớn bề mặt Trái Đất và là một bộ phận của cảnh quan địa lý, trong

đó bao gồm một tổng thể các cây gỗ, cây bụi, cây cỏ, động vật và vi sinh vật.

Trong quá trình phát triển của mình chúng có mối quan hệ sinh học và ảnh

hƣởng lẫn nhau và với hoàn cảnh bên ngoài (M.E. Tcachenco 1952).

Năm 1944, V.N. Sukasốp đã phát triển học thuyết về rừng của

G.F. Môrôđốp đề xƣớng học thuyết sinh địa quần lạc. Theo ông “Rừng là một

quần lạc sinh địa”. Quần lạc sinh địa là tổng hợp các thành phần thiên nhiên

đồng nhất (khí quyển, đá mẹ, thảm thực vật, thế giới động vật, thế giới vi

sinh vật, đất và điều kiện thuỷ văn), trong một khu vực xác định của bề mặt

Trái Đất, có tác động tƣơng hỗ đặc trƣng cùng có kiểu trao đổi vât chất và

năng lƣợng giữa các thành viên với nhau nằm trong sự vận động và phát triển

lien tục (V.N. Sukasốp, 1964). Nhƣ vậy, quần lạc sinh địa là một khái niệm

rộng bao gồm quần lạc sinh địa hoang mạc, quần lạc sinh địa rừng...)

Theo Trần Đình Lý (1992) cho rằng, rừng là sự có mặt của các loài cây

gỗ có chiều cao và độ lớn nhất định. Các thông số này đƣợc xác định bằng tỷ

lệ độ tàn che của cây gỗ có chiều cao từ 3m trở lên và độ tàn che (k), khi k <

0,3 đất chƣa có rừng, k= 0,3 – 0,6 rừng thƣa, k > 0,6 rừng kín.

1.1.2. Tái sinh rừng

Tái sinh (Regeneration) là một thuật ngữ dùng để chỉ khả năng tự tái

tạo, hay tự hồi sinh từ mức độ tế bào đến mức độ mô, cơ quan, cá thể và thậm