bước đầu nghiên cứu các giai đoạn diễn thế tự nhiên của thảm thực vật tại xã ngọc thanh - thị xã phúc yên - tỉnh vĩnh phúc

diện tích rừng tự nhiên đã bị khác thác cạn kiệt hoặc từ những nơi thảm thực vật tái sinh sau nương dãy có vai trò quan trọng trong quá trình phục hồi rừng.. Mục tiêu nghiên cứu của đề t

NGUYỄN THẾ MẠNH

BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU CÁC GIAI ĐOẠN DIỄN THẾ

TỰ NHIÊN CỦA THẢM THỰC VẬT TẠI XÃ NGỌC THANH,

THỊ XÃ PHÚC YÊN, TỈNH VĨNH PHÚC

Chuyên ngành: Sinh Thái Học

Mã số:60.42.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS MA THỊ NGỌC MAI

THÁI NGUYÊN - 2011

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc ai công bố trong bất cứ công trình nào khác Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Tác giả

Nguyễn Thế Mạnh

LỜI CẢM ƠN Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo, TS Ma Thị Ngọc Mai,

người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho tôi để tôi có thể hoàn thành được luận văn này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới thầy giáo, TS Lê Đồng Tấn, người đã

hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong thời gian nghiên cứu ngoài thực địa

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Sinh – KTNN, Khoa Sau Đại học – Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian qua

Trong quá trình thực hiện luận văn do còn hạn chế về thời gian cũng như trình độ chuyên môn nên không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo, các nhà khoa học, bạn bè và đồng nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 8 tháng 8 năm 2011

Tác giả

Nguyễn Thế Mạnh

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Các từ viết tắt và ký hiệu sử dụng trong luận văn vi

Danh mục bảng vii

Danh mục hình viii

MỞ ĐẦU 8

1 Lý do chọn đề tài 8

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 10

3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 10

4 Cấu trúc của luận văn 10

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 11

1.1 Một số khái niệm có liên quan 11

1.1.1 Khái niệm về thảm thực vật 11

1.1.2 Tái sinh hệ sinh thái rừng 11

1.1.3 Diễn thế thảm thực vật 12

1.1.4 Phục hồi rừng tự nhiên 13

1.2 Lược sử vấn đề nghiên cứu 13

1.2.1 Nghiên cứu ở nước ngoài về diễn thế thảm thực vật và tái sinh rừng 13

1.2.2 Một số nghiên cứu ở Việt Nam về diễn thế thảm thực vật và tái sinh rừng 16

1.2.3 Nghiên cứu về các giải pháp phục hồi rừng 20

Chương 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ VÀ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 24

2.1 Điều kiện tự nhiên 24

2.1.1 Vị trí địa lý 24

2.1.2 Địa hình 25

2.1.3 Điều kiện thổ nhưỡng, địa chất 26

2.1.4 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn 27

2.2 Tài nguyên động, thực vật rừng 27

2.2.1 Hệ động vật 27

2.2.2 Hệ thực vật 28

2.2.3 Thảm thực vật 29

2.3 Điều kiện kinh tế xã hội 29

Chương 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 3.1 Đối tượng, phạm vi, địa điểm và giới hạn của đề tài 31

3.2 Nội dung nghiên cứu 31

3.2.1.Phân loại thảm thực vật khu vực nghiên cứu dựa theo khung phân loại của UNESCO và các nguyên nhân làm suy thoái thảm thực vật KVNC 31

3.2.2 Các giai đoạn của quá trình diễn thế phục hồi thảm thực vật 31

3.2.3 Sự phát triển của thảm thực vật trong các giai đoạn diễn thế 31

3.2.4 Những thay đổi về cấu trúc thảm thực vật trong quá trình diễn thế 32

3.3 Phương pháp nghiên cứu 32

3.3.1 Phương pháp luận 32

3.3.2 Phương pháp điều tra 32

3.3.3 Phương pháp thu thập số liệu 33

3.3.4 Phương pháp điều tra trong nhân dân 34

3.3.5 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 34

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35

4.1 Hiện trạng thảm thực vật khu vực nghiên cứu và các nguyên nhân làm suy thoái thảm thực vật 35

4.1.1 Hiện trạng thảm thực vật khu vực nghiên cứu 36

4.1.2 Các nguyên nhân làm suy thoái thảm thực vật 41

4.2 Quá trình diễn thế phục hồi thảm thực vật 43

4.2.1 Ảnh hưởng của thoái hoá đất đến quá trình diễn thế phục hồi thảm

thực vật 43

4.2.1.1 Đánh giá sự thoái hoá đất 44

4.2.1.2 Ảnh hưởng của thoái hoá đất đến thành phần loài trong quá trình diễn thế phục hồi thảm thực vật 45

4.2.1.3 Ảnh hưởng của mức độ thoái hoá đất đến khả năng phát triển của thảm thực vật 47

4.2.2 Các giai đoạn của quá trình diễn thế tại khu vực nghiên cứu 49

4.2.2.1 Giai đoạn thảm cỏ 51

4.2.2.2 Giai đoạn thảm cây bụi 52

4.2.2.3 Giai đoạn rừng non thứ sinh 53

4.2.3 Sự phát triển của thảm thực vật trong các giai đoạn diễn thế 55

4.2.3.1 Sự phát triển của thảm cỏ 55

4.2.3.2 Sự phát triển của thảm cây bụi 56

4.2.3.3 Sự phát triển của rừng thứ sinh mới phục hồi 58

4.2.3.4 Sự phát triển của rừng trưởng thành 60

4.3 Những thay đổi về cấu trúc thảm thực vật trong quá trình diễn thế 60

4.3.1 Thay đổi về số lượng loài cây trong các giai đoạn diễn thế 60

4.3.2 Mật độ cây và quá trình tỉa thưa 63

4.3.3 Thay đổi tính đa dạng của thảm thực vật trong quá trình diễn thế 64

4.3.4 Sự phân bố theo cấp chiều cao 68

4.3.5 Sự phân bố cây theo cấp đường kính 71

4.3.6 Thay đổi qui luật phân bố cây trên mặt đất 73

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

1 Kết luận 76

2 Kiến nghị 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

3 KNTS Khoanh nuôi tái sinh

7 IUCN Tổ chức bảo tồn thiên nhiên quốc tế

8 UNDP Chương trình phát triển liên hợp quốc

15 TSTN Tái sinh tự nhiên

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Độ nhiều của thảm tươi, cây bụi được xác định theo tiêu chuẩn của

Drude 34

Bảng 4.1 Đặc điểm tổ thành loài cây của quá trình diễn thế đi lên trong một số quần xã thực vật trên đất có mức độ thoái hoá khác nhau tại KVNC 46 Bảng 4.2 Phát triển của thảm thực vật tại các ô định vị trên đất thoái hoá trung bình, đất thoái hoá nặng và rất nặng 47

Bảng 4.3 Một số kết quả theo dõi trên ô định vị số 5 56

Bảng 4.4 Một số chỉ tiêu thống kê trên ô định vị số 6 58

Bảng 4.5 Số lượng loài cây/OTC trong các giai đoạn diễn thế 60

Bảng 4.6 Sự biến động số lượng loài cây qua các giai đoạn diễn thế 61

Bảng 4.7 Quá trình tỉa thưa của thảm thực vật trên các OĐV là thảm cỏ, thảm cây bụi và rừng thứ sinh tại xã Ngọc Thanh – Phúc Yên – Vĩnh Phúc 63

Bảng 4.8 Dạng sống trong các trạng thái thảm thực vật 66

Bảng 4.9 Phân bố cây theo cấp chiều cao của 4 quần xã rừng thứ sinh phục hồi sau khai thác cạn kiệt tại KVNC 69

Bảng 4.10 Phân bố cây theo cấp đường kính của 4 quần xã rừng thứ sinh phục hồi sau khai thác cạn kiệt tại xã Ngọc Thanh – Phúc Yên – Vĩnh Phúc 71

Bảng 4.11 Phân bố cây trên mặt đất của các trạng thái thảm thực vật tại KVNC: xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc 73

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Bản đồ hành chính tỉnh Vĩnh Phúc 24 Hình 2.2 Bản đồ khu vực nghiên cứu, tuyến điều tra và khu định vị 25 Hình 4.1 Sơ đồ các giai đoạn diễn thế thảm thực vật tại xã Ngọc Thanh –

Phúc Yên - Vĩnh Phúc và vùng phụ cận 50 Hình 4.2 Biểu đồ dạng sống trong các trạng thái thảm thực vật tại khu vực

nghiên cứu 67 Hình 4.3 Đồ thị phân bố cây theo cấp chiều cao của 4 quần xã rừng thứ sinh phôc

hồi sau khai thác cạn kiệt tại KVNC 70 Hình 4.4 Đồ thị phân bố cây theo cấp đường kính của rừng thứ sinh phục 72

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Rừng là yếu tố quan trọng nhất của sinh quyển và có ý nghĩa lớn trong

sự phát triển kinh tế xã hội, sinh thái và môi trường Rừng tham gia vào quá trình điều hòa không khí, làm giảm sức tàn phá khốc liệt của thiên tai Ngoài

ra rừng còn cung cấp nguồn thực phẩm, nguồn nguyên liệu quý cho công nghiệp và dược phẩm, là nguồn gen hoang dại có giá trị trong lai tạo giống mới cho nông nghiệp và chăn nuôi [53]

Hiện nay, cuộc sống của con người đang bị đe dọa bởi những biến đổi của điều kiện khí hậu Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến điều này

là do sự suy thoái nghiêm trọng của thảm thực vật trên trái đất Theo tài liệu thống kê của IUCN, UNDP và WWF mỗi năm trên thế giới trung bình mất đi

khoảng 20 triệu ha rừng Châu Á là nơi mất rừng nguyên sinh lớn nhất, khoảng 70% [7, 53]

Việt Nam là một trong những nước đang ở trong tình trạng báo động về suy giảm độ che phủ của rừng Năm 1943, diện tích rừng ở Việt Nam ước tính

có khoảng 14,3 triệu ha (Maurand, 1943), với tỷ lệ che phủ là 43,8% Năm

1976 giảm xuống còn 11 triệu ha, với tỷ lệ che phủ là 34% Đến năm 1993 chỉ còn 9,5 triệu ha, tỷ lệ che phủ là 28% diện tích đất tự nhiên Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự duy thoái rừng ở Việt Nam nhưng nguyên nhân chủ yếu là đốt nương làm rẫy (40-50%) [7, 53]

Tình hình hiện nay cho thấy việc bảo vệ, khôi phục tài nguyên rừng để đảm bảo sự cân bằng sinh thái, đồng thời bảo tồn tính đa dạng sinh học ngăn chặn sự diệt vong của các loài, nhất là các loài quý hiếm là một việc làm hết sức cấp bách

Trong những năm gần đây nhờ có những chính sách đúng đắn của Đảng và Nhà nước trong việc trồng và bảo vệ rừng nên diện tích rừng có chiều hướng tăng lên Đến cuối năm 1999 độ che phủ khoảng 33% (Jyrki và cộng sự, 1999) Theo thống kê năm 2003, diện tích rừng đến cuối năm 2002

đã đạt 35,8% diện tích tự nhiên Đến năm 2005, tỷ lệ này được cho biết tăng lên 37% Tuy vậy tỉ lệ rừng nguyên sinh chỉ còn 8%, trong khi đó các nước khác trong khu vực có tỉ lệ rừng nguyên sinh khoảng 50% Từ những năm

2000 đến nay, công tác trồng rừng đạt kết quả khá lớn, hàng năm trung bình

đã trồng được khoảng 130 000 ha thành rừng Chương trình trồng 5 triệu ha rừng đang được các địa phương tích cực thực hiện Theo kế hoạch của Bộ Nông nghiệp

và Phát triển nông thôn thì 2 triệu ha rừng sẽ được hồi phục và trồng dặm thêm, 2 triệu ha trồng mới và 1 triệu ha trồng các cây công nghiệp [53]

Tái sinh phục hồi rừng trên cơ sở của diễn thế tự nhiên được coi là một giải pháp tích cực trong chiến lược phát triển vốn rừng và bảo vệ tính đa dạng sinh học Trong đó, tái sinh và diễn thế tự nhiên của thảm thực vật trên những

diện tích rừng tự nhiên đã bị khác thác cạn kiệt hoặc từ những nơi thảm thực vật tái sinh sau nương dãy có vai trò quan trọng trong quá trình phục hồi rừng

Từ những lý do trên, tôi chọn đề tài: “Bước đầu nghiên cứu các giai đoạn diễn thế tự nhiên của thảm thực vật tại xã Ngọc Thanh - Thị xã Phúc Yên - Tỉnh Vĩnh Phúc”

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu diễn thế tự nhiên đi lên của thảm thực vật xác định quy luật tác động qua lại giữa các nhân tố sinh thái đến khả năng tái sinh và các giai đoạn của quá trình diễn thế đi lên của thảm thực vật sau khai thác cạn kiệt ở khu vực nghiên cứu

3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

Góp phần làm sáng tỏ thêm qui luật diễn thế thứ sinh của một số kiểu thảm thực vật làm cơ sở cho các giải pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi rừng tại khu vực nghiên cứu

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Giúp lựa chọn được những giải pháp kỹ thuật lâm sinh thích hợp để phục hồi thảm thực vật tự nhiên trong vùng nghiên cứu

4 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu và kết luận luận văn được trình bày trong 4 chương:

Chương 1 Tổng quan tài liệu

Chương 2 Điều kiện tự nhiên kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu

Chương 3 Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 4 Kết quả nghiên cứ và thảo luận

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Một số khái niệm có liên quan

1.1.1 Khái niệm về thảm thực vật

Thảm thực vật là toàn bộ lớp phủ thực vật ở một vùng cụ thể hay toàn

bộ lớp phủ thực vật trên bề mặt trái đất [21] Theo khái niệm này, thảm thực vật mới chỉ là một khái niệm chung chưa chỉ rõ đặc trưng hay phạm vi không gian của một đối tượng cụ thể Nó chỉ có nội hàm cụ thể khi có tính ngữ kèm

theo như “thảm thực vật Mê Linh” hay “thảm thực vật Hồ Núi Cốc”

Thành phần chủ yếu của thảm thực vật là cây cỏ, nhưng đối tượng nghiên cứu của thảm thực vật là tập thể cây cối được hình thành do một số lượng những cá thể của loài thực vật tập hợp lại [21]

1.1.2 Tái sinh hệ sinh thái rừng

Tái sinh rừng được nhiều nhà lâm học nghiên cứu và đề xuất các khái niệm khác nhau Xét theo phương diện lý luận, khái niệm tái sinh rừng gồm

cả hai thuật ngữ: “Restoration” là thuật ngữ dùng để diễn tả sự hoàn trả, sự lặp lại của toàn bộ quần xã sinh vật giống như nó đã xuất hiện trong tự nhiên (Jordan, Peter và Allan, 1988) Thuật ngữ “Rehabitilation” chỉ sự phục hồi lại

và đã được hiểu là những xúc tiến, quản lý, điều chế rừng đã bị suy thoái (Schereckenbeg, Hadley và Dyer, 1990)

Tái sinh hệ sinh thái rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng Biểu hiện đặc trưng của tái sinh hệ sinh thái rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh hệ sinh thái rừng (hoặc mất đi chưa lâu [36])

Ở Việt Nam, tái sinh rừng được hiểu theo nghĩa rồng là sự tái sinh của

cả hệ thống sinh thái rừng Còn hiểu theo nghĩa hẹp thì tái sinh rừng là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng chủ là tầng cây gỗ (dẫn theo Phùng Ngọc Lan, 1986 [14])

1.1.3 Diễn thế thảm thực vật

Diễn thế thảm thực vật là sự phát triển kế tiếp theo từng giai đoạn hay quá trình thay thế thảm thực vật này bằng thảm thực vật khác trên cùng một địa điểm

Diễn thế thảm thực vật chỉ dùng cho quá trình thay đổi thảm thực vật trên cùng một vùng, mà trong đó thảm thực vật mới khác biệt căn bản so với thảm thực vật cũ về tổ thành loài, về cấu trúc quần thể và về các mối quan hệ tương tác giữa chúng với nhau và giữa chúng với môi trường Diễn thế tự nhiên xảy ra do nhiều nguyên nhân khác nhau Do sự biến đổi của môi trường như điều kiện khí hậu- thủy văn, địa chất – thổ nhưỡng, hoặc do sự cố và biến đổi chất của bản thân quần xã thực vật Hay nói cách khác là do nguyên nhân nội tại (Autogene) và nguyên nhân ngoại lai (Allogene)

Căn cứ vào nguyên nhân và các yếu tố tác động đến quá trình diễn thế, diễn thế được chia làm hai loại là diễn thế nguyên sinh và diễn thế thứ sinh

Diễn thế nguyên sinh là diễn thế xảy ra trên môi trường chống trơn, hoàn toàn mới chưa có thảm thực vật

Diễn thế thứ sinh là diễn thế xảy ra ở những nơi đã có thảm thực vật nhưng do những biến cố tự nhiên, do phá hoại của động vật hay của con người làm cho thảm thực vật bị suy thoái, bị biến đổi từ rừng đến thảm cây bụi, đến thảm cỏ khô hạn, đây là diễn thế thứ sinh đi xuống (Resgressive succession) Hoặc quá trình diễn thế từ thảm cỏ khô hạn đến thảm cây bụi trong những điều kiện thuận lợi và qua nhiều pha khác nhau chúng phục hồi trở lại rừng, đó là diễn thế thứ sinh đi lên (Progressive succession)

1.1.4 Phục hồi rừng tự nhiên

Phục hồi rừng tự nhiên là quá trình hình thành rừng thứ sinh (Secondary forest) do diễn thế đi lên ở nơi rừng đã bị mất hoặc bị khai thác cạn kiệt

Phục hồi rừng là một quá trình sinh địa phức tạp gồm nhiều giai đoạn

và kết thúc bằng sự xuất hiện một thảm thực vật cây gỗ (hoặc tre nưa) bắt đầu khép tán Như vậy, có thể nói rằng phục hồi rừng là quá trình tái tạo lại một

hệ sinh thái, một quần xã sinh vật mà trong đó cây gỗ là yếu tố cấu thành chủ yếu, nó chi phối các quá trình biến đổi tiếp theo

1.2 Lược sử vấn đề nghiên cứu

1.2.1 Nghiên cứu ở nước ngoài về diễn thế thảm thực vật và tái sinh rừng

* Những nghiên cứu về diễn thế thảm thực vật

Khái niệm diễn thế (Succession) đã có từ thế kỷ thứ XIX Năm 1860, Henry David Thoreau đã công bố bài báo về “diễn thế cây rừng”, trong đó ông mô tả diễn thế của rừng Oak – Pine [46]

Năm 1899, H C Cowles., ở trường đại học Chicago (Mỹ) đã phát triển khái niệm diễn thế bằng những nghiên cứu cơ bản về diễn thế thảm thực vật trên những diện tích đất đã bị rút nước ở hồ Michigan [46]

Khái niệm diễn thế tiếp tục được phát triển nhờ những nghiên cứu của Fredric Clements Năm 1916, Clements đã viết về diễn thế của những hồ và

bãi lầy được bồi tụ ở Ai Len Theo ông, diễn thế là sự phát triển của thảm thực vật qua các giai đoạn tiến lên quần xã đỉnh cực [45]

Diễn thế thảm thực vật đã được nghiên cứu từ cuối thế kỷ XIX và đầu thế kỷ XX, nhưng trong một thời gian dài những nghiên cứu về diễn thế hầu như không phát triển Mãi đến những năm 50 -60 của thế kỷ XX, do sự suy thoái của rừng trên trái đất, những nghiên cứu hiện đại về diễn thế thảm thực vật mới được tiếp tục và phát triển mạnh mẽ Bắt đầu từ các công trình nghiên cứu của Robert Whittaker và John Curtits vào những năm 1950-1960

Sau những nghiên cứu trên, có thể kể đến một số tác giả với những hướng nghiên cứu cơ bản sau:

Năm 1952, Richards P W., đã nghiên cứu về rừng mưa nhiệt đới ở Châu Á, Châu Phi, Châu Mỹ Ông đã mô tả quá trình diễn thế nguyên sinh, diễn thế thứ sinh ở trên cạn và ở dưới nước [28]

Năm 1968, Bazzaz F A., nghiên cứu quá trình diễn thế phục hồi thảm thực vật trên đất sau trồng trọt bị bỏ hoang ở vùng núi Shawnee, Illions (Mỹ) [44]

Năm 1983, Hibbs E.D., đã nghiên cứu và đưa ra số liệu về sự thay đổi thành phần, cấu trúc, tính đa dạng của các quần xã thực vật trong chuỗi diễn

thế phục hồi rừng thông (Pinus strobus) bị phá hủy do cơn bão mạnh năm

1938 ở Harvard – New England Theo tác giả, thì đa số các loài cây xuất hiện

ở tuổi 40 (tính từ khi rừng bị bão phá hủy) đều là những loài cây xuất hiện trước tuổi 10 Phần lớn các loài cây này đều có số lượng tăng lên ở giai đoạn đầu và giảm xuống ở giai đoạn sau, về quá trình tỉa thưa tác giả cho rằng liên quan đến tuổi thọ của các loài cây [49]

Năm 1992, Yucheng L., Shil M., khi nghiên cứu diễn thế thứ sinh phục hồi rừng lá rộng thường xanh ở vùng núi cao Jing un (Trung Quốc) đã phân chia các loài cây thành 3 nhóm: loài diễn thế tiên phong, loài tiên phong đỉnh cực, loài cực đỉnh [52]

Năm 1993, Tiunei T và cộng sự nghiên cứu về quá trình phục hồi thảm thực vật thứ sinh trên đất sau nương rẫy ở Mengla – XiSuang banna (Trung Quốc) đã cho thấy, sau 10 năm rừng phục hồi có 3 tầng: tầng cây gỗ ưu thế, tầng cây bụi, dưới cùng là tầng cỏ, quyết [50]

Tóm lại, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về diễn thế thảm thực vật, đã hình thành những lý thuyết về diễn thế và xác định các giai

đoạn cơ bản của diễn thế ở những vùng địa lý trên trái đất

* Những nghiên cứu về tái sinh rừng

Quá trình nghiên cứu về tái sinh rừng đã có một bề dày lịch sử, còn những nghiên cứu về tái sinh rừng nhiệt đới mới chỉ được tiến hành chủ yếu

từ những năm 30 của thế kỳ XX trở lại đây Đa số các nhà nghiên cứu đều cho rằng nghiên cứu tái sinh rừng từ khi hình thành cơ quan sinh sản, sự hình thành hoa, kết quả và các yếu tố ảnh hưởng đến phát tán hạt Sự phù hợp của mùa vụ hạt giống với điều kiện khí hậu Đa số các nhà lâm học Liên Xô đề nghị chỉ nên nghiên cứu tái sinh rừng bắt đầu từ cây có hoa, quả, thậm chí từ cây mạ trở đi [1, 11, 28]

Van Stennis (1956) dựa vào đặc điểm của quá trình tái sinh đã phân biệt hai kiểu tái sinh phổ biến Đó là kiểu tái sinh phân tán, liên tục dưới tán rừng của các loài cây chịu bóng và kiểu tái sinh theo vệt trên các lỗ trống của các loài cây ưa sáng (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1978 [40])

Năm 1960, Yurkevich I.D., nghiên cứu về tái sinh rừng, đã chứng minh độ tàn che tối ưu cho sự phát triển bình thường của đa số loài cây gỗ là 0,6 – 0,7

Năm 1969, Karpov V.G., đã chỉ ra mối quan hệ phức tạp trong việc cạnh tranh về dinh dưỡng, ánh sáng, độ ẩm và mối quan hệ qua lại phức tạp của thực vật tùy thuộc vào đặc tính sinh học, tuổi và điều kiện ánh sáng của quần thể thực vật (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm [32])

Xannikov (1967) và Vipper (1973) khi nghiên cứu về tái sinh rừng đều nhận thấy tầng cỏ quyết và cây bụi có ảnh hưởng xấu đến cây con tái sinh của

các loài cây gỗ Đối với những lâm phần thưa, rừng đã qua khai thác thì thảm

cỏ có điều kiện phát sinh mạnh, trong điều kiện này chúng là nhân tố gây trở ngại lớn cho tái sinh rừng Đối với những quần thụ kín tái, đất khô và nghèo dinh dưỡng, thảm cỏ và cây bụi sinh trưởng kém nên ảnh hưởng của nó đến các cây gỗ tái sinh không đáng kể (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm [32])

Các kết quả nghiên cứu đã cho thấy các nhân tố sinh thái như: ánh sáng, kết cấu quần thụ, hệ thống rễ của quần thụ, thảm tươi và tầng cây bụi,

có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng tái sinh dưới tán rừng, trong đó ánh sáng là nhân tố quan trọng nhất

Đến nay đa số các công trình tập trung nghiên cứu hình thức tái sinh dưới rán rừng tự nhiên, ít có công trình tập trung nghiên cứu về tái sinh rừng sau khai thác cạn kiệt và khai thác trắng trên những nơi đất trồng rừng bị thất bại Vì vậy, đây là vấn đề cũng cần được tập trung nghiên cứu

1.2.2 Một số nghiên cứu ở Việt Nam về diễn thế thảm thực vật và tái sinh rừng

* Nghiên cứu về diễn thế thảm thực vật

Diễn thế thảm thực vật ở Việt Nam đã được nhiều tác giả nước ngoài quan tâm và nghiên cứu Năm 1931, Dop P., và Gaussen H., đã nghiên cứu về thảm thực vật ở Đông Dương Năm 1940, Carton P., đã nghiên cứu thảm thực vật trên cơ sở phân loại thổ nhưỡng và khí hậu ở Đông Dương Năm 1944, Moquillon P., nghiên cứu rừng ngập mặn ở Cà Mau [40]

Giáo sư Thái Văn Trừng là nhà lâm học tiên phong ở nước ta trong nửa sau của thế kỷ XX Ông đã có nhiều nghiên cứu về sinh thái học, đặc biệt trong lĩnh vực lâm nghiệp Công trình nghiên cứu nổi tiếng của ông là “Thảm thực vật rừng Việt Nam” được công bố vào đầu thập kỷ 60, in thành sách lần đầu vào năm 1970, tái bản vào năm 1978 Sau gần 30 năm tiếp tục nghiên cứu

về hệ sinh thái rừng nhiệt đới, đặc biệt các phương thức phục hồi các hệ sinh thái rừng nhiệt đới bị chiến tranh hóa học hủy diệt ở miền Nam Việt Nam, ông đã bổ sung các luận điểm và khái quát thành công trình “Những hệ sinh

thái rừng nhiệt đới ở Việt Nam” Đây là công trình đặt nền móng cho những nghiên cứu về quần thể thực vật rừng nhiệt đới nước ta [40]

Giáo sư Dương Hữu Thời đã có nhiều công trình nghiên cứu về sinh thái học Năm 1960, ông đã nghiên cứu các hệ sinh thái rừng ở Cúc Phương Năm 1961, ông nghiên cứu những quần hợp thực vật trên bãi cát sông Hồng Khi nghiên cứu diễn thế đồng cỏ trong hệ thống thực bì miền Bắc Việt Nam, ông đã chỉ ra quá trình diễn thế của chúng Theo ông, đồng cỏ miền Bắc Việt Nam là kết quả của sự tác động thường xuyên không có kế hoạch của con người như chặt đốt rừng, chăn thả qua mức làm cho đất thoái hóa mà hình thành [34]

Năm 1970, Trần Ngũ Phương nghiên cứu về rừng miền Bắc Việt Nam

đã đưa ra sơ đồ diễn thế suy thoái và tiến hóa của một số kiểu rừng ở miền Bắc Việt Nam Theo tác giả, diễn thế là một quá trình lâu dài, gồm nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn là một mắt xích, tập hợp các mắt xích đó thành một chuỗi diễn thế Đất càng thoái hóa thì mắt xích đó càng dài, đất ít thoái hóa thì các mắt xích đó sẽ ngắn hơn [27]

Giáo sư Phan Nguyên Hồng đã nghiên cứu về sinh thái rừng ngập mặn Việt Nam Ông mô tả các hệ sinh thái rừng ngập mặn và các loại diễn thế sinh thái rừng ngập mặn ven biển nước ta Theo ông, mỗi giai đoạn của quá trình diễn thế đều gắn với sự thay đổi về môi trường, về địa mạo, địa chất và thổ nhưỡng Ở các quần xã thực vật nội địa, trong điều kiện môi trường khác nhau, diễn thế xảy ra theo hai hướng: tiến hóa và thoái hóa Còn đối với quần

xã thực vật ngập mặn thì nhiều khi hai quá trình này xảy ra trên cùng một vị trí và nối tiếp nhau [13]

Năm 1994, Lê Trần Chấn, Huỳnh Nhung khi nghiên cứu về diễn thế thứ sinh ở vùng Lương Sơn (Hòa Bình) đã mô tả sự thay đổi của thành phần thực vật, và câu trúc (phổ dạng sống) của các quần xã rừng thứ sinh [5]

Năm 1996, tác giải Lê Trọng Cúc đã tổng kết các xu hướng diễn thế trên nương rẫy bị bỏ hoang ở vùng núi phía Bắc Việt Nam Trên các diện tích này hình thành các quần xã thực vật như: rừng thứ sinh với các loài tiên phong, rừng tre, trảng cỏ cao và trảng cỏ thấp [10]

Năm 1997, Trần Đình Lý, Đỗ Hữu Thư, Lê Đồng Tấn khi nghiên cứu diễn thế thảm thực vật sau cháy rừng ở núi FanSiPăng – Sa Pa – Lao Cai, cho rằng quá trình diễn thế xảy ra ở đây rất chậm, có thể kéo dài từ 200- 300 năm [20]

Ngoài những tác giả trên còn có nhiều tác giả khác cũng nghiên cứu về diễn thế thảm thực vật

* Nghiên cứu về tái sinh rừng

Vấn đề tái sinh rừng đã được viện điều tra qui hoạch tiến hành nghiên cứu từ những năm 60 (thế kỷ XX) tại một số địa bàn thuộc tỉnh Quảng Ninh, Yên Bái, nghệ An (Quỳnh Châu, Nghĩa Đàn), Hà Tĩnh (Hương Sơn, Hương Khê), Quảng Bình Các kết quả nghiên cứu đã được Nguyễn Vạn Thường tổng kết và bước đầu đưa ra kết luận về tình hình tái sinh tự nhiên của một số khu rừng miền Bắc Việt Nam, hiện tượng tái sinh dưới tán rừng của các loài cây gỗ đã tiếp diễn liên tục, không mang tính chất chu kỳ Sự phân bố số cây tái sinh không đồng đều, số cây mạ (h< 20cm) chiếm ưu thế rõ rệt so với lớp cây ở các cấp kích thước khác nhau Những loài cây gỗ mềm, ưa sáng, mọc nhanh có khuynh hướng lan tràn và chiếm ưu thế trong lớp cây tái sinh Những loài cây gỗ cứng, sinh trưởng chậm, chiếm tỷ lệ thấp và phân bố tản mạn, thậm chí còn vắng bóng ở thế hệ sau trong rừng tự nhiên [37]

Năm 1983, giáo sư Nguyễn Văn Trương đã nghiên cứu mối quan hệ giữa lớp cây tái sinh với tầng cây gỗ và qui luật đào thải tự nhiên dưới rán rừng [42]

Năm 1991, Vũ Tiến Hinh, khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên của rừng tự nhiên ở Hữu Lũng (Lạng Sơn) và vùng Ba Chẽ (Quảng Ninh) đã nhận xét hệ số tổ thành tính theo % số cây của tấng tái sinh và tầng cây cao có

liên quan chặt chẽ Các loài có hệ số tổ thành ở tầng cây cao càng lớn thì hệ

số tổ thành ở tầng tái sinh cũng vậy [12]

Năm 1992, Nguyễn Văn Thêm nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên

của Dầu song nàng (Dipterocarpus dyeri Pierre) ở Đồng Nai đã kết luận: tái

sinh tự nhiên theo lỗ trống là kiểu tái sinh phổ biến của Dầu song nàng, khi đã

có cây con hai năm trở lên dưới tán rừng nếu mở lỗ trống kịp thời sẽ rút ngắn được thời kỳ cây con bị ức chế [32]

Năm 1993, Đinh Quang Diệp nghiên cứu tái sinh tự nhiên ở rừng khộp vùng Easup, DaKLac đã kết luận độ tàn che, độ dày rậm của thảm tươi, thảm mục, lửa rừng và điều kiện lập địa là những nhân tố có ảnh hưởng lớn đến số lượng và chất lượng của cây tái sinh dưới rán rừng, lửa rừng là nguyên nhân gây lên hiện tượng chây chồi Quy luật phân bố cây trên mặt đất theo tác giả

là khi itawng diện tích thì lớp cây tái sinh có phân bố cụm [11]

Năm 1994, Nguyễn Ngọc Lung và cộng sự khi nghiên cứu về khoanh nuôi và phục hồi rừng đã cho rằng, nghiên cứu quá trình tái sinh phải nắm chắc các yếu tố môi trường và các quy luật tự nhiên tác động lên thảm thực vật Qua đó xác định các điều kiện cần và đủ để tác động của con người đi đúng hướng Quá trình đó được gọi là xúc tiến tái sinh tự nhiên [16]

Năm 1995, Trần Đình Lý và cộng sự nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng ở đảo Kế Bào, lâm trường Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh Qua kết quả nghiên cứu thu được, các tác giải đã đề xuất Quy phạm tạm thời về khoanh nuôi phụ hồi tại Quảng Ninh Các tác giả đã xây dựng nhiều quan điểm về phục hồi rừng và cơ sở chọn lựa đối tượng khoanh nuôi phục hồi rừng dựa trên các vùng sinh thái [18]

Năm 2000, Lê Đồng Tấn đã nghiên cứu quá trình phục hồi rừng tự nhiên một số quần xã thực vật sau nương rẫy tại Sơn La Tác giả đã kết luận: mật độ cây tái sinh giảm dần từ chân đồi lên đỉnh đồi, tổ hợp loài cây ưu thế

trên ba vị trí địa hình và ba cấp độ dốc là giống nhau, sự khác nhau chính là tổ thành các loài trong tổ hợp đó [29]

Năm 2002, Phạm Ngọc Thường nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên phục hồi rừng sau nương rẫy tại hai tỉnh Thái Nguyên và Bắc Cạn, đã cho thấy khả năng tái sinh của thảm thực vật trên đất rừng còn nguyên trạng có số lượng loài cây gỗ tái sinh tự nhiên nhiều nhất, chỉ số đa dạng loài của thảm cây gỗ là khá cao [38]

Năm 2004, Lê Ngọc Công nghiên cứu về quá trình phục hồi rừng bằng khoang nuôi trên một số thảm thực vật ở Thái Nguyên, ông đã có nhận xét: quá trình diễn thế phục hồi rừng diễn ra chậm chạp trên đất rừng bị thoái hóa nặng và nguồn giống ít do trải qua giai đoạn trảng cỏ cao Trong giai đoạn đầu của diễn thế phục hồi rừng bằng khoang nuôi, số lượng loài cây và mật độ cây tái sinh giảm từ chân đồi lên sườn đồi tới đỉnh đồi Ở giai đoạn đầu của quá trình diễn thế (1- 6 năm), mật độ cây tái sinh tăng lên sau đó giảm xuống,

ở giai đoạn đầu, cây tái sinh có phân bố cụm, sau đó chuyển dần sang phân bố ngẫu nhiên Quá trình này bị chi phối bởi các quy luật tái sinh tự nhiên, quá trình nhập cư và quá trình đào thải của các loài cây [10]

Tóm lại: trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đã có nhiều công trình nghiên cứu về diễn thế thảm thực vật và tái sinh rừng

1.2.3 Nghiên cứu về các giải pháp phục hồi rừng

* Phục hồi bằng trồng rừng

Theo tác giả Hà Chu Chử cho rằng nâng cao độ che phủ, bù đắp diện tích rừng đã mất, song rừng trồng không thể so sánh với rừng tự nhiên về chủng loài gỗ, về sinh khối và về tác dụng phòng hộ [6]

Theo Phùng Ngọc Lan, việc trồng rừng thuận loại mà chúng xuất hiện trong các chuỗi diễn thế thứ sinh như rừng Mỡ, rừng Bồ Đề là không hợp lý

vì về phương diện sinh thái học thì đó là mô hình cấu trúc của rừng ôn đới, do

vậy cần phải trở lại mô hình hỗn loài, nhưng không phải là mô hình hỗn loài phức tạp như của tự nhiên và mô hình nông – lâm kết hợp [15]

Năm 1995, Trần Đình Lý cùng công sự đã phân tích cụ thể về những

ưu điểm và nhược điểm của giải pháp rừng và khoanh nuôi Các tác giả cũng

đã lưu ý rằng việc chọn giải pháp nào thì phải phụ thuộc vào điều kiện lập địa, điều kiện kinh tế xã hội của từng vùng, từng địa phương mới đạt được kết quả mong muốn [18]

Theo Nguyễn Tiến Bân cho rằng: cần thiết phải phục hồi hệ sinh thái rừng nhiệt đới bằng các loài cây bản địa để duy trì bảo vệ nguồn gen và tạo ra được hệ sinh thái rừng hỗn loài bền vững [2]

Theo Lâm Phúc Cố, ở những nơi đất khó có khả năng tái sinh tự nhiên thì trồng rừng là giải pháp kỹ thuật lâm sinh cần thiết, nên chọn phương thức trồng rừng hỗn giao nhiều loài với những cây thích nghi với điều kiện đồi núi trọc [8]

* Phục hồi bằng khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên

“Rừng là một hệ sinh thái”, vì vậy phục hồi rừng là phục hồi các thành phần của hệ sinh thái đó Hệ thống tác động vào rừng nhằm thỏa mãn các mục tiêu của con người trên cơ sở tôn trọng quy luật sống tự nhiên của hệ sinh thái rừng [53]

Từ những năm 1960 giải pháp phục hồi rừng bằng khoanh nuôi đã được tiến hành, nhưng đến những năm 1980 mới được thực hiện một cách mạnh mẽ Hiện nay khoanh nuôi phục hồi rừng đang là giải pháp tích cực để tăng nhanh độ che phủ của rừng

Mục đích của khoanh nuôi phục hồi rừng là trong một khoảng thời gian nhất định phải tạo ra được một quần thể rừng vừa có tác dụng bảo vệ môi trường vừa có hiệu quả kinh tế Do vậy đa số các nhà nghiên cứu cho rằng phục hồi rừng

tự nhiên phải áp dụng các giải pháp kỹ thuật lâm sinh, nhằm tái sinh các loài cây

có giá trị kinh tế để nâng cao chất lượng rừng được phục hồi [16]

Trong tái sinh rừng, có hai giải pháp kỹ thuật lâm sinh được nghiên cứu

và ứng dụng ở nhiều nơi Đó là việc khai thác rừng đảm bảo tái sinh và nghiên cứi xây dựng mô hình làm giàu rừng bằng lựa chọn các loài cây bản địa có giá trị và áp dụng kỹ thuật xúc tiến tái sinh, phục hồi rừng [30, 42]

* Phục hồi rừng tự nhiên

Phục hồi rừng tự nhiên là quá trình diễn thế thứ sinh phục hồi thảm thực vật Tất cả các quần xã thực vật sinh ra từ rừng mưa nhiệt đới, qua quá trình diễn thế thứ sinh từ trảng cỏ, trảng cây bụi, trảng cây bụi xen cây gỗ, đến rừng thứ sinh nếu được bảo vệ, không chặt phá, không bị lửa đốt và không

bị chăn thả, theo thời gian qua một số giai đoạn trung gian, chúng đều có thể phục hồi lại thành rừng cao đỉnh [1, 28, 43, 47]

Các nghiên cứu về tái sinh phục hồi rừng tập trung chủ yếu vào tìm hiểu quy luật của quá trình diễn thế, những kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học chắc chắn cho việc xác định các giải pháp kỹ thuật lâm sinh trong việc xúc tiến tái sinh phục hồi rừng

Các kết quả nghiên cứu về thảm thực vật tái sinh trên đất nương rẫy và trên đất rừng nhiệt đới sau khai thác là rất lớn Để nâng cao chất lượng rừng phục hồi tự nhiên, đa số các nhà nghiên cứu cho rằng, song song với việc tái sinh tự nhiên của thảm thực vật cần phải áp dụng các giải pháp kỹ thuật lâm sinh, nhằm tái sinh các loài cây có giá trị kinh tế, để nâng cao năng suất và chất lượng rừng được phục hồi [17, 19, 20, 29, 27, 30, 42]

Chương 2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ VÀ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU

2.1 Điều kiện tự nhiên

Hình 2.2 Bản đồ khu vực nghiên cứu, tuyến điều tra và khu định vị

2.1.2 Địa hình

CHÚ THÍCH : Tuyến điều tra

: Ô định vị

Đây là vùng bán sơn địa, là phần kéo dài về phía Đông Nam của dãy Tam đảo, có địa hình đồi và núi thấp với xu hướng thấp dần từ Bắc xuống Nam Điểm cao nhất là điểm cực đông thuộc đỉnh Đá trắng cao 520 m

Địa hình phần lớn là dốc, độ dốc trung bình 15 – 300 Có nhiều nới dốc

từ 30 – 350 Các bãi bằng rất ít, rải rác vài ba bãi nhỏ dọc theo ven suối ở biên giới phía Tây Đây là khu vực rừng đầu nguồn của một vài con suối nhỏ chảy

ra hồ Đại Lải

2.1.3 Điều kiện thổ nhưỡng, địa chất (Đất đai)

Khu vực nghiên cứu là một bộ phận của dãy núi Tam Đảo nên có cấu tạo địa chất chủ yếu là hệ tầng phun trào axit gồm các lớp Rionit, Daxit kết tinh xen kẽ nhau, có tuổi khoảng 260 triệu năm

Về thổ nhưỡng, nhìn chung các loại đá mẹ khá cứng, thành phần khoáng có nhiều thạch anh, Muscovit, khó phong hoá, hình thành nên các loại đất có thành phần cơ giới nhẹ, cấp hạt thô, dễ bị rửa trôi và xói mòn Ở những nơi đất cao, đất bị xói mòn mạnh, nhiều nơi trơ phần đã cứng

Theo nguồn gốc phát sinh trong vùng có các loại đất chính như sau:

- Ở trên độ cao trên 300 m là đất Feralit mùn đỏ vàng, đất thường có màu vàng do độ ẩm cao, hàm lượng sắt di động và nhôm tích luỹ tương đối nhiều Đất phát triển trên đá Mácma axit kết tinh chua: Rhynoit, Daxit, Granit nên tầng đất mỏng, thành phần cơ giới nhẹ, tầng mùn mỏng, không có tầng thảm mục, đá lộ đầu nhiều > 35%

- Ở độ cao dưới 300 m là đất Feralit vàng phát triển trên đá sa thạch cuội kết hoặc dăm kết, thành phần có nhiều khoáng sét Khả năng hấp phụ của đất không cao

- Ở độ cao dưới 100 m, ven các con suối lớn có đất tụ phù sa, thành phần cơ giới của loại đất này là trung bình, tầng đất dày, độ ẩm cao, màu mỡ,

đã được khai phá trồng lúa và hoa màu Đất chua, có độ pH từ 3,5 – 5,5, độ dày tầng đất mặt trung bình từ 30 – 50 cm

Nhìn chung khu vực nghiên cứu có điều kiện đất đai khô căn, bị rửa trôi nhiều năm nên nghèo dinh dưỡng

2.1.4 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn

* Khí hậu

Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt

độ trung bình năm là 23,50

C, trung bình mùa hè 27 – 290C, mùa đông 16 –

170C Có 2 mùa gió thổi: gió mùa Đông Bắc thổi từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, gió Đông Nam thổi từ tháng 4 đến tháng 9 trong năm

Khu vực nghiên cứu bị những dãy núi nhỏ ngăn cách gió Đông Nam từ Thái Nguyên thổi sang Lượng mưa trong năm vào loại thấp, khoảng 1,335 – 1,650 mm/năm Mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 10 chiếm 90% lượng mưa cả năm Lương mưa phân phối không đều, thường tập trung vào mùa hè từ tháng

6 đến tháng 9 hàng năm Lương mưa cao nhất vào tháng 6 đến tháng 8 Độ

ẩm không khí trung bình khoảng 85%, thấp nhất vào tháng 2 dưới 80% Lượng bốc hơi nước trung bình hàng năm là 1040,1 mm gần bằng lượng mưa trong năm Như vậy khu vực nghiên cứu có khí hậu tương đối khô hạn

* Thuỷ văn

Ở khu vực nghiên cứu chỉ có một con suối nhỏ có nước thường xuyên,

bắt nguồn từ điểm cực Bắc chảy dọc biên giới phía Tây giáp với Vườn Quốc gia Tam Đảo (phân cách với huyện Bình Xuyên) và gặp suổi Thanh Lộc rồi chả ra hồ Đại Lải Ngoài ra, còn có một số suối cạn và chỉ có nước trong ít ngày sau khi mưa

2.2 Tài nguyên động, thực vật rừng

2.2.1 Hệ động vật

Theo kết quả điều tra năm 2003 của Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật [4], đã xác định được thành phần phân loại học của 5 lớp: Thú, Chim, Bò sát, Lưỡng cư (Ếch nhái), Côn trùng, tập trung ở 25 bộ, 99 họ, 461 loài, trong đó:

- Lớp Thú có 13 loài thuộc 6 họ của 4 bộ

- Lớp Chim có 109 loài thuộc 38 họ của 12 bộ

- Lớp Bò sát có 14 loài thuộc 7 họ của 1 bộ

- Lớp Lưỡng cư có 13 loài thuộc 5 họ của 1 bộ

- Lớp Côn trùng có 312 loài thuộc 43 họ của 7 bộ

Động vật đất có 78 loài thuộc 39 giống, 14 họ của 4 phân bộ

Các loài thuỷ sinh vật: 116 loài thuộc ngành tảo lam; 44 loài động vật nổi; 20 loài động vật đáy; 23 loài cá

Đặc biệt ở đây có 12 loài động vật quý hiếm được đưa vào Sách Đỏ Việt Nam và 3 loài được đưa vào Sách Đỏ Thế giới

2.2.2 Hệ thực vật

Theo giáo sư Nguyễn Tiến Bân, khu vực nghiên cứu nằm trong miền địa lý thực vật “Đông Bắc và Bắc Trung Bộ”, trong đó chủ yếu tồn tại những nhân tố bản địa dặc hữu của khu hệ thực vật Bắc Việt Nam – nam Trung Hoa với các ưu hợp thực vật họ Re (Lauraceae), họ Dẻ (Fagaceae), họ Dâu tằm (Mỏaceae), họ Mộc lan (Magnoliaceae), họ Đậu (Fabaceae), họ Xoài (Anacardiaaceae), họ Trám (burseraceae), họ Bò hòn (Sapindaceae) [3, 4]

Những loài có số lượng nhiều gồm: họ Ba mảnh vỏ (Euphorbiaceae) 67 loài; họ Cà phê (Rubiaceae) 53 loài; họ Lan (Orchidaceae) 38 loài; họ Cói (Cyperaceae) 35 loài; họ Đậu (Fabaceae) 35 loài; họ Gừng (Zingiberaceae) 20 loài; họ Ráy (Araceae) 22 loài; họ Cúc (Asteraceae) 29 loài; họ Dâu tằm (Moraceae) 21 loài

Ở những khu rừng phục hồi tự nhiên mật độ cây còn thưa, chưa có cây

gỗ lớn (trừ một vài cây Đa Ficus sp còn sót lại), những cây gỗ tái sinh đều

trong trạng thái còn non và mọc rải rác vồn là những cây con của những loại

thực vật già trước đây như: Vàng anh (Saraca dives), Nhội (Bischofia javanica), Gội (Aglaia spectabilis); các loài Dẻ (Castanopsis spp., Lithocarpus spp.)

Ngoài ra còn có một số diện tích rừng trồng, được khoang thành lô, thành khoảnh, nhưng mật độ cây trồng còn lại rất thưa như Keo, Thông đuôi ngựa, Bạch đàn

Nhìn chung hệ thực vật của khu vực nghiên cứu là tương đối đa dạng, phong phú

2.2.3 Thảm thực vật

Thảm thực vật tự nhiên hiện nay trong khu vực nghiên cứu là kết quả của quá trình khai thác gỗ củi thường xuyên, chặt phá đốt rừng lấy đất trồng trọt, chặt phá thảm thực vật tự nhiên để trồng rừng, chăn thả gia súc quá mức Vì vậy đã phát sinh những trạng thái thảm thực vật khác nhau từ thảm

cỏ đến rừng thứ sinh Trên toàn khu vực có 4 lớp quần hệ với các kiểu thảm thực vật như sau:

- Thảm cây bụi thường xanh mưa mùa nhiệt đới ở địa hình thấp có:

+ Các quần xã cây bụi có hay không có cây gỗ mọc xen

- Rừng thưa thường xanh mưa mùa nhiệt đới ở địa hình thấp gồm có:

+ Rừng nứa xen cây gỗ

2.3 Điều kiện kinh tế xã hội

Khu vực nghiên cứu thuộc xã Ngọc Thanh - Thị xã Phúc Yên - Tỉnh Vĩnh Phúc Đây là một xã miền núi có diện tích tự nhiên hơn 7000 ha, trong

đó diện tích đất lâm nghiệp là hơn 4000 ha, chiếm khoảng 51% tổng diện tích

Toàn xã có 21 khu hành chính Dân số có hơn mười ngàn người với 53% là dân tọc kinh còn lại là người dân tộc thiểu số Mật độ dân số trung bình là 139 người/km2 Số người trong độ tuổi lao động chiếm 34% tổng số dân, thu nhập bình quân đầu người 3 triệu đồng/người/năm (tính đến 01/12/2003 theo Niên giám thống kê tỉnh Vĩnh Phúc năm 2003)

Trong khu vực nghiên cứu không có dân sinh sống Tuy nhiên do tập quán của dân quanh vùng nên vẫn có một số tác động tiêu cực tới thảm thực vật và diện tích rừng trong khu vực nghiên cứu như: thả rông gia súc sau mùa

vụ, lấy củi, măng và khai thác lâm sản phi gỗ khác

Trong những năm gần đây, có những đổi mới về chính sách kinh tế của Nhà nước nên tác động sâu sắc đến đời sống của nhân dân trong vùng, tổng giá trị thu nhập tăng Tuy nhiên, do ảnh hưởng của tập quán sinh sống đã có

từ lâu đời của nhân dân quanh khu vực là sinh sống nhờ vào việc khai thác lâm sản trong rừng nên ý thức bảo vệ rừng của người dân vẫn chưa cao Họ chặt phá rừng để lấy gỗ, củi , săn bắt thú rừng, đốt rừng làm nương rẫy Các nguyên nhân này đã làm cho diện tích rừng bị suy giảm nghiêm trọng, tính đa dạng của sinh vật giảm sút, hệ thực vật rừng bị suy thoái (nhiều cây gỗ lớn, quý hiếm không còn) tạo nên nhiều thảm cỏ, thảm cây bụi

Chương 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng, phạm vi, địa điểm và giới hạn của đề tài

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các trạng thái thảm thực vật

đang trong giai đoạn diễn thế đi lên tại xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc

- Phạm vi nghiên cứu – Địa điểm nghiên cứu

Các trạng thái thảm thực vật đại diện cho các giai đoạn của quá trình diễn thế tự nhiên đi lên tại xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc

- Giới hạn đề tài

Quá trình diễn thế của thảm thực vật sau khai thác cạn kiệt là quá trình liên tục lâu dài và phức tạp liên quan đến điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội ở từng tiểu vùng sinh thái khác nhau, do vậy đề tài nghiên cứu được giới như sau:

- Phân loại các trạng thái thảm thực vật tái sinh theo quan điểm hình thái ngoại mạo

- Nghiên cứu đặc điểm các giai đoạn diễn thế tự nhiên đi lên của các trạng thái thảm thực vật (thảm cỏ, thảm cây bụi và rừng thứ sinh)

3.2 Nội dung nghiên cứu

3.2.1.Phân loại thảm thực vật khu vực nghiên cứu dựa theo khung phân loại của UNESCO và các nguyên nhân làm suy thoái thảm thực vật KVNC 3.2.2 Các giai đoạn của quá trình diễn thế phục hồi thảm thực vật

- Giai đoạn thảm cỏ

- Giai đoạn thảm cây bụi

- Giai đoạn rừng thứ sinh

3.2.3 Sự phát triển của thảm thực vật trong các giai đoạn diễn thế

- Sự phát triển của thảm cỏ

- Sự phát triển của thảm cây bụi

- Sự phát triển của rừng thứ sinh mới phục hồi (rừng non)

- Sự phát triển của rừng trưởng thành

3.2.4 Những thay đổi về cấu trúc thảm thực vật trong quá trình diễn thế

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Phương pháp luận

- Theo phương pháp "dẫy phát triển tự nhiên" để "lấy không gian thay thế thời gian", vì nghiên cứu diễn thế là một quá trình lâu dài và qua nhiều giai đoạn, khu vực nghiên cứu diễn thế phải được bảo vệ tốt không bị tác động của con người và gia súc.Với thời gian nghiên cứu 8 tháng và kinh phí không có chúng tôi đã kế thừa kết quả nghiên cứu của các tác giả đi trước để thực hiện đề tài luận văn

- Theo dõi trên OTC

- Phương pháp tổng hợp, kết hợp nghiên cứu mới và kế thừa các kết quả nghiên cứu đã có và tổng kết thực tiễn tại khu vực nghiên cứu

3.3.2 Phương pháp điều tra

* Tuyến điều tra

Tuyến điều tra (TĐT) được xác định theo hai hướng song song và vuông góc với đường đồng mức Khoảng cách giữa 2 tuyến từ 100m đến 200m tuỳ thuộc vào địa hình Theo phương pháp này chúng tôi đã thực hiện

10 tuyến điều tra

* Ô tiêu chuẩn (OTC)

OTC có diện tích 100m2

(10m x 10m) cho Thảm cỏ; 400m2 (20m x 20m) được áp dụng cho thảm cây bụi, rừng thứ sinh mới phục hồi (rừng non) còn rừng thứ sinh trưởng thành OTC là 2000 m2

(40m x 50m) Trong OTC, tuỳ theo đối tượng nghiên cứu, thiết lập hệ thống ô dạng bản (ODB) có diện tích 25 m2 (5m x 5m), 4 m2 (2m x 2m), 2m2 (1m x 1m) để thu thập số liệu Ô dạng bản được bố trí trên 4 góc, dọc theo đường chéo và 4 cạnh của ô tiêu chuẩn Tổng diện tích ô dạng bản phải đạt ít nhất từ 1/3 (đối với ô dạng bản 4m2) và 2/3 (đối với ô dạng bản 25m2) tổng diện tích OTC

3.3.3 Phương pháp thu thập số liệu

* Thu thập số liệu theo tuyến điều tra

Trên TĐT, quan sát và ghi chép vào phiếu tất cả các thông tin về các loài đã gặp: tên, dạng sống (thân gỗ, thân bụi, thân thảo, dây leo) dọc theo hai tuyến điều tra, thống kê các cây gỗ (cây có d ≥ 5cm) trong phạm vi 4m Những cây chưa biết, thu tiêu bản để xác định tên loài tại phòng thí nghiệm Theo khoảng cách, cứ 200 – 300m bố trí một ô tiêu chuẩn tạm thời có diện tích 100m2 (đối với thảm cỏ và thảm cây bụi) hoặc 400 (đối với cây rừng thứ sinh) để điều tra

* Thu thập số liệu trong OTC

Sử dụng la bàn và GPS để xác định toạ độ, độ cao tuyệt đối, độ cao tương đối, độ dốc và hướng phơi

Các số liệu về cây gỗ được thu thập trong OTC 400m2

và 2000m2, cây bụi và cây gỗ có d< 4cm trong ODB 25m2, cây tái sinh và thảm tươi trong ODB 4m2 Các chỉ tiêu thống kê cụ thể cho từng đối tượng như sau:

- Cây gỗ (cây có d ≥ 5cm): thành phần loài, chiều cao vút ngọn, đường kính (ở độ cao H: 1,3m), đường kính tán, mật độ, độ tàn che

- Cây bụi và cây gỗ có d < 4cm: chiều cao, đường kính, mật độ, thành phần loài, sinh lực phát triển

- Thảm tươi: thành phần loài, độ dày rậm, sinh lực phát triển

Cách đo chiều cao vút ngọn: cây có chiều cao dưới 4m thì đo trực tiếp bằng sào có chia vạch đến 0,1m Cây cao trên 4m đo bằng thước SUNTO

627124 có chỉnh lý theo phương pháp đo trực tiếp

Đo đường kính (chỉ đo cây có D1,3m ≥ 5cm) bằng thước kẹp với độ chính xác 0,1 cm Cây lớn (d > 20cm) đo bằng thước dây sau đó tra bảng tương quan đường kính – chu vi, tính được đường kính tương ứng

Độ tàn che: kết hợp quan trắc và vẽ biểu đồ chiếu tán để xác định tỉ lệ che phủ (%) Độ tàn che tính theo chỉ số phần mười

Bảng 3.1 Độ nhiều của thảm tươi, cây bụi được xác định theo tiêu chuẩn

của Drude

Soc Thực vật mọc rộng khắp che phủ 75% - 100% diện tích

Cop1 Thực vật mọc rất nhiều che phủ 50 – 75% diện tích

Cop2 Thực vật mọc nhiều che phủ từ 25 – 50 % diện tích

Cop3 Thực vật mọc tương đối nhiều che phủ từ 5 – 25% diện tích

Sp Thực vật mọc ít che phủ từ 5% trở xuống

Sol Thực vật mọc rải rác phân tán

Un Một vài cây cá biệt

Gr Thực vật phân bố không đều, mọc từng khóm

3.3.4 Phương pháp điều tra trong nhân dân

Trực tiếp phỏng vấn, trao đổi với người chủ rừng hoặc các cơ quan chuyên môn (chi cục kiểm lâm, UBND xã ) để nắm được các thông tin về điều kiện tự nhiên ở khu vực nghiên cứu, trạng thái của rừng, tên các loài thực vật (tên địa phương), những tác động của con người và động vật

3.3.5 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu

- Tên các loài cây được xác định theo Danh lục các loài thực vật Việt Nam (Tập 1, 2, 3) [39]

- Mật độ cây tính trung bình trên ô tiêu chuẩn sau đó qui ra cây/ha

n ═

m

ni

m i



 1 (2.1) Trong đó: n là số cây trung bình theo loài

m là tổng số các loài của mỗi giai đoạn

ni là tổng số cây của một loài trong một giai đoạn

- Tỷ lệ tổ thành (n%) được tính theo công thưc sau:

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

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

- Xác định phân bố cây trên mặt đất: áp dụng tính chất bằng nhau giữa

số bình quân (X) và phương sai (S2) để xác định kiểu phân bố [26] Theo phương pháp này cần phải tính:

S2

W = −−−−− (2.4)

X Nếu:

W ≈ 1: Phân bố ngẫu nhiên; W > 1: Phân bố cụm; W < 1: Phân bố đều

Sử dụng phương pháp thống kê sinh học để tính toán kết quả nghiên

cứu Số liệu được xử lý trên phần mềm excel (Data analysis) của máy tính

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Hiện trạng thảm thực vật khu vực nghiên cứu và các nguyên nhân làm suy thoái thảm thực vật

4.1.1 Hiện trạng thảm thực vật khu vực nghiên cứu

Thảm thực vật nguyên sinh tại khu vực nghiên cứu là kiểu rừng kín thường xanh mưa mùa nhiệt đới, đến nay đã bị phá huỷ, thay thế vào đó là các kiểu thảm thứ sinh nhân tác Qua điều tra chúng tôi đã xác định thực trạng thảm thực vật như sau:

Thảm thực vật Rừng trồng

Rừng trồng là những khoảnh rừng được trồng theo chương trình 135 và

327, gồm có: Rừng trồng thuần loại, chỉ có một loài hoặc Thông, hoặc Keo tai tượng, hoặc Bạch đàn hay Keo lá tràm; Rừng trồng hỗn giao: Bạch đàn và Keo tai tượng

Thảm thực vật tự nhiên

Dựa vào bảng phân loại của UNESCO (1973) [51], bảng phân loại này cho phép phân loại thảm thực vật tự nhiên hiện tại, không phụ thuộc chúng là thảm nguyên sinh hay thảm thứ sinh tương đối ổn định, hay tạm thời Hệ thống phân loại của UNESCO như sau:

I Lớp quần hệ (Formation class)

I.A Phân lớp quần hệ (Formation subclass)

I.A.1 Nhóm quần hệ (Formation group)

I.A.1.1 Quần hệ (Formation) I.A.1.1.1 Dưới quần hệ (Subfmation)

Trong các bậc nói trên thì từ bậc quần hệ trở lên có tiêu chuẩn phân loại

cụ thể, riêng ở bậc dưới quần hệ, chúng tôi dựa vào chỉ tiêu về độ ưu thế của các loài cây (tỷ lệ tổ thành loài) theo Thái Văn Trừng [40]

Qua điều tra chúng tôi phân loại thảm thực vật tự nhiên tại khu vực nghiên cứu như sau :

I Lớp quần hệ rừng kín

I.A.1a Rừng nhiệt đới thường xanh mưa mùa ở địa hình thấp và núi thấp (< 500 m) Gồm 2 loại hình thực vật:

I.A.1a (1) Rừng cây gỗ lá rộng

- Là rừng thứ sinh phục hồi sau khai thác cạn kiệt ở các mức độ khác nhau ; Kiểu này thường là những khoảnh nhỏ phân bố rải rác ở độ cao từ 300m trở lên: Rừng có 4 tầng, có 2 tầng cây gỗ, tầng cây bụi, thảm tươi :

- Tầng cây gỗ lớn (A1), cây gỗ cao trung bình 10-14m, đường kính trung bình 10-15cm, mật độ 500 - 700 cây/ha Do là rừng phục hồi sau khai thác nên một số nơi có độ cao từ 350m trở lên vẫn còn những cây gỗ rừng nguyên sinh có chiều cao khoảng 20m, đường kính thân cây 30-40cm Qua điều tra theo tuyến và theo OTC đã xác định được 2 ưu hợp sau:

+ Vàng anh (Saraca dives) + Nang trứng (Hydnocarpus hainanensis) + Thị núi (Diospyros bangoiensis)

+ Dẻ gai ấn độ (Castanopsis indica) + Kháo (Phoebe lanceolata) + Chẹo (Engelhardtia roxburghiana)

- Tầng cây gỗ nhỏ (A2), gồm các cây gỗ nhỏ cao trung bình 9-11m với

thành phần ưu thế là Thị núi (Dospyos bangoiensis), Nhội (Bischoffia javanica), Vàng anh (Saraca dives), Gù hương (Cinnamomum balansae) và

Dẻ gai ấn độ (Castanopsis indica)

- Tầng cây bụi (A3) thành phần chủ yếu là các loài cây thuộc họ Euphorbiaceae, Rutaceae, Rubiaceae, Melastomataceae, Araliaceae, Annonaceae,

ở độ cao trên 300m còn có Sặt (Arundinaria)

- Thảm tươi có độ dày rậm từ Cop1 đến Cop2 Thành phần chính là các loài cây chịu bóng thuộc họ Araceae, Zingiberaceae, Liliaceae, và các loài dương xỉ

I.A.1b Rừng tre nứa (Bambusoideae) nhiệt đới địa hình thấp và núi thấp

I.A.1b (1) Rừng thuần loại

Rừng Giang (Ampelocalamus patellaris), Kiểu này thường là những

khoảnh nhỏ với diện tích 5-6ha, đôi khi đến hàng chục ha phân bố ở độ cao < 400m Rừng Giang được hình thành do khai thác kiệt

I.A.1b (2) Rừng hỗn giao với cây lá rộng

Rừng Nứa (Neohouzeaua dullooa) hỗn giao cây lá rộng, phân bố ở độ

cao 200- 400m, cây nứa có đường kính trung bình 3-4cm, một số nơi là nứa tép đường kính trung bình từ 2-3 cm; Cây gỗ mật độ thưa khoảng 100-200

cây/1ha, các loài cây gỗ thường gặp: Re trắng mũi mác (Phoebe lanceolata.),

Ba soi (Macaranga denticulata), Bồ đề trắng (Styrax tonkinensis), Chẹo (Engelhardtia roxburghiana), Dẻ gai ấn độ (Castanopsis indica), Sổ (Dillenia indica), Gió (Rhamnoneuron balansae) Thảm tươi có thành phần chính là các

loài cây chịu bóng thuộc họ Araceae, Zingiberaceae, Liliaceae, và các loài dương

xỉ độ dày rậm (Cop2)

II Lớp quần hệ rừng thưa

II.A.1a Rừng thưa thường xanh ở địa hình thấp và núi thấp

Kiểu rừng này chiếm ưu thế trong khu vực nghiên cứu, phân bố chủ yếu ở vùng sườn núi và ven chân đồi Đây là rừng được phục hồi sau khai thác, Kiểu rừng này có tầng cây gỗ cao trung bình 8-9m, đường kính trung bình 10 - 11cm, độ tàn che 0,5 - 0,6 Thành phần cây gỗ chủ yếu là các loài

thường xanh: Dẻ gai ấn độ (Castanopsis indica), Kháo (Phoebe lanceolata.) Chẹo (Engelhardtia roburghiana), Bùng bụp nâu (Mallotus paniculatus), Bời lời (Litsea umbellata, L verticillata), Trám trắng (Canarium album), Bứa (Garcinia cowa, G oblongifolia), Trâm (Syzyum cinereum), Thị núi (Dyospyros bangoiensis) Dưới tầng cây gỗ là lớp cây con tái sinh và cây bụi Các loài thường gặp: Thàu táu (Aporosa sphaerosperma), Me rừng (Phyllanthus emblica), Lấu (Psychotria rubra), Trọng đũa (Ardisia aciphylla), Sim (Rhodomyrtus tomentosa), Mua (Melastoma normale, Osbeckia chinensis) Thảm tươi thưa, chủ yếu là các loài cây ưa sáng chịu khô hạn: Chít (Thysanolaena maxima), Cỏ gừng (Panicum repens), Cỏ tranh (Imperata cylindrica), Điền an tai (Hedyotis auricularia), Guột (Dicranopteris linearis) Chân xỉ (Pteris linearis), Ráng (Diplazium

mettenianum) và một số loài thuộc họ Gừng (Zigiberaceae), họ Ráy

(Araceae), một số loài dây leo thuộc họ Đậu (Fabaceae)

Bước đầu chúng tôi xác định được kiểu rừng này có 2 ưu hợp:

- Dẻ gai ấn độ (Castanopsis indica) + Kháo (Phoebe lanceolata) + Chẹo (Engelhardtia roburghiana),

- Bời lời (Litsea umbellata, L verticillata) + Bùng bụp nâu (Mallotus paniculatus) + Trám trắng (Canarium album)

II.A.1b Rừng thưa rụng lá mùa khô ở địa hình thấp và núi thấp

Các quần xã thuộc quần hệ này rụng lá về mùa khô, thời gian rụng lá thường từ tháng 12 năm trước đến tháng 2 năm sau, chúng tôi xác định được

2 ưu hợp sau:

- Sau sau (Liquidambar formosana) + Trôm (Sterculia lanceolata) +

Bồ đề (Styrax tonkinnensis) Thường gặp trên sườn núi, ở độ cao từ 150 đến 400

m Trong quần xã, một số loài như Sau sau, Bồ đề rụng lá về mùa khô Ở một

số quần xã Sau sau mọc thành những quần hợp với độ ưu thế tuyệt đối chiếm đến 90% hệ số tổ thành

- Bồ đề trắng (Styrax tonkinensis) + Trôm (Sterculia lanceolata) + Kháo (Phoebe lanceolata), phân bố trên sườn núi ở đây Bồ đề là loài rụng lá

chiếm tỷ lệ tổ thành loài từ 80 - 90%, còn lại từ 10 - 20% là Kháo và các loài cây thường xanh khác

III Thảm cây bụi

III.A.1a Thảm cây bụi nhiệt đới chủ yếu thường xanh cây lá rộng trên đất địa đới

III.A.1a Trong thảm cây bụi này thường có cây gỗ hai lá mầm mọc rải rác, các quần xã này hình thành do khai thác quá mức, chặt phá rừng làm nương rãy, xử lý trắng thực bì trồng rừng nhưng bị thất bại Thành phần chủ

yếu là các loài cây bụi phổ biến trên vùng đồi như: Sim (Rhodomyrtus