(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu một số tính chất cơ bản của đất dưới các quần xã rừng trồng ở xã tân thành huyện phú bình, tỉnh thái nguyên​

Nguyên 30km về phía Đông, có diện tích đất tự nhiên là 2871,33 ha, trong đó diện tích đất lâm nghiệp chiếm 1879,16ha, không có rừng tự nhiên, rừng trồng chủ yếu là Keo, Bạch đàn, Thông p

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

TÔ THỊ LINH

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ BẢN

CỦA ĐẤT DƯỚI CÁC QUẦN XÃ RỪNG TRỒNG Ở XÃ TÂN THÀNH, HUYỆN PHÚ BÌNH, TỈNH THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: Sinh thái học

Mã số: 62.42.01.20

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

THÁI NGUYÊN, 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các tài liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng ai công bố trong bất kỳ công trình nào

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2016

Tác giả

TÔ THỊ LINH

Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ phòng Hóa phân tích, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài này

Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ Phòng Thống Kê huyện Phú Bình, Trung tâm Khí tượng - Thủy văn tỉnh Thái Nguyên, UBND xã Tân Thành, gia đình và bạn bè đồng nghiệp đã động viên giúp đỡ tôi trong thời gian học tập, nghiên cứu khoa học

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2016

Tác giả

TÔ THỊ LINH

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

7 KVNC Khu vực nghiên cứu

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt iii

Mục lục iv

Danh mục các bảng v

Danh mục các hình vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

3 Phạm vi nghiên cứu 3

4 Đóng góp mới của luận văn 4

Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1 Nghiên cứu về thành phần loài và dạng sống thực vật 5

1.1.1 Nghiên cứu về thành phần loài 5

1.1.2 Nghiên cứu về thành phần dạng sống thực vật 8

1.2 Nghiên cứu về ảnh hưởng qua lại giữa thảm thực vật và đất 12

1.2.1 Ảnh hưởng của đất tới thảm thực vật 12

1.2.2 Nghiên cứu về ảnh hưởng của thảm thực vật tới đất 15

1.2.3 Nghiên cứu về tác dụng cải tạo đất của thảm thực vật 18

Chương 2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ VÀ XÃ HỘI CỦA VÙNG NGHIÊN CỨU 21

2.1 Điều kiện tự nhiên 21

2.1.1 Vị trí địa lý, ranh giới hành chính 21

2.1.2 Địa hình 22

2.1.3 Khí hậu 23

2.1.4 Đất đai 26

2.2 Điều kiện kinh tế xã hội 28

2.2.1 Dân tộc, dân số 28

2.2.2 Đặc điểm kinh tế 28

2.2.3 Đặc điểm xã hội 29

Chương 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

3.1 Đối tượng nghiên cứu 31

3.2 Địa điểm nghiên cứu 31

3.3 Nội dung nghiên cứu 31

3.3.1 Về thành phần thực vật 31

3.3.2 Về môi trường đất 31

3.4 Phương pháp nghiên cứu 32

3.4.1 Phương pháp điều tra 32

3.4.2 Phương pháp thu mẫu 33

3.4.3 Phương pháp phân tích mẫu 34

3.4.4 Phương pháp điều tra trong nhân dân 35

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36

4.1 Thành phần loài, dạng sống, cấu trúc quần xã rừng trồng 36

4.1.1 Thành phần loài thực vật trong các quần xã rừng trồng 36

4.1.2 Thành phần dạng sống tại các quần xã nghiên cứu 47

4.1.3 Cấu trúc hình thái của các quần xã nghiên cứu 53

4.2 Đặc điểm phẫu diện đất dưới các quần xã rừng trồng 59

4.2.1 Phẫu diện đất đặc trưng ở rừng trồng Thông nhựa (25 tuổi) 59

4.2.2 Phẫu diện đất đặc trưng ở rừng trồng Bạch đàn liễu (10 tuổi) 59

4.2.3 Phẫu diện đất đặc trưng ở rừng trồng Keo (8 tuổi) 60

4.2.4 Phẫu diện đất đặc trưng ở rừng trồng Keo (5 tuổi) 60

4.3 Ảnh hưởng của quần xã rừng trồng đến một số tính chất lý, hóa học của đất 614.3.1 Ảnh hưởng của quần xã rừng trồng đến tính chất lý học của đất và mức độ xói mòn mặt đất ở KVNC 614.3.2 Ảnh hưởng của các quần xã rừng trồng đến một số tính chất hóa học của đất 65

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa trung bình tháng tỉnh Thái Nguyên

năm 2015 23

Bảng 2.2: Hiện trạng sử dụng đất của xã Tân Thành năm 2014 27

Bảng 4.1: Một số đặc điểm cơ bản của các quần xã KVNC 46

Bảng 4.2: Thành phần và tỷ lệ (%) các dạng sống ở các quần xã rừng trồng 47

Bảng 4.3: Đặc điểm cấu trúc hình thái của các quần xã rừng trồng 54

Bảng 4.4: Độ ẩm (%) của đất và mức độ xói mòn ở các quần xã 62

Bảng 4.5 Thành phần cơ giới ở các quần xã rừng trồng 64

Bảng 4.6: Một số tính chất hóa học của đất dưới các quần xã nghiên cứu 66

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Nhiệt độ trung bình tháng ở Thái Nguyên năm 2015 24

Hình 2.2: Lượng mưa trung bình tháng ở Thái Nguyên năm 2015 25

Hình 2.3: Độ ẩm trung bình tháng ở Thái Nguyên năm 2015 25

Hình 3.1: Sơ đồ khái quát nội dung nghiên cứu 31

Hình 3.2: Sơ đồ bố trí ô dạng bản trong ô tiêu chuẩn 32

Hình 4.1: Sự biến đổi độ chua pH(KCl) 67

Hình 4.2: Sự biến đổi của hàm lượng mùn 68

Hình 4.3: Hàm lượng đạm tổng số (%) ở các quần xã nghiên cứu 69

Hình 4.4: Hàm lượng lân ở các quần xã nghiên cứu 70

Hình 4.5: Hàm lượng đạm tổng số (mg/100g) ở các điểm nghiên cứu 72

Hình 4.6: Hàm lượng Ca2+ ở các điểm nghiên cứu 73

Hình 4.7: Hàm lượng Mg2+ ở các điểm nghiên cứu 74

BẢN ĐỒ TỈNH THÁI NGUYÊN

: Khu vực nghiên cứu

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Rừng là một trong những thành phần chủ yếu nhất của sinh quyển Rừng bảo vệ đất khỏi sự xói mòn, bảo đảm chế độ thủy văn cho hệ thống sông, hồ, góp phần tích cực vào quá trình điều hòa khí hậu, cố định CO2 và cung cấp oxy tự do cho khí quyển Nhờ đó rừng đã tạo ra môi trường sống tốt cho sinh vật Vì thế, rừng đóng vai trò sinh thái hết sức to lớn

Đất là một thành phần quan trọng của hệ sinh thái Nó có ý nghĩa rất lớn tới khả năng cung cấp nước, muối khoáng, chất dinh dưỡng cho cây Do

đó nó có ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng, phát triển của thảm thực vật Mỗi loại đất sẽ có một kiểu thảm thực vật riêng Ngược lại mỗi kiểu thảm thực vật sẽ đặc trưng cho một kiểu đất xác định Các kiểu đất này sẽ khác nhau bởi hàng loạt chỉ tiêu như: màu sắc, tính chất lí học, hoá học, hệ vi sinh vật và động vật đất

Đặc tính cơ bản của đất được thể hiện qua độ phì, độ phì là nhân tố tổng hợp được quy định bởi nhiều yếu tố: Đá mẹ, thành phần cơ giới, cấu tượng đất, độ ẩm, độ thoáng khí, độ dày tầng đất, đặc điểm hoá tính Do đó độ phì ảnh hưởng đến nhiều mặt của hệ sinh thái rừng nói riêng cũng như thảm thực vật nói chung Đất càng tốt thì độ phì càng cao Ngược lại thảm thực vật

sẽ có tác dụng trở lại với đất một cách rất tích cực, nó thúc đẩy cho đất nhanh chóng tăng được độ phì nhiêu của đất Rừng bảo vệ độ phì nhiêu và bồi dưỡng tiềm năng của đất: ở vùng có đủ rừng thì dòng chảy bị chế ngự, ngăn chặn được nạn bào mòn, nhất là trên đồi núi dốc tác dụng ấy có hiệu quả lớn, nên lớp đất mặt không bị mỏng, mọi đặc tính lý hóa và vi sinh vật học của đất không bị phá hủy, độ phì nhiêu được duy trì Rừng lại liên tục tạo chất hữu

cơ Điều này thể hiện ở quy luật phổ biến: rừng tốt tạo ra đất tốt và đất tốt nuôi lại rừng tốt

Nếu rừng bị phá hủy, đất bị xói, quá trình đất mất mùn và thoái hóa dễ xảy ra rất nhanh chóng và mãnh liệt Ước tính ở nơi rừng bị phá hoang trơ đất trống mỗi năm bị rửa trôi mất khoảng 10 tấn mùn/ ha Đồng thời các quá trình feralitic, tích tụ sắt, nhôm, hình thành kết von, hóa đá ong lại tăng cường lên, làm cho đất mất tính chất hóa lý, mất vi sinh vật, không giữ được nước, dễ bị khô hạn, thiếu chất dinh dưỡng, trở nên rất chua, kết cứng lại, đi đến cằn cỗi, trơ sỏi đá

Trong thời gian gần đây do tác động trực tiếp hoặc gián tiếp của con người cũng như những biến đổi của thiên nhiên đã làm cho đất rừng ngày càng bị suy thoái Từ đó dẫn đến tài nguyên rừng trên trái đất ngày càng bị thu hẹp về diện tích và trữ lượng Khoảng đầu thế kỷ XX, tổng diện tích rừng trên thế giới khoảng 6 tỷ ha; năm 1958 giảm còn 4,4 tỷ ha; năm 1973 còn 3,8

tỷ ha; năm 1995 còn 2,3 tỷ ha; đến năm 2010 diện tích rừng trên thế giới khoảng trên 4 triệu ha Đặc biệt, trong giai đoạn 2000-2010, tốc độ mất rừng hàng năm khoảng 13 triệu ha

Ở Việt Nam, do chuyển đổi đất rừng sang đất canh tác, do tập quán canh tác lạc hậu, du canh du cư, do nhu cầu phát triển kinh tế xã hội làm cho diện tích rừng của nước ta suy giảm một cách nghiêm trọng Theo số liệu thống kê, diện tích rừng ở Việt Nam năm 1943 khoảng 14,3 triệu ha, tỷ lệ che phủ 43%; năm 1983 diện tích rừng giảm một nửa còn 7,2 triệu ha, tỷ lệ che phủ 22%; năm 2005 diện tích rừng tăng lên 12,7%, trong đó có 2,5 triệu ha rừng trồng, tỷ lệ che phủ 38%; năm 2013 diện tích rừng toàn quốc là khoảng 13,5 triệu ha, độ che phủ gần 39,7% Diện tích rừng tuy có tăng, nhưng hiện tại phần lớn là rừng non mới phục hồi và rừng trồng chưa đến tuổi khai thác được Có tới 70% diện tích là rừng nghèo và rừng mới phục hồi Vì vậy, vẫn chưa đảm bảo mức an toàn sinh thái cho sự phát triển bền vững của đất nước

Tân Thành là một xã miền núi nằm ở phía Đông Bắc của huyện Phú Bình, cách trung tâm huyện là 7km, cách trung tâm thành phố Thái

Nguyên 30km về phía Đông, có diện tích đất tự nhiên là 2871,33 ha, trong đó diện tích đất lâm nghiệp chiếm 1879,16ha, không có rừng tự nhiên, rừng trồng chủ yếu là Keo, Bạch đàn, Thông phục vụ cho các nhà máy giấy, ván dăm…

Để có những nghiên cứu sâu hơn về tính chất của đất, thấy được ảnh hưởng của thảm thực vật tới đất rừng, nhằm mục đích sử dụng đất hợp lý trên quan điểm sinh thái và phát triển bền vững, đồng thời đề xuất biện pháp cải tạo đất bị xói mòn, bạc màu, thực hiện phủ xanh đất trống đồi núi

trọc, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu một số tính chất cơ

bản của đất dưới các quần xã rừng trồng ở xã Tân Thành, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định được đặc điểm về thành phần loài, thành phần dạng sống, cấu trúc tầng tán, độ che phủ của các kiểu thảm thực vật nghiên cứu

- Xác định được những tính chất vật lý, hóa học cơ bản của đất dưới các kiểu thảm thực vật nghiên cứu, trên cơ sở đó bước đầu đánh giá được tác dụng bảo vệ đất chống xói mòn và rửa trôi các chất dinh dưỡng trong đất, nâng cao độ phì của từng kiểu thảm thực vật

- Đề xuất những biện pháp lâm sinh phù hợp cho một số kiểu thảm nhằm nâng cao khả năng phục hồi rừng, tăng độ che phủ, góp phần vào việc vừa có tác dụng bảo vệ môi trường nói chung và môi trường đất nói riêng,

vừa tạo ra giá trị kinh tế phục vụ cho cuộc sống con người

3 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài được thực hiện trong thời gian từ tháng 5 năm 2015 đến tháng 12 năm 2016 tại xã Tân Thành, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên Do điều kiện hạn chế về thời gian và kinh phí, đề tài chỉ tập trung nghiên cứu một số tính chất lý, hóa học cơ bản của đất trong mối quan hệ với một số kiểu thảm thực vật chọn nghiên cứu mà không nghiên cứu sự tác động trở lại của các yếu tố môi trường đất đến các kiểu thảm thực vật

Các khu vực chọn nghiên cứu thuộc xã Tân Thành đều có những đặc điểm tương đối đồng nhất như: đá mẹ, địa hình, hướng phơi, sự tác động của con người và động vật…

4 Đóng góp mới của luận văn

Mô tả được đặc điểm hình thái phẫu diện đất dưới một số quần xã rừng trồng ở xã Tân Thành, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên

Đưa ra các dẫn liệu định lượng góp phần làm sáng tỏ ảnh hưởng của một số quần xã rừng trồng đến một số tính chất lý, hóa học cơ bản của đất ở khu vực nghiên cứu

Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Nghiên cứu về thành phần loài và dạng sống thực vật

1.1.1 Nghiên cứu về thành phần loài

1.1.1.1 Trên thế giới

Những nghiên cứu về thành phần loài là một trong những nội dung được tiến hành từ lâu trên thế giới Theo các nhà nghiên cứu, mỗi vùng sinh thái sẽ hình thành thảm thực vật đặc trưng, sự khác biệt của thảm này so với thảm khác biểu thị bởi thành phần loài, thành phần dạng sống, cấu trúc và động thái của nó Vì vậy, việc nghiên cứu thành phần loài, thành phần dạng sống là chỉ tiêu quan trọng trong phân loại loại hình thảm thực vật

Ở Liên Xô (cũ) có nhiều công trình của Vưsotski (1915), Craxit (1904), Sennhicốp (1933), Creepva (1978)… (dẫn theo Hoàng Chung, 1980 [11])

Ramakrisnan (1981 – 1992) khi nghiên cứu thảm thực vật sau nương rẫy ở vùng Tây Bắc Ấn Độ đã khẳng định: chỉ số đa dạng loài rất thấp, chỉ số loài ưu thế đạt cao nhất ở pha đầu của quá trình diễn thế và giảm dần theo thời gian bỏ hóa (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000 [4])

Longchun và cộng sự (1993) nghiên cứu về đa dạng thực vật ở hệ sinh thái sau nương rẫy tại Xishuang Bana thuộc tỉnh Vân Nam, Trung Quốc đã đưa ra nhận xét: tại Bana khi nương rẫy bó hóa được 3 năm thì có 17 họ, 21 chi, 21 loài thực vật; còn nếu bỏ hóa được 19 năm thì có 60 họ, 143 chi, 167 loài thực vật (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000 [4])

1.1.1.2 Ở Việt Nam

Các công trình nghiên cứu về thành phần loài thực vật ở nước ta cũng rất nhiều Phan Kế Lộc (1978) đã xác định hệ thực vật miền Bắc Việt Nam có

5609 loài thuộc 1660 chi và 240 họ [34]

Thái Văn Trừng (1978) thống kê hệ thực vật Việt Nam có 7004 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 1850 chi, 289 họ [51]

Hoàng Chung (1980) nghiên cứu về đồng cỏ Việt Nam đã công bố 233 loài thực vật thuộc 54 họ và 44 bộ [11]

Phạm Hoàng Hộ (1991 – 1993) trong công trình “Cây cỏ Việt Nam” đã thống kê được số loài hiện có của hệ thực vật Việt Nam là 10.500 loài, gần đạt 12.000 loài theo dự đoán của nhiều nhà thực vật học [24]

Lê Mộng Chân (1994) điều tra tổ thành vùng núi cao Vườn quốc gia Ba

Vì đã được phát hiện được 483 loài thuộc 323 chi, 136 họ thực vật bậc cao có mạch trong đó gặp 7 loài được mô tả lần đầu tiên [9]

Đỗ Tất Lợi (1995) khi nghiên cứu các loài cây thuốc đã công bố 798 loài thuộc 164 họ có ở hầu hết các tỉnh nước ta [35]

Lê Ngọc Công và Hoàng Chung (1994) nghiên cứu về thành phần loài, dạng sống của sa van bụi ở đồi trung du Bắc Thái (cũ) đã phát hiện được 123 loài thuộc 47 họ khác nhau [13]

Lê Ngọc Công (1998) khi nghiên cứu tác dụng cải tạo môi trường của một số mô hình rừng trồng trên vùng đồi núi trung du một số tỉnh miền Bắc nước ta đã thống kê được 211 loài thuộc 64 họ [14]

Nguyễn Nghĩa Thìn (1998) khi tổng kết các công trình nghiên cứu về khu vực hệ thực vật ở Việt Nam đã ghi nhân có 2.393 loài thực vật bậc thấp

và 1.373 loài thực vật bậc cao thuộc 2.524 chi và 378 họ [46]

Thái Văn Trừng (1998) khi nghiên cứu về hệ thực vật Việt Nam đã nhận xét về tổ thành thực vật của tầng cây bụi như sau: Trong các trạng thái thảm thực vật khác nhau của rừng nhiệt đới Việt Nam, tổ thành loài của tầng cây bụi chủ yếu có sự đóng góp của các chi Psychotria, Prismatomeris, Pavetta trong họ Rubiaceae; chi Tabermontana (họ Trúc đào – Apocynaceae); chi Ardisia, Maesa (họ Đơn nem – Myrsinaceae); chi Polyanthia (họ Na – Annonaceae); chi Diospyros (họ Thị - Ebenaceae) [52]

Đặng Kim Vui (2002) nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy để làm cơ sở đề xuất các giải pháp khoanh nuôi làm giàu rừng ở

huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên đã đưa ra kết luận: Đối với giai đoạn phục hồi từ 1-2 tuổi, thành phần loài thực vật gồm 72 loài thuộc 36 họ và họ Hòa thảo (Poaceae) có số lượng lớn nhất là 10 loài Tiếp đến họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) 6 loài, họ Trinh nữ (Mimosaceae) 4 loài và họ Cà phê (Rubiaceae) 4 loài… Giai đoạn 3-5 tuổi có 65 loài thuộc 34 họ; giai đoạn 5-10 tuổi có 56 loài thuộc 36 họ; giai đoạn 11-15 tuổi có 57 loài thuộc 31 họ [57]

Theo Danh lục các loài thực vật Việt Nam (2003) đã thống kê được 368 loài Vi khuẩn lam (Tiền nhân – Procaryota); 2176 loài Tảo (Algae); 481 loài Rêu (Bryophyta); 1 loài Quyết lá thông (Psilotophyta); 53 loài Thông đất (Lycopodiophyta); 69 loài Hạt trần (Gymnospermae); 13.000 loài thực vật Hạt kín (Angiospermae), đưa tổng số loài thực vật Việt Nam lên đến hơn 20.000 loài [5]

Lê Ngọc Công (2004) nghiên cứu hệ thực vật tỉnh Thái Nguyên đã thống kê các loài thực vật bậc cao có mạch gồm 160 họ, 468 chi, 654 loài, chủ yếu là các loài cây lá rộng thường xanh, trong đó có nhiều loài cây gỗ quý như Lim, Nghiến, Trai, Dẻ… [17]

Lê Ngọc Công (2010) nghiên cứu tính đa dạng thực vật bậc cao có mạch trong 4 trạng thái rừng ở tỉnh Thái Nguyên đã công bố danh lục gồm

733 loài, 465 chi, 145 họ thuộc 5 ngành thực vật bậc cao có mạch Tác giả cho biết có 71 loài thực vật có tên trong Sách đỏ Việt Nam (2007), IUCN (2001) và Nghị định 32/2006/NĐ-CP [18]

Phan Trọng Khương (2013), khi nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tính

đa dạng thực vật ở xã San Sả Hồ, huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai đã thống kê được 298 loài, 235 chi, 102 họ [31]

Đỗ Khắc Hùng (2014) nghiên cứu về hiện trạng thảm thực vật ở huyện

Vị Xuyên tỉnh Hà Giang đã thống kê thành phần thực vật ở đây gồm có 114

họ, 393 chi, 557 loài [27]

Nguyễn Đức Thiện (2014) khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên trong một số quần xã thực vật phục hồi sau nương rẫy tại xã Mỹ Yên, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên đã thống kê được 410 loài thực vật thuộc 111 họ [45]

Các công trình nghiên cứu về thành phần loài trên thế giới và ở Việt Nam có số lượng lớn, tuy nhiên chủ yếu đều là các công trình nghiên cứu về thành phần loài ở rừng tự nhiên, rừng phục hồi số công trình nghiên cứu về thành phần loài ở rừng trồng rất ít

1.1.2 Nghiên cứu về thành phần dạng sống thực vật

Trong quá trình tồn tại, thực vật phải thích nghi với môi trường sống, điều này không chỉ thể hiện qua tổ hợp thành phần loài mà qua thành phần dạng sống của nó Dạng sống của thực vật là một đặc trưng nói lên sự thích nghi của thực vật với điều kiện môi trường Dạng sống thể hiện bản chất sinh thái của loài Vì vậy, nghiên cứu thành phần dạng sống có vai trò quan trọng trong đánh giá đặc điểm sinh thái của bất kì một hệ thực vật nào Khi nghiên cứu thành phần dạng sống cho ta thấy mối quan hệ chặt chẽ của dạng sống với điều kiện tự nhiên của từng vùng và sự tác động của điều kiện sinh thái với từng loài thực vật

1.1.2.1 Trên thế giới

Cannon (1911) đã lập ra bảng phân loại dạng sống cây thuộc thảo đầu tiên, sau đó hàng loạt bảng phân loại đã được đưa ra Với cây thảo, đặc điểm phần dưới đất đóng vai trò rất quan trọng trong phân chia dạng sống, nó thể hiện mức độ khắc nghiệt khác nhau của môi trường sống là phần lâu năm của cây (dẫn theo Hoàng Chung, 2008 [12]

Khi phân tích bản chất các vùng sinh thái của mỗi hệ thực vật, nhất là

hệ thực vật của các vùng ôn đới, người ta vẫn thường dùng hệ thống các dạng sống của Raunkiaer (1934) (theo Trần Ngũ Phương, 1970 [41]) bởi nó đảm bảo tính khoa học, đơn giản và dễ áp dụng Trong bảng phân loại này,

Raunkiaer đã dùng vị trí chồi so với mặt đất và đặc điểm của nó trong thời kì khó khăn nhất cho sự sinh trưởng của thực vật làm cơ sở phân loại

Raunkiaer chia ra 5 nhóm dạng sống chính:

1 Nhóm cây có chồi cao trên mặt đất : Phanerophytes (Ph)

2 Nhóm cây có chồi sát mặt đất : Chamactophytes (Ch)

3 Nhóm cây có chồi nửa ẩn : Hemicryptophytes (He)

4 Nhóm cây có chồi ẩn : Criptophytes (Cr)

5 Nhóm cây sống một năm : Theophytes (Th)

Trên cơ sở 5 kiểu dạng sống trên, Raunkiaer còn chia ra các nhóm, gồm tất cả 30 nhóm

Raunkiaer đã xây dựng được phổ dạng sống tiêu chuẩn (SB):

SB = 46Ph + 9Ch + 26He + 6Cr + 13Th

Hệ thống phân loại của Raunkiaer có ý nghĩa vô cùng to lớn trong nghiên cứu các dạng sống của hệ thực vật Phân chia dạng sống của Raunkiaer dựa trên những đặc điểm cơ bản của thực vật, nghĩa là dựa trên đặc điểm cấu tạo, phương thức sống của thực vật, đó là kết quả tác động tổng hợp của các yếu tố môi trường tạo nên Thuộc về những đặc điểm này có hình dạng ngoài của thực vật, đặc điểm qua đông, sinh sản…

Braun-Blanquet (1951), đánh giá cách mọc của thực vật dựa vào tính liên tục hay đơn độc của loài đã chia thành 5 thang: mọc lẻ, mọc thành vạt, mọc thành dải nhỏ, mọc thành vạt lớn và mọc thành khóm lớn (dẫn theo Lê Ngọc Công, 1998 [15])

Trong bảng phân loại dạng sống của Xêrêbriacốp (1964), ngoài những dấu hiệu hình thái sinh thái, ông còn sử dụng cả những dấu hiệu như ra quả nhiều lần hay một lần trong cả đời của cá thể Bảng phân loại này mang tính chất sinh thái học hơn của Raunkiaer, bao gồm các kiểu sau:

Ngành A: Thực vật thân gỗ sống trên đất, bì sinh

+ Kiểu 1: Cây gỗ

+ Kiểu 2: Cây bụi

+ Kiểu 3: Cây bụi nhỏ

+ Kiểu 6: Cây thuộc thảo đơn trục

Trong bảng phân loại này không bao gồm các cây thủy sinh Trong bảng phân loại ông còn chia ra các đơn vị nhỏ hơn là lớp, lớp phụ, nhóm, nhóm phụ, tổ và các dạng đặc thù (dẫn theo Hoàng Chung, 2008 [12])

Lê Trần Chấn (1990) khi nghiên cứu về hệ thực vật Lâm Sơn tỉnh Hòa Bình cũng áp dụng phương pháp phân loại của Raunkiaer phân chia hệ thực vật thành 5 dạng sống chính Tuy nhiên, tác giả đã dùng thêm kí hiệu để chi tiết hóa một số dạng sống (a: ký sinh; b: bì sinh; c: dây leo; d: cây chồi trên thân thảo) Tác giả không xếp phương thức sống kí sinh, bì sinh vào dạng sống cơ bản mà chỉ coi đây là những dạng phụ [10]

Nguyễn Bá Thụ (1995) cũng phân chia dạng sống thực vật ở Vườn Quốc gia Cúc Phương theo nguyên tắc của Raunkiaer [49]

Phạm Hồng Ban (2000) [4] nghiên cứu tính đa dạng sinh học của hệ sinh thái tái sinh sau nương rẫy vùng Tây Nam Nghệ An, áp dụng khung phân loại của Raunkiaer để phân chia dạng sống, phổ dạng sống của khu vực nghiên cứu là:

SB = 67,40Ph + 7,33Ch + 12,62He + 8,53Cr + 4,09Th

Đặng Kim Vui (2002) nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên phân chia dạng sống thực vật dựa vào hình thái cây: cây gỗ, cây bụi, dây leo và cây cỏ, ông đã xác định được 17 kiểu dạng sống trong đó có 5 kiểu dạng cây bụi: cây bụi, cây bụi thân

bò, cây bụi nhỏ, cây bụi nhỏ thân bò, cây nửa bụi [57]

Nguyễn Thế Hưng (2003) nghiên cứu dạng sống trong trạng thái thảm thực vật thứ sinh tại Hoành Bồ (Quảng Ninh) đã có kết luận: nhóm cây chồi trên mặt đất có 196 loài, chiếm 60,49% tổng số loài của toàn hệ thực vật; nhóm cây có chồi chồi sát đất có 26 loài (8,02%); nhóm cây có chồi nửa ẩn có

43 loài (13,27%); nhóm cây có chồi ẩn có 24 loài chiếm 7,47%; nhóm cây một năm có 35 loài chiếm 10,80% [28]

Phạm Ngọc Thường (2003) [50] khi nghiên cứu thảm thực vật sau nương rẫy ở Thái Nguyên và Bắc Kạn đã cho kết quả phổ dạng sống của hệ thực vật là:

SB = 56,37Ph + 12,73Ch + 14,23He +8,80Cr + 7,87Th

Lê Ngọc Công (2004) khi nghiên cứu quá trình phục hồi rừng bằng khoanh nuôi trên một số thảm thực vật ở tỉnh Thái Nguyên đã phân chia thực vật thành các dạng sống cơ bản như sau: Cây gỗ, cây bụi, cây cỏ, dây leo [16]

Ngô Tiến Dũng (2004) [20] nghiên cứu tính đa dạng thực vật ở Vườn Quốc gia Yok Don đã lập được phổ dạng sống của thực vật Yok Don là:

SB = 71,73Ph + 1,41Ch + 7,77He + 4,59Cr + 6Th

Vũ Thị Liên (2005) [33] đã phân chia dạng sống trong các kiểu thảm thực vật sau nương rẫy ở Sơn La theo hệ thống phân loại của Raunkiaer và cho kết quả phổ dạng sống như sau:

SB = 69,66Ph + 3,76Ch + 9,29He + 10,84Cr + 6,42Th

Giáp Thị Hồng Anh (2007) [2] nghiên cứu đặc điểm thảm thực vật thứ sinh và tính chất hóa học của đất tại xã Canh Nậu, huyện Yên Thế, tỉnh Bắc Giang đã áp dụng bảng hệ thống phân chia dạng sống của Raunkiaer để phân chia dạng sống và phổ dạng sống, kết quả thu được là:

SB = 65,7Ph + 9,5Ch + 6,7He + 13,3Cr + 4,8Th

Phan Trọng Khương (2013) [31] khi nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tính đa dạng thực vật trong một số trạng thái thảm thực vật ở xã San Sả Hồ, huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai, đã áp dụng bảng hệ thống phân chia dạng sống của Raunkiaer để phân chia dạng sống và phổ dạng sống, kết quả thu được là:

SB = 43,31Ph + 4,52Ch + 30,05He + 8,05Cr +11,07Th

Nghiên cứu về thành phần loài và thành phần dạng sống thực vật là một trong những nội dung quan trọng của các nhiệm vụ nghiên cứu của bất kì hệ thực vật nào Đặc điểm thành phần loài và dạng sống là một trong các chỉ tiêu quan trọng để phân biệt giữa kiểu thảm thực vật này với kiểu thảm thực vật khác

1.2 Nghiên cứu về ảnh hưởng qua lại giữa thảm thực vật và đất

1.2.1 Ảnh hưởng của đất tới thảm thực vật

Đất là một hệ thống động trong đó dung dịch đất là môi trường của các quá trình vật lý, hoá học và sinh học trong môi trường đất Đất được hình thành từ đá mẹ do sự biến đổi của nó theo thời gian dưới tác động của thực vật, động vật, vi sinh vật trong các điều kiện khác nhau của địa hình và khí hậu [26] Tính chất quan trọng của đất chính là độ phì của đất vì độ phì có ảnh hưởng tới sự phân bố, sự sinh trưởng và phát triển của cây rừng và hệ sinh thái rừng

1.2.1.1 Trên thế giới

Các công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của đất tới thảm thực vật trên thế giới được tiến hành từ rất sớm

Một số nhà nghiên cứu như Alêkhin (1904), Graxits (1927), Sennhicop

(1938) đã thống nhất và đưa ra kết luận từ rất sớm là mỗi vùng sinh thái xác

định sẽ hình thành một kiểu thảm thực vật đặc trưng khi các tác giả này nghiên cứu trên loại hình đồng cỏ và thảo nguyên ở Liên Xô (cũ) (dẫn theo Hoàng Chung, 1980 [11])

Hađi (1936), Baur (1946) và Richards.P.W (1952), khi nghiên cứu hệ

sinh thái rừng nhiệt đới cho rằng các đặc tính lí hóa của đất ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nước, tình hình không khí và độ sâu tầng đất có tác dụng tạo ra sự phân hóa trong thành phần của hệ sinh thái rừng mưa hơn tính chất hóa học của đất [42], [43]

Jacop.A (1956), khi nghiên cứu về vai trò của mùn trong đất đối với cây, ông đã kết luận: Ngoài khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cải tạo đất nâng cao

độ phì, trong mùn còn có chất quynon có tác dụng kích thích sự tăng trưởng của rễ, do đó ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và phát triển cây rừng [22]

Khi phân chia các kiểu rừng trong mối quan hệ với thổ nhưỡng ở Indonesia và Malaysia, Richards.P.W (1964) đã cho rằng: Trong vùng nhiệt đới dù chỉ khác biệt rất ít về đất đai cũng dẫn đến sự khác nhau về thành phần thực vật [43]

1.2.1.2 Ở Việt Nam

Ở Việt Nam có rất nhiều công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của đất

đến thảm thực vật Nhà nghiên cứu Chavalier.A (1918), là người đầu tiên đưa

ra bảng phân loại rừng Bắc Bộ ở Việt Nam với 10 kiểu thảm khác nhau và ông cho rằng đất là yếu tố hình thành các kiểu thảm (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1978) [51]

Trên cơ sở tổng hợp các nghiên cứu của Maurand.P (1943), Dương Hàm Hy (1956) cũng đưa ra bản phân loại các kiểu rừng Việt Nam dựa trên nhiều yếu tố trong đó thổ nhưỡng là yếu tố phát sinh ra các kiểu thảm thực vật (Theo Thái Văn Trừng, 1978 [51] Nhiều tác giả như: Trần Ngũ Phương (1970) [41], Nguyễn Ngọc Bình (1996) [6], Vũ Tự Lập (1995) [32] cũng có nhận xét tương tự)

Nguyễn Thoan (1986) cho rằng đá mẹ và thế nằm của đá, độ dày tầng đất cũng như độ ẩm, độ cứng của đất là yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển hình thái của rễ cây rừng, độ ẩm của đất và chất dinh dưỡng trong đất ảnh hưởng đến sự phát triển của những bộ phận trên mặt đất [48]

Đặng Ngọc Anh (1993) nhận xét: hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất, độ sâu tầng đất đã ảnh hưởng tới khả năng tái sinh rừng Dẻ ở Hà Bắc Như vậy điều kiện đất và loại đất có ảnh hưởng lớn tới khả năng tái sinh của cây rừng Đặc điểm lí, hóa học của đất (đặc biệt là thành phần dinh dưỡng, độ

pH, thành phần cơ giới và độ ẩm của đất) có ảnh hưởng rất lớn đến tổ thành rừng Đất phát triển trên loại đá mẹ nào thì sẽ có loại đất ấy tương ứng phù hợp với thành phần khoáng của loại đá mẹ đó [1]

Khi nghiên cứu quá trình tái sinh phục hồi thảm thực vật sau nương rẫy tại Sapa, Trần Đình Lý, Đỗ Hữu Thư, Lê Đồng Tấn (1995) đã nhận định: đất thoái hóa nhẹ thì quá trình diễn thế thứ sinh phục hồi thảm thực vật diễn ra nhanh, nếu đất xấu (đất thoái hóa trung bình, nặng và rất nặng) thì quá trình diễn ra ngược lại [37]

Ma Thị Ngọc Mai (2007) khi nghiên cứu quá trình diễn thế đi lên của thảm thực vật ở Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh (Vĩnh Phúc) và vùng phụ cận đã nhận xét: Các yếu tố địa hình, độ dốc, mức độ thoái hoá đất đều ảnh hưởng sâu sắc đến quá trình diễn thế đi lên của thảm thực vật [39]

Như vậy điều kiện đất và loại đất có những ảnh hưởng nhất định tới khả năng tái sinh của cây rừng Đặc điểm lý, hóa học của đất (đặc biệt là thành phần dinh dưỡng, độ pH, thành phần cơ giới và độ ẩm của đất) có ảnh hưởng rất lớn đến tổ thành rừng Đất phát triển trên loại đá mẹ nào thì sẽ có loại đất ấy tương ứng phù hợp với thành phần khoáng của loại đá mẹ đó

Số lượng các công trình nghiên cứu về tính chất lý hóa học của đất nhiều, tuy nhiên chủ yếu nghiên cứu về rừng tự nhiên, rừng tái sinh… những nghiên cứu về tính chất lý hóa học của đất dưới các quần xã rừng trồng còn hạn chế

1.2.2 Nghiên cứu về ảnh hưởng của thảm thực vật tới đất

Lớp phủ thảm thực vật rừng giữ vai trò quan trọng trong điều tiết nguồn nước, hạn chế lũ lụt, hạn hán, xói mòn đất, và nó càng có vai trò to lớn trong các khu rừng đặc dụng là bảo tồn hệ sinh thái mẫu chuẩn và các loài động thực vật quí hiếm Sự thay đổi lớp phủ thảm thực rừng có thể làm mất đi các hệ sinh thái mẫu chuẫn cũng như loài động thực vật quý hiếm do hoạt động của con người hay do các hiện tượng tự nhiên gây nên Thảm thực vật ảnh hưởng rất đa dạng tới đất rừng, do đó trên thế giới cũng như ở Việt Nam

đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về nội dung này

1.2.2.1 Trên thế giới

Dokuchaev (1879), người sáng lập ra môn thổ nhưỡng học đã định nghĩa đất (hay thổ nhưỡng) là một thể tự nhiên hình thành từ lớp trên của vỏ trái đất dưới ảnh hưởng tổng hợp của các yếu tố: khí hậu, đá mẹ, địa hình, sinh vật và tuổi địa chất của từng địa phương (dẫn theo Nguyễn Ngọc Bình, 1996) [6] Như vậy sinh vật nói chung và thực vật nói riêng là một trong các yếu tố ảnh hưởng rất lớn tới sự hình thành và tính chất của đất

Monin (1937) khi nghiên cứu trên các kiểu rừng khác nhau đã đưa ra kết luận: rừng mưa nhiệt đới, chất rơi rụng hàng năm là 10 - 20 tấn/ha, rừng

ôn đới là 5 - 7 tấn/ha , thảm cỏ và thảo nguyên là 1 - 3 tấn/ha Vậy mỗi kiểu thảm thực vật khác nhau thì lượng vật chất rơi rụng trả lại cho đất cũng khác nhau Trong đó kiểu rừng mưa nhiệt đới có lượng vật chất cung cấp cho đất là lớn nhất (dẫn theo Trần Đình Lý, 1997) [38]

Theo Kononove.M.M (1951) bộ rễ của các loài cây thuộc thảo là nguồn

bổ sung các chất hữu cơ cho đất, có thể đạt tới 8-25 tấn/ha, còn theo

Beliakova.L.P (1953) thì lượng cây Medicago sativa cung cấp khoảng 40

tấn/ha/năm cho đất (dẫn theo Trần Đình Lý, 1997 [38])

Theo kết quả nghiên cứu của Zon.S.V (1955) cho thấy: đối với từng loại cây khác nhau, lượng chất trả lại cho đất cũng khác nhau Ở rừng Thông

là 4,1 tấn/ha, rừng Vân sam là 6,0 tấn/ha, rừng Dẻ là 3,9 tấn/ha Ngoài ra tuổi

rừng cũng ảnh hưởng tới khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho đất Tuổi rừng càng cao thì lượng chất rơi rụng càng nhỏ: rừng 20 tuổi là 2,5 tấn/ha, rừng 40 tuổi là 2,3 tấn/ha, rừng 100 tuổi chỉ có 1,3 tấn/ha (dẫn theo Trần Đình

Lý, 1997 [38])

Theo Richards.P.W (1964) , đất rừng nhiệt đới càng thành thục thì hàm lượng chất khoáng hòa tan càng giảm do quá trình rửa trôi và thảm thực vật rừng nhiệt đới là nhân tố tích cực chống lại quá trình đó [43]

1.2.2.2 Ở Việt Nam

Nguyên Vi và Trần Khải (1978) khi nghiên cứu tính chất hóa học của đất ở miền Bắc Việt Nam đã khẳng định vai trò của thảm thực vật trong quá trình hình thành đất và nâng cao độ phì của đất [56]

Nguyễn Lân Dũng (1984) khi nghiên cứu nguồn gốc chất hữu cơ trong đất, ông cho thấy nguồn gốc từ xác cây xanh chiếm 4/5 tổng số chất hữu cơ đưa vào đất Tính trung bình hàng năm đất được thảm thực vật bổ sung vào khoảng 2 - 10 tấn/ha chất hữu cơ Tùy theo thảm thực vật khác nhau mà lượng chất hữu cơ cung cấp hàng năm cho đất cũng khác nhau [21]

Nguyễn Thế Hưng, Hoàng Chung (1995) khi nghiên cứu về một số đặc điểm sinh thái, sinh vật học của sa van Quảng Ninh và các mô hình sử dụng

đã phát hiện được 60 họ thực vật khác nhau với 131 loài và đưa ra kết luận:

đa dạng về thành phần loài, dạng sống là yếu tố cải thiện tính chất lí hóa học của đất [29]

Nguyễn Ngọc Bình (1996) đã có nhận xét là các tính chất và độ phì của đất có quan hệ đến sự phân bố của các loại thảm thực vật… [6]

Khi nghiên cứu các loại đất rừng Việt Nam trên nhiều kiểu rừng tự nhiên phân bố theo nhiều độ cao khác nhau, Nguyễn Tử Xiêm, Thái Phiên (1999) [58] cũng có nhận xét tương tự

Lê Ngọc Công, Hoàng Chung (1998) khi nghiên cứu vai trò của độ che phủ ở các trạng thái thảm thực vật có nhận xét: trị số pH(KCl), hàm lượng

mùn và hàm lượng các chất dễ tiêu trong đất tăng tỉ lệ thuận với độ che phủ của thảm thực vật [14]

Lê Đồng Tấn (2000) nghiên cứu về ảnh hưởng của canh tác nương rẫy đến đất rừng Sơn La đã nhận xét: độ che phủ của thảm thực vật có vai trò quan trọng trong việc giữ nước và bảo vệ đất [44]

Lê Ngọc Công (2004) đã nghiên cứu ảnh hưởng một số quần xã thực vật đến môi trường đất trong các giai đoạn diễn thế phục hồi rừng sau nương rẫy ở Thái Nguyên đã khẳng định: độ che phủ của thảm thực vật ảnh hưởng theo hướng tốt tới tính chất hóa học của đất, tới lượng vi sinh vật, thành phần giun đất [17]

Nguyễn Thị Kim Anh (2006) khi nghiên cứu ảnh hưởng của một số thảm thực vật đến môi trường đất ở vùng đồi tỉnh Thái Nguyên đã đi đến kết luận: thảm thực vật có vai trò quan trọng trong việc làm biến đổi tính chất hóa học của đất, từ đó làm tăng độ phì (tăng hàm lượng mùn, đạm, K2O, P2O5,

độ pH, Ca2+

, Mg2+ trao đổi) [3]

Ma Thị Ngọc Mai (2007) khi nghiên cứu quá trình diễn thế đi lên của thảm thực vật ở Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh (Vĩnh Phúc) và vùng phụ cận đã nhận xét: Quá trình tái sinh, diễn thế phục hồi rừng tự nhiên làm tăng hàm lượng hạt sét và sét vật lý, làm tăng độ xốp tầng đất mặt, tăng hàm lượng mùn, đạm tổng số, lân và kali dễ tiêu Cùng với quá trình cải thiện các đặc tính lý hoá học của đất, số lượng và thành phần vi sinh vật đất cũng được tăng lên đáng kể [39]

Đỗ Khắc Hùng (2009) khi nghiên cứu ảnh hưởng của một số kiểu thảm thực vật đến một số tính chất lý hóa học cơ bản của đất ở xã Yên Ninh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên đã đưa ra kết luận: Rừng có tác dụng bảo vệ và cải tạo tốt thành phần cơ giới, tính chất vật lý và tính chất hóa học của đất [26]

Nguyễn Văn Hoàn (2011) khi nghiên cứu quá trình phục hồi của một số kiểu thảm thực vật cây gỗ tại khu bảo tồn Tây Yên Tử - Bắc Giang đã có nhận xét các tính chất vật lý, hoá học của đất ở các thảm thực vật phục hồi đều có

thay đổi dương tính ở các mức độ khác nhau, tuỳ thuộc vào thời gian phục hồi Thời gian phục hồi càng dài thì chất lượng đất càng tốt [23]

Như vậy có thể thấy những công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của rừng trồng đến tính chất lý hóa học của đất ở nước ta còn ít được quan tâm nghiên cứu, nhất là đối với rừng trồng ở xã Tân Thành, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên

1.2.3 Nghiên cứu về tác dụng cải tạo đất của thảm thực vật

Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của thảm thực vật đến đất, trong đó tác dụng cải tạo đất được nghiên cứu sâu hơn cả Việc nghiên cứu về tác dụng cải tạo đất của thảm thực vật đã được rất nhiều nhà khoa học chú ý đến nhằm mục đích sử dụng bền vững tài nguyên đất

1.2.3.1 Trên thế giới

Ở Phillipin có công trình nghiên cứu sử dụng cây Keo dậu (Leuceana

leucophata) như là một cây đa tác dụng để phủ xanh, trồng lại rừng cho gỗ củi

vì Ipilipil là cây có khả năng cải tạo đất, mọc nhanh, tái sinh chồi mạnh, chịu được nơi đất xấu (dẫn theo Hoàng Xuân Tý, 1988 [53])

Ở Indonexia có công trình nghiên cứu cây Muồng hoa pháo (Caliandra

calothyrsus) vừa để cải tạo đất vừa làm thức ăn cho gia súc (dẫn theo Hoàng

Xuân Tý, 1996 [54])

Ở Ấn Độ có công trình nghiên cứu cây Đậu triều (Cajanus cajan) là

cây cải tạo đất và trồng xen với cây ăn quả (dẫn theo Hoàng Xuân Tý, 1996 [55])

1.2.3.2 Ở Việt Nam

Trương Văn Lung, Nguyễn Bá Hải (1996) với công trình nghiên cứu trồng cây bộ Đậu cải tạo đất và hướng phát triển vườn đồi miền Tây Thừa Thiên Huế và có những kết luận: Trồng cây bộ Đậu cải tạo đất thì mọi thành phần nông hóa của đất đều được nâng lên rõ rệt Sử dụng một số cây bộ đậu làm tiên phong cải tạo đất và định hướng phát triển theo mô hình vườn đồi là

giải pháp hợp lý để sử dụng có hiệu quả vùng gò đồi rộng lớn mà hiện nay đang ngày càng xói mòn, trơ sỏi đá của Thừa Thiên Huế [36]

Hoàng Xuân Tý (1996) thực hiện công trình nghiên cứu nâng cao công nghệ thâm canh rừng trồng (Bồ đề, Bạch đàn, Keo) sử dụng cây họ đậu để cải tạo đất và nâng cao chất lượng rừng như sử dụng cây Đậu triều Ấn Độ, cây Keo dậu, cây Đậu tràm để diệt cỏ, chống cháy mùa khô, cải thiện độ phì cho đất [54]

Trần Đình Lý (1997) nghiên cứu trồng cây họ Đậu (Keo hoa vàng, Keo mỡ), Thông và Bạch đàn trồng xen để cải tạo đất gò đồi ở Bình Trị Thiên Sau

10 năm rừng khép tán ông đã thu được kết quả các chỉ tiêu lý học, hóa học của đất trước và sau khi trồng các cây họ Đậu như sau: Độ ẩm tăng từ 2% lên 17%, pH tăng từ 4,1% lên 4,3%, mùn tăng từ 0,94% lên 2,91%, Nitơ tổng số tăng từ 0,039% lên 0,059% [38]

Giáp Thị Hồng Anh (2007) khi nghiên cứu một số đặc điểm của thảm thực vật thứ sinh và tính chất hóa học của đất tại xã Canh Nậu, huyên Yên Thế, tỉnh Bắc Giang đã đi đến kết luận: Các chỉ tiêu (độ ẩm, hàm lượng mùn, hàm lượng N,P,K và các cation Ca2+

, Mg2+ trao đổi) trong đất nhìn chung đều biến đổi theo quy luật tăng dần khi độ che phủ của thảm thực vật tăng lên [2]

Ma Thị Ngọc Mai (2007) khi nghiên cứu quá trình diễn thế đi lên của thảm thực vật ở Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh (Vĩnh Phúc) và vùng phụ cận đã kết luận: Tính chất vật lý, hoá học và dinh dưỡng của đất cũng được cải thiện dần theo thời gian và các giai đoạn diễn thế phục hồi rừng, từ giai đoạn thảm cỏ đến rừng thưa và rừng thành thục [39]

Đinh Thị Phượng (2010), khi nghiên cứu sự thay đổi môi trường đất trong quá trình phục hồi thảm thực vật rừng ở một số khu vực tỉnh Thái Nguyên đã nhận xét: Quá trình tái sinh diễn thế phục hồi thảm thực vật rừng

tự nhiên là tiền đề cho quá trình cải thiện đặc điểm lý tính và hóa tính của đất, làm tăng độ xốp, độ ẩm tầng đất mặt Thảm thực vật phục hồi góp phần cải

thiện đặc tính hóa học của đất như làm tăng hàm lượng mùn, đạm tổng số, lân

và kali dễ tiêu Cùng với quá trình cải thiện đặc tính lý, hóa học của đất thì thành phần và số lượng vi sinh vật, động vật đất cũng tăng lên đáng kể [42]

Dương Thị Thanh Mai (2012) khi nghiên cứu về ảnh hưởng của thảm thực vật đến một số tính chất lý, hóa học và vi sinh vật đất ở xã Phúc Xuân,

thành phố Thái Nguyên tỉnh Thái Nguyên đã đưa ra kết luận thảm thực vật

phục hồi có tác dụng to lớn đến cải thiện độ xốp của đất, hàm lượng mùn, lân, kali dễ tiêu và độ chua của đất [40]

Trên thế giới cũng như Việt Nam, các tác giả nghiên cứu về tác dụng cải tạo đất của thảm thực vật rừng tự nhiên đã nhiều công trình Qua đó, có thể thấy được tác dụng cải tạo đất vô cùng to lớn của thảm thực vật rừng: cân bằng độ ẩm, cung cấp mùn, điều hòa nhiệt độ của đất, cân bằng các chất hóa học… Tuy nhiên các công trình nghiên cứu về mối quan hệ giữa rừng trồng

và các tính chất lý hóa học của đất còn hạn chế Vì vậy, đây là hướng mà luận văn này quan tâm nghiên cứu

Chương 2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ VÀ XÃ HỘI

CỦA VÙNG NGHIÊN CỨU

2.1 Điều kiện tự nhiên

2.1.1 Vị trí địa lý, ranh giới hành chính

Thái Nguyên là một tỉnh miền núi trung du, có diện tích tự nhiên 3.562,82 km2 Phía Bắc tiếp giáp với tỉnh Bắc Kạn, phía Tây giáp với các tỉnh Vĩnh Phúc, Tuyên Quang, phía Đông giáp với các tỉnh Lạng Sơn, Bắc Giang

và phía Nam giáp với thủ đô Hà Nội

Tỉnh Thái Nguyên có 2 thành phố là Thái Nguyên và Sông Công, 1thị

xã Phổ Yên, và 6 huyện là Đại Từ, Định Hóa, Đồng Hỷ, Phú Bình, Võ Nhai

Phú Bình là một huyện nằm ở phía Đông Nam của tỉnh Thái Nguyên,

có diện tích 251,71 km2 Phía Bắc giáp huyện Đồng Hỷ, phía Tây giáp thành phố Thái Nguyên và thị xã Phổ Yên, các phía Đông và Nam giáp các huyện Hiệp Hòa, Tân Yên, Yên Thế của tỉnh Bắc Giang Huyện Phú Bình có 21 đơn

vị hành chính, bao gồm 1 thị trấn và 20 xã, với 318 xóm và tổ dân phố; có 7

xã miền núi với 30 xóm đặc biệt khó khăn( trong đó có 4 xã khu vực III, 1 xã khu vực II và 1 xã ATKII) Toạ độ địa lý của huyện: 210o23’33” –

210o35’33” vĩ Bắc; 105o

51’ – 106o02’ kinh độ Đông

Xã Tân Thành là khu vực nghiên cứu, đây là một xã miền núi nằm ở phía Đông của huyện Phú Bình, cách trung tâm huyện là 7km, cách trung tâm thành phố Thái Nguyên 30km về phía Đông, có diện tích đất tự nhiên là 2.8731,33ha, có ranh giới như sau:

+ Phía Bắc giáp xã Hợp Tiến của huyện Đồng Hỷ

+ Phía Đông giáp với xã Tam Tiến của huyện Yên Thế, tỉnh Bắc Giang + Phía Nam và Đông Nam giáp với xã Tân Hòa, huyện Phú Bình

+ Phía Tây giáp với xã Tân Kim, huyện Phú Bình

2.1.2 Địa hình

Thái nguyên là một tỉnh trung du miền núi, nhưng địa hình lại không phức tạp lắm so với các tỉnh trung du, miền núi khác, Địa hình tỉnh Thái Nguyên có nhiều dãy núi cao chạy theo hướng Bắc Nam và thấp dần xuống phía Nam Các nếp núi có dạng hình cánh cung có bụng quay về phía Đông Nam, đầu chạm vào dãy Tam Đảo Cấu trúc vùng núi phía Bắc chủ yếu là đá phong hóa mạnh, tạo thành nhiều hang động và thung lũng nhỏ Phía Tây Nam có dãy Tam Đảo - các vách núi dựng đứng và kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam Độ cao trung bình của núi từ 500m - 700m, vùng cao nhất

là dãy Tam Đảo (1591m) và vùng thấp nhất là Phổ Yên (15m)

Huyện Phú Bình

Địa hình của Phú Bình thuộc nhóm cảnh quan địa hình đồng bằng và nhóm cảnh quan hình thái địa hình gò, đồi Nhóm cảnh quan địa hình đồng bằng, kiểu đồng bằng aluvi, rìa đồng bằng Bắc Bộ, với độ cao địa hình 10 – 15m Kiểu địa hình đồng bằng xen lẫn đồi núi thoải dạng bậc thềm cổ có diện tích lớn hơn, độ cao địa hình vào khoảng 20 – 30m và phân bố dọc sông Cầu Nhóm cảnh quan hình thái địa hình gò đồi của Phú Bình thuộc loại kiểu cảnh quan gò đồi thấp, trung bình, dạng bát úp, với độ cao tuyệt đối 50 – 70m Trước đây, phần lớn diện tích nhóm cảnh quan hình thái địa hình núi thấp có lớp phủ rừng nhưng hiện nay lớp phủ rừng đang bị suy giảm, diện tích rừng tự nhiên hầu như không còn Địa hình của Phú Bình có chiều hướng dốc xuống dần từ Đông Bắc xuống Đông Nam, với độ dốc 0,04% và độ chênh lệch cao trung bình là 1,1m/km dài Độ cao trung bình so với mặt nước biển là 14m, thấp nhất là 10m thuộc xã Dương Thành, đỉnh cao nhất là Đèo Bóp cao 250m

so với mực nước biển, thuộc xã Tân Thành Diện tích đất có độ dốc nhỏ hơn 8% chiếm đa số, nên địa hình của huyện tương đối bằng phẳng, thuận lợi cho việc trồng lúa nước

2.1.3 Khí hậu

Các số liệu về nhiệt độ, độ ẩm và lượng mưa trung bình tháng tỉnh Thái Nguyên năm 2015 (Theo trạm khí tượng Thái Nguyên) được trình bày trong bảng 2.1

Bảng 2.1: Nhiệt độ, độ ẩm, lƣợng mƣa trung bình tháng

tỉnh Thái Nguyên năm 2015 Chỉ

tiêu

Tháng

Nhiệt độ không khí trung bình/tháng ( o C)

Độ ẩm không khí trung bình/tháng (%)

Tổng lƣợng mƣa/tháng (mm)

(Nguồn: Theo trạm Khí tượng Thái Nguyên)

Thái Nguyên có khí hậu đặc thù của một tỉnh miền núi, trung du Bắc

bộ Một năm chia làm hai mùa rõ rệt đó là mùa khô và mùa mưa

Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, có nhiệt độ cao, lượng mưa lớn: tháng 6 có nhiệt độ trung bình cao nhất là 29,6oC và tháng 9 có lượng mưa cao nhất là 396,6mm

Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau, có nhiệt độ thấp, trời rét, có lượng mưa ít và thường có gió mùa Đông Bắc tràn về Trong các tháng 12, 1,

2 nhiệt độ thấp, lượng mưa ít, độ ẩm không khí khô, nắng hanh, có kèm theo sương muối đã làm ảnh hưởng lớn đến sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của người dân

C, mùa hè thời tiết nóng ẩm, nhiệt độ ngày cao nhất lên đến 40oC

Hình 2.1: Nhiệt độ trung bình tháng ở Thái Nguyên năm 2015

2.1.3.2 Chế độ mưa ẩm

Thái Nguyên có lượng mưa khá lớn với tổng lượng mưa cả năm 2015

là 1971,4mm nhưng phân bố không đồng đều giữa các tháng trong năm, thường tập trung vào từ tháng 5 đến tháng 9 Trong năm lượng mưa cao nhất vào tháng 9 với lượng mưa là 396,6mm và lượng mưa thấp nhất là vào tháng

2 với 25,4mm

0 5 10 15 20 25 30 35

Hình 2.2: Lƣợng mƣa trung bình tháng ở Thái Nguyên năm 2015

Do lượng mưa lớn nên độ ẩm không khí tương đối cao và khá ổn định, với độ ẩm trung bình năm là 81,5%, tháng có độ ẩm cao nhất là tháng 3 với 90% và tháng có độ ẩm thấp nhất là tháng 10 với 78%

Hình 2.3: Độ ẩm trung bình tháng ở Thái Nguyên năm 2015

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

2.1.4 Đất đai

Phú Bình có tổng diện tích đất tự nhiên 25.171 ha thì có đến 20.751ha

là diện tích đất dành cho sản xuất nông nghiệp, 4.343ha đất phi nông nghiệp chiếm 17,25% so với tổng diện tích đất tự nhiên của huyện Phú Bình, trong diện tích đất phi nông nghiệp chủ yếu là đất chuyên dùng chiếm 13,1 % so với tổng diện tích đất tự nhiên của huyện Phú Bình Diện tích đất chưa sử dụng là 77ha chiếm 0,31 % so với tổng diện tích đất tự nhiên

Tài nguyên đất đai của Phú Bình có nhiều chủng loại nhưng phân bố không tập trung Nhìn chung đất đai Phú Bình được đánh giá là có chất lượng xấu, nghèo dinh dưỡng, khả năng giữ nước và giữ ẩm kém, độ mùn tổng số thấp từ 0,5% lên 0,7%, độ pH cao từ 4 -5 Với tài nguyên đất đai như vậy, hiệu quả sản xuất nông nghiệp không cao nhưng lại thuận lợi cho việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế khi cần quy hoạch xây dựng các khu công nghiệp, do chi phí đền bù đất thấp hơn nhiều so với các vùng đồng bằng trù phú Trong diện tích đất lâm nghiệp của huyện hiện không còn rừng tự nhiên Nhìn chung, diện tích đất đai nông nghiệp, lâm nghiệp của huyện trong thời gian qua tuy

có giảm nhưng không biến động lớn Cơ cấu đất sản xuất nông nghiệp cũng không thay đổi nhiều

Khu vực nghiên cứu là xã Tân Thành, có tổng diện tích đất tự nhiên là 2856,06 ha, trong đó đất lâm nghiệp là 1738,54 ha (chiếm 60,87%) Xã Tân Thành chỉ có rừng sản xuất, với 100% diện tích là rừng trồng: Thông, Keo, Bạch đàn (hiện còn rất ít) Hiện trạng sử dụng đất ở KVNC được trình bày ở bảng 2.1

Bảng 2.2: Hiện trạng sử dụng đất của xã Tân Thành năm 2014

2.5 Đất sông suối và mặt nước chuyên

(Nguồn: Niên giám thống kê huyện Phú Bình 2014)

2.2 Điều kiện kinh tế xã hội

2.2.1 Dân tộc, dân số

Theo số liệu thống kê năm 2014 dân số huyện Phú Bình là 142.497 người, với 36.691 hộ cư trú, gồm 9 dân tộc chủ yếu cùng sinh sống, người Kinh chiếm đa số Toàn huyện có 3.081 hộ đồng bào dân tộc thiểu số, tập trung ở các xã Tân Hòa, Tân Thành, Bàn Đạt, Tân Kim, Tân Khánh, với tổng

số 12.500 nhân khẩu, chiếm 8,5% dân số toàn huyện (trong đó, dân tộc Nùng 4,06%, Sán Dìu 2,53%, Tày 1,8%, Dao 0,13%, Hoa 0,1%, các dân tộc khác:

Sán Chay, Mường, Thái, Mông 0,18%) (Nguồn: Niên giám thống kê huyện

Phú Bình năm 2014 [19])

Địa điểm nghiên cứu thuộc xã Tân Thành thuộc huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên Tổng diện tích tự nhiên toàn xã 2856,06ha, với dân số 5905 người với 1464 hộ dân Có 7 dân tộc: Kinh, Tày, Nùng, Dao, Mông, Sán Dìu, Hoa cùng sinh sống trong 12 xóm

2.2.2 Đặc điểm kinh tế

Phú Bình là địa phương có bề dày lịch sử, văn hóa và truyền thống cách mạng, là một trong những an toàn khu trong thời kỳ kháng chiến chống Pháp Huyện Phú Bình đã được Nhà nước phong tặng danh hiệu Anh hùng lực lượng vũ trang nhân dân Đồng bào các dân tộc trong huyện luôn có tinh thần đoàn kết, tương trợ nhau trong lao động sản xuất, cũng như trong đời sống, giữ gìn và phát huy bản sắc dân tộc, chấp hành tốt các chủ trương của Đảng, chính sách và pháp luật của Nhà nước, góp phần tích cực vào phát triển kinh

tế - xã hội, đảm bảo an ninh, quốc phòng Trong những năm qua, thực hiện đường lối đổi mới của Đảng, đặc biệt được sự quan tâm của Đảng và Nhà nước, đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân nói chung, của đồng bào các dân tộc thiểu số nói riêng ngày càng được cải thiện, điều kiện về cơ sở hạ tầng, văn hóa, y tế, giáo dục… được nâng cao, không còn hộ đói, tỷ lệ hộ nghèo hàng năm giảm

Trong thời gian gần đây, xã Tân Thành đã có nhiều chuyển biến tích cực, đời sống của người dân ngày càng được nâng cao Tân Thành vẫn còn là một trong những xã khó khăn của huyện Phú Bình

- Về trồng trọt, sản xuất lúa và rau màu đáp ứng đủ nhu cầu cho người dân Sản lượng lương thực có hạt năm 2015 đạt 3061,4 tấn Tổng diện tích cây rau xanh, cây màu nông sản hàng năm là 517ha (năm 2014) Chăm sóc và thu hoạch tốt diện tích chè 32,6ha Công tác khai thác quản lý, chăm sóc, bảo

vệ rừng luôn luôn được thực hiện tốt theo quy định, không có cháy rừng xảy

ra Trồng mới rừng được 191ha

- Về chăn nuôi, chủ yếu là phát triển theo quy mô hộ gia đình Các đối tượng chăn nuôi chính là trâu, bò và gia cầm Một số hộ gia đình đầu tư vào chăn nuôi gà theo hình thức trang trại đem lại hiệu quả kinh tế cao

2.2.3 Đặc điểm xã hội

- Về giao thông, giao thông liên thôn chủ yếu là đường đất, đi lại gặp nhiều khó khăn Năm 2015 xã Tân Thành đã và đang hoàn thiện 5 tuyến đường bê tông nông thôn giữa các xóm

- Về văn hóa, giáo dục, y tế: Tổng kết năm học 2014 -2015, giáo dục đạt kết quả như sau:

+ Trường Mầm non: đạt trường tiên tiến, số trẻ mẫu giáo 5 tuổi lên lớp

- Về điện, nước sạch: 100% người dân trong khu vực nghiên cứu được

sử dụng điện Nguồn nước sạch chủ yếu là nước giếng khơi, giếng khoan nhỏ nên đảm bảo vệ sinh và sức khỏe cho người dân

Nhận xét chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội vùng nghiên cứu:

* Những yếu tố thuận lợi :

Mặc dù là xã nghèo, nằm ở vùng sâu vùng xa của huyện Phú Bình, tuy nhiên xã Tân Thành có rất nhiều tiềm năng phát triển kinh tế và văn hóa xã hội như:

- Lực lượng lao động dồi dào, người lao động cần cù, chịu khó, ham học hỏi

- Hệ thống đường giao thông nối từ trung tâm huyện đến xã ( nối từ quốc lộ 37 qua xã dài 8km và đường huyện liên xã có chiều dài 10km) đã được cứng hóa theo tiêu chuẩn đường cấp VI miền núi, thuận tiện cho việc giao lưu văn hóa và phát triển các hoạt động thương mại, dịch vụ

- Điều kiện khí hậu, đất đai trên địa bàn xã phù hợp với việc trồng cây nông, lâm, nghiệp như lúa, chè, keo tai tượng, thông Từ đó phát triển các hoạt động tiểu thủ công nghiệp trên địa bàn như chế biến gỗ, nhựa thông, than củi

- Trình độ dân trí của người dân còn thấp, tỷ lệ đồng bào dân tộc cao

- Địa bàn rộng, các xóm cách xa trung tâm xã Cơ sở hạ tầng thấp kém,

hệ thống đường giao thông trong xã còn hạn chế, người dân gặp nhiều khó khăn trong việc đi lại, vận chuyển hàng hóa

Những điều kiện thuận lợi và khó khăn đó đã ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất nông, lâm nghiệp và đời sống của nhân dân địa phương