Nghiên Cứu Một Số Đặc Điểm Lâm Học Của Quần Xã Thực Vật Rừng Tại Huyện Sông Mã Tỉnh Sơn La

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

LÒ VĂN THÀNH

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM LÂM HỌC

CỦA QUẦN XÃ THỰC VẬT RỪNG TẠI

HUYỆN SÔNG MÃ, TỈNH SƠN LA

CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC

MÃ SỐ: 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. BÙI MẠNH HƯNG

Hà Nội, 2021

i

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 10 tháng 10 năm 2021

Người cam đoan

Lò Văn Thành

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 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 Sông Mã, 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 hoàn thiện hơn.

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2021

Tác giả

Lò Văn Thành

iii

MỤC LỤC

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

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

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

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

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .......................................................................... 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 về cấu trúc rừng......................................................................2

1.1.2. Mô tả hình thái cấu trúc rừng....................................................................2

1.1.3. Nghiên cứu cấu trúc tổ thành.....................................................................3

1.1.4. Nghiên cứu đa dạng sinh học khu hệ thực vật ...........................................5

1.1.5. Nghiên cứu về tái sinh rừng .......................................................................7

1.2. Ở trong nước.....................................................................................................8

1.2.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng......................................................................8

1.2.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng .....................................................................13

1.2.3. Nghiên cứu về tính đa dạng sinh học của quần xã ..................................17

Chương 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........18

2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu......................................................................18

2.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................18

2.2.1. Phạm vi về nội dung nghiên cứu..............................................................18

2.2.2. Phạm vi về không gian .............................................................................18

2.2.3. Phạm vi về thời gian ................................................................................18

2.3. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................18

2.3.1. Mục tiêu tổng quát ...................................................................................18

2.3.2. Mục tiêu cụ thể .........................................................................................19

2.4. Nội dung .........................................................................................................19

2.4.1. Đặc điểm sinh trưởng tầng cây cao của quần xã thực vật.......................19

2.4.2. Cấu trúc quần xã thực vật tầng cây cao ở các trạng thái rừng...............19

iv

2.4.3. Đặc điểm cấu trúc tái sinh ở khu vực nghiên cứu....................................19

2.4.4. Đề xuất một số giải pháp phục hồi và phát triển rừng ............................20

2.5. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................20

2.5.1. Phương pháp kế thừa số liệu....................................................................20

2.5.2. Phương pháp ngoại nghiệp......................................................................20

2.5.3. Phương pháp xử lý và phân tích số liệu...................................................22

Chương 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ......................32

3.1. Điều kiện tự nhiên ..........................................................................................32

3.1.1. Vị trí địa lý ...............................................................................................32

3.1.2. Địa hình....................................................................................................32

3.1.3. Đất đai......................................................................................................32

3.1.4. Khí hậu, thủy văn .....................................................................................34

3.2. Đặc điểm tài nguyên rừng...............................................................................34

3.3. Hiện trạng sử dụng đất....................................................................................34

3.4. Dân số, dân tộc, lao động ...............................................................................35

3.5. Kinh tế, xã hội ................................................................................................35

Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................................37

4.1. Đặc điểm sinh trưởng tầng cây cao của quần xã thực vật ..............................37

4.1.1. Một số chỉ tiêu sinh trưởng tầng cây cao ở các trạng thái rừng nghiên cứu..37

4.1.2. Sự khác biệt về các chỉ tiêu sinh trưởng giữa các trạng thái rừng nghiên cứu.38

4.2. Cấu trúc quần xã thực vật tầng cây cao ở các trạng thái rừng........................39

4.2.1. Cấu trúc tổ thành quần xã thực vật..........................................................39

4.2.2. Một số quy luật kết cấu tầng cây cao.......................................................45

4.2.3. Đặc điểm đa dạng sinh học tầng cây cao ở khu vực nghiên cứu.............51

4.3. Đặc điểm cấu trúc tái sinh ở khu vực nghiên cứu ..........................................53

4.3.1. Cấu trúc tổ thành và mật độ cây tái sinh .................................................53

4.3.2. Chất lượng cây tái sinh ............................................................................55

4.3.3. Phân bố cây tái sinh theo chiều cao ........................................................56

4.3.4. Ảnh hưởng của một số nhân tố sinh thái đến tái sinh tự nhiên................57

4.3.5. Đặc điểm đa dạng sinh học các loài cây tái sinh.....................................60

v

4.4. Đề xuất một số giải pháp phục hồi và phát triển rừng....................................61

4.4.1. Giải pháp tác động các biện pháp kỹ thuật lâm sinh...............................62

4.4.2. Giải pháp về quản lý và bảo vệ rừng .......................................................62

KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................64

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................67

PHỤ BIỂU

vi

DANH MỤC KÍ HIỆU, 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 BIỂU

Bảng 4.1. Một số chỉ tiêu sinh trưởng của các trạng thái rừng nghiên cứu ..............37

Bảng 4.2. Sự khác biệt về các chỉ tiêu sinh trưởng giữa các trạng thái rừng............38

Bảng 4.3. Công thức tổ thành của các trạng thái rừng theo G%...............................40

Bảng 4.4. Công thức tổ thành của các trạng thái rừng theo N%...............................42

Bảng 4.5. Công thức tổ thành của các trạng thái rừng theo IV% .............................44

Bảng 4.6. Mô phỏng phân bố N/D1.3 bằng các hàm lý thuyết...................................46

Bảng 4.7. Mô phỏng phân bố N/Hvn bằng các hàm lý thuyết..................................48

Bảng 4.8. Thống kê hàm tương quan Hvn – D1.3......................................................50

Bảng 4.9. Các chỉ số đa dạng tầng cây cao của ba trạng thái rừng...........................52

Bảng 4.10. Công thức tổ thành cây tái sinh ở các trạng thái rừng ............................54

Bảng 4.11. Một số chỉ tiêu tái sinh tự nhiên dưới độ tàn che của 3 trạng thái rừng ......58

Bảng 4.12. Ảnh hưởng của cây bụi, thảm tươi đến tái sinh của 3 trạng thái rừng ........58

Bảng 4.13. Các chỉ số đa dạng tầng cây tái sinh dưới ba trạng thái rừng.................60

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 4.1. Mô phỏng phân bố N/D1.3 theo hàm Weibull ...........................................47

Hình 4.2. Mô phỏng phân bố N/Hvn theo hàm Weibull...........................................49

Hình 4.3. Biểu đồ quan hệ tương quan giữa Hvn và D1.3 ở 3 trạng thái rừng..........51

Hình 4.4. Biểu diễn các chỉ số đa dạng loài ở các trạng thái rừng............................53

Hình 4.5. Chất lượng cây tái sinh ở các trạng thái rừng nghiên cứu ........................56

Hình 4.6. Phân cấp chiều cao cây tái sinh ở các trạng thái rừng nghiên cứu............57

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Sơn La là tỉnh miền núi phía Tây Bắc với diện tích vùng núi chiếm trên 85%

diện tích tự nhiên toàn tỉnh [40]. Thêm vào đó, địa hình của tỉnh nói chung và của

huyện Sông Mã nói riêng đều bị chia cắt sâu và mạnh. Chính vì vậy, tài nguyên

rừng đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc bảo vệ tài nguyên đất tránh sạt lở,

điều hòa khí hậu và điều tiết nguồn nước. Mặt khác, rừng còn là sinh kế của người

dân địa phương,

Hiện nay, trên địa bàn Sông Mã có gần 43.000 ha rừng phòng hộ là diện tích

bảo vệ tài nguyên đất và nước quan trọng. Tuy nhiên, với đặc trưng là địa bàn rộng,

địa hình chia cắt, diện tích rừng và đất lâm nghiệp được giao không tập trung; dân

cư sống xen kẽ cả trong vùng lõi và vùng đệm, đời sống của bà con chủ yếu phụ

thuộc vào sản xuất nông - lâm nghiệp, nên công tác quản lý, bảo vệ rừng gặp nhiều

khó khăn [41]. Thêm vào đó, thời tiết diễn biến bất thường, nắng nóng hanh khô

kéo dài gây cháy rừng cũng là nguyên nhân làm diện tích rừng giảm mạnh về trữ

lượng, diện tích, chất lượng đặc biệt là tầng cây gỗ. Đó chính là nguyên nhân làm

tính đa dạng sinh học và khả năng phòng hộ của rừng bị suy giảm.

Do đó, để phục hồi và phát triển rừng phòng hộ nhằm đem lại sinh kế cho

người dân và lợi ích cho tài nguyên đất và môi trường một cách bền vững hơn thì

cần phải có những nghiên cứu đầy đủ về đặc điểm lâm học của quần xã rừng phòng

hộ. Đó chính là cơ sở để đề xuất những biện pháp kỹ thuật và bảo vệ rừng phòng hộ

hợp lý. Tuy nhiên, cho đến nay các công trình nghiên cứu về quần xã thực vật rừng

phòng hộ tại huyện Sông Mã còn rất hạn chế.

Vì vậy, để cung cấp những hiểu biết về đặc điểm lâm học của quần xã thực

vật rừng đồng thời là căn cứ khoa học cho việc đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm

phục hồi và phát triển bền vững tài nguyên rừng tại huyện Sông Mã, tỉnh Sơn La,

tôi thực hiện luận văn: “Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học của quần xã thực

vật rừng tại huyện Sông Mã, tỉnh Sơn La”.

2

Chương 1.

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Trên thế giới

1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là qui luật sắp xếp, tổ hợp các thành phần của quần xã thực

vật rừng theo không gian và thời gian. Hệ sinh thái rừng, đặc biệt là các hệ sinh thái

rừng tự nhiên nhiệt đới là những hệ sinh thái có cấu trúc cầu kỳ và phức tạp nhất

trên trái đất. Bởi vậy, những nghiên cứu về cấu trúc rừng luôn là những thách thức

đối với các nhà khoa học lâm nghiệp.

Baur G.N (1964) [1], đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh

rừng mưa, tác giả đã đi sâu vào nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các biện pháp

kỹ thuật lâm sinh được áp dụng vào từng rừng mưa tự nhiên.

1.1.2. Mô tả hình thái cấu trúc rừng

Nghiên cứu của Catinot R (1965) [3] đã tìm hiểu những cấu trúc sinh thái

thông qua việc mô tả, phân loại và đưa ra những khái niệm về dạng sống, về tầng

phiến. Ngoài ra còn biểu diễn các đặc trưng cấu trúc rừng mưa và hình thái của

chúng bằng những phẫu đồ rừng.

Meyer (1952), đã mô tả phân bố N/D1.3 bằng phương trình toán học có dạng

đường cong giảm liên tục và được gọi là phương trình Meyer hay gọi là hàm Meyer

Richards P.W (1952) [27] cũng đã đề cập đến phân bố số cây theo cấp đường

kinh. Ông coi dạng phân bố là một dạng đặc trưng của rừng tự nhiên.

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.

Rollet (1985) đã xác lập phương trình hồi quy số cây theo đường kính. Cũng

3

theo Roollet (1971) (theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [9], đã mô tả cấu trúc hình thái

rừng mưa bằng các phẫu đồ, biểu diễn các mối tương quan giữa đường kính ngang

ngực và chiều cao vút ngọn tương quan giữa đường kính tán và đường kính ngang

ngực bằng các năm hồi quy.

Bally (1973) khi nghiên cứu về quy luật N/D đã sử dụng hàm Weibull,

Schiffel biểu thị đường cong cộng dồn phần trăm số cây bằng đa thức bậc ba (dẫn

theo Vũ Tiến Hinh, Phạm Ngọc Giao, 1997) [13]

Như vậy, từ việc nghiên cứu về tầng thứ, hầu hết các nhà nghiên cứu, các tác

giả đều đưa ra những nhận xét mang tính định tính, chưa thực sự phản ánh được sự

phức tạp về cấu trúc của rừng tự nhiên nhiệt đới.

1.1.3. Nghiên cứu cấu trúc tổ thành

Zeng và các cộng sự (1998) đã thống kê được khoảng 280 loài cây dược liệu,

80 loài cây có dầu và 20 loài cây có sợi cũng như một số loài cây gỗ có giá trị khác

trong rừng thứ sinh nhiệt đới vùng Shanxin – Trung Quốc.

Kanel K.R và Shrestha K. (2001) nghiên cứu, có trên 6.500 loài cây có hoa và

4.064 loài cây không hoa, trên 1.500 loài nấm và hơn 350 loài địa y trong thành

phần thực vật trong rừng thứ sinh ở Nepal.

Baur G.N (1962) [9] đã thống kê được 36 họ thực vật khi nghiên cứu rừng

mưa ở khu vực gần Belem trên sông Amazon, trên ô tiêu chuẩn diện tích khoảng 2

ha và ghi nhận được sự hiện diện của 31 họ chưa kể cây leo, cây thân cỏ và thực vật

phụ sinh trên ô tiêu chuẩn diện tích hơn 4 ha ở phía Bắc New South Wales.

Richard P.W (1952) [26] chỉ ra rằng luôn có hơn 40 loài cây gỗ, có trường hợp

còn trên 100 loài trên mỗi hecta trong rừng mưa nhiệt đới. Ông cũng cho rằng nhiều

loài cây gỗ lớn sinh trưởng hỗn giao với nhau theo tỷ lệ khá đồng đều, nhưng cũng

có khi có một hoặc hai loài chiếm ưu thế.

1.1.3.1. Quy luật phân bố số cây theo đường kính (N/D1.3)

Phân bố số cây theo cỡ đường kính là quy luật kết cấu cơ bản của lâm phần và

được các nhà Lâm học, Điều tra rừng quan tâm nghiên cứu.

Meyer (1934) đã mô phỏng phân bố số cây theo đường kính bằng phương

trình toán học (hàm Meyer), mà dạng của nó là đường cong giảm liên tục.

4

J.L.F Batista và H.T.Z. Docuto (1992) đã dùng hàm Weibull để mô phỏng

phân bố N/D khi nghiên cứu 19 ô tiêu chuẩn với 60 loài cây của rừng nhiệt đới ở

Maranhoo – Brazin.

Diatchenko, Z.N (1973) sử dụng phân bố Gamma để biểu thị phân bố số cây

theo cỡ đường kính lâm phần Thông ôn đới. Trong khi đó, Loetsch đã dùng hàm

Beta còn J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1992), đã dùng hàm Weibull để mô

phỏng phân bố N/D khi nghiên cứu rừng nhiệt đới tại Marsanhoo – Brazin [10].

Ngoài ra, một số tác giả sử dụng các hàm Hyperbol, họ đường cong

Pearson, họ đường cong Poisson, hàm Charlier kiểu B, … để mô phỏng quy luật

phân bố này.

1.1.3.2. Quy luật phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn)

Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao dùng để biểu thị quy luật kết cấu

lâm phần theo chiều thẳng đứng. Có nhiều dạng hàm toán học khác nhau dùng để

nắn phân bố N/Hvn. Việc sử dụng hàm nào tuỳ thuộc vào kinh nghiệm của từng tác

giả, phụ thuộc vào đối tượng nghiên cứu cụ thể.

Phương pháp kinh điển được nhiều nhà khoa học sử dụng là vẽ phẫu đồ đứng

mà điển hình là công trình của Richards (1952).

Davis và Richard P.W (1933 – 1934) đã dùng phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt

đứng của rừng để nghiên cứu sự phân tầng trong rừng mưa ở Guana. Phương pháp

này được đánh giá có giá trị nhất về mặt nghiên cứu lý luận cũng như thực tiễn sản

xuất. Kết quả đã phân rừng hỗn giao nguyên sinh ở sông Moraballi tại Guana thành

năm tầng với ba tầng cây gỗ (A, B, C), tầng cây bụi (D) và tầng mặt đất (E) [26] .

Catinot. R (1974) cũng cho rằng rừng ẩm nhiệt đới có sự phân hóa mạnh,

những tầng trong quần thụ rõ nét, cụ thể là có một tầng vượt tán với những cây có

chiều cao trên 40 m và những tầng bên dưới [32].

Tóm lại, mặc dù có các ý kiến trái ngược về sự phân tầng và phương pháp thể

hiện tầng tán trong rừng mưa nhiệt đới, nhưng quan điểm có sự phân tầng trong

rừng mưa nhiệt đới được nhiều nhà khoa học xác nhận.