Nghiên cứu một số đặc điểm cơ bản và đề xuất biện pháp bảo tồn, phát triển bền vững thảm thực vật trên núi đá vôi ở khu vực thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

HOÀNG VĂN HẢI

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN VÀ

ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP BẢO TỒN, PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

THẢM THỰC VẬT TRÊN NÚI ĐÁ VÔI Ở KHU VỰC

THÀNH PHỐ CẨM PHẢ, TỈNH QUẢNG NINH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

THÁI NGUYÊN - 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

HOÀNG VĂN HẢI

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN VÀ

ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP BẢO TỒN, PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

THẢM THỰC VẬT TRÊN NÚI ĐÁ VÔI Ở KHU VỰC

THÀNH PHỐ CẨM PHẢ, TỈNH QUẢNG NINH

Ngành: Sinh thái học

Mã số: 9420120

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. PGS.TS. Nguyễn Thế Hưng

2. PGS.TS. Lê Ngọc Công

THÁI NGUYÊN - 2020

i

LỜI CAM ĐOAN

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

kết quả phân tích nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố

trong bất kì công trình nào để bảo vệ luận án Thạc sỹ hay Tiến sỹ. Những số

liệu kế thừa đã được chỉ rõ nguồn và được sự cho phép sử dụng của tác giả.

Tác giả luận án

Hoàng Văn Hải

ii

LỜI CẢM ƠN

Luận án được hoàn thành là kết quả học tập và nghiên cứu nỗ lực của bản

thân, cùng với sự giúp đỡ vô cùng to lớn của các thầy hướng dẫn khoa học, các

thầy cô giảng viên Trường Đại học Sư phạm – Đại học Thái Nguyên, các nhà khoa

học và các bạn đồng nghiệp.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Thế Hưng, Trường

Đại học Tài nguyên và Môi trường; PGS.TS Lê Ngọc Công, Trường Đại học Sư

phạm – Đại học Thái Nguyên, những người hướng dẫn khoa học đã dành nhiều thời

gian và công sức giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái

Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi có thể học tập và nghiên cứu.

Tôi xin chân thành cảm ơn Tập thể cán bộ giảng viên khoa Sinh học trường

Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá

trình học tập và nghiên cứu Luận án.

Cảm ơn sự quan tâm chia sẻ, động viên ủng hộ của gia đình, bạn bè về mặt

tinh thần và vật chất để tôi có thể hoàn thành luận án.

iii

MỤC LỤC

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

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

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

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT............................................................................. iv

DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................... v

DANH MỤC CÁC HÌNH............................................................................................ vi

DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC ................................................................................... vii

MỞ ĐẦU...................................................................................................................... 1

1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu......................................................................... 1

2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................. 1

3. Ý nghĩa của luận án .................................................................................................. 2

4. Đóng góp mới của luận án....................................................................................... 2

5. Bố cục của luận án .................................................................................................... 2

Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..................................... 3

1.1. Những nghiên cứu về thảm thực vật...................................................................... 3

1.1.1. Trên thế giới........................................................................................................ 3

1.1.2. Ở Việt Nam......................................................................................................... 7

1.2. Những nghiên cứu về thảm thực vật trên núi đá vôi ........................................... 12

1.2.1. Trên thế giới...................................................................................................... 12

1.2.2. Ở Việt Nam....................................................................................................... 17

1.3. Những nghiên cứu về thảm thực vật ở tỉnh Quảng Ninh..................................... 26

1.3.1. Những nghiên cứu về thảm thực vật nói chung................................................ 26

1.3.2. Những nghiên cứu về thảm thực vật trên núi đá vôi ........................................ 28

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU .......................................................................................................... 32

2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................... 32

iv

2.2. Nội dung nghiên cứu............................................................................................ 32

2.2.1. Nghiên cứu hiện trạng của thảm thực vật trên núi đá vôi thành phố Cẩm

Phả tỉnh Quảng Ninh........................................................................................ 32

2.2.2. Nghiên cứu cấu trúc thảm thực vật trên núi đá vôi thông qua kết cấu về

một số chỉ tiêu về mật độ và chỉ tiêu sinh trưởng (N-D, N-H, H-D)............... 32

2.2.3. Đánh giá khả năng tái sinh tự nhiên của cây gỗ trong thảm thực vật núi đá

vôi khu vực thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh......................................... 32

2.2.4. Đánh giá tổng hợp về giá trị, tình hình quản lý sử dụng và xác định các nguy

cơ gây thoái hóa thảm thực vật trên núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh

Quảng Ninh ...................................................................................................... 32

2.2.5. Đề xuất các biện pháp quản lý, bảo tồn, sử dụng và phát triển thảm thực

vật núi đá vôi khu vực thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh ........................ 33

2.3. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 33

2.3.1. Phương pháp kế thừa ........................................................................................ 33

2.3.2. Phương pháp ô tiêu chuẩn, phương pháp điều tra theo tuyến .......................... 33

2.3.3. Phương pháp phân loại và xác định độ che phủ của thảm thực vật................. 34

2.3.4. Xác định thành phần loài, giá trị sử dụng và thành phần kiểu dạng sống

(life form formula) thực vật ............................................................................ 35

2.3.5. Phương pháp tính chỉ số Sorensen.................................................................... 35

2.3.6. Phương pháp xác định cấu trúc tổ thành........................................................... 35

2.3.7. Phương pháp mô phỏng quy luật cấu trúc đường kính, chiều cao của cây ...... 36

2.3.8. Phương pháp mô phỏng quy luật tương quan giữa chiều cao và đường kính

(Hvn/D1.3).......................................................................................................... 38

2.3.9. Phương pháp đánh giá khả năng tái sinh của cây gỗ trong thảm thực vật núi

đá vôi thành phố Cẩm Phả ............................................................................... 39

2.3.10. Phương pháp đánh giá tổng hợp giá trị, tình hình quản lí bảo tồn và xác

định các nguy cơ gây thoái hóa thảm thực vật trên núi đá vôi thành phố

Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh ............................................................................... 40

Chương 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN- KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC

NGHIÊN CỨU .......................................................................................................... 43

3.1. Điều kiện tự nhiên................................................................................................ 43

v

3.1.1. Vị trí địa lí......................................................................................................... 43

3.1.2. Địa hình............................................................................................................. 44

3.1.3. Núi đá vôi.......................................................................................................... 44

3.1.4. Khí hậu.............................................................................................................. 45

3.1.5. Thủy văn ........................................................................................................... 53

3.1.6. Địa chất thổ nhưỡng.......................................................................................... 53

3.1.7. Thủy triều.......................................................................................................... 55

3.1.8. Độ mặn của nước biển ...................................................................................... 56

3.1.9. Tài nguyên khoáng sản ..................................................................................... 56

3.1.10. Tài nguyên rừng và thực vật........................................................................... 57

3.2. Điều kiện kinh tế xã hội....................................................................................... 60

3.2.1. Dân số và dân tộc.............................................................................................. 60

3.2.2. Cơ cấu lao động ................................................................................................ 61

3.2.3. Thực trạng phát triển kinh tế............................................................................. 63

3.2.4. Thực trạng cơ sở hạ tầng................................................................................... 63

3.3. Cơ cấu tổ chức quản lí tài nguyên rừng............................................................... 63

3.4. Thuận lợi và khó khăn trong việc quản lí và sử dụng bền vững tài nguyên

rừng trên núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh ............................... 64

3.4.1. Thuận lợi........................................................................................................... 64

3.4.2. Khó khăn........................................................................................................... 64

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.................................... 66

4.1. Đặc trưng về cấu trúc không gian của thảm thực vật trên núi đá vôi thành

phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh ....................................................................... 66

4.2. Đặc trưng thành phần loài thực vật trên núi đá vôi thành phố Cẩm Phả, tỉnh

Quảng Ninh...................................................................................................... 68

4.3. Đặc trưng về dạng sống của thảm thực vật trên núi đá vôi thành phố Cẩm Phả ........ 75

4.4. Đặc trưng các yếu tố địa lí của thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả

tỉnh Quảng Ninh............................................................................................... 77

vi

4.5. Đặc trưng cấu trúc thảm thực vật trên núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh

Quảng Ninh...................................................................................................... 78

4.5.1. Đặc trưng cấu trúc tổ thành............................................................................... 78

4.5.2. Đặc trưng cấu trúc mật độ................................................................................. 82

4.5.3. Cấu trúc N/D1.3.................................................................................................. 83

4.5.4. Cấu trúc N/Hvn .................................................................................................. 85

4.5.5. Quy luật tương quan giữa chiều cao và đường kính (Hvn/D1.3) thảm thực

vật thung lũng núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh..................... 86

4.6. Khả năng tái sinh của cây gỗ trong thảm thực vật trên núi đá vôi thành phố

Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh ............................................................................... 88

4.6.1. Cấu trúc tổ thành và mật độ cây gỗ tái sinh...................................................... 88

4.6.2. Nguồn gốc và phẩm chất cây gỗ tái sinh .......................................................... 89

4.6.3. Phân bố cây gỗ tái sinh theo cấp chiều cao ...................................................... 90

4.6.4. Phân bố cây gỗ tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang......................................... 92

4.6.5. Một số nhân tố tác động đến khả năng tái sinh của cây con............................. 93

4.7. Đánh giá tổng hợp giá trị, tình hình quản lí sử dụng và xác định các nguy cơ gây

thoái hóa thảm thực vật trên núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh ... 99

4.7.1. Giá trị của thảm thực vật trên núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh... 99

4.7.2. Tình hình quản lí và bảo tồn thảm thực vật trên núi đá vôi............................ 103

4.7.3. Các nguy cơ gây thoái hóa thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả

tỉnh Quảng Ninh............................................................................................. 108

4.8. Một số biện pháp bảo tồn và phát triển thảm thực vật trên núi đá vôi thành

phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh ...................................................................... 112

4.8.1. Nhóm biện pháp nâng cao nhận thức về quản lí bảo tồn đa dạng sinh học.... 112

4.8.2. Nhóm biện pháp nâng cao năng lực quản lí ................................................... 113

4.8.3. Nhóm biện pháp về cơ chế chính sách ........................................................... 114

4.8.4. Nhóm biện pháp về phát triển kinh tế- xã hội ................................................ 115

4.8.5. Nhóm biện pháp khoa học kĩ thuật................................................................. 117

vii

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ......................................................................... 119

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN

LUẬN ÁN ................................................................................................................ 121

TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 122

PHỤ LỤC.......................................................................................................................

iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Viết tắt Viết đầy đủ

BC : Bãi Cháy

CO : Cửa Ông

CR : Cấp độ rất nguy hiểm

D1.3 : Đường kính ngang ngực

EN : Cấp độ nguy hiểm

Hvn : Chiều cao vút ngọn

IIa + IIb : Rừng phục hồi

IIIa1 : Rừng nghèo

Lp : Cây dây leo

ODB : Ô dạng bản

OTC : Ô tiêu chuẩn

Ph

SL

TL

: Cây chồi trên

: Số lượng

: Tỉ lệ

Th : Cây sống một năm

VU

EN

CR

NDĐ

AIC

: Cấp độ sẽ nguy hiểm

: Cấp độ nguy cấp

: Cấp độ rất nguy cấp

: Nước dưới đất trong

:Akaike’s information criterion

v

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Danh sách các địa hình Karst trên thế giới ........................................... 12

Bảng 1.2. Thống kê trữ lượng rừng núi đá vôi...................................................... 21

Bảng 2.2. Tiêu chí xác định mức độ thoái hóa thảm thực vật trên núi đá vôi

thành phố Cẩm Phả ............................................................................... 41

Bảng 2.3. Bảng điểm đánh giá mức độ thoái hóa rừng......................................... 42

Bảng 3.1. Nhiệt độ (0C) trung bình tháng, năm (2009-2014)................................ 45

Bảng 3.2. Lượng mưa (mm) trung bình tháng, năm (2009-2014) ........................ 47

Bảng 3.3. Độ ẩm (%) trung bình tháng, năm (2009-2014) ................................... 49

Bảng 3.4. Tốc độ gió (m/s) trung bình tháng, năm (2009-2014) .......................... 51

Bảng 3.5. Hiện trạng diện tích các loại rừng phân theo 2 loại rừng ..................... 58

Bảng 3.6. Hiện trạng diện tích các loại rừng phân theo chủ quản lí ..................... 59

Bảng 3.7. Dân số, dân tộc và mật độ 16 đơn vị hành chính cấp phường (xã)

của thành phố Cẩm Phả......................................................................... 60

Bảng 3.8. Lực lượng lao động trong độ tuổi lao động, nhóm tuổi........................ 61

Bảng 3.9. Số lao động có việc làm trong tuổi lao động, nhóm tuổi...................... 62

Bảng 4.1. Sự phân bố các taxon trong hệ thực vật trên núi đá thành phố

Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh................................................................. 68

Bảng 4.2. So sánh hệ thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả với hệ thực vật

trên núi đá vôi ở các khu vực khác ....................................................... 69

Bảng 4.3. So sánh hệ số chi, hệ số họ của thảm thực vật núi đá vôi thành phố

Cẩm Phả với các khu hệ thực vật trên núi đá vôi khác [117]............... 70

Bảng 4.4. Các họ thực vật giàu loài nhất trong hệ thực vật trên núi đá vôi ở

thành phố Cẩm Phả ............................................................................... 71

Bảng 4.5. Các loài thực vật đặc hữu của thảm thực vật trên núi đá vôi thành

phố Cẩm Phả ......................................................................................... 71

Bảng 4.6. Các loài thực vật quý hiếm cần được bảo tồn của thảm thực vật trên

núi đá vôi thành phố Cẩm Phả .............................................................. 72

vi

Bảng 4.7. Số loài giống nhau và chỉ số Sorensen giữa hệ thực vật trên núi đá

vôi thành phố Cẩm Phả với các hệ thực vật khác [19], [110],[117]..... 74

Bảng 4.8. Phân bố dạng sống của thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả ....... 75

Bảng 4.9. Dạng sống thực vật trên núi đá vôi thành phố Cẩm Phả và khu hệ

thực vật đá vôi khác [100], [79]............................................................ 76

Bảng 4.10. Phân bố các yếu tố địa lí của hệ thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm

Phả tỉnh Quảng Ninh............................................................................. 77

Bảng 4.11. Mật độ trung bình của cây gỗ trong các thảm thực vật tại khu vực

nghiên cứu............................................................................................. 82

Bảng 4.12. Tổng hợp các dạng phương trình tương quan Hvn/D1.3 của các loài

cây gỗ trong thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh

Quảng Ninh........................................................................................... 87

Bảng 4.13. Tổ thành cây gỗ tái sinh trong thảm thực vật trên núi đá vôi thành

phố Cẩm Phả ......................................................................................... 88

Bảng 4.14. Nguồn gốc và phẩm chất cây gỗ tái sinh trong thảm thực vật trên

núi đá vôi thành phố Cẩm Phả .............................................................. 90

Bảng 4.15. Phân bố cây gỗ tái sinh theo cấp chiều cao trongcác thảm thực vật

trên núi đá vôi thành phố Cẩm Phả....................................................... 91

Bảng 4.16. Phân bố cây gỗ tái sinh theo mặt phẳng năm ngang............................. 92

Bảng 4.17. Phân biệt các địa hình núi đá vôi thành phố Cẩm Phả.......................... 93

Bảng 4.18. Ảnh hưởng của yếu tố địa hình đến phẩm chất của cây gỗ trong

thảm thực vật trên núi đá vôi thành phố Cẩm Phả................................ 94

Bảng 4.19. Thống kê vi phạm công tác quản lí bảo tồn vịnh Bái Tử Long ............ 96

Bảng 4.20. Thống kê số vụ vi phạm khai thác lâm sản........................................... 97

Bảng 4.21. Ảnh hưởng của hoạt động khai thác lâm sản tới phẩm chất cây tái sinh.. 98

Bảng 4.22. Danh lục một số cây thuốc phổ biến trong thảm thực vật trên núi đá

vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh ........................................... 100

Bảng 4.23. Thống kê vi phạm công tác quản lí bảo tồn vịnh Bái Tử Long .......... 104

Bảng 4.24. Tổng hợp kết quả phỏng vấn về những tác động của người dân tới

thảm thực vật trên núi đá vôi .............................................................. 106

vii

Bảng 4.25. Tổng hợp kết quả điều tra tác động của con người tới thảm thực vật

trên núi đá vôi thành phố Cẩm Phả..................................................... 106

Bảng 4.26. Ma trận SWOT về công tác quản lí bảo tồn thảm thực vật trên núi

đá vôi thành phố Cẩm Phả .................................................................. 107

Bảng 4.27. Kết quả đánh giá mức độ thoái hóa của thảm thực vật trên núi đá

vôi thành phố Cẩm Phả ....................................................................... 109

Bảng 4.28. Tổng hợp các nguy cơ gây thoái hóa thảm thực vật trên núi đá vôi

thành phố Cẩm Phả ............................................................................. 110

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Phân bố các địa hình Karst trên thế giới............................................... 14

Hình 1.2. Phân bố núi đá vôi ở Việt Nam............................................................. 17

Hình 2.1. Sơ đồ bố trí điều tra............................................................................... 34

Hình 2.2. Giao diện bảng tính fi và Xi (theo [41]) ............................................... 37

Hình 2.3. Giao diện tính toán các đặc trưng mẫu [41].......................................... 37

Hình 2.4. Giao diện mô hình hóa quy luật cấu trúc tần số.................................... 38

Hình 3.1. Bản đồ hành chính thành phố Cẩm Phả................................................ 43

Hình 3.2. Bản đồ vùng biển thành phố Cẩm Phả (ảnh vệ tinh 13/03/2015)......... 45

Hình 3.3. Nhiệt độ (0C) trung bình tháng, năm (2009-2014)................................ 46

Hình 3.4. Nhiệt độ (0C) trung bình năm (2009-2014) .......................................... 46

Hình 3.5. Lượng mưa (mm) trung bình tháng, năm (2009-2014) ........................ 48

Hình 3.6. Lượng mưa (mm) trung bình năm (2009-2014) ................................... 48

Hình 3.7. Độ ẩm (%) trung bình tháng, năm (2009-2014) ................................... 50

Hình 3.8. Độ ẩm (%) trung bình năm (2009-2014) .............................................. 50

Hình 3.9. Gió (m/s) trung bình tháng, năm (2009-2014)...................................... 52

Hình 3.10. Tốc độ gió (m/s) trung bình năm (2009-2014) ..................................... 52

Hình 3.11. Thủy triều lên xuống............................................................................. 56

Hình 3.12. Số người trong độ tuổi lao động ........................................................... 61

Hình 3.13. Số lao động có việc làm trong tuổi lao động, nhóm tuổi...................... 62

Hình 4.1. Biểu đồ phân bố các taxon trong hệ thực vật trên núi đá thành

phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh ......................................................... 69

Hình 4.2. Phổ dạng sống của thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả........ 76

Hình 4.3. Phẫu đồ thảm thực vật ở thung lũng núi đá vôi thành phố Cẩm Phả

(năm 2016)............................................................................................ 79

Hình 4.4. Phẫu đồ thảm thực vật ở chân núi đá vôi thành phố Cẩm Phả (năm 2016).. 80

Hình 4.5. Phẫu đồ thảm thực vật ở sườn vách núi đá vôi thành phố Cẩm

Phả (năm 2016) .................................................................................... 81

vii

Hình 4.6. Biểu đồ cấu trúc N/D1.3 thảm thực vật thung lũng núi đá vôi thành

phố Cẩm Phả ......................................................................................... 84

Hình 4.7. Biểu đồ cấu trúc N/Hvn thảm thực vật thung lũng núi đá vôi thành

phố Cẩm Phả ......................................................................................... 86

Hình 4.8. Biểu đồ tương quan Hvn/D1.3 của các loài cây gỗ trong thảm thực vật

ở thung lũng núi đá vôi thành phố Cẩm Phả......................................... 87

Hình 4.9. Phân bố số cây gỗ tái sinh theo cấp chiều cao ...................................... 91

Hình 4.10. Phẩm chất cây gỗ tái sinh trong các thảm thực vật trên núi đá vôi

thành phố Cẩm Phả ............................................................................... 95

Hình 4.11. Biểu đồ mô tả số vụ vi phạm khai thác lâm sản ................................... 98

Hình 4.12. Biểu đồ mô tả số vụ vi phạm công tác quản lí bảo tồn vịnh Bái Tử Long.... 105

Hình 4.13. Biểu đồ mô tả mức độ thoái hoá thảm thực vật trên núi đá vôi thành

phố Cẩm Phả ....................................................................................... 109

Hình 4.14. Biểu đồ kết quả phân tích nguy cơ gây thoái hóa thảm thực vật trên

núi đá vôi thành phố Cẩm Phả ............................................................ 111