Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình phục hồi tính chất đất và đa dạng thực vật của các kiểu sử dụng đất sau nương rẫy ở vùng đệm vườn quốc gia Tam Đảo và vườn quốc gia Bạch Mã

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:84

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nhằm xác định các nhân tố có ảnh hưởng tới quá trình phục hồi tính chất đất sau canh tác nương rẫy trên hai kiểu sử dụng đất là rừng thứ sinh và rừng trồng keo tai tượng (Acacia mangium Willd) và đa dạng thực vật của rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy. 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 các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình phục hồi tính chất đất và đa dạng thực vật của các kiểu sử dụng đất sau nương rẫy ở vùng đệm vườn quốc gia Tam Đảo và vườn quốc gia Bạch Mã

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂMBỘ NÔNG NGHIỆP VÀ NGHIỆP PTNT --------------------------------------------- TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP --------------------------------------------- NGUYỄN THỊ LAN ÁNH NGUYỄN THỊ LAN ÁNH NGHIÊN CỨU CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH PHỤC HỒI TÍNH CHẤT ĐẤT VÀ ĐA DẠNG THỰC VẬT CỦA PHỤC HỒI TÍNH CHẤT ĐẤT VÀ ĐA DẠNG THỰC VẬT CỦA CÁC KIỂU SỬ DỤNG ĐẤT SAU NƯƠNG RẪY Ở VÙNG ĐỆM CÁC KIỂU SỬ DỤNG ĐẤT SAU NƯƠNG RẪY Ở VÙNG ĐỆM VƯỜN QUỐC GIA TAM ĐẢO VÀ VƯỜN QUỐC GIA BẠCH MÃ MỘT SỐ VƯỜN QUỐC GIA Chuyên ngành: LÂM HỌC ChuyênMã ngành: LÂM HỌC số: 60.62.60 Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. PHAN MINH SÁNG 2. TS. 1. TS. HOÀNG PHAN V ĂN MINH SÂM SÁNG 2. TS. HOÀNG V ĂN SÂM Hà Nội – 2010
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng là một hệ thống hết sức phức tạp, một hệ thống chức năng bao gồm các thành phần sinh học, vật lý, hoá học có sự tương tác qua lại và phụ thuộc chặt chẽ vào nhau. Rừng có ý nghĩa hết sức to lớn đối với đời sống con người, rừng không chỉ có giá trị về kinh tế là cung cấp gỗ củi, mà ngày nay người ta quan tâm nhiều hơn đến các giá trị về sinh thái và môi trường của rừng. Rừng giữ vai trò điều tiết khí quyển, nuôi dưỡng, điều tiết nguồn nước, bảo vệ và cải tạo đất, là nơi cư trú của các loài động thực vật. Tuy nhiên, rừng hiện nay đang bị suy giảm nghiêm trọng cả về số và chất lượng, đặc biệt là rừng nhiệt đới và nước ta không phải là một trường hợp ngoại lệ. Rừng bị mất do nhiều nguyên nhân khác nhau, trong đó có canh tác nương rẫy. Trên thế giới, ước tính có khoảng 250 đến 300 triệu người đang sống bằng canh tác nương rẫy, tác động lên gần một nửa tổng diện tích đất của vùng nhiệt đới. Ở Việt Nam, có khoảng 2,9 triệu người ứng với 0,5 triệu hộ gia đình có liên quan đến canh tác nương rẫy, tác động khoảng 3,5 triệu ha, chủ yếu là ở các vùng duyên hải miền trung, Bắc trung bộ và Tây Nguyên (Đỗ Đình Sâm, 1994) [47]. Tốc độ mất rừng trên thế giới giai đoạn 1990 – 2000 là 0,22% và giai đoạn 2000-2005 là 0,18% (tương đương với 13 triệu ha/năm), trong đó hầu hết các rừng bị mất thuộc về vùng nhiệt đới (FAO., 2006). Rất nhiều diện tích rừng nguyên sinh nhiệt đới trên thế giới đã bị chuyển thành các kiểu sử dụng đất khác trong đó có các rừng thứ sinh phục hồi sau canh tác nương rẫy. Ở Việt Nam, trong thời kỳ 1991- 1995 hàng năm có hơn 46 nghìn ha rừng bị mất, trong đó có 63,4% ở khu vực rừng sản xuất, 35% ở rừng phòng hộ, 1,6% ở rừng đặc dụng. Trong đó, phần lớn là do hậu quả của hoạt động canh tác nương rẫy (Nguyễn Huy Phồn – Phạm Đức Lân, 1998) [13]. Các vùng đất thoái hoá sau canh tác nương rẫy vẫn có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái rừng cũng như đối với đời sống con người dù ở bất kỳ kiểu sử dụng đất nào. Các rừng thứ sinh mặc dầu đã bị đơn giản hoá về cấu trúc và chức năng, nhưng chúng vẫn còn nhiều khả năng cung cấp các sản phẩm hàng hoá và
2 dịch vụ đáp ứng cho nhu cầu của con người như cung cấp gỗ, làm thuốc, tơ, sợi, nhựa, cỏ cho gia súc và các dụng cụ dùng trong gia đình, làm phân xanh... Ngoài ra, ở Việt Nam, các rừng thứ sinh phục hồi phục hồi ngoài tiềm năng cung cấp các sản phẩm hàng hoá đáp ứng cho nhu cầu của con người, chúng còn có tiềm năng đóng góp vào việc cải thiện độ phì đất trên các khu vực đã bị suy thoái cũng như khả năng tích lũy carbon trong sinh khối ở trên và dưới mặt đất. Do vậy, quản lý và phát triển bền vững các rừng thứ sinh đóng góp vào việc nâng cao các giá trị kinh tế và sinh thái của rừng (Mittelman et al. 1997). Một phần lớn diện tích đất đồi núi rừng tự nhiên đã bị phá hủy được trồng lại bằng các loài cây gỗ, chủ yếu là cây nhập nội, mọc nhanh. Những rừng trồng này không có đóng góp vào đa dạng sinh học, tuy nhiên chúng lại chiếm vai trò quan trọng trong việc giảm áp lực vào các rừng tự nhiên bằng cung cấp các sản phẩm gỗ đáp ứng cho nhu cầu tiêu dùng. Một số loài cây trồng rừng còn có khả năng cải tạo lập địa, nếu rừng trồng được quản lý tốt. Phục hồi rừng trên các vùng đất đã bị thoái hoá, trong đó có phục hồi rừng sau canh tác nương rẫy là một chủ đề đang ngày càng nhận được sự quan tâm ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là ở vùng nhiệt đới Châu Á (Evans 1992, Sayer 2001). Do vậy, việc nghiên cứu khả năng phục hồi các giá trị sinh thái, trong đó có độ phì của đất và đa dạng thực vật của các vùng đất bị suy thoái do hoạt động canh tác nương rẫy có ý nghĩa quan trọng, đặc biệt là vùng đệm của các khu bảo tồn và Vườn Quốc gia, nơi áp lực bảo tồn đa dạng sinh học ở vùng lõi bởi nhu cầu khai thác tài nguyên của cư dân vùng đệm. Các kết quả nghiên cứu này, cũng giúp đưa ra được các giải pháp kỹ thuật nhằm thúc đẩy quá trình phục hồi. Để đạt được mục tiêu đó, việc xác định các nhân tố có ảnh hưởng đến quá trình phục hồi tính chất đất và đa dạng thực vật là hết sức quan trọng. Với ý nghĩa như vậy, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình phục hồi tính chất đất và đa dạng thực vật của các kiểu sử dụng đất sau nương rẫy ở vùng đệm Vườn quốc gia Tam Đảo và Vườn quốc gia Bạch Mã”.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Nghiên cứu về ảnh hưởng của kiểu sử dụng đất đến tính chất của đất - Trên thế giới Trên thế giới có khá nhiều công trình nghiên cứu về sự ảnh hưởng của các kiểu sử dụng đất khác nhau đến tính chất của đất. Dưới đây là một số công trình nghiên cứu tiêu biểu. Theo Russell.A.E và các cộng sự (2007) [48], các tính chất đất rừng, trong đó gồm cả hàm lượng carbon hữu cơ trong đất chịu ảnh hưởng bởi tương tác phức tạp của khí hậu, loại đất, phương thức quản lý, loài cây. Khresat. S. et al., [41], nghiên cứu nhằm đánh giá ảnh hưởng của một số kiểu sử dụng đất đến các tính chất vật lý và hoá học của đất ở vùng tây bắc Jordan. Nghiên cứu đã được thực hiện trên 6 lập địa khác nhau, trong đó có 3 lập địa là rừng và 3 lập địa là đất canh tác nông nghiệp. Các tính chất đất đã được nghiên cứu là: kết cấu đất, dung trọng đất, hàm lượng carbon tổng số, hàm lượng đạm tổng số, hàm lượng lân tổng số, hàm lượng kali tổng số, pH, cation trao đổi. Kết quả nghiên cứu cho thấy ở các lập địa có rừng thì các tính chất đất có sự khác biệt rõ rệt với các lập địa là đất canh tác nông nghiệp. Trong đó, phần lớn các tính chất có sự khác biệt là kích thước hạt, dung trọng tầng đất mặt và tầng đất cận tầng đất mặt. Hàm lượng carbon hữu cơ, cation trao đổi ở các vùng đất canh tác nông nghiệp thì thấp hơn so với đất rừng. Agboola (1981) [30] đã chỉ ra sự suy giảm nhanh chóng về hàm lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng ở các vùng đất canh tác cây trồng xen canh cây nông nghiệp. Ghuman và Lal (1991) [37] với một nghiên cứu trong 4 năm đựợc thực hiện trên đất Acrisols ở miền Trung Nam của Nigeria, đã chỉ ra rằng hàm lượng carbon hữu cơ và hàm lượng lân giảm theo thời gian canh tác. Igué.A.M cho rằng rừng trồng các loài cây khác nhau thì có ảnh hưởng khác nhau đến các tính chất của đất. Những thay đổi trong tính chất của đất phụ thuộc vào đặc điểm của từng loài và các phương thức quản lý, ví dụ như luân kỳ rừng
4 trồng ngắn mà trồng loài có nhu cầu dinh dưỡng cao như các loài cây bạch đàn sẽ là nguyên nhân làm giảm tính màu mỡ của đất (P’Connell and Sankaran (1997); Spangenberg and Folster (2002) [36]). Trái lại các loài có khả năng cố định đạm như các loài cây họ đậu có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng carbon và nitơ tổng số trong đất, đặc biệt là ở tầng đất mặt (Bernhard - Reversat (1996); Binkley and Giardina (1997); O’Connell and Sankaran (1997); Johnson and Curtí (2001); Rao (2002); Resh et al., (2002); Mafongoya et al., (2004); Binkley (2005). Mặt khác, rừng trồng các loài cây có khả năng cố định đạm có thể có pH đất giảm, làm cho đất ngày càng có tính axit (Rhoades and Binkley (1996); Binkley and Giardina (1997) [31]) và giảm lượng lân dễ tiêu (Binkley and Giardina (1997) [31]; Montagnini, 2002 [44]). Pouyat. R. V. et al., (2007) [45], đã nghiên cứu về ảnh hưởng của các kiểu sử dụng đất và độ che phủ cũng như địa hình đến các tính chất vật lý và hoá học ở tầng đất 0-10cm của đất ở vùng Baltimore. Kết quả cho thấy rằng, trung bình và trung vị của các tính chất đất ở các ô nghiên cứu biến động khác nhau. Các tính chất hoá học nhìn chung là có biến động nhiều hơn tính chất vật lý Theo Brown và Lugo (1990) [33]; Batjes (1996) kiểu sử dụng đất có ảnh hưởng lớn đến hàm lượng carbon trong đất. Khi chuyển đổi từ các kiểu sử dụng đất khác sang rừng trồng thì ảnh hưởng của các rừng trồng này đến hàm lượng carbon trong đất là khác nhau: chúng có thể làm giảm hoặc tăng hoặc không làm thay đổi hàm lượng carbon trong đất (Schime et al., (1994); van Noordwijk et al., (1997) [49]; Post and Kwon (2000) [50]; Guo and Gifford (2002) [38]; Murty et al., (2002). Tuy nhiên, ảnh hưởng của các rừng trồng này đến lượng carbon hấp thụ trong đất là phức tạp và có liên quan đến tuổi của rừng trồng. ` Biến đổi của carbon trong đất còn liên quan đến tuổi của rừng trồng. Số liệu tập hợp từ 120 nghiên cứu (Pregitzer và Euskirchen (2004) [51]) và 41 nghiên cứu (Polglase và et al., (2000) về tích lũy cacbon trong đất trong khi tái trồng rừng cho thấy rằng sau 10 năm sự biến đổi carbon tích lũy trong đất ở độ sâu nhỏ hơn 30cm là không đáng kể, nhưng hàm lượng này tăng nhanh 19 năm sau. Trong khoảng thời
5 gian 10 năm đầu sau khi tái trồng rừng cacbon trong đất giảm đi rõ rệt nhất ở tầng mặt (10 – 30cm) (Polglase và et al., (2000); Pregitzer và Euskirchen (2004). Sự khác nhau về cacbon trong đất giữa rừng trồng non, rừng già và rừng tự nhiên là rất đáng kể. Tuy nhiên, trong thời gian dài thì mức độ cacbon trong đất rừng trồng thường cũng được tăng lên (Guo và Gifford, 2002; Pregitzer và Euskirchen, 2004; Silver và et al., 2004). Loài cây cũng có ảnh hưởng đáng kể đến lượng carbon hữu cơ chứa trong đất sau khi kiểu sử dụng đất chuyển sang các rừng trồng. Các loài cây có khả năng tích luỹ carbon khác nhau thì có tỉ lệ, số lượng và chất lượng mùn cũng như carbon tích luỹ trong đất khác nhau (Lugo and Brown (1993); Aerts (1997) [29]; Guo and Giffor (2002); Richards (2007). Mặt khác, kiểu sử dụng đất trước khi phục hồi rừng cũng có ảnh hưởng đến sự thay đổi hàm lượng carbon trong đất. Hàm lượng carbon trong đất hầu hết gia tăng sau khi chuyển từ rừng tự nhiên sang kiểu sử dụng đất đồng cỏ để chăn thả gia súc (Fisher et al., 1994; Cadisch et al., 1996 [34]; Fearnside and Barbosa, 1998). Một số nghiên cứu lại cho thấy sự suy giảm hàm lượng carbon trong đất khi chuyển từ đồng cỏ sang các rừng trồng cây lá kim (Guo và Gifford, 2002; Matamala et al., 2003 [42]; Richards et al., 2007) hoặc sang các rừng trồng khác (Ross et al., 1999; Beets et al., 2002; Smith et al., 2002; Parfitt et al., 2003; Richards et at., 2007). - Ở Việt Nam Ở Việt Nam cũng đã có khá nhiều công trình nghiên cứu về tính chất đất dưới các kiểu sử dụng đất khác nhau. Tuy nhiên, các nghiên cứu này chủ yếu tập trung vào các kiểu sử dụng đất là rừng trồng với các loài cây khác nhau, từ đó lựa chọn được loài cây trồng rừng phù hợp vừa đạt được mục tiêu kinh tế, vừa đạt được mục tiêu môi trường và cải thiện đất. Phan Minh Sáng (2008) [46] đã nghiên cứu xác định sản lượng gỗ, tăng trưởng sinh khối, khả năng cố định cacbon (bao gồm cả cacbon trong đất) và động thái biến đổi các tính chất cơ bản của đất ở rừng trồng các loài cây Bạch đàn uro (Eucalyptus urophylla), Keo tai tượng (Acacia mangium), Thông nhựa (Pinus
6 merkusii) cũng như rừng tự nhiên thứ sinh và trảng cỏ liền kề với các rừng trồng này. Kết quả cho thấy, đất bị suy giảm độ phì ở nếu trồng Bạch đàn urophylla theo các luân kỳ liên tục, kế tiếp nhau. Trái lại, rừng trồng Keo tai tượng,Thông nhựa, rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy cải thiện các tính chất cơ bản của đất. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng cho thấy rừng trồng Keo tai tượng làm chua đất . Hoàng Xuân Tý (1973) [25] và Nguyễn Ngọc Bình (1980) [3] đã chứng tỏ rằng khi phá rừng tự nhiên để trồng rừng thuần loài như: Mỡ (Mangletia glauca), Bồ đề (Styrax tonkinensis), Luồng và Tre Diễn (Dendrocalamus sp) thì sự suy thoái hóa lý tính và độ phì của đất là rõ rệt đặc biệt là sự suy thoái về yếu tố mùn, đạm. Cũng đưa ra kết luận giống như hai tác giả trên, theo Ngô Văn Phụ (1985) [14] khi phá các rừng gỗ tự nhiên để trồng các loài cây mọc nhanh như Mỡ (Mangletia glauca), Bồ đề (Styrax tonkinensis) và Tre Diễn (Dendrocalamus sp) thì chất mùn bị biến đổi theo hướng phunvíc hóa và dễ bị rửa trôi hơn. Hiện tượng này cũng được thừa nhận khi phá rừng để trồng chè và cây nông nghiệp khác. Khi nghiên cứu đặc điểm đất trồng rừng Thông nhựa và ảnh hưởng của rừng Thông đến độ phì đất, Ngô Đình Quế (1985) [15] cho thấy sau 8 – 10 năm trồng rừng Thông nhựa bước đầu cho thấy tính chất hóa học đất có thay đổi nhưng không nhiều, khả năng tích lũy mùn của rừng thấp, độ chua thủy phân tăng, mùn chua. Tuy nhiên, lý tính của đất thì đã được cải thiện đáng kể, cụ thể là độ xốp dưới rừng Thông tăng lên ở tầng 0 – 20 cm từ 2 – 4%, độ ẩm đất tăng từ 1 – 3% so với nơi đất trống. Sau 10 – 20 năm trồng Thông nhựa trên nhiều loại đất dung trọng giảm và độ xốp tăng từ 2 – 4%, hàm lượng sét tầng mặt thường bị giảm và tầng dưới lại tăng từ 5 – 10% so với nơi trảng cỏ, hoặc sim mua, cây bụi. Về hóa tính, đất dưới tán rừng trồng Thông nhựa trên 10 năm có hàm lượng mùn và một số tính chất dinh dưỡng thay đổi khá rõ nét: độ chua của đất giảm, độ chua thủy phân tăng mạnh, chứng tỏ đặc điểm mùn được hình thành ở đây (Ngô Đình Quế, 1987) [16]. Diện tích rừng nước ta ngày càng bị suy giảm về chất lượng và số lượng, trong đó có nguyên nhân là do hoạt động canh tác nương rẫy. Canh tác nương rẫy
7 đã để lại những hậu quả nghiêm trọng đối với tài nguyên rừng và đất rừng. Để xây dựng cơ sở khoa học, từ đó đưa ra những biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm phục hồi rừng sau canh tác nương rẫy, đã có nhiều công trình nghiên cứu về đặc điểm và quá trình phục hồi đất rừng sau canh tác nương rẫy. Một số công trình tiêu biểu như sau. Lê Đồng Tấn (2000) [17] trong Luận án tiến sĩ sinh học “Nghiên cứu quá trình phục hồi tự nhiên một số quần xã thực vật sau nương rẫy tại Sơn La phục vụ cho việc khoanh nuôi” đã nghiên cứu một số tính chất hoá học và dinh dưỡng đất qua các giai đoạn diễn thế phục hồi rừng tự nhiên trên đất sau nương rẫy. Kết quả nghiên cứu cho thấy tính chất hoá học và dinh dưỡng của đất được cải thiện dần qua các giai đoạn diễn thế từ trảng cỏ đến rừng thứ sinh, hàm lượng mùn tăng, độ chua giảm và các chất dễ tiêu được tích luỹ nhưng chậm. Kết quả nghiên cứu của Bùi Quang Toản (1990) [21] cho thấy đất sau canh tác nương rẫy giảm dần hàm lượng mùn, tăng độ chua và giảm lượng kiềm trao đổi, giảm dần lượng lân dễ tiêu. Đối với lý tính của đất, điều đáng quan tâm là chế độ nước, đây một yếu tố quan trọng góp phần nâng cao sản lượng cây trồng nông nghiệp. Các nghiên cứu theo dõi chế độ nước trong đất nương rẫy ở Tây Bắc nhiều năm tới độ sâu 50cm cho thấy về mùa khô lượng nước trong đất đặc biệt là ở lớp đất mặt nhỏ hơn độ ẩm cây héo nghĩa là đất thiếu nước khá nghiêm trọng. Cũng theo Bùi Quang Toản (1990) [21], sau khi canh tác nương rẫy 1-3 vụ thì độ phì đất giảm dần so với vụ đầu, biểu hiện rõ nhất là do xói mòn đất, giảm lượng hữu cơ và một số chất dinh dưỡng khác, đất bị khô đi do thiếu rừng che phủ. Cùng với yếu tố cỏ dại phát triển, việc giảm độ phì đất đã làm năng suất cây trồng giảm sút theo. Tuy nhiên, nếu nhìn cả quá trình phục hồi đất sau nương rẫy cũng thấy rằng độ phì đất tăng dần cùng sự phục hồi các dạng thực bì trong thời kỳ bỏ hoá. Xói mòn đất không còn hoàn toàn lớn như các năm đầu canh tác. Nguyễn Thế Hưng (2005) [11] trong đề tài “Mối quan hệ giữa tính đa dạng về ngoại dạng (habitus) của thực vật với đặc tính lý, hoá của đất trong cấc trạng thái thực bì ở huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh” đã nghiên cứu một số tính chất của đất trên một số trạng thái thực bì, bao gồm: rừng thứ sinh phục hồi sau khai thác từ
8 1978; rừng nghèo sau khai thác chọn; rừng non phục hồi tự nhiên sau nương rẫy, sau khai thác; rừng trồng keo và rừng trồng bạch đàn (6 tuổi) trên nền thảm cây bụi. Theo nghiên cứu này, tính chất đất dưới các trạng thái thảm thực vật có sự khác nhau rõ rệt. Những nơi còn rừng, độ phì của đất được duy trì, những nơi không còn rừng có độ phì giảm sút nhanh chóng. Nguyễn Thị Kim Anh và Lê Ngọc Công (2006) [1] với đề tài “Nghiên cứu về ảnh hưởng của một số thảm thực vật rừng đến tính chất hoá học của đất đồi tỉnh Thái Nguyên” đã khẳng định thảm thực vật có vai trò quan trọng trong việc làm thay đổi tính chất lý hoá học của đất, làm tăng độ ẩm, tăng lượng chất hữu cơ cho đất, từ đó làm tăng độ phì nhiêu (tăng hàm lượng mùn, đạm, K2O, P2O5, độ pH, Ca++, Mg++ trao đổi). Theo tác giả, quy luật chung là độ che phủ của thảm thực vật càng cao thì hiệu quả cải tạo đất càng lớn. Khi so sánh rừng phục hồi tự nhiên với rừng trồng thì rừng phục hồi tự nhiên có tác dụng cải tạo đất tốt hơn so với rừng trồng, do rừng phục hồi tự nhiên có độ che phủ cao, cấu trúc phức tạp, khả năng bổ sung cho đất lượng vật chất hữu cơ lớn làm tăng hàm lượng mùn, đạm, từ đó thúc đẩy nhanh quá trình biến đổi thành phần hoá học của đất theo chiều hướng tốt. Ngoài ra, trong các kiểu rừng trồng thì rừng keo có tác dụng cải tạo đất tốt hơn rừng thông, rừng bồ đề và rừng bạch đàn. Như vậy, thảm thực vật là một thành phần quan trọng của hệ sinh thái, chi phối quá trình hình thành và biến đổi của môi trường đất. Kết quả tác động nhiều năm của thảm thực vật đã làm cho đất biến đổi nhiều về tính chất lý, hóa, sinh học và trở thành loại đất đặc trưng. Vì vậy, với cùng một loại đất ban đầu là đất sau canh tác sau nương rẫy, sau đó dưới tác động của các kiểu sử dụng đất khác nhau thì tính chất đất sẽ thay đổi theo những chiều hướng khác nhau. Các nghiên cứu trên đã đưa ra được những cơ sở khoa học quan trọng về ảnh hưởng của kiểu sử dụng đất, của loại cây trồng đến tính chất đất của các hệ thống sử dụng đất sau nương rẫy. Tuy nhiên, các nghiên cứu này chưa xác định được các nhân tố của kiểu sử dụng đất và của lập địa có ảnh hưởng đến tính chất đất canh tác nương rẫy.
9 1.2. Nghiên cứu về thảm thực vật rừng phục hồi sau nương rẫy 1.2.1. Nghiên cứu về cấu trúc tổ thành loài cây rừng phục hồi sau nương rẫy - Trên thế giới Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về thảm thực vật rừng phục hồi sau nương rẫy. Dưới đây là một số công trình nghiên cứu tiêu biểu. Theo Mittelman.A (2001) [43], một trong những đặc điểm nổi bật nhất của các rừng thứ sinh là tính không đồng nhất trong tổ thành thực vật của nó, thậm chí giữa các lâm phần chỉ cách nhau không xa hoặc thậm chí ở cùng một lâm phần nhưng tổ thành thực vật ở các tầng khác nhau cũng rất khác nhau. Điều này chủ yếu là do sự đa dạng của các loài xâm lấn trong giai đoạn bỏ hoá, kiểu tái sinh (tái sinh chồi hay hạt) cũng như sự có mặt của các loài cây còn sót lại trong quá trình phục hồi Cũng theo Mittelman.A (2001) [43], một đặc điểm điển hình khác của rừng thứ sinh là chúng gồm ít loài cây gỗ lớn và có tán thấp hơn các rừng nguyên sinh trên điều kiện đất đai tương tự. Rất hiếm các cây tiên phong cao trên 20-30m và có đường kính khoảng 90cm trong khi ở các rừng nguyên sinh thì có nhiều cây cao đến 50m hoặc hơn và đường kính lớn hơn 1m Cũng theo tác giả này, ở các rừng thứ sinh, thậm chí khi tuổi rừng khá cao, tổ thành thực vật vẫn khác với các rừng nguyên sinh, mặc dầu các loài cây trong rừng thứ sinh ở giai đoạn tuổi cao thì còn lại ít các cây tiên phong giai đoạn đầu. Trong các rừng thứ sinh thường gặp các loài cây như Zanthoxylum macrophyllum, Harungana madagascariensis, Pycnanthus angolensis, chi Alstonia, chi Ficus và nhiều chi khác. Trong rừng thứ sinh thường có ít loài trên một hecta so với các rừng nguyên sinh. Nghiên cứu khả năng tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy từ 1 đến 20 năm ở vùng Tây Bắc Ấn độ, Ramakrishnan (1981, 1992) đã cho biết chỉ số đa dạng loài rất thấp. Chỉ số loài ưu thế đạt đỉnh cao nhất ở pha đầu của quá trình diễn thế và giảm dần theo thời gian bỏ hoá (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000) [2]. Ở các giai đoạn đầu của diễn thế thứ sinh, số loài cây trên một hecta tăng lên nhanh chóng, nhưng sau đó một vài năm, tốc độ tăng này giảm đi. Swaine and Hall (1983), nghiên cứu và cho thấy rừng thứ sinh ở Ghana, giai đoạn đầu thống kê được
10 292 cây/ha. Một năm sau số cây là khoảng 2007 cây/ha và 5 năm sau số này lại giảm xuống còn 752 cây/ha (dẫn theo Mittelman.A, 2001 [43]). Long Chun và cộng sự (1993) đã nghiên cứu đa dạng thực vật ở hệ sinh thái nương rẫy tại Xishuangbanna tỉnh Vân Nam, Trung Quốc. Kết quả nghiên cứu cho thấy tại Baka, khi nương rẫy bỏ hoá được 3 năm thì có 17 họ, 21 chi, 21 loài thực vật tái sinh tự nhiên với các loài ưu thế là: Chomolaena odorata, Digitaria sanguinalis, Melastoma polyanthum. Bỏ hoá 19 năm có 60 họ, 134 chi, 167 loài với các loài chiếm ưu thế là: Spatholobus, Phoebe lanceolata, Schima wallichii, Sclerophyum wallichiana (dẫn theo Phạm Hồng Ban., 2000 [2]). - Ở Việt Nam Khi nghiên cứu sự thay đổi số lượng loài theo các nhóm dạng sống ở một số quần xã thực vật sau nương rẫy tại Chiềng Sinh, Sơn La bằng phươnng pháp theo dõi ô định vị, Lê Đồng Tấn (1999) [17] đã đưa ra kết quả như sau: ở tuổi 4 có 41 loài, tuổi 10 có 56 loài, tuổi 14 có 53 loài., Phạm Hồng Ban (2000) [2] đã nghiên cứu tính đa dạng sinh học của hệ sinh thái sau nương rẫy ở vùng Tây Nam của Nghệ An. Tác giả đã xác định thành phần loài, mật độ cá thể và phổ dạng sống của thảm thực vật phục hồi sau nương rẫy theo thời gian bỏ hoá. Đây là công trình nghiên cứu sâu về tính đa dạng sinh học của thảm thực vật phục hồi sau nương rẫy tại một khu vực cụ thể. Theo tác giả, hệ thực vật nương rẫy ở vùng đệm Vườn quốc gia Pù Mát khá đa dạng về thành phần loài, gồm 586 loài, thuộc 334 chi, 105 họ thực vật bậc cao có mạch. Phổ dạng sống như sau: SB = 67,40 Ph + 7,33 Ch + 12,62 He +8,53 Cr + 4,09 Th Phạm Tiến Dũng và các cộng sự (2001) [7] đã nghiên cứu về diễn thế rừng sau nương rẫy ở huyện Con Cuông, tỉnh Nghệ An. Kết quả cho thấy, sự phân bố của các loài thực vật sau nương rẫy từ 1-4 năm được thể hiện ở bảng dưới đây: Bảng 1.1. Số lượng loài của rừng phục hồi sau nương rẫy ở các độ tuổi Khu vực nghiên cứu Họ Chi Loài 1. Khu sau nương rẫy 1 năm 26 39 45 2. Khu sau nương rẫy 2 năm 37 52 59 3. Khu sau nương rẫy 4 năm 28 39 39
11 Theo nghiên cứu của Lê Trọng Cúc và Phạm Hồng Ban về động thái thảm thực vật rừng sau nương rẫy ở huyện Con Cuông, tỉnh Nghệ An đã cho thấy, số họ và loài tăng lên ở khu sau nương rẫy 2 năm, sau đó giảm dần ở khu sau nương rẫy 4 năm. Số loài gặp ở khu sau nương rẫy 1 năm và 2 năm chủ yếu là họ: Euphobiaceae, Rubiaceae, Urtticaceae, họ phụ Papiliodoideae. Đây là những loài tiên phong tạm cư có đời sống ngắn, giá trị kinh tế không cao. Khu sau nương rẫy 4 năm do các loài cạnh tranh bị đào thải dần, dẫn đến số loài giảm chỉ còn lại 39 loài. Trên cả 3 khu rừng tái sinh tự nhiên sau nương rẫy từ 1-4 năm có 54 họ, 99 chi của 125 loài thực vật. Điều đó khẳng định tổ thành các lớp tái sinh tự nhiên khá phong phú (dẫn theo Phạm Tiến Dũng. et al., 2001 [7]). Trong nghiên cứu về cấu trúc thảm thực vật khoanh nuôi sau nương rẫy được 10 năm ở Sơn La của Lê Đồng Tấn, Đỗ Hữu Thư, Hà Văn Tuế (1995) đã cho thấy cấu trúc thảm thực vật sau 10 năm khoanh nuôi trên rẫy bỏ hoá bao gồm các loài chủ yếu: Hoắc quang, Chẹo, Thẩu tấu, Vối thuốc, Cọ khịt, Lành ngạnh, Sầm, Vỏ dụt, Me rừng, Muối, Mạy chầu, Đáng với tỉ lệ khác nhau và chiều cao biến động từ 2-10m, đường kính cây từ 2-10cm (dẫn theo Phạm Tiến Dũng. et al., 2001 [7]). Cũng theo Phạm Tiến Dũng và các cộng sự (2001) [7], tại tiểu khu 835 ở Kon Hà Nừng, sau 6 năm từ một thảm thực vật tái sinh trên đất sau nương rẫy, rừng thứ sinh diễn ra một quá trình cạnh tranh, tự đào thải giữa các loài ưu thế thuộc tập hợp một số loài cây gỗ có chiều cao trung bình 5.87m, đường kính thân 5.33cm, đạt tới 6100 cây/ha gần như khép tán. Cụ thể như bảng sau: Bảng 1.2. Tổ thành và mật độ của rừng phục hồi ở tiểu khu 835 Kon Hà Nừng Năm 1 2 3 4 5 6 Số lượng loài (không kể 37 34 28 22 22 23 cây thảo) Tỷ lệ loài cây (%) 67 (24) 69 (22) 87 (22) 86 (19) 86 (19) 86 (19) Số lượng cây (cây/ha) 58.800 37.800 35.600 30.700 14.300 13.600 Số lượng cây gỗ 18.780 14.500 13.500 12.100 9.100 6.100 (cây/ha) Chàng ràng, Bọ nẹt, Thau Thẩu tấu, Dẻ, Trắc, De, Bời Loài ưu thế kén, Nhãn rừng lời, Dền
12 Theo Phạm Ngọc Thường (2003) [19], quần xã thực vật tái sinh tự nhiên sau nương rẫy có tính đa dạng sinh học cao, nó thể hiện tính thích nghi với điều kiện sống trong quá trình phục hồi hệ sinh thái rừng đã bị mất do canh tác nương rẫy. Trong công trình nghiên cứu “Tính đa dạng sinh học trong quần xã thực vật tái sinh sau nương rẫy ở Thái Nguyên và Bắc Kạn” tác giả đã khẳng định: chỉ số đa dạng loài tính theo chỉ số hợp lý (J, J’) lớn hơn 0,80. Trong đó, giai đoạn phục hồi từ 9- 11 năm là cao nhất (J = 0,9014; J’ = 0,8957). Phổ dạng sống của quần xã thực vật tái sinh tự nhiên sau nương rẫy đặc trưng cho hệ thực vật vùng Đông Bắc của Việt Nam với 676 loài, trong đó có 305 loài cây chồi trên mặt đất, chiếm 56,37% trong năm nhóm dạng sống. Đặng Kim Vui (2002) [26] khi nghiên cứu cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên với đối tượng là rừng phục hồi tự nhiên ở các giai đoạn tuổi khác nhau đã nghiên cứu về cấu trúc tổ thành loài, cấu trúc dạng sống, cấu trúc hình thái, mật độ, độ che phủ…của các trạng thái rừng đã kết luận: Tổng số loài cây của hệ sinh thái rừng phục hồi giảm dần khi giai đoạn tuổi tăng lên, đồng thời số loài cây gỗ tăng dần, số loài cây cỏ, cây bụi giảm nhanh. Theo quá trình phục hồi, trạng thái rừng có sự thay đổi về tầng thứ và thành phần thực vật ở các tầng, ở giai đoạn cuối của quá trình phục hồi (10-15 tuổi) rừng có cấu trúc 5 tầng rõ rệt. Trên cơ sở đó, tác giả đã đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả phục hồi rừng sau nương rẫy. Như vậy, có rất nhiều công trình nghiên cứu về cấu trúc tổ thành loài cây của rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy. Tuy nhiên, những kết quả nghiên cứu này đều thống nhất quan điểm cho rằng sự thay đổi tổ thành loài cây phục hồi theo thời gian là một quá trình chiếm cứ và cạnh tranh, chọn lọc tự nhiên giữa các loài với nhau và giữa các loài với hoàn cảnh sinh thái. Tuy nhiên, cho dù xu hướng phục hồi thế nào đi chăng nữa, rừng hình thành sau nương rẫy hiện nay vẫn được phân loại là rừng thứ sinh nghèo và mang đầy đủ những đặc trưng cơ bản của đối tượng này. (dẫn theo Phạm Xuân Hoàn, 2004 [10]).
13 1.2.2. Nghiên cứu về tái sinh của rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy Tái sinh là một quá trình sinh học mang tính chất đặc thù của hệ sinh thái rừng. Biểu hiện đặc trưng của tái sinh rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của các loài cây gỗ ở nơi còn hoàn cảnh rừng. - Trên thế giới Trên thế giới, nghiên cứu về tái sinh rừng đã trải qua hàng thế kỷ, nhưng với rừng nhiệt đới, vấn đề này mới được tiến hành chủ yếu từ những năm 30 trở lại đây. Căn cứ vào đặc điểm của quá trình tái sinh, Van Stenis (1956) đã phân biệt hai kiểu tái sinh phổ biến đó là 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 [24]). 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. A.Obrevin đã khái quát hoá các hiện tượng tái sinh ở rừng mưa nhiệt đới Châu Phi để đúc kết nên lý luận bức khảm tái sinh, nhưng phần lý giải các hiện tượng đó còn bị hạn chế. Vì vậy, lý luận của ông còn ít sức thuyết phục, chưa giúp ích cho thực tiễn sản xuất thông qua các biện pháp kỹ thuật điều khiển tái sinh rừng theo những mục tiêu kinh doanh đã đề ra. (dẫn theo Phùng Ngọc Lan, 1986 [12]). Tuy nhiên, những kết quả quan sát của Davit và P.W Risa (1933), Bơt (1946), Sun (1960) ở rừng mưa nhiệt đới Nam Mỹ lại khác hẳn với nhận định của A. Obrevin, đó là hiện tượng tái sinh tại chỗ và liên tục của các loài cây và tổ thành loài cây có khả năng giữ nguyên không đổi trong một thời gian dài. (dẫn theo Phùng Ngọc Lan,1986 [12]). 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, P.W (1952), Beard Rollet (1974), tổng kết các kết quả nghiên cứu về phân bố số cây tái sinh tự nhiên đã nhận xét như sau: trong các ô có kích thước nhỏ (1 x 1m, 1 x1.5m), 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 được Tayloer (1954), Barnard (1955) xác định số lượng cây tái sinh trong rừng nhiệt đới
14 thiếu hụt cần thiết phải bổ sung bằng trồng rừng nhân tạo. Ngược lại, các tác giả nghiên cứu về tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới Châu Á như Budowski (1956), Bava (1954), Atinot (1965) lại nhận định rằng 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 phải bảo vệ và phát triển cây tái sinh có sẵn dưới tán rừng (dẫn theo Nguyễn Duy Chuyên, 1995 [5]). Tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng sau nương rẫy được một số tác giả nghiên cứu. Saldarriaga (1991) nghiên cứu tại rừng nhiệt đới ở Colombia và Venezuela nhận xét, sau khi bỏ hoá thì số lượng loài thực vật rừng tăng dần đến khi rừng thành thục. Thành phần của các loài cây trưởng thành phụ thuộc vào tỷ lệ các loài nguyên thuỷ mà nó được sống sót từ thời gian đầu của quá trình tái sinh, thời gian phục hồi khác nhau, nó phụ thuộc vào mức độ, tần số canh tác của khu vực đó (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000 [2]). Kết quả nghiên cứu của các tác giả Lambert et al (1989), Warner (1991), Rouw (1991) [27] đều cho thấy quá trình diễn thế sau nương rẫy như sau: đầu tiên đám nương rẫy được các loài cỏ xâm chiếm, nhưng sau một năm thì loài cây gỗ tiên phong được gieo giống từ vùng lân cận hỗ trợ cho việc hình thành quần thụ các loài cây gỗ, tạo ra tiểu hoàn cảnh thích hợp cho sinh trưởng của cây con. Những loài cây gỗ tiên phong chết đi sau 5-10 năm và được thay thế dần bằng các loài cây rừng mọc chậm, ước tính cần phải mất hàng trăm năm thì nương rẫy cũ mới chuyển thành loại hình rừng gần với dạng nguyên sinh ban đầu. Như vậy có thể thấy các kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới cho chúng ta những cơ sở khoa học có ý nghĩa quan trọng về phương pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh tự nhiên ở một số nơi. Từ đó có thể vận dụng để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý tài nguyên rừng bền vững, trong đó có các diện tích rừng sau canh tác nương rẫy. - Ở Việt Nam Rừng nhiệt đới Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh của rừng nhiệt đới nói chung, nhưng do phần lớn là rừng thứ sinh bị tác động mạnh nên những quy luật tái sinh đã bị xáo trộn nhiều.
15 Lê Trọng Cúc và Phạm Hồng Ban (1996) nghiên cứu động thái thảm thực vật rừng sau nương rẫy ở huyện Con Cuông, tỉnh Nghệ An chọn đối tượng là rừng tái sinh tự nhiên sau nương rẫy 1 năm, 2 năm, 4 năm đã khẳng định trên cả ba khu rừng tái sinh tự nhiên sau nương rẫy từ 1 đến 4 năm có tổ thành các lớp tái sinh tự nhiên khá phong phú. Ngoài ra, do ảnh hưởng của canh tác nương rẫy nên một số loài gặp ở chân đồi nhiều hơn và càng lên cao càng có xu hướng giảm dần . Khả năng tái sinh của các loài sau nương rẫy rất chậm. (dẫn theo Phạm Tiến Dũng. et al., 2001 [7]). Lâm Phúc Cố (1994, 1996) [6] nghiên cứu diễn thế rừng thứ sinh sau nương rẫy ở Púng Luông, Mù Cang Chải, tỉnh Yên Bái đã phân chia tái sinh tự nhiên sau canh tác nương rẫy thành 5 giai đoạn và kết luận: diễn thế thứ sinh sau nương rẫy theo hướng đi lên tiến tới rừng cao đỉnh. Tổ thành loài cây tăng dần theo thời gian phát triển từ 4 loài (dưới 5 năm) tăng dần lên 5 loài (trên 25 năm). Quá trình tái sinh thảm thực vật rừng sau nương rẫy, trước hết phụ thuộc chặt chẽ vào mức độ thoái hoá đất sau canh tác nông nghiệp và nguồn giống. Về qui luật chung trong diễn thế các quần xã thực vật rừng sau nương rẫy có thể được chia làm hai nhóm chính. Nhóm thứ nhất, đối với những khu vực thoái hoá đất mạnh (do sự kết hợp giữa điều kiện tự nhiên không thuận lợi với cường độ sử dụng đất cao), sau bỏ hoá thường xuất hiện các loài cỏ, một số loài cây bụi thấp. Những loài cây này thiết lập môi trường ban đầu cho những loài cây gỗ tiên phong, ưa sáng xuất hiện và giai đoạn cuối, khi tiểu hoàn cảnh rừng được phục hồi, những loài cây gỗ chịu bóng ở giai đoạn tuổi nhỏ, đời sống dài xuất hiện và sau này trở thành tầng rừng chính. Nhóm thứ hai, đối với những khu vực còn có những thuận lợi về nguồn giống và điều kiện lập địa, quá trình tái sinh là tái sinh đồng loạt những loài cây gỗ tiên phong tạm thời, ưa sáng mọc nhanh và thường hình thành nên các quần xã tương đối thuần nhất về cấu trúc. (Theo Phạm Xuân Hoàn, 2004 [10]). Theo kết quả nghiên cứu “Một số đặc điểm tái sinh tự nhiên của thảm thực vật cây gỗ sau canh tác nương rẫy ở Thái Nguyên và Bắc Kạn” của Phạm Ngọc Thường (2003) [20] cho thấy: Tổ thành loài cây gỗ phụ thuộc vào mức độ thoái hoá đất, trên đất tốt số loài cây tái sinh là lớn nhất có 11-25 loài; trên đất trung bình có
16 10-22 loài; trên đất xấu là ít nhất có 8-12 loài. Trong đó, số loài cây gỗ có giá trị kinh tế chiếm tỷ lệ tổ thành thấp. Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao có dạng một đỉnh, từ giai đoạn II đến giai đoạn V được mô tả bởi phân bố Weibull. Phân bố số cây theo mặt phẳng nằm ngang dưới 7 năm là phân bố cụm, từ 7-15 năm là phân bố ngẫu nhiên và có xu hướng tiến dần đến phân bố đều. Mật độ tái sinh giảm dần theo thời gian phục hồi: giai đoạn I mật độ trung bình là 4276 cây/ha; giai đoạn V mật độ trung bình là 2489 cây/ha. Cây tái sinh có nguồn gốc từ hạt (từ 87,6%- 91,2%). Tỷ lệ cây có phẩm chất tốt chiếm từ 58,2%-67,2%; cây trung bình từ 21,3%-24,2% và cây xấu từ 8,6%-20,5%. Công trình nghiên cứu của Hà Văn Tuế, Đỗ Hữu Thư, Lê Đồng Tấn (1985) [23] về nghiên cứu khả năng tái sinh và quá trình sinh trưởng phát triển thảm thực vật rừng trên đất sau nương rẫy ở lâm trường Sơ Pai đã cho thấy tái sinh sau nương rẫy có số lượng loài nhiều ở năm thứ nhất, sau đó giảm ở năm thứ hai và năm thứ ba, ổn định từ năm thứ tư trở đi. Thảm thực vật tái sinh sau nương rẫy nếu không bị tàn phá chắc chắn sẽ hình thành một thảm thực vật rừng đạt được những yêu cầu kinh tế và sinh thái. 1.3. Kết luận chương Như vậy, có thể nói trên thế giới và Việt Nam đã có khá nhiều công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của các kiểu sử dụng đất, cũng như các công trình nghiên cứu về quá trình diễn thế phục hồi rừng sau nương rẫy. Tuy nhiên, các nghiên cứu này chưa xác định được các nhân tố thuộc về kiểu sử dụng đất có ảnh hưởng tới tính chất đất. Ngoài ra, các công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố lập địa đến tính chất đất sau canh tác nương rẫy chưa nhiều. Do vậy, nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình phục hồi tính chất đất trên các kiểu sử dụng đất sau nương rẫy có ý nghĩa hết sức quan trọng. Từ đó giúp lựa chọn các kiểu sử dụng đất cũng như đưa ra các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp nhằm thúc đẩy quá trình phục hồi rừng sau canh tác nương rẫy.
17 Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu nghiên cứu 2.1.1. Mục tiêu chung Đề tài nhằm xác định các nhân tố có ảnh hưởng tới quá trình phục hồi tính chất đất sau canh tác nương rẫy trên hai kiểu sử dụng đất là rừng thứ sinh và rừng trồng keo tai tượng (Acacia mangium Willd) và đa dạng thực vật của rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy. 2.1.2. Mục tiêu cụ thể Các mục tiêu nghiên cứu cụ thể của đề tài như sau: - Nghiên cứu tính chất đất trên hai kiểu sử dụng đất (rừng thứ sinh và rừng trồng keo tai tượng) có cùng lịch sử sử dụng đất là canh tác nương rẫy. - Xác định được một số nhân tố chủ yếu đặc trưng cho kiểu sử dụng đất ảnh hưởng đến tính chất đất của rừng thứ sinh và rừng trồng keo tai tượng. - Nghiên cứu đặc điểm lớp thảm thực vật của rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy. - Xác định được nhân tố ảnh hưởng đến quá trình phục hồi đa dạng thực vật tầng cây cao của rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy. 2.2. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hai kiểu sử dụng đất (rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy và rừng trồng keo tai tượng) liền kề mà trước đó có cùng lịch sử sử dụng đất là canh tác nương rẫy ở vùng đệm Vườn Quốc gia Tam Đảo và Vườn Quốc gia Bạch Mã. 2.3. Giới hạn nghiên cứu - Trên một vùng đất trước đây là canh tác nương rẫy, hiện nay sẽ có nhiều kiểu sử dụng đất khác nhau, tuy nhiên đề tài tiến hành nghiên cứu trên hai kiểu sử dụng đất, bao gồm: rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy và rừng trồng keo tai tượng. - Theo Russell.A.E và các cộng sự (2007) [48] thì tính chất đất rừng, trong đó có cả hàm lượng carbon hữu cơ trong đất chịu ảnh hưởng bởi tương tác phức tạp của nhiều yếu tố như: khí hậu, loại đất, phương thức quản lý, loài cây…Trong phạm
18 vi của đề tài này, các nhân tố được nghiên cứu bao gồm: tuổi rừng (Age) và sinh khối rừng (Biomass), đây là những nhân tố đặc trưng cho kiểu sử dụng đất. - Đề tài tập trung nghiên cứu các tính chất đất có vai trò lớn đến độ phì của đất bao gồm: + Tính chất vật lý: dung trọng đất (BD) + Tính chất hóa học: pH; hàm lượng carbon hữu cơ trong đất (SOC); hàm lượng nitơ tổng số (N); hàm lượng lân dễ tiêu (P2O5); dung tích hấp thu (CEC). - Địa điểm nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu ở vùng đệm của Vườn quốc gia Tam Đảo và Vườn Quốc gia Bạch Mã. 2.4. Nội dung nghiên cứu Để đạt được các mục tiêu nghiên cứu đã đặt ra, đề tài tiến hành thực hiện các nội dung nghiên cứu như sau. 2.4.1. Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình phục hồi độ phì đất của rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy và rừng trồng keo tai tượng + Nghiên cứu tính chất đất của rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy và rừng trồng keo tai tượng thông qua đánh giá biến đổi các tính chất đất sau: - Chỉ tiêu về tính chất vật lý của đất: Dung trọng đất (BD) - Tính chất hóa học: pH đất, hàm lượng carbon trong đất (SOC), hàm lượng nitơ tổng số (N), hàm lượng lân dễ tiêu (P), dung tích hấp thu (CEC). + Đặc điểm sinh khối của rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy và rừng trồng keo tai tượng ở các địa điểm nghiên cứu. + Nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố của kiểu sử dụng đất (tuổi, sinh khối) đến các chỉ tiêu tính chất đất của rừng trồng và rừng thứ sinh phục hồi. 2.4.2. Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình phục hồi tính đa dạng thực vật tầng cây cao của rừng thứ sinh - Nghiên cứu đặc điểm thảm thực vật rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy + Đối với tầng cây cao Đặc điểm cấu trúc tổ thành tầng cây cao Độ đa dạng loài: xác định chỉ số đa dạng loài: chỉ số Shannon-weaver (H). + Đặc điểm lớp cây tái sinh
19 Đặc điểm cấu trúc tổ thành cây tái sinh Đặc điểm cấu trúc mật độ Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh. - Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình phục hồi tính đa dạng thực vật tầng cây cao của rừng thứ sinh. 2.5. Phương pháp nghiên cứu 2.5.1. Phương pháp thu thập số liệu 2.5.1.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm Cấp 3: Địa điểm Địa điểm 1 (Có lịch sử là canh tác nương rẫy) Rừng thứ sinh phục Rừng trồng keo Cấp 2: Kiểu sử dụng đất hồi sau nương rẫy tai tượng Cấp 1: OTC chọn ngẫu nhiên 1 2 3 1 2 3 Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2.5.1.2. Lựa chọn địa điểm nghiên cứu - Điều kiện của địa điểm nghiên cứu Để đảm bảo tính chính xác của kết quả nghiên cứu, địa điểm nghiên cứu được lựa chọn phải thoả mãn các điều kiện sau đây: + Khoảng cách giữa các địa điểm (SITE) nghiên cứu được lựa chọn đủ lớn, để về mặt sinh thái thực nghiệm có thể coi mẫu nghiên cứu từ mỗi địa điểm là một mẫu độc lập. Do tính chia cắt của địa hình ở khu vực nghiên cứu và sự phân tán về kiểu sử dụng đất ở đất sản xuất lâm nghiệp ở nước ta, đề tài coi hai địa điểm (SITE) nghiên cứu là độc lập nếu chúng cách nhau ít nhất là 500 m và lịch sử sử dụng đất có sự khác nhau (ví dụ: thời gian bỏ hóa sau nương rẫy khác nhau) + Có lịch sử là canh tác nương rẫy