nghiên cứu đặc điểm cấu 3 trúc và tái sinh tự nhiên của thảm thực vật tại hai xã điềm mặc và phú đình huyện định hoá tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ------ DƯƠNG THỊ VÂN ANH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA THẢM THỰC VẬT TẠI HAI XÃ ĐIỀM MẶC VÀ PHÚ ĐÌNH HUYỆN ĐỊNH HO

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

- -

DƯƠNG THỊ VÂN ANH

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA THẢM THỰC VẬT TẠI HAI XÃ ĐIỀM MẶC VÀ PHÚ ĐÌNH

HUYỆN ĐỊNH HOÁ TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC

THÁI NGUYÊN - 2010

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

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

- -

DƯƠNG THỊ VÂN ANH

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA THẢM THỰC VẬT TẠI HAI XÃ ĐIỀM MẶC VÀ PHÚ ĐÌNH

HUYỆN ĐỊNH HOÁ TỈNH THÁI NGUYÊN

CHUYÊN NGÀNH: SINH THÁI HỌC

MÃ SỐ: 60.42.60

LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ ĐỒNG TẤN

THÁI NGUYÊN - 2010

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU……… 1

Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Trên thế giới……… 4

1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng……… 4

1.1.1.1 Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng………4

1.1.1.2 Về mô tả hình thái cấu trúc rừng……… 5

1.1.1.3 Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng……… 6

1.1.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng………7

1.1.3 Nghiên cứu về thảm thực vật……….10

1.1.3.1 Các quan điểm về thảm thực vật………10

1.1.3.2 Phân loại thảm thực vật……… 11

1.2 Những nghiên cứu ở Việt Nam……… 11

1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng……….11

1.2.1.1 Về phân loại rừng……… 12

1.2.1.2 Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng……….13

1.2.1.3 Nghiên cứu phân chia tầng thứ trong rừng nhiệt đới……… 14

1.2.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng……… 15

1.2.3 Nghiên cứu về thảm thực vật……….16

Chương 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 2.1 Địa lý tự nhiên……….19

2.2 Khí hậu, thuỷ văn……….20

2.3 Dân cư, dân tộc………21

Chương 3:MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………22

3.1 Mục đích nghiên cứu……… 22

3.2 Nội dung nghiên cứu………22

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

3.3 Đối tượng nghiên cứu……… 23

3.4 Phương pháp nghiên cứu……… 23

3.4.1 Thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế - xã hội…….23

3.4.2 Thu thập số liệu ở thực địa………23

3.4.3 Xử lí số liệu……… 24

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH……… 28

4.1 Hệ thực vật và thảm thực vật………28

4.1.1 Hệ thực vật………28

4.1.2 Thảm thực vật………33

4.2 Cấu trúc của thảm thực vật……… 35

4.2.1 Đặc điểm tổ thành loài……… 35

4.2.1.1 Hệ số tổ thành loài……… 35

4.2.1.2 Các nhóm sinh thái……….37

4.2.2 Cấu trúc tầng tán………38

4.2.2.1 Cấu trúc tầng tán của rừng nhiệt đới thường xanh mưa mùa nhiệt đới ở địa hình thấp và núi thấp cây gỗ lá rộng……… 38

4.2.2.2 Cấu trúc của rừng tre nứa thuần loại……… 39

4.2.2.3 Cấu trúc của rừng tre nứa hỗn giao cây lá rộng……….40

4.2.2.4 Cấu trúc của thảm cây bụi……… 41

4.2.2.5 Cấu trúc của thảm cỏ……… 42

4.2.3 Phân bố N/D, N/HVN, H/D1.3……….42

4.3 Nghiên cứu đánh giá năng lực tái sinh tự nhiên trong các trạng thái thảm thực vật………46

4.3.1 Nguồn gốc và chất lượng cây tái sinh……… 46

4.3.2 Thành phần loài cây tái sinh……… 47

4.3.3 Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao………48

4.3.4 Đánh giá năng lực tái sinh tự nhiên trong các trạng thái thảm thực

vật………50

4.4 Đề xuất giải pháp phát triển và sử dụng hợp lý thảm thực vật………….51

4.4.1.Giải pháp phát triển……… 51

4.4.1.1 Quản lí bảo vệ rừng……… ……… 51

4.4.1.2 Trồng rừng mới……… ………51

4.4.1.3 Khoanh nuôi xúc tiến tái sinh rừng kết hợp trồng bổ sung……… 52

4.2 Giải pháp khai thác và sử dụng………52

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ……….54

A KẾT LUẬN………54

B ĐỀ NGHỊ………55

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… ………56

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

BẢNG DANH LỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 4.1: Tổng hợp số taxon (họ, chi, loài) trong hệ thực vật tại hai xã Phú Đình

và Điềm Mặc huyện Định Hóa tỉnh Thái Nguyên 27

Bảng 4.2: Phân bố các taxon trong các ngành của hệ thực vật ở hai xã Phú Đình

và Điềm Mặc huyện Định Hóa tỉnh Thái Nguyên 31

Bảng 4.3: Các họ giàu chi và loài nhất trong hệ thực vật tại hai xã

Phú Đình và Điềm Mặc huyện Định Hóa tỉnh Thái Nguyên 32

Bảng 4.4: Các chi nhiều loài nhất trong hệ thực vật tại hai xã

Phú Đình và Điềm Mặc huyện Định Hóa tỉnh Thái Nguyên 33

Bảng 4.5: Công thức tổ thành loài trong rừng cây lá rộng 36

Bảng 4.6: Công thức tổ thành loài trong rừng tre nứa hỗn giao cây lá rộng tại hai

xã Phú Đình và Điềm Mặc huyện Định Hóa tỉnh Thái Nguyên 36

Bảng 4.7: Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết bằng hàm Meyer về luật

Bảng 4.8 : Tương quan giữa mật độ và chiều cao vút ngọn (N/HVN) 44

Bảng 4.9 : Tương quan giữa mật độ và chiều cao vút ngọn (N/HVN) 45

Bảng 4.11: Mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao dưới tán rừng 48

Hình 4.2: Đồ thị về sự phân bố cây tái sinh qua các cấp chiều cao 48

MỞ ĐẦU

Rừng là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá đối với các quốc gia Thực vật nói chung và thực vật rừng nói riêng là loài sinh vật duy nhất trên trái đất có khả năng quang hợp tạo nên sinh chất nuôi sống mình và nuôi sống các sinh vật khác, góp phần quan trọng vào chu trình tuần hoàn vật chất và năng lượng Thực vật rừng là nguồn tài nguyên thiên nhiên có khả năng tái tạo cung cấp cho loài người từ lương thực, thực phẩm, các loài thuốc chữa bệnh, các vật liệu sử dụng hàng ngày cho đến các nguyên liệu, nhiên liệu dùng trong công nghiệp Quần thể thực vật rừng tạo nên môi trường sinh thái thích hợp là nơi cư trú cho nhiều loài sinh vật, nó cũng góp phần cải tạo môi trường không khí, đất, nước và làm tăng

vẻ đẹp nơi sống của con người

Một trong những vấn đề bức xúc hiện nay của nhân loại là diện tích thảm thực vật rừng ngày càng bị thu hẹp Có nhiều nguyên nhân gây nên tình trạng mất thảm thực vật như chiến tranh, thiên tai (gió, bão, lửa rừng…) và bùng nổ dân số với các hoạt động như: khai thác củi, chặt phá rừng làm nương rẫy… để giải quyết nhu cầu lương thực trước mắt trong nhiều thập kỷ qua Con người là nhân tố chính khai thác tài nguyên rừng quá mức và sử dụng tập quán lạc hậu là canh tác nương rẫy làm cho diện tích thảm thực vật tự nhiên bị phá huỷ nghiêm trọng, diện tích đất trống, đồi trọc ngày càng tăng lên, làm mất dần tính đa dạng sinh học Mất thảm thực vật rừng đã dẫn đến giải phóng bạo lực tự nhiên, những thiệt hại do thiên tai gây ra sẽ không lường hết được

Việt Nam nằm trong lục địa Đông Nam Á thuộc khu vực nhiệt đới là cái nôi của thực vật hạt kín, lại là giao điểm của các luồng thực vật di cư từ các khu vực hệ thực vật lân cận (Hệ thực vật Malaixia, hệ thực vật Himalaya – Vân Nam Quý Châu) nên thành phần thực vật rất đa dạng và phong phú Theo các tài liệu công bố gần đây thực vật bậc cao có mạch việt Nam có thể lên tới 12000 loài Tuy nhiên trong điều kiện hạn chế hiện nay chúng ta mới chỉ ưu tiên quan tâm

tới những loài cây gỗ, cây cỏ, dây leo bậc cao đang có nguy cơ bị tiêu diệt cùng những loài cây có giá trị lâm sinh và kinh tế

Ở Việt Nam theo thống kê độ che phủ rừng bị giảm đáng kể so với trước đây Năm 1943 độ che phủ của rừng nước ta là 43%, đến năm 1993 chỉ còn 28%, nhưng đến cuối năm 1999 con số này đã tăng lên 33,2% Tuy vậy độ che phủ của rừng ở những nơi xung yếu còn rất thấp (Sơn La 10%, Lai Châu 13%, Cao Bằng 12%)

Nhận thức việc mất rừng là tổn thất duy nhất nghiêm trọng đang đe doạ sức sinh sản lâu dài của những tài nguyên có khả năng tái tạo Trong những năm qua nước ta đã quan tâm nhiều hơn đến vấn đề trồng rừng và bảo vệ rừng Mục tiêu đến năm 2010 nước ta phải trồng được 5triệu ha rừng mới (2triệu ha rừng phòng hộ, rừng đặc dụng và 3 triệu ha rừng sản xuất) nhằm đưa độ che phủ rừng lên 43% (tương đương năm 1943) góp phần bảo đảm an ninh môi trường, giảm nhẹ thiên tai, tăng khả năng sinh thuỷ, bảo tồn nguồn gen và tính đa dạng sinh học, vừa đảm bảo đáp ứng nhu cầu về sử dụng lâm sản cho nền kinh tế quốc dân, phục vụ công nghiệp hoá nông nghiệp và nông thôn, vừa góp phần giải quyết công ăn việc làm và đảm bảo đời sống cho cộng đồng dân cư sống ở các vùng sâu vùng xa

Định Hoá là một huyện miền núi phía Tây Bắc tỉnh Thái Nguyên Đây cũng là căn cứ địa cách mạng của Đảng và Chính Phủ trong kháng chiến chống thực dân Pháp Mấy năm gần đây Định Hoá được đầu tư, bảo vệ, tôn tạo để xứng đáng là một trong những khu di tích lịch sử quan trọng của đất nước Vấn đề đặt

ra là thực hiện như thế nào để phát huy hiệu quả và tiềm năng vốn có của chúng Thực tế cho thấy giá trị của rừng chính là cơ sở để phát triển kinh tế - xã hội, tạo cảnh quan du lịch sinh thái nên công tác bảo vệ, nghiên cứu rừng càng được chú

trọng Với những lí do nêu trên tôi đã chọn đề tài : “Nghiên cứu đặc điểm cấu

trúc và tái sinh tự nhiên của thảm thực vật tại hai xã Điềm Mặc và Phú Đình huyện Định Hoá tỉnh Thái Nguyên”

Chương 1

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Cấu trúc rừng là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau có thể chung sống hài hoà và đạt tới sự ổn định tương đối trong một giai đoạn phát triển nhất định của tự nhiên Cấu trúc rừng vừa là kết quả vừa là sự thể hiện quan

hệ đấu tranh và sự thích ứng lẫn nhau giữa các sinh vật rừng với môi trường sinh thái và giữa các sinh vật rừng với nhau

1.1 Trên thế giới

1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

1.1.1.1 Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng

Quy luật về cấu trúc rừng là cơ sở quan trọng để nghiên cứu sinh thái học,

hệ sinh thái rừng và đặc biệt là để xây dựng những mô hình lâm sinh cho hiệu quả sản xuất cao Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia thành ba dạng cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian Cấu trúc của lớp thảm thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, là sản phẩm của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật và thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng Thực tế cấu trúc rừng nó có tính trật tự và theo quy luật của quần xã

Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt đới đã được Richards P.W (1933-1934), Baur.G.N (1962), Odum (1971)… tiến hành Các nghiên cứu này thường nêu lên quan điểm, khái niệm và mô tả định tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng

Theo tác giả Baur G.N (1962) [1] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, trong đó đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự

nhiên từ đó tác giả này đã đưa ra những tổng kết hết sức phong phú về các nguyên lí tác động xử lý lâm sinh nhằm đem lại rừng cơ bản là đồng tuổi, rừng không đồng tuổi và các phương pháp xử lí cải thiện rừng mưa

Công trình nghiên cứu của tác giả Catinot (1965) [5] đã biểu diễn cấu trúc sinh thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến…

1.1.1.2 Về mô tả hình thái cấu trúc rừng

Hiện tượng thành tầng là sự sắp xếp không gian phân bố của các thành phần sinh vật rừng trên cả mặt bằng và theo chiều thẳng đứng Phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do Davit và P.W.Richards (1933 - 1934) đề xướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guyan đến nay vẫn là phương pháp có hiệu quả

để nghiên cứu cấu trúc tầng của rừng Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là chỉ minh hoạ được cách sắp xếp theo hướng thẳng đứng của các loài cây

gỗ trong một diện tích có hạn Cusen (1951) đã khắc phục bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đưa lại một hình tượng về không gian ba chiều

Phương pháp biểu đồ trắc diện do Davis và Richards (1933-1934) đề xuất trong khi phân loại và mô tả rừng nhiệt đới phức tạp về thành phần loài và cấu trúc thảm thực vật theo chiều nằm ngang và thẳng đứng

Richards P.W (1952) [39] đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mưa thành hai loại là rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản Trong những lập địa đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm vài loài cây Cũng theo tác giả này thì rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có 3 tầng, trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ) Trong rừng mưa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài cây thân cỏ còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây

Kraft (1884), lần đầu tiên đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng, ông phân chia cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng của cây rừng Phân cấp của Kraft phản ánh được tình hình phân hoá cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản và dễ áp dụng nhưng chỉ phù hợp với rừng thuần loài đều tuổi

Việc phân cấp cây rừng cho rừng hỗn loài nhiệt đới tự nhiên là một vấn đề phức tạp, cho đến nay vẫn chưa có tác giả nào đưa ra phương án phân cấp cây rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiên mà được chấp nhận rộng rãi Sampion Gripfit (1948), khi nghiên cứu rừng tự nhiên Ấn Độ và rừng ẩm nhiệt đới Tây Phi có kiến nghị phân cấp cây rừng thành 5 cấp cũng dựa vào kích thước chất lượng cây rừng Richards (1952) [39] phân rừng ở Nigeria thành 6 tầng dựa vào chiều cao cây rừng

Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thường đưa ra những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới nên chưa phản ánh được sự phân tầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới

1.1.1.3 Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng

Việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã có từ lâu và được chuyển dần từ mô tả định tính sang định lượng với sự thống kê của toán học và tin học, trong đó việc

mô hình hoá cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng

đã được nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả Vấn đề về cấu trúc không gian và thời gian của rừng được các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất Có thể kể đến một số tác giả tiêu biểu: Rollet B (1971), Brung (1970), Loeth et al (1976)…Rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu cấu trúc không gian và thời gian của rừng theo hướng định lượng và dùng các mô hình toán để mô phỏng các qui luật cấu trúc (dẫn theo Trần Văn Con, 2001) [7] Rollet B (1971) đã mô tả mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính bằng các hàm hồi qui, phân bố đường

kính bằng các dạng phân bố xác suất nhiều tác giả còn sử dụng hàm Weibull để

mô hình hoá cấu trúc đường kính loài theo mô hình của Schumarcher và Coil (Belly, 1973) Bên cạnh đó các hàm Meyer, Hyperbol, hàm mũ, Pearson, Poisson,… cũng đuợc nhiều tác giả sử dụng để mô hình hoá cấu trúc rừng

Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo hay ngoại mạo sinh thái [12] Cơ sở phân loại rừng theo xu hướng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng Đại diện cho hệ thống phân loại rừng theo hướng này có Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973),… Trong nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này khi nghiên cứu ngoại mạo của quần xã thực vật đã không tách rời khỏi hoàn cảnh của nó và do vậy hình thành một hướng phân loại theo ngoại mạo sinh thái

Khác với xu hướng phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo chủ yếu mô

tả rừng ở trạng thái tĩnh Trên cơ sở nghiên cứu rừng ở trạng thái động, Melekhov đã nhấn mạnh sự biến đổi của rừng theo thời gian, đặc biệt là sự biến đổi của tổ thành loài cây trong lâm phần qua các giai đoạn khác nhau trong quá trình phát sinh và phát triển của rừng

Tóm lại, trên thế giới các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú, đa dạng, có nhiều công trình nghiên cứu công phu và đã đem lại hiệu quả cao trong kinh doanh rừng

1.1.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiện của một thế hệ cây con của những loài cây

gỗ ở những nơi có hoàn cảnh rừng Dưới tán rừng, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy Vai trò lịch sử của lớp cây con này là

thay thế thế hệ cây già cỗi Vì vậy tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng chủ yếu là tầng cây gỗ

Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây tái sinh và tầng cây gỗ lớn đã được nhiều nhà khoa học quan tâm Mibbre-ad, 1930; Richards,

1933, 1939; Schultz, 1960; Baur G.N, 1964; Rollet, 1969) Do tính chất phức tạp

về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài có giá trị nên trong thực tiễn người ta chỉ khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định

Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới vô cùng phức tạp và còn ít được nghiên cứu Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh của rừng mưa thường chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng đã ít nhiều

bị biến đổi Vanstenis (1965) đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là tái sinh phân tán liên tục của các loài cây chịu bóng và tái sinh vệt của các loài cây ưa sáng

Nghiên cứu tái sinh ở rừng nhiệt đới Châu Phi, A.Obrevin (1938) nhận thấy cây con của các loài cây ưu thế trong rừng mưa là rất hiếm Ông đã khái quát hoá các hiện tượng tái sinh ở rừng nhiệt đới Châu Phi để đúc kết lên lí luận bức khảm tái sinh, nhưng phần lí giải các hiện tượng đó còn bị hạn chế Vì vậy lí luận của ông còn ít sức thuyết phục, chưa giúp ích cho thực tiễn các biện pháp kĩ thuật điều khiển tái sinh rừng theo những mục tiêu kinh doanh đã đề ra

Tuy nhiên, những kết quả quan sát của Davis và P.W Richards (1933), Bowt (1946), Sun (1960), Role (1969) [39] ở rừng mưa nhiệt đới Nam Mĩ lại khác hẳn với nhận định của A.O Brevin Đó là hiện tượng tái sinh tại chỗ và liên tục của các loài cây tổ thành loài cây có khả năng giữ nguyên không đổi trong một thời gian dài

Về phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927) , với diện tích ô đo đếm thông thường từ 1 đến 4m2 Diện tích ô đo đếm nhỏ thuận lợi trong điều tra nhưng số lượng ô phải đủ lớn mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng

Các công trình nghiên cứu về phân bố tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới đáng chú ý là công trình nghiên cứu của Richards (1952), Bernard Rollet (1974), tổng kết các kết quả nghiên cứu về phân bố số cây tái sinh tự nhiên đã nhận xét: Trong các ô có kích thước nhỏ (1 x 1m; 1 x 1,5m) cây tái sinh tự nhiên có dạng phân bố cụm, một số ít có phân bố Poisson Ở Châu Phi trên cơ sở các số liệu thu thập Taylor (1954), Barnard (1955) đã xác định số lượng cây tái sinh trong rừng nhiệt đới thiếu hụt cần thiết cần phải bổ sung bằng trồng rừng nhân tạo Ngược lại, các tác giả nghiên cứu về tái sinh rừng nhiệt đới Châu Á như Bava (1954), Budowski (1956), Atinot (1965) lại nhận định dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ số lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, do vậy các biện pháp lâm sinh đề ra cần thiết để bảo vệ và phát triển cây tái sinh có sẵn dưới tán rừng

Đối với rừng nhiệt đới thì các nhân tố sinh thái như nhân tố ánh sáng (thông qua độ tàn che của rừng), độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi là những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tái sinh rừng Baur (1962) [1] cho rằng sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến phát triển của cây con, đối với sự nảy mầm và phát triển của cây mầm, ảnh hưởng này thường không rõ ràng Độ khép tán của quần thụ ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và sức sống của cây con Trong công trình nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa cây con và quần thụ, V.G.Karpov (1969) đã chỉ ra đặc điểm phức tạp trong quan hệ cạnh tranh về dinh dưỡng khoáng của đất, ánh sáng, độ ẩm và tính chất không thuần nhất của quan hệ qua lại giữa các thực vật tuỳ thuộc đặc tính sinh vật học, tuổi và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật Thảm cỏ và cây bụi tuy kém phát triển ở những quần thụ kín tán nhưng chúng vẫn có ảnh hưởng đến cây tái sinh Ngược

lại, những lâm phần thưa, rừng đã qua khai thác thì thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh mẽ Trong điều kiện này chúng là nhân tố gây trở ngại rất lớn cho tái sinh rừng (Xannikov, 1967; Vipper, 1973)

Như vậy, qua những kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới chỉ ra cho chúng ta thấy được các phương pháp nghiên cứu của một số tác giả cũng như những quy luật tái sinh ở một số nơi Đồng thời các tác giả đã chỉ ra được một số biện pháp lâm sinh phù hợp tác động và đó nhằm thúc đẩy quá trình tái sinh theo chiều hướng có lợi

1.1.3 Nghiên cứu về thảm thực vật

1.1.3.1 Các quan điểm về thảm thực vật

Trên thế giới và ở Việt Nam có nhiều nhà nghiên cứu thực vật đã đưa ra những khái niệm về thảm thực vật Theo J.Schmithusen (1959): Thảm thực vật là lớp thực bì của trái đất và các bộ phận hợp thành khác nhau của nó

Phần lớn các nhà khoa học ở Tây Âu và Bắc Mỹ (Negry, Curtis, Brown, Ramenxki ) cho rằng cá thể loài cây là thực thể duy nhất trong thiên nhiên Do

đó, thảm thực vật không được xem như những đơn vị riêng biệt, mà chúng thay đổi không ngừng khi điều kiện hoàn cảnh biến đổi hoặc khu vực phân bố của các loài thay đổi Các tác giả phái “cá thể” không những phủ nhận sự tồn tại của các quần hợp thực vật mà phủ nhận luôn cả sự tồn tại của những loại hình quần lạc khác nhau (Thái Văn Trừng, 1978)

Trái với quan điểm trên, phần lớn các nhà nghiên cứu (Braun – Banquet, Rubel, Clement, ) lại nhất trí đối tượng nghiên cứu của thảm thực vật là quần lạc thực vật (Phytocennose) Thảm thực vật bao gồm các đơn vị cụ thể là ngoại mạo, cấu trúc, thành phần, ranh giới, động thái, đặc điểm phân bố đều dựa trên

cơ sở sinh thái học và địa lí học thực vật (Thái Văn Trừng, 1970)

1.1.3.2 Phân loại thảm thực vật

Ở Châu Âu theo Schmitthusen (1959) có hai hệ thống phân loại thảm thực vật chủ yếu Đó là hệ thống phân loại các quần xã thực vật mà đơn vị cơ bản là quần hợp (association) của Braun – Blanquet (1928) được các nhà thực vật học theo trường phái của Pháp áp dụng và hệ thống phân loại lấy quần hệ thực vật

làm đơn vị cơ bản, chủ yếu do các nhà địa thực vật người Đức áp dụng

Trong hệ thống Schimper, ông đã chia thảm thực vật thành quần hệ thổ nhưỡng, quần hệ vùng núi và quần hệ khí hậu Trong quần hệ thổ nhưỡng ông chia ra: rừng hành lang, rừng đầm lầy nước ngọt, rừng ven biển và rừng ngập nước mặn Với quần hệ vùng núi ông phân biệt: rừng á nhiệt đới, rừng ôn đới, rừng cảnh tiên, thảo nguyên núi cao và hoang mạc núi cao Trong quần hệ khí hậu ông phân biệt 4 kiểu: rừng mưa, rừng gió mùa, rừng trảng, rừng gai và còn thêm 2 thêm 2 kiểu nữa là thảo nguyên nhiệt đới và hoang mạc nhiệt đới

H.G.Champion (1936), đã phân biệt 4 đai thảm thực vật lớn theo độ nhiệt

ở vùng nhiệt đới gió mùa Châu Á: Nhiệt đới, á nhiệt đới, ôn đới và núi cao

J.S.Bread (1944) đưa ra hệ thống phân loại gồm 3 cấp: Quần hợp, quần hệ

và loạt quần hệ Hệ thống này được xem như là hoàn chỉnh nhất ở Châu Mỹ nhiệt đới và năm 1956 được Richard đề nghị áp dụng mở rộng cho các vùng nhiệt đới khác (Dẫn theo Thái Văn Trừng 1970 [48])

UNESCO (1973) đã công bố một khung phân loại thảm thực vật trên thế giới dựa trên nguyên tắc ngoại mạo, cấu trúc để có thể so sánh được các kết quả nghiên cứu ở các vùng khác nhau và có thể thể hiện trên bản đồ có tỷ lệ 1:1.000.000

1.2 Những nghiên cứu ở Việt Nam

1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Nhiều công trình khoa học của nhiều tác giả tập trung vào các đặc điểm cấu trúc của các kiểu rừng tự nhiên rừng trồng nhằm khắc phục việc kinh doanh

rừng lâu dài và ổn định Những năm 70 trở lại đây lâm sinh học định lượng phát triển mạnh mẽ, nhiều tác giả đi sâu vào mô phỏng các cấu trúc từ đơn giản đến phức tạp bằng mô hình

Tác giả Vũ Biệt Linh (1984) [19], khi bàn về vấn đề rừng theo hệ thống phân loại kinh doanh đã xác định cần phân chia rừng, đất rừng theo mục đích, nội dung, phương thức, biện pháp kinh doanh nhằm tổ chức định hướng tác nghiệp kinh doanh theo các đối tượng khác nhau để đạt được hiệu quả cần thiết

Tác giả Vũ Đình Phương (1985 – 1988) [31], [32], [33] đã đưa ra phương pháp phân chia rừng dựa vào 5 nhân tố: Nhóm sinh thái tự nhiên, các giai đoạn phát triển và suy thoái của rừng, khả năng tái tạo rừng bằng con đường tái sinh tự nhiên, đặc điểm về địa hình, thổ nhưỡng với một bảng mã hiệu dùng để tra trong quá trình phân chia

Như vậy, có rất nhiều tác giả trong nước cũng như nước ngoài đều cho rằng việc phân chia loại hình rừng tự nhiên ở Việt Nam là rất cần thiết đối với nghiên cứu cũng như trong sản xuất Tuỳ từng mục tiêu đề ra mà xây dựng các phương pháp phân chia khác nhau nhưng đều nhằm mục đích làm rõ thêm các đặc điểm của đối tượng cần quan tâm Công trình của Thái Văn Trừng đã đặt nền móng cho việc phân chia rừng tự nhiên của nước ta một cách tổng quát Phương pháp của Vũ Đình Phương tỉ mỉ hơn và cho ta những thông số cơ bản về tình trạng rừng hiện tại không chỉ về trữ lượng, vì vậy người quản lí có thể phác hoạ

được các biện pháp xử lí lâm sinh tác động vào rừng Phương pháp này tỏ ra hữu hiệu khi áp dụng ở nơi có trình độ kinh doanh tương đối cao và ổn định

1.2.1.2 Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng

Trong những năm gần đây, việc đi vào nghiên cứu cấu trúc theo hướng định lượng cũng đã được nhiều tác giả quan tâm như những công trình nghiên cứu mô hình hoá cấu trúc đường kính D1.3 và biểu diễn chúng theo các dạng hàm phân bố xác suất khác nhau Nổi bật là công trình nghiên cứu của Đồng Sỹ Hiền (1974) [14] dùng hàm Meyer và hệ thống đuờng cong Poisson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ đường kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở cho việc lập

biểu đồ thon cây đứng ở Việt Nam

Tác giả Nguyễn Hải Tuất (1982 – 1986) [51], [52] đã sử dụng hàm phân

bố giảm, phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc của rừng thứ sinh, đồng thời cũng áp dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể rừng

Tác giả Trần Văn Con (2001) [7] đã áp dụng hàm Weibull để mô phỏng cấu trúc đường kính cho rừng khộp ở ĐăkLăk

Tác giả Lê Minh Trung (1991) đã sử dụng hàm Poisson mô phỏng cấu trúc tán lá cây, hàm Weibull mô phỏng cấu trúc chiều cao và đường kính, đồng thời tiến hành khảo nghiệm hàm Hyperbol và Meyer cho các cấu trúc này

Nhìn chung các nghiên cứu định lượng cấu trúc đã được nhiều nhà lâm sinh học trong nước quan tâm ở các mức độ khác nhau nhưng đều nhằm một mục đích là xây dựng các cơ sở khoa học cho các giải pháp lâm sinh hợp lí Các nghiên cứu không dừng lại ở mức độ mô tả chung chung mà đã đi sâu vào phân tích các quy luật kết cấu và theo xu hướng chung của thế giới Đó là khái quát hoá, mô phỏng các quy luật bằng toán học, đồng thời các giải pháp lâm sinh được xây dựng trên cơ sở các chỉ tiêu định lượng

1.2.1.3 Nghiên cứu phân chia tầng thứ trong rừng nhiệt đới

Việc nghiên cứu này ở Việt Nam còn rất ít, nhất là ở xu hướng định lượng hoá Có thể điểm qua một số công trình của các tác giả sau đây:

Thái Văn Trừng (1978) [48] đã đưa ra mô hình cấu trúc tầng như sau: Tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C) Ông đã vận dụng và cải tiến bổ sung phương pháp biểu

đồ mặt cắt đứng của Davis – Richards để nghiên cứu cấu trúc rừng Việt Nam Tuy nhiên, việc chỉ ra độ cao giới hạn cho các tầng vẫn mang tính chất định tính

Nguyễn Văn Trương (1973, 1983, 1984) khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài cũng đã nghiên cứu sự phân tầng theo hướng định lượng, nhưng ở đây tác giả đã sử dụng phương pháp phân tầng theo chiều cao một cách cơ giới mà điều này không thể chỉ rõ kiểu phân tầng ở rừng nhiệt đới Việt Nam

Vũ Đình Phương (1988) [34] xuất phát từ các kết quả của các tác giả đi trước đã nhận định rằng: Việc xác định tầng thứ sinh thái của rừng lá rộng thường xanh là hoàn toàn hợp lí và cần thiết, do đó bằng phương pháp định lượng để xác định giới hạn của các tầng thứ là có thể làm được Nhưng chỉ có thể

có sự phân tầng “rõ rệt” khi rừng ở một giai đoạn phát triển nào đó của quá trình sinh trưởng và phát triển, mà theo tác giả đó là giai đoạn thành thục khi sự sinh trưởng và phát triển của rừng diễn ra ở mức độ chậm chạp Cũng theo tác giả, cần phân biệt rõ tầng tán với các lớp chiều cao cây rừng Đây là một nghiên cứu hoàn toàn mới mẻ nhưng bước đầu đã giúp các nhà nghiên cứu một định hướng quan trọng đó là: Sự phân tầng tán trong kiểu rừng lá rộng thường xanh là một hiện thực, nhưng có thể chỉ rõ ràng khi rừng đã phát triển ổn định và bằng toán học có thể định lượng sự phân tầng này Theo Vũ Đình Phương rừng lá rộng thường xanh ở miền Bắc nước ta ở vào giai đoạn ổn định thường có 3 tầng

Sự phân tầng trong rừng nhiệt đới đã đựơc các tác giả trên đề cập và giải quyết bằng các phương pháp khác nhau, nhưng đều chung một quan điểm là: Có

sự phân tầng trong rừng tự nhiên nhiệt đới và sự phân tầng này cần phải được định lượng hoá thông qua các trắc đồ và công cụ toán học

1.2.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Ở nước ta, vấn đề tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới đã được nghiên cứu từ đầu những năm 60 của thế kỉ 20 Từ năm 1962 - 1967, Viện Điều tra và Quy hoạch rừng đã thực hiện chuyên đề: “Tái sinh tự nhiên rừng” tại một số khu rừng trọng điểm thuộc các tỉnh: Quảng Ninh (Tiên Yên, Ba Chẽ, Yên Hưng), Yên Bái (Văn Bàn), Nghệ An (Quỳ Châu, Nghĩa Đàn), Hà Tĩnh (Hương Sơn, Hương Khê), Quảng Bình (Long Đại)

Nguyễn Ngọc Lung và cộng sự (1993) [23] cho rằng nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên cho phép nắm vững các điều kiện cần và đủ để sự can thiệp của con người đi đúng hướng Quá trình đó tuỳ thuộc vào mức độ tác động của con người mà ta thường gọi là xúc tiến tái sinh tự nhiên với mức độ cao nhất là tái sinh nhân tạo

Phạm Đình Tam (1987) [40], nghiên cứu tình hình tái sinh dưới các lỗ trống ở rừng thứ sinh vùng Hương Sơn (Hà Tĩnh) đã có nhận xét: Số lượng cây tái sinh xuất hiện khá nhiều dưới các lỗ trống khác nhau, lỗ trống càng lớn cây tái sinh càng nhiều và hơn hẳn những nơi kín tán

Lê Đồng Tấn (2000) [42] nghiên cứu quá trình phục hồi tự nhiên một số quần xã thực vật sau nương rẫy ở Sơn La có kết luận: Mật độ cây tái sinh ở các

vị trí địa hình và các cấp độ dốc khác nhau là khác nhau

Trần Xuân Thiệp (1996) [46] căn cứ vào số lượng cây tái sinh đã xây dựng bảng đánh giá tái sinh cho các trạng thái rừng (Theo hệ thống phân loại của Loschau) theo 3 cấp: tốt, trung bình, xấu Về phân bố theo cấp chiều cao đều có

sự tương đồng ở các trạng thái rừng, phân bố giảm theo hàm Meyer từ cấp 1 – 5 (< 3m)

Đỗ Hữu Thư, Trần Đình Lý và cộng sự (1994) [47] khi nghiên cứu năng lực tái sinh tự nhiên thảm thực vật rừng trong các trạng thái thực bì ở Việt Nam

đã nhân xét: Về số lượng và chất lượng của lớp tái sinh tự nhiên, tốc độ sinh trưởng và những thay đổi của lớp tái sinh tự nhiên trong các giai đoạn đầu của quá trình phục hồi thảm thực vật rừng thì các dạng thực bì ở trạng thái IB, IC, IIA,

IIB đều có thể xếp vào đối tượng có khả năng khoanh nuôi phục hồi rừng

Nhiều tác giả cũng có những nghiên cứu về đặc điểm lớp tái sinh tự nhiên trong các trạng thái thực bì khác nhau ở một số vùng sinh thái đồi núi nước ta như: Trần Đình Đại, Đỗ Hữu Thư và cộng sự (1988) [10]; Vũ Tiến Hinh (1991) [13]…

Từ phân tích trên có thể thấy ở nước ta các nghiên cứu chủ yếu điều tra đánh giá khả năng tái sinh tự nhiên ở một số rừng trong điều kiện tự nhiên còn những nghiên cứu về tái sinh tự nhiên dưới tán rừng trồng còn rất ít

1.2.3 Nghiên cứu về thảm thực vật

Trên thế giới và ở Việt Nam có nhiều nhà nghiên cứu thực vật đã đưa ra những khái niệm về thảm thực vật Theo J.Schmithusen (1959): Thảm thực vật là lớp thực bì của trái đất và các bộ phận hợp thành khác nhau của nó

Thái Văn Trừng (1970, 1999) [48] đã định nghĩa: Thảm thực vật bao gồm các quần thể thực vật phủ trên mặt đất như một tấm thảm xanh

Trần Đình Lý (1998) [28]: Thảm thực vật là lớp phủ thực vật ở một vùng

cụ thể hay trên toàn bộ bề mặt trái đất Như vậy, thảm thực vật mới chỉ là một khái niệm chung chưa chỉ rõ một đối tượng cụ thể nào Đây là khái niệm bao gồm nhiều thuật ngữ đã được cụ thể hoá: Quần hệ, xã hợp, quần hợp, quần xã, hệ sinh thái được đa số các nhà nghiên cứu sử dụng từ những năm đầu của thế kỷ

XX cho đến nay

Các công trình nghiên cứu về thảm thực vật trước những năm 1960 chủ yếu là do các nhà nghiên cứu nước ngoài thực hiện như: A.Chavaler (1918),

Rollet, Lý Văn Hội, Dương Hàm Hi (1956) và M.Schmid (1962) (Theo Thái Văn Trừng, 1970) [48]

Năm 1960 Loschau đã đưa ra bảng phân loại rừng theo trạng thái Hệ thống này đã được áp dụng khá rộng rãi ở nước ta trong việc điều tra tái sinh rừng cũng như điều tra tài nguyên rừng theo mỗi trạng thái phục vụ cho công tác quy hoạch, thiết kế kinh doanh rừng Gồm 4 loại hình lớn:

+ Loại hình I: gồm những đất đai hoang trọc, những trảng cỏ và cây bụi + Loại hình II: gồm những rừng non mới mọc

+ Loại hình III: gồm tất cả các loại hình bị khai thác lạm dụng nên trở thành nghèo kiệt, tuy còn có thể khai thác lấy gỗ trụ mỏ, củi

+Loại hình IV: gồm những rừng già nguyên sinh chưa bị khai phá

Hệ thống phân loại rừng này đã được áp dụng rộng rãi ở nước ta trong việc điều tra tái sinh rừng cũng như điều tra tài nguyên rừng theo mỗi trạng thái phục vụ cho công tác quy hoạch, thiết kế kinh doanh rừng

Trần Ngũ Phương (1970) [30], đã xây dựng bảng phân loại rừng miền Bắc Việt Nam Bảng phân loại này đã chú ý đến việc nghiên cứu các quy luật diễn thế thứ sinh, diễn biến độ phì, những biến đổi của các tính chất vật lý, hoá học của đất qua các giai đoạn phát triển của rừng Bảng phân loại này cụ thể, đơn giản bước đầu đã được vận dụng theo quy trình tu bổ rừng ở nước ta Tuy nhiên, điểm hạn chế của bảng phân loại này mới chỉ là một bảng thống kê tên các kiểu quần hệ và xã hợp, ưu hợp thực vật được điều tra mà không làm nổi bật được mối quan hệ giữa thảm thực vật và các điều kiện môi trường

Thái Văn Trừng (1970) [48], trên quan điểm sinh thái phát sinh đã xây dựng bảng phân loại rừng Việt Nam Trong hệ thống này, ông đã phân chia sắp xếp các kiểu thảm thực vật Việt Nam vào một khung hợp lý, trong đó sắp xếp trước sau những nhóm nhân tố sinh thái phát sinh Đồng thời trong mỗi nhóm nhân tố lại sắp xếp những biến trạng theo một trật tự giảm dần từ kiểu tốt nhất

đến kiểu xấu nhất Đây là công trình tổng quát có giá trị về lý luận cũng như về thực tiễn, đáp ứng được quy hoạch sinh thái, được nhiều nhà khoa học đánh giá cao Tuy nhiên, theo tác giả thì bảng phân loại này thuộc loại đặc biệt hay mang tính chất địa phương của một vùng hay của một nước

Phan Kế Lộc (1985) [20] đã áp dụng khung phân loại thực vật thế giới UNESCO (1973) để xây dựng bảng phân loại thảm thực vật Việt Nam và có thể thể hiện trên bản đồ có tỷ lệ 1:2.000.000 Bảng phân loại này gồm có 5 lớp quần hệ: Rừng rậm, rừng thưa, cây bụi, cây bụi lùn và trảng cỏ

Nguyễn Nghĩa Thìn (1997) [45] đã áp dụng khung phân loại thực vật thế giới UNESCO (1973) để xây dựng bảng phân loại thảm thực vật Việt Nam Bảng phân loại này gồm có 4 lớp quần hệ: Rừng rậm, rừng thưa, cây bụi và trảng

cỏ

Nguyễn Văn Thêm (2002) [44], đã áp dụng hệ thống phân loại thực bì của Loschau (1963, 1973) đi đến xây dựng các hàm tuyến tính Fisher dựa trên nhiều biến số định lượng dễ đo đạc để nhận dạng nhanh các trạng thái rừng trên thực địa sử dụng kết quả nghiên cứu này để phân chia các trạng thái rừng thuộc kiểu rừng kín lá rộng thường xanh và rừng nửa rụng lá nhiệt đới mưa mùa

Chương 2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI

KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Khu di tích lịch sử quốc gia ATK - Định Hoá (Thái Nguyên) thuộc quần thể di tích Việt Bắc, nơi ghi dấu ấn hoạt động của Chủ tịch Hồ Chí Minh và các lãnh đạo Trung ương trong thời kì kháng chiến chống Pháp (1946 – 1954)

- Địa hình huyện Định Hoá khá phức tạp và tương đối hiểm trở ở dạng núi thấp đồi cao Xen giữa các dãy núi đá vôi, đồi và núi đất là những cánh đồng hẹp Hướng địa hình thấp dần từ Tây bắc xuống Đông Nam phân làm 2 vùng Vùng núi bao gồm các xã ở phía Bắc huyện Vùng này có các dãy núi cao từ 200

- 400m so với mặt biển Thuộc phần cuối của dãy núi đá vôi cánh cung sông Gâm chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam từ phía Bắc qua trung tâm huyện đến xã Trung Hội tạo lên bức tường thành ở phía Đông thị trấn Chợ Chu những thung lũng nhỏ hẹp Nhiều hang động trong dãy núi đá này có những nhũ đá hình thù kì thú đẹp mắt

Vùng núi thấp bao gồm thị trấn chợ Chu và các xã ở phía Nam Đây là vùng núi đất có độ cao từ 50 -> 200m độ thoải lớn có nhiều rừng già và những cánh đồng tương đối rộng, phì nhiêu

Định Hoá có 520.75km2

đất tự nhiên trong đó 99.29km2 đất nông nghiệp, 22.17km2 đất lâm nghiệp, 8.46km2 đất chuyên dùng, 7.33km2 đất ở, 283.98 km2đất chưa sử dụng

Thảm thực vật của Định Hoá rất phong phú, chứa đựng nhiều tiềm năng kinh tế với các loại lâm sản quí như Nghiến, Lim, Lát, Sến và các loại Tre nứa, Vầu, Trám Đặc biệt vùng đất các xã phía Nam có nhiều cây cọ, lá để lợp nhà, cuống để làm mành, thân làm kèo, xà nhà rất bền

Từ những năm giữa thế kỉ 20 trở về trước, động vật rừng Định Hoá rất đa dạng và phong phú Tuy nhiên ngày nay rừng đã bị thu hẹp nhanh chóng, nguồn tài nguyên rừng bị kiệt quệ, các loại lâm sản quý còn lại không đáng kể Các động vật quý như hổ, báo, gấu hầu như không còn

2.2 Khí hậu, thuỷ văn

Định Hoá có khí hậu nhiệt đới chia làm 2 mùa Mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 10 hàng năm Tháng nóng nhất là tháng 8, nhiệt độ trung bình lên tới 280

C Mùa lạnh từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau Tháng lạnh nhất là tháng

1 nhiệt độ trung bình xuống tới 150

C Mùa nóng có những ngày nhiệt độ lên trên 410C, mùa lạnh có những lúc xuống tới 10

C

Là huyện có độ ẩm khá cao, trừ tháng 1 các tháng còn lại độ ẩm đều trên

800C Những tháng có độ ẩm cao nhất là tháng 3, tháng 4, tháng 8 những tháng

có mưa phùn, mưa ngâu, độ ẩm thường từ 85% trở lên

Định Hoá có hai loại gió chính thổi theo mùa: Gió mùa Đông bắc thời gian ảnh hưởng trùng với mùa lạnh Mỗi khi có những đợt gió mùa Đông Bắc tràn về nhiệt độ thường hạ xuống đột ngột, làm cho thời tiết rất lạnh, đôi khi xuất hiện sương muối Gió mùa Đông Nam thời gian ảnh hưởng trùng với mùa nóng mang theo hơi nước từ biển Đông vào gây ra lượng mưa lớn Lượng mưa trung bình hàng năm (trong 5 năm 1995 -> 1999) của Định Hoá vào khoảng 1655mm Mùa mưa trùng với mùa nóng chiếm 85% -> 90% lượng mưa cả năm Mùa khô

trùng với mùa lạnh lượng mưa chỉ chiếm 10% -> 15% lượng mưa cả năm Những tháng đầu mùa khô thời tiết thường hanh khô có khi cả tháng không mưa gây nên tình trạng hạn hán

Trên đất Định Hoá có 3 hệ thống dòng chảy chính: Sông Chợ Chu, sông Công, sông Đu

2.3 Dân cư, dân tộc

Sinh sống trên Định Hoá hiện nay có 8 dân tộc trong đó dân tộc Tày 49.23%, Nùng 3.26%, Kinh 4.82%, Hoa 1.4%, Sán Chay 3.26%, Dao 1.94%, Sán Dìu, H’Mông Tính đến năm 2007, dân số toàn huyện 89.510 người, mật độ dân số 171.24người/ km2

Chương 3 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng, đặc điểm, cấu trúc và khả năng tái sinh

tự nhiên của thảm thực vật ở 2 xã Phú Đình - Điềm Mặc vùng An toàn khu Định Hoá, tỉnh Thái Nguyên

3.2 Nội dung nghiên cứu

Để thực hiện những mục đích trên chúng tôi tiến hành các nội dung nghiên cứu sau:

1 Nghiên cứu phân loại và xác định các kiểu thảm thực vật

2 Nghiên cứu cấu trúc thảm thực vật

Nguồn gốc cây tái sinh

Thành phần loài cây tái sinh

Chất lượng loài cây tái sinh

Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao

Đánh giá năng lực tái sinh tự nhiên trong các trạng thái

4 Đề xuất giải pháp phát triển và sử dụng hợp lí thảm thực vật

Giải pháp phát triển

3.3 Đối tượng nghiên cứu

Thảm thực vật tại 2xã Phú Đình - Điềm Mặc vùng ATK Định Hoá – Thái Nguyên gồm cả rừng cảnh quan và rừng phòng hộ

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế - xã hội

Sử dụng phương pháp kế thừa có chọn lọc, thu thập số liệu cơ bản về điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu, các tài liệu của các tác giả trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài Các tài liệu thu thập bao gồm:

Tài liệu về địa lí, đất đai, thổ nhưỡng

Tài liệu về khí hậu, thuỷ văn

Tài liệu về dân sinh, kinh tế xã hội

Bản đồ tài nguyên rừng

Các tài liệu báo cáo có liên quan

3.4.2 Thu thập số liệu ở thực địa

Được thực hiện theo tuyến và ô tiêu chuẩn Tuyến điều tra được xác định theo hai hướng song song và vuông góc với đường đồng mức trong khu điều tra Khoảng cách giữa hai tuyến là 50 – 100m ÔTC có diện tích 400m2

(20m x 20m) được bố trí theo tuyến điều tra với các cự ly 50 – 100m/ô, hoặc bố trí theo đại diện của thảm thực vật

Trong ÔTC thu thập số liệu về địa điểm, độ cao tuyệt đối, độ cao tương đối, độ dốc, nguồn gốc thảm thực vật, thống kê xác định thành phần, số lượng loài cây tái sinh, dạng sống, đo chiều cao vút ngọn (HVN), đường kính ngang ngực (D1.3), chất lượng cây tái sinh, nguồn gốc cây tái sinh và xác đinh thành phần che phủ của thảm tươi

+ Cây tái sinh trong ÔDB 4m2/ô (2m x 2m) với cự li 1m/ô: Đo chiều cao

và phân chia theo 6 cấp chiều cao: Cấp I (nhỏ hơn 50 cm), cấp II (51 – 100cm),

cấp III (101 – 150 cm), cấp IV (từ 151 – 200cm), cấp V (201 – 250 cm), cấp VI (lớn hơn 300cm) Nguồn gốc cây tái sinh (tái sinh từ hạt, tái sinh từ chồi) dựa theo hình thái vết sẹo ở gốc cây

Chỉ đo D1.3 đối với những cây có D1.3 trên 4cm (D1.3 > 4cm) đo đường kính cây bằng thước kẹp với độ chính xác 0.1 cm Cây lớn hơn 20 cm (D > 20 cm) đo bằng thước dây sau đó tra bảng tương quan đường kính – chu vi, tính được đường kính tương ứng Đường kính tán lá (DT, m) được đo bằng phương pháp điều tra rừng chính xác đến cm, đo hình chiếu tán lá trên mặt phẳng ngang theo hai hướng Đông – Tây và Nam - Bắc, sau đó tính trị số trung bình Kết quả

đo được ghi chép, thống kê đầy đủ và chi tiết vào phiếu điều tra tầng cây cao

- Xác định độ tàn che: Dùng phương pháp vẽ trắc đồ rừng của Richards và David (1934), biểu diễn trên giấy kẻ ô ly với dải rừng có diện tích 500m2 , tỉ lệ 1/200, sau đó tính diện tích độ tàn che trên giấy ô ly, tính tỉ lệ phần trăm (%) Bên cạnh đó còn sử dụng phương pháp đo độ tàn che bằng máy đo độ tàn che

3.4.3 Xử lí số liệu:

* Tên loài cây được xác định theo Phạm Hoàng Hộ (1993)

* Sử dụng phần mềm excell trên máy tính điện tử để xử lí số liệu và tính toán kết quả Sử dụng các phân bố trong toán thống kê để mô hình hoá các phân

bố N/D, phân bố N/H, phân bố cây trên mặt đất, khả năng sinh trưởng của các loài cây Các phương pháp này sẽ được mô tả chi tiết khi thực hiện tính toán số liệu và mô hình hoá các phân bố đó

* Đánh giá chất lượng cây tái sinh: Cây tốt (T): Cây có khả năng sinh trưởng tốt, không sâu bệnh, không cong queo, không cụt ngọn, đã hoặc sẽ có khả năng vượt tầng cây bụi, thảm tươi Cây (TB): Cây có khả năng sinh trưỏng kém hơn cây tốt, không sâu bệnh, không cong queo, cụt ngọn và khó khăn trong khả năng vượt tầng cây bụi Cây xấu (X): là cây có khả năng sinh trưỏng kém, cong queo, có khả năng bị cây tái sinh khác hoặc thảm cây bụi, thảm tươi chèn ép

Đánh giá chất lượng cây tái sinh dựa vào hai tiêu chuẩn là hình thái và tuổi của cây, tuổi của cây tái sinh khó xác định nên chúng tôi dựa chủ yếu vào hình thái của cây, hình thái của cây dựa chủ yếu vào chỉ tiêu kĩ thuật, kinh tế và sinh vật học Việc đánh giá chất lượng cây tái sinh được tiến hành trên cơ sở thống kê

số lượng cây tái sinh theo từng cấp chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh

Để xác định tham số của phân bố giảm dạng hàm Meyer, trước hết phải tuyến tính hoá phương trình mũ bằng cách logarit hoá đưa về dạng phương trình hồi quy tuyến tính một lớp có dạng: y = ax +b

+ Kiểm tra giả thuyết về luật phân bố:

Cho giả thuyết H0: Fx(x) = F0 (x), trong đó F0 (x) là một hàm phân bố hoàn toàn xác định Để kiểm tra giả thuyết H0, người ta dùng tiêu chuẩn phù hợp khi bình phương của Pearsion: χ2

= Σ (ft – flt)2/flt Trong đó: ft là trị số thực nghiệm, flt là trị số lý thuyết

- Đối với lớp cây tái sinh

* Tổ thành loài cây tái sinh

- Xác định số cây trung bình theo loài dựa vào công thức:

n

m ni

Nếu ni > 5% thì loài đó được tham gia vào công thức tổ thành

ni < 5% thì loài đó không được tham gia vào công thức tổ thành

- Xác định mật độ cây tái sinh: Việc xác định mật độ cây tái sinh là thống

kê toàn bộ số cây tái sinh trên một đơn vị diện tích (thường là ha) được tính bằng công thức:

N/ha = n 10000.

Trong đó: s là diện tích ô dạng bản điều tra tái sinh (m2

)

n là số lượng cây tái sinh điều tra

- Xác định chất lượng cây tái sinh

Tính tỉ lệ % cây tái sinh tốt, trung bình, xấu theo công thức:

N% = x100

N n

Trong đó: N%: tỉ lệ phần trăm cây tốt hoặc trung bình hoặc xấu n: Tổng số cây tốt hoặc trung bình hoặc xấu

N: Tổng số cây tái sinh

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH

4.1 Hệ thực vật và thảm thực vật

4.1.1 Hệ thực vật

Đã ghi nhận đƣợc tại hai xã Phú Đình và Điềm mặc có 551 loài thuộc 363 chi, 121 họ thực vật bậc cao có mạch Nhƣ vậy hệ thực vật ở đây khá đa dạng và phong phú Tính đa dạng này đƣợc thể hiện qua số lƣợng các taxon (họ, chi, loài) đƣợc trình bày trong bảng 4.1

Bảng 4.1: Tổng hợp số taxon (họ, chi, loài) trong hệ thực vật tại hai xã

Phú Đình và Điềm Mặc huyện Định Hóa tỉnh Thái Nguyên

chi

Số loài

Tên taxon Số

chi

Số loài

Tên taxon Số

chi

Số loài

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 31

Bảng 4.2: Phân bố các taxon trong các ngành của hệ thực vật ở hai xã

Phú Đình và Điềm Mặc huyện Định Hóa tỉnh Thái Nguyên Tên taxon Loài Chi Họ

SL % SL % SL %

Ngành Thông đất - Lycopodiophyta 4 0.73 3 0.83 2 1.65

Ngành Cỏ tháp bút - Equisetophyta 2 0.36 1 0.28 2 1.65

Ngành Dương xỉ - Polypodiophyta 14 2.54 9 2.48 6 4.95 Ngành Hạt trần (Gymnospermae) 2 0.36 1 0.28 1 0.82

Ngành Hạt kín (Angiospermae) 529 96.01 349 96.14 110 90.90 Lớp Hai lá mầm (Dicotyledoneae) 434 78.76 282 77.68 91 75.20 Lớp Một lá mầm(Monocotyledoneae) 95 17.24 67 18.45 19 15.70

Tổng cộng 551 100 363 100 121 100

Ở mức độ ngành, số liệu bảng 4.2 cho thấy:

- Ngành Thông đất – Lycopodiophyta có 4 loài, 3 chi, 2 họ, chiếm 0,73%

 Lớp Hai lá mầm – Dicotyledoneae có 434 loài, 282 chi, 91 họ, chiếm 78,76% số loài; 77,68% số chi và 75,20% số họ

 Lớp Một lá mầm – Monocotyledoneae có 95 loài, 67 chi, 19 họ, chiếm 17,24% số loài; 18,45% số chi và 15,7% số họ

Có 6 họ (chiếm 5% tổng số họ), đƣợc coi là nhiều loài (họ có từ 10 loài trở lên) đó là họ Cỏ - Poaceae có 38 loài (chiếm 31,40%), họ Thầu dầu - Euphorbiaceae có 36 loài (chiếm 29,75%), họ Đậu - Fabaceae 21 loài (chiếm 17,35%), họ Cúc - Asteraceae có 16 loài (chiếm 13,22%), họ Na - Annonaceae

có 15 loài (chiếm 12,39%) và họ Cà phê – Rubiaceae có 12 loài (chiếm 9,92% tổng số loài)

Có 6 họ nhiều chi (họ có từ 10 chi trở lên) gồm họ Cỏ - Poaceae có 27 chi (chiếm 7,43%), họ Thầu dầu - Euphorbiaceae có 27 chi (chiếm 6,34%), họ Đậu - Fabaceae 11 chi (chiếm 3,03%); họ Cúc - Asteraceae và họ Na - Annonaceae có

12 chi (chiếm 3,31%) và họ Cà phê – Rubiaceae có 10 chi (chiếm 2,75% tổng số chi)

Bảng 4.3: Các họ giàu chi và loài nhất trong hệ thực vật tại hai xã

Phú Đình và Điềm Mặc huyện Định Hóa tỉnh Thái Nguyên

Tên họ Số chi % Số loài %

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 33

Bảng 4.4: Các chi nhiều loài nhất trong hệ thực vật tại hai xã

Phú Đình và Điềm Mặc huyện Định Hóa tỉnh Thái Nguyên

Có 3 loài quí hiếm được ghi trong sách đỏ Việt Nam, đó là: Trám đen -

Canarium tramdendum Dai & Yakof., Chò nâu - Dipterocarpus retusus Blume,

Giổi lông - Michelia balansae (DC.) Dandy

khu vực trước đây Thành phần chính của rừng gồm Xoan nhừ (Allospondias

axilaris), Trám trắng (Canarium album), Vạng (Endosperma chinense), Quếch

(Aphanamixis grandifolia), Chặc khế (Dysoxylum binectariferum), Kháo (Machilus bonii), Kháo nhớt (Phoebe tavoyana), Côm (Elaeocarpus

angustifolius), Muồng tía (Zenia insignis), Gội (Aglaia dasyclada), Bời lời lá

tròn (Litsea monopetala), Dổi (Manglietia fordiana), Ràng ràng (Ormosia