Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu ảnh hưởng của cháy rừng đến đất và một số chỉ tiêu cấu trúc rừng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb.) tại huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:91

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm góp phần nâng cao hiệu quả của công tác quản lý lửa rừng ở khu vực huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc và cung cấp thêm những số liệu về lĩnh vực sinh thái lửa trong điều kiện cụ thể ở Việt Nam. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu ảnh hưởng của cháy rừng đến đất và một số chỉ tiêu cấu trúc rừng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb.) tại huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN VĂN TÚC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHÁY RỪNG ĐẾN ĐẤT VÀ MỘT SỐ CHỈ TIÊU CẤU TRÚC RỪNG THÔNG MÃ VĨ (Pinus Massoniana Lamb.) TẠI HUYỆN TAM ĐẢO, TỈNH VĨNH PHÚC LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội - 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN VĂN TÚC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHÁY RỪNG ĐẾN ĐẤT VÀ MỘT SỐ CHỈ TIÊU CẤU TRÚC RỪNG THÔNG MÃ VĨ (Pinus Massoniana Lamb.) TẠI HUYỆN TAM ĐẢO, TỈNH VĨNH PHÚC Chuyên ngành: Quản lý bảo vệ tài nguyên rừng Mã số: 60.62.02.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. BẾ MINH CHÂU Hà Nội - 2011
i LỜI CẢM ƠN Được sự nhất trí của trường Đại học Lâm nghiệp, Khoa Sau đại học và Khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trường, tôi tiến hành thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của cháy rừng đến đất và một số chỉ tiêu cấu trúc rừng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb.) tại huyện Tam Đảo – tỉnh Vĩnh Phúc”. Luận văn được hoàn thành theo chương trình đào tạo cao học khóa 16 tại trường Đại học Lâm nghiệp. Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn của T.S Bế Minh Châu, sự giúp đỡ nhiệt tình của các cán bộ công chức, viên chức Hạt Kiểm lâm huyện Tam Đảo, Hạt Kiểm lâm Minh Quang – Tỉnh Vĩnh Phúc, cũng như sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo Trường Đại học Lâm nghiệp. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới T.S Bế Minh Châu, người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Nhà trường, Khoa Sau đại học, các thầy cô giáo và nhóm sinh viên K51 Khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trường - trường Đại học Lâm nghiệp. Tôi cũng xin cảm ơn toàn thể cán bộ công chức, viên chức Hạt Kiểm lâm huyện Tam Đảo, Trạm Kiểm lâm Minh Quang, cán bộ và nhân dân xã Minh Quang, Chi cục Kiểm lâm Nam Định – nơi tôi công tác và các bạn bè đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Mặc dù tôi đã nghiêm túc và nỗ lực rất nhiều để hoàn thành luận văn, nhưng do hạn chế về trình độ và thời gian nên luận văn không thể tránh khỏi
ii những thiếu sót nhất định. Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp xây dựng của các nhà khoa học, các bạn học viên và bạn bè đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 10 năm 2011 Tác giả Nguyễn Văn Túc
iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn ......................................................................................................... i Mục lục ............................................................................................................. iii Danh mục các bảng .......................................................................................... vi Danh mục các hình .......................................................................................... vii Danh mục các biểu đồ .................................................................................... viii ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................1 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU……………………………...3 1.1. Trên thế giới ........................................................................................... 3 1.2. Ở Việt Nam ............................................................................................ 6 Chương 2 ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU ...................10 2.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................ 10 2.1.1. Vị trí địa lý: ................................................................................... 10 2.1.2. Đặc điểm địa hình, địa chất: ......................................................... 10 2.1.3. Khí hậu, thủy văn: ......................................................................... 11 2.1.4. Thảm thực vật ................................................................................ 13 2.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ..................................................................... 13 2.2.1. Điều kiện kinh tế............................................................................ 13 2.2.2. Điều kiện xã hội ............................................................................ 14 - Giáo dục: ........................................................................................... 14 - Y tế: ................................................................................................... 15 -Văn hoá, thể thao, phát thanh, truyền hình: ....................................... 16 Chương 3 ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........................................................................................................18
iv 3.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................... 18 3.2. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................. 18 3.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................ 18 3.4. Phương pháp nghiên cứu...................................................................... 19 3.4.1. Điều tra ngoại nghiệp: .................................................................. 19 3.4.1.1. Thu thập số liệu về tình hình cháy rừng và đặc điểm của các đám cháy nghiên cứu. ......................................................................... 20 3.4.1.2. Thu thập số liệu về tính chất đất rừng ở các lâm phần Thông mã vĩ đã qua cháy và chưa qua cháy. ................................................. 20 3.4.1.3. Đặc điểm quần xã thực vật ở các lâm phần Thông mã vĩ đã qua cháy và chưa qua cháy. ................................................................ 21 3.4.1.4. Nghiên cứu sự biến đổi về thành phần và mật độ những loài động vật sống trong đất ở các lâm phần. ............................................ 24 3.4.2. Xử lý số liệu ................................................................................... 25 Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................................29 4.1. Đặc điểm phân bố tài nguyên rừng và tình hình cháy tại xã Minh Quang, huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc .................................................... 29 4.1.1. Đặc điểm phân bố tài nguyên rừng ............................................... 29 4.1.2. Tình hình cháy rừng tại huyện Tam Đảo ...................................... 30 4.1.3. Tình hình cháy rừng ở khu vực xã Minh Quang, huyện Tam Đảo 32 4.1.4. Đặc điểm đám cháy xảy ra ở các đối tượng nghiên cứu .............. 34 4.2. Ảnh hưởng của cháy rừng đến tính chất đất rừng ................................ 36 4.2.1. Tính chất lý học ............................................................................. 36 4.2.2. Tính chất hóa học của đất ở các lâm phần nghiên cứu ................ 41 4.2.2.1. Sự biến đổi độ pH ở các trạng thái rừng ............................... 41 4.2.2.2. Sự biến đổi hàm lượng mùn trong đất ở các trạng thái rừng 43
v 4.2.2.3. Hàm lượng Nitơ, Photpho và Kali dễ tiêu trong đất ở các đối tượng nghiên cứu ................................................................................ 45 4.3. Ảnh hưởng của cháy rừng đến một số chỉ tiêu cấu trúc rừng Thông mã vĩ tại khu vực nghiên cứu ............................................................................ 50 4.3.1. Ảnh hưởng của cháy rừng đến sinh trưởng và phát triển của tầng cây cao ............................................................................................ 50 4.3.2. Ảnh hưởng của cháy rừng tới tầng cây tái sinh. ........................... 54 4.3.2.1. Đặc điểm sinh trưởng phát triển của tầng cây tái sinh. ........ 54 4.3.2.2. Đánh giá mức độ đa dạng sinh học của các cây tái sinh ở các lâm phần Thông................................................................................... 56 4.3.3. Ảnh hưởng của cháy rừng đến lớp cây bụi thảm tươi ở các đối tượng nghiên cứu..................................................................................... 60 4.4. Ảnh hưởng của cháy rừng đến thành phần và mật độ những loài động vật sống trong đất ở các lâm phần nghiên cứu. ........................................... 63 4.5. Đề xuất một số biện pháp cho công tác quản lý và bảo vệ rừng tại khu vực nghiên cứu ............................................................................................ 66 4.5.1. Một số đề xuất cho công tác PCCCR: .......................................... 67 4.5.2. Đề xuất trong vấn đề sử dụng lửa: ............................................... 67 4.5.3. Đề xuất trong vấn đề quản lý lửa rừng sau cháy: ........................ 68 KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ ...............................................................70 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
vi DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 2.1 Số liệu khí tượng của các trạm trong khu vực Tam Đảo 11 4.1 Diện tích rừng và đất rừng trên địa bàn xã Minh Quang 19 4.2 Tình hình cháy rừng ở huyện Tam Đảo (2004-2010) 30 4.3 Thống kê số vụ và diện tích rừng bị cháy tại xã Minh Quang 33 (2004 – 2010) 4.4 Kết quả phân tích một số tính chất vật lý của đất ở các lâm 37 phần nghiên cứu 4.5 Kết quả phân tích độ pH ở các lâm phần nghiên cứu 41 4.6 Kết quả phân tích hàm lượng mùn theo độ sâu lớp đất ở các 44 lâm phần nghiên cứu 4.7 Kết quả phân tích hàm lượng các chất N, P, K dễ tiêu theo 46 độ sâu lớp đất ở các lâm phần nghiên cứu 4.8 Sinh trưởng của Thông mã vĩ trên các lâm phần nghiên cứu 51 4.9 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của tầng cây tái sinh ở 54 lâm phần nghiên cứu 4.10 Tổ thành loài cây tái sinh ở các lâm phần nghiên cứu 55 4.11 Kết quả đánh giá mức độ đa dạng loài ở tầng cây tái sinh 57 theo phương pháp Chỉ số đa dạng loài 4.12 Kết quả đánh giá mức độ đa dạng loài ở tầng cây tái sinh 59 theo phương pháp chỉ số đa dạng Simpson 4.13 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của lớp cây bụi thảm tươi 61 trên các trạng thái nghiên cứu 4.14 Thành phần và mật độ các loài động vật sống trong đất ở độ 65 sâu 0 – 15 cm tại các lâm phần nghiên cứu.
vii DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 3.1 Bố trí các ô dạng bản điều tra lớp thảm thực vật tại các lâm 23 phần nghiên cứu 3.2 Bố trí các ô dạng bản điều tra động vật trong đất tại các lâm 24 phần nghiên cứu 4.1 Trạng thái rừng Thông 3 tuổi bị cháy ngày 26/12/2009 35 4.2 Trạng thái rừng Thông 9 tuổi bị cháy ngày 12/01/2010 36
viii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ TT Tên biểu đồ Trang 4.1 Biến đổi độ ẩm và độ xốp của đất ở rừng Thông 9 tuổi 39 4.2 Biến đổi độ ẩm và độ xốp của đất ở rừng Thông 3 tuổi 39 4.3 Biến đổi pH theo độ sâu lớp đất ở các lâm phần nghiên cứu 42 4.4 Hàm lượng mùn theo độ sâu lớp đất ở các lâm phần 44 nghiên cứu 4.5 Hàm lượng NH4+ theo độ sâu lớp đất ở các lâm phần NC 47 4.6 Biến đổi P2O5 theo độ sâu lớp đất ở các lâm phần nghiên cứu 48 4.7 Biến đổi K2O theo độ sâu lớp đất ở các lâm phần nghiên cứu 49
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng là nguồn tài nguyên quý báu của nước ta. Rừng có giá trị to lớn đối với nền kinh tế quốc dân, văn hóa cộng đồng, phục vụ du lịch sinh thái, nghiên cứu khoa học, an ninh quốc gia và chất lượng cuộc sống của người dân. Tuy nhiên hiện nay tài nguyên rừng ngày càng bị thu hẹp về diện tích vì bị tàn phá nặng nề, kéo theo những hiểm họa mang tính chất toàn cầu như làm biển dạng hệ sinh thái, tăng nguy cơ khan hiếm nước, biến đổi khí hậu và gia tăng các tai họa thiên nhiên cực đoan như El Nino, La Nina,…[4] Một trong những nguyên nhân quan trọng góp phần làm cho rừng bị giảm sút cả về diện tích và chất lượng là cháy rừng. Mặc dù trong những năm gần đây, công tác bảo vệ rừng nói chung và phòng cháy chữa cháy rừng (PCCCR) nói riêng ở nước ta luôn được quan tâm. Bộ Nông nghiệp và PTNT thường xuyên chỉ đạo các địa phương thực hiện nhiều biện pháp PCCCR tổng hợp và đã thu được kết quả rõ rệt nhưng cháy rừng vẫn xảy ra ở nhiều địa phương. Theo thống kê của Cục Kiểm lâm [5], từ năm 2005 đến năm 2010 trên cả nước có 22.903,8ha rừng bị cháy, chủ yếu ở các tỉnh Quảng Ninh, Quảng Trị, Lạng Sơn, Lai Châu, Kon Tum, Yên Bái, Lào Cai. Đặc biệt, năm 2010 cả nước đã xảy ra 897 vụ cháy rừng, tăng 555 vụ, gấp gần 3 lần so với năm 2009, gây thiệt hại 5.668,6ha rừng. Diện tích rừng bị thiệt hại do cháy tập trung chủ yếu ở các tỉnh miền núi phía Bắc và miền Đông nam bộ. Trong đó, những địa phương chịu thiệt hại lớn bao gồm: Lào Cai - 802ha, Cao Bằng - 495ha, Sơn La - 443ha, Kiên Giang - 336ha, Lai Châu - 330ha. Trong 8 tháng đầu năm 2011, cháy rừng đã làm thiệt hại 921ha rừng, chủ yếu ở các tỉnh miền Trung. Vườn quốc gia (VQG) Tam Đảo được thành lập năm 1996, thuộc địa giới 3 tỉnh: Vĩnh Phúc, Thái Nguyên và Tuyên Quang. Tổng diện tích của Vườn là 34.995 ha, với diện tích có rừng 14.822 ha (chiếm trên 49% diện tích
2 đất rừng tỉnh Vĩnh Phúc), trong đó có 12.421ha rừng đặc dụng. Rừng Tam Đảo là kho tài nguyên quý giá, là nơi lưu trữ, bảo tồn và phục hồi các nguồn gen phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học, học tập cho các nhà khoa học và sinh viên trong nước cũng như quốc tế; và còn có nhiều cây thuốc quý hiếm.... Khu vực huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc được xác định là một trong những khu vực trọng điểm cháy của cả nước [24]. Cháy rừng thường xảy ra hàng năm tại khu vực này gây tổn thất nhiều mặt về tài nguyên, của cải, môi trường, đa dạng sinh học ....Minh Quang là một xã miền núi của huyện Tam Đảo, thuộc vùng đệm của VQG Tam Đảo và cũng là xã xảy ra nhiều vụ cháy rừng nhất trên địa bàn huyện (chiếm 91,3% tổng số vụ cháy rừng của huyện). Diện tích rừng bị cháy chủ yếu ở rừng trồng (đặc biệt là rừng Thông, chiếm 47%). Tuy nhiên hiện chủ yếu mới có những kết quả điều tra về diện tích rừng bị cháy và những thiệt hại về mặt kinh tế của các vụ cháy xảy ra mà chưa có những nghiên cứu toàn diện để có thể đề xuất những biện pháp PCCCR và phục hồi rừng sau cháy có cơ sở và thực tiễn ở khu vực huyện Tam Đảo cũng như một số vùng đệm khác thuộc VQG Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc. Việc đánh giá hiện trạng đất, sinh vật đất và khả năng tái sinh rừng sau cháy là việc làm hết sức có ý nghĩa đối với việc phục hồi tài nguyên rừng tại khu vực nghiên cứu. Với những lý do nêu trên, chúng tôi đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của cháy rừng đến đất và một số chỉ tiêu cấu trúc rừng Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb.) tại huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc”. Kết quả của đề tài sẽ là cơ sở khoa học quan trọng cho việc định hướng và đưa ra các giải pháp quản lý lửa, phục hồi rừng sau cháy cũng như các giải pháp liên quan tới công tác quản lý bảo vệ rừng của huyện Tam Đảo nói riêng cũng như một số vùng đệm thuộc VQG Tam Đảo nói chung. Những kết quả nghiên cứu này sẽ bổ sung thêm thông tin về Sinh thái lửa rừng, là lĩnh vực hiện còn nhiều khoảng trống ở Việt Nam.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới Cháy rừng là những đám cháy xuất hiện và lan tràn trong rừng mà không nằm trong sự kiểm soát của con người, gây nên những thiệt hại nhiều mặt về tài nguyên rừng, môi trường sinh thái [2]. Trong những năm gần đây, sự biến đổi khí hậu với những đợt nắng nóng, khô hạn kéo dài bất thường đã làm cho cháy rừng trở thành thảm họa nghiêm trọng ở nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Từ hàng trăm năm về trước, con người đã biết tới những tác hại của lửa đối với tài nguyên rừng, thậm chí cả tính mạng con người. Nhưng cho đến những năm đầu của thế kỷ thứ XX, do nạn cháy rừng tăng lên không chỉ gây tổn thất về tài nguyên rừng, uy hiếp cuộc sống của con người và tài sản của họ mà còn mang lại hàng loạt các hậu quả suy thoái môi trường, con người đã có nhận thức đúng hơn về tầm quan trọng của công tác quản lý bảo vệ rừng nói chung và PCCCR. Cùng những nghiên cứu về các biện pháp PCCCR, khống chế sự phát sinh của lửa rừng, đã có nhiều tác giả đi sâu nghiên cứu một cách định lượng ảnh hưởng của lửa đến hệ sinh thái rừng. Các nhà khoa học nhận định rằng lửa là một nhân tố sinh thái đặc biệt [2]. Nó có thể gây ra những ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp tới các thành phần thực vật, động vật, vi sinh vật, đất và tiểu khí hậu rừng. Đã có nhiều nghiên cứu cho thấy những đám cháy có cường độ nhỏ sự ảnh hưởng của lửa tới hệ sinh thái là không lớn, thậm chí còn có lợi, từ đó nhiều tác giả cho rằng phòng chống cháy rừng hiện đại không chỉ ngăn chặn cháy rừng, nâng cao kỹ thuật PCCCR mà còn phải lợi dụng mặt có ích của lửa đối với rừng, dùng lửa an toàn làm biện pháp hữu hiệu trong kinh doanh và phòng chống cháy rừng.
4 Nghiên cứu ảnh hưởng của lửa tới sự biến đổi tính chất đất đã sớm được quan tâm ở những nước có nền kinh tế phát triển và cũng thường xảy ra nhiều vụ cháy rừng như Mỹ, Nga, Australia, Canada…. Nhìn chung các kết quả nghiên cứu cho thấy, cháy rừng làm tăng nhiệt độ đất nhanh chóng, làm biến đổi tính chất vật lý và hóa học của đất. Với những đám cháy có cường độ cao, nếu không có biện pháp phục hồi nhanh lớp thảm thực vật sau cháy sẽ gây xói mòn, rửa trôi và dẫn tới đất bị thoái hóa. Theo các tác giả: Isaac và Hopkins (1937), St.John và Rundel (1976), Tarrant (1956), những đám cháy trong rừng lá kim ở vùng Bắc mỹ làm độ pH trong đất tăng từ 1 đến 2 đơn vị [26]. Ở Anh, Ailen (1964) đã nghiên cứu và đưa ra nhận định rằng có khoảng 70% lượng nitơ bị bay hơi ở nhiệt độ 500 – 8000C. Nghiên cứu của Orin (1975) ở Mỹ cho biết nếu cháy với cường độ lớn, lượng nitơ bị mất là 95%. Còn nghiên cứu của Debano và Conrad (1978) cho thấy có khoảng 10% nitơ tổng số trong thực vật, vật rơi rụng và ở lớp đất bề mặt bị mất trong một đám cháy có điều khiển. Trong một nghiên cứu sau đó vào năm 1979 chỉ với lớp thảm khô thảm mục, Debano kết luận có 67% lượng nitơ tổng số bị mất với điều kiện đất khô, nhưng chỉ có 25% nitơ bị mất khi đám cháy xảy ra ở nền rừng ẩm…Phần lớn kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy, ngay sau khi cháy các chất dinh dưỡng khoáng như photpho, kali, canxi, magie có trong đất đều tăng (Wagle and Kitchen 1972; Viro 1974; Lewis 1974; Stark 1977; Trabaud.L 1980…..) [19], [26]. Từ những nghiên cứu này, người ta cho rằng lửa không chỉ hoàn toàn có hại, nếu biết sử dụng hợp lý (có kiểm soát), lửa có thể mang lại những hiệu ích lớn đối với hệ sinh thái rừng.Tác giả H.Stoddarat và R.Komareck (Mỹ) được coi là những người là đi đầu trong nghiên cứu ảnh hưởng của cháy đến hệ sinh thái rừng [22]. Năm 1936, các ông đã đề xuất ý kiến thực hiện biện pháp đốt có kế hoạch nhằm tăng sản lượng gỗ và chim thú, đồng thời giảm
5 nguy cơ cháy rừng. Những nghiên cứu của Morris (1968) cho thấy việc đốt cỏ Cynodon dalylon vào cuối mùa đông và đầu mùa xuân có tác dụng như bón phân làm tăng sinh khối. Theo Cooper (1971) và Stone (1971) [2], khi đốt có điều khiển theo chu kỳ đã làm giảm các chất hữu cơ nhưng lại làm tăng hàm lượng tổng số của các chất: Ca, Mg, K, P ở lớp đất bề mặt. Tuy nhiên qua các tài liệu liên quan cho thấy hiện nay có rất ít công trình đi sâu nghiên cứu đến khả năng phục hồi của thực vật rừng sau cháy. Các nghiên cứu chỉ mới đề cập đến khả năng tái sinh của cây rừng và khả năng chống chịu lửa của thực vật. Những nghiên cứu về tái sinh rừng được thực hiện bởi các tác giả như: Richards.P.W (1952, Bernard Rollet (1974), Van Steenis (1956), P.E. Odum (1975), Taylor (1954), Bernard (1955), M.Loechau (1997),…[13], [15]. Những vấn đề về tái sinh rừng được các tác giả tập trung giải quyết gồm: đặc điểm phân bố của cây tái sinh, đặc điểm tái sinh của rừng mưa nhiệt đới, các vấn đề cân bằng sinh thái, khả năng tự duy trì và tự điều chỉnh, có khả năng tự chống chịu sự biến đổi và duy trì trạng thái cân bằng,… Khi nghiên cứu về thảm thực vật sau cháy, các tác giả Lloret & Vila (2003); Pausas và cộng sự (2004); Arnan và cộng sự (2007) cho rằng khả năng tái sinh sau cháy là rất cao và phụ thuộc nhiều vào các thảm thực vật trước khi cháy. Theo Science Daily [27], nhóm Catalan đã thực hiện nghiên cứu về sự thay đổi tập tính của quần thể động vật sau vụ cháy rừng. Nghiên cứu đã lấy mẫu từ các khu vực bị ảnh hưởng bởi một đám cháy rừng diễn ra hồi tháng 8/2003 ở vùng ngoại ô Sant Llorenç del Munti L'Obac Natural Park, Catalonia (Tây Ban Nha). Sau khi phân tích mẫu đã có kết luận rằng: sự xuất hiện của các loài nhuyễn thể là một dấu hiệu cho thấy rừng đang phục hồi và quá trình phục hồi sau cháy rừng không gây hại đến loài động vật vốn nhạy cảm với các môi trường đất và cấu trúc thảm thực vật; cháy rừng làm thay đổi
6 toàn bộ điều kiện môi trường sống, chẳng hạn như thay đổi cấu trúc thảm thực vật, đất nhiều xác lá nhưng thiếu mùn, gây ảnh hưởng lớn đến cấu trúc loài của ngành thân mềm. Science Direct khi nghiên cứu với rừng thông ở Địa Trung Hải cho thấy sự phục hồi, tái sinh rừng cũng bị ảnh hưởng bởi tần số các đám cháy ở khu vực nghiên cứu [25]. Nghiên cứu chỉ ra rằng cháy rừng là một trong những tác nhân chọn lọc đối với các loài cây chống chịu lửa tốt, tái sinh mạnh. Ở khu vực có tần số xảy ra cháy rừng lớn sẽ chọn lọc được các loài cây có khả năng tái sinh mạnh mẽ. Tạp chí Thực vật học của Tây Ban Nha (2008) cũng giới thiệu một nghiên cứu về khả năng tái sinh của các khu vực canh tác bị tác động bởi cháy rừng. Các tác giả Duguy, Beatriz và Vallejo, V. Ramón đã nghiên cứu bản đồ sử dụng đất và lịch sử cháy kết hợp lấy mẫu cấu trúc thảm thực vật trên một tập hợp các ô tiêu chuẩn cho đất canh tác thường xuyên và khu vực xảy ra cháy 6 năm trước khi lấy mẫu [27]. Họ phân tích những tác động của lịch sử cháy và so sánh các ô tiêu chuẩn khác nhau về lịch sử cháy, được canh tác thường xuyên hoặc bỏ hoang. Nghiên cứu cho thấy các lô đất bị bỏ hoang, không được canh tác thường xuyên và ít bị tác động bởi các đám cháy có khả năng phục hồi thấp hơn. Có thể thấy những công trình nghiên cứu về tái sinh rừng được đề cập ở trên đã làm sáng tỏ hơn về những phương pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh tự nhiên ở một số vùng, các nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh và những nguyên lý chung để xây dựng phương thức xúc tiến tái sinh rừng, những biến đổi của rừng sau khi bị cháy. Từ những hiểu biết đó giúp chúng ta xây dựng, đề xuất các biện pháp lâm sinh hợp lý nhằm quản lý rừng bền vững. 1.2. Ở Việt Nam Ở Việt Nam từ năm 2000 trở về trước, mỗi năm trung bình mất khoảng gần 100.000 ha rừng với nhiều nguyên nhân, trong số đó có khoảng 10% là do
7 hậu quả của cháy rừng [4][5]. Từ năm 2000 trở lại đây, cả số vụ cháy và diện tích rừng bị cháy ở Việt nam có giảm hơn so với thời kỳ trước đó nhưng nhìn chung ở các địa phương cháy rừng vẫn xảy ra thường xuyên. Trong những năm gần đây, trung bình mỗi năm nước ta xảy ra xấp xỉ 650 vụ cháy, thiệt hại khoảng 4.500 ha rừng. So với các lĩnh vực khác trong Lâm nghiệp, việc nghiên cứu về ảnh hưởng của cháy rừng đến đất và khả năng phục hồi của rừng sau cháy ở nước ta còn khá mới mẻ. Hầu như chưa có nghiên cứu toàn diện nào về vấn đề này. Các nghiên cứu cũng chỉ mới chủ yếu đề cập đến khả năng tái sinh của rừng và các vấn đề chung về tái sinh rừng. Dựa vào mật độ cây tái sinh, Vũ Đình Huề (1969) đã phân chia khả năng tái sinh rừng thành 5 cấp [13]. Trong đó cấp rất tốt có mật độ cây tái sinh trên 12000 cây/ha, cấp trung bình từ 4000 – 8000 cây/ha, cấp xấu có mật độ từ 2000 – 4000 cây/ha. Nhìn chung đây mới chỉ là nghiên cứu về số lượng cây tái sinh. Nguyễn Thế Hưng (2003) [9] đã nhận xét trong lớp cây tái sinh tự nhiên ở rừng non phục hồi thành phần loại cây ưa sáng sống định cư và có đời sống lâu dài chiếm tỉ lệ lớn, thậm chí trong tổ thành cây tái sinh đã xuất hiện các loài cây chịu bóng sống dưới tán rừng như Bứa, Ngát…Sự có mặt với tần số khá cao của một số loài cây ưa sáng mọc nhanh định cư và một số loài cây chịu bóng là dấu hiệu chuyển biến tích cực của diễn thế rừng. Tác giả kết luận, khả năng tái sinh của rừng tự nhiên của các trạng thái thực vật có liên quan nhiều đến độ che phủ, mức độ thoái hóa của thảm thực vật, phương thức tác động của con người và tổ thành loài trong quần xã. Nguyễn Duy Chuyên (1985) [3] đã nghiên cứu quy luật phân bố cây tái sinh tự nhiên rừng lá rộng thường xanh hỗn loài vùng Quỳ Châu, Nghệ An. Kết quả nghiên cứu về phân bố cây tái sinh theo chiều cao, nguồn gốc và chất lượng như sau: trong tổng số 13657 ô đo đếm có 8444 ô có ít nhất 1 cây tái
8 sinh. Thống kê tập hợp số lượng ô này theo chiều cao, nguồn gốc và chất lượng tác giả cho thấy 35% cây tái sinh có chiều cao từ 2m trở lên, 80% cây tái sinh có nguồn gốc hạt, 20% cây chồi, 47% cây tái sinh chất lượng tốt, 37% cây tái sinh có chất lượng trung bình, và 16% cây có chất lượng xấu. Tổ thành cây tái sinh tự nhiên trong khu vực gồm 46 loài thuộc 22 họ, trong đó có 24 loài cây có giá trị kinh tế cao và 22 loài cây có giá trị kinh tế thấp. Ràng ràng và Máu chó là hai loài cây có tần số xuất hiện thực tế lớn nhất (>20%). Về phân bố số lượng cây tái sinh, tác giả cho thấy ở rừng giàu, có chất lượng tốt (rừng loại IV và IIIB) có số cây tái sinh lớn nhất (3200 – 4000 cây/ha) ở rừng nghèo có số cây tái sinh chỉ có 1500 cây/ha (rừng IIIA1), trong rừng thuần tre nứa số cây lá rộng tái sinh tự nhiên thấp nhất: 527 cây/ha. Trong toàn lâm phần phân bố lý thuyết của cây tái sinh ở rừng trung bình (IIIA2) cây tái sinh tự nhiên có dạng phân bố Poisson, các loại rừng khác có dạng phân bố cụm. Năm 2000, Lê Đình Thuận đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu khả năng phục hồi của rừng Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) sau cháy tại VQG Ba Vì – Hà Tây” [20] và đã đưa ra kết quả tỉ lệ cây tốt giảm 16,1%, tỉ lệ cây xấu tăng 8,2%. Sau khi cháy lớp cây bụi, thảm tươi phục hồi rất nhanh, trong khi đó lớp cây tái sinh dưới tán phục hồi chậm hơn. Mật độ và chiều cao trung bình của cây thấp hơn so với lâm phần chưa qua cháy. Tìm ra 3 loài cây ưa sáng là Dâu da đất, Thành ngạnh, Thẩu tấu phát triển mạnh và dần chiếm ưu thế, từ đó có thêm cơ sở trong việc tìm ra loài cây trồng trên băng cản lửa. Đề tài này mới chỉ nghiên cứu đám cháy ở lâm phần Keo tai tượng thuần loài 9 tuổi. Tác giả Nguyễn Văn Thêm (2002) [19], khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng khộp sau khi cháy ở vùng Tây Nguyên nhận thấy rằng một số loài cây họ dầu (Dipterocarpaceae) ở khu vực này chỉ có thể sinh trưởng và phát triển ‘bình thường” khi có lửa tràn qua. Năm 2005, Vương Văn Quỳnh và các cộng sự đã thực hiện đề tài cấp Nhà nước: “Nghiên cứu xây dựng các giải
9 pháp phòng chống và khắc phục hậu quả cháy rừng cho vùng U Minh và Tây Nguyên” [17]. Trong đó các tác giả đã nghiên cứu về đặc điểm tái sinh rừng tràm (Vùng UMinh), tái sinh ở một số trạng thái rừng tự nhiên (vùng Tây nguyên) sau khi cháy, từ đó đề xuất giải pháp phục hồi các trạng thái rừng này. Năm 2010, Luận án tiến sĩ của NCS Nguyễn Đình Thành về đề tài “Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm giảm thiểu nguy cơ cháy rừng trồng ở Bình Định” [18], mô hình áp dụng biện pháp đốt trước có hiệu quả tổng hợp cao hơn mô hình áp dụng biện pháp vệ sinh rừng, tuy nhiên mức độ cao không đáng kể. Vì vậy, khi áp dụng cần phải xem xét cụ thể chức năng và mục đích sử dụng rừng để chọn biện pháp thích hợp. Như vậy có thể thấy những công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của cháy rừng tới môi trường sinh thái cũng như khả năng phục hồi rừng sau cháy ở nước ta còn rất hạn chế. Trong các nghiên cứu trên, hầu hết đều đề cập đến tái sinh rừng tự nhiên từ các lâm phần bị tác động bởi các hoạt động khai thác hoặc tái sinh nhân tạo để nâng cao hiệu quả kinh tế, còn vấn đề nghiên cứu ở rừng tự nhiên sau khi cháy mới chỉ có một vài tác giả thực hiện. Ở khu vực huyện Tam Đảo, mặc dù cháy rừng thường xuyên xảy ra nhưng những nghiên cứu về vấn đề này chưa thật sự được quan tâm. Cho đến nay nghiên cứu ảnh hưởng của cháy rừng chủ yếu hướng tới đánh giá những mất mát về trữ lượng rừng còn những vấn đề liên quan tới Sinh thái lửa hầu như chưa có tác giả nào thực hiện. Việc nghiên cứu điều kiện đất và đặc điểm tái sinh rừng sau cháy có thể giúp tăng cường sự phục hồi tài nguyên rừng tự nhiên, cũng góp phần đánh giá được loài cây nào có sức chống chịu tốt đối với lửa và khả năng tái sinh mạnh để đề xuất các loài cây trồng trên băng xanh cản lửa.
10 Chương 2 ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 2.1. Điều kiện tự nhiên 2.1.1. Vị trí địa lý: Vườn quốc gia Tam Đảo nằm trọn trong dãy núi Tam Đảo, có toạ độ địa lý 21o21’- 21o42’ độ vĩ Bắc và 105o23’ - 105o44’ độ kinh Đông, trải dài trên địa bàn các huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc, Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên và Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang. Đây là một dãy núi lớn dài 80 km, chạy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, từ huyện Sơn Dương (Tuyên Quang) đến huyện Mê Linh (Vĩnh Phúc). Nằm trong vùng đệm của VQG Tam Đảo, xã Minh Quang, huyện Tam Đảo có vị trí thuận lợi cho phát triển kinh tế của xã. Phía Đông giáp dãy Tam Đảo, phía Tây Nam giáp xã Gia Khánh, phía Tây Bắc giáp xã Hợp Châu và cách trung tâm VQG Tam Đảo 4 km, cách Thành phố Vĩnh Yên 8 km.Trong đó, diện tích tự nhiên của xã Minh Quang là 4.975,6 ha, chiếm 32,07 % diện tích vùng đệm. 2.1.2. Đặc điểm địa hình, địa chất: a. Địa hình: Vùng đệm VQG Tam Đảo chủ yếu là dạng địa hình thấp và trung bình xen kẽ với vùng bình địa của các nhánh sông. Độ cao trung bình toàn vùng dưới 100 m. Độ dốc chủ yếu tập trung ở cấp I (< 70) và II (80 - 150). b. Địa chất, thổ nhưỡng: Vùng đệm VQG Tam Đảo có 2 loại đất chính: - Đất Feralit đỏ vàng phát triển trên các loại đá mẹ: Phiến thạch sét, phiến mica, philip và đá cát. - Đất dốc tụ chân đồi và phù sa ven sông. Thành phần cơ giới thịt trung bình đến thịt nặng. Độ dày tầng đất thường trên 100 cm. Đây là diện tích canh tác nông nghiệp (trồng lúa, hoa màu và nương rẫy cố định).