Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu cấu trúc loài cây gỗ trên 02 trạng thái rừng lá rộng thường xanh thuộc Ban quản lý rừng phòng hộ A lưới - tỉnh Thừa Thiên Huế

Chia sẻ: Tri Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:83

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là xác định một số đặc điểm lâm học cơ bản nhƣ mật độ, tổ thành rừng, quan hệ N/D1.3, tính đa dạng sinh học, quan hệ không gian cây rừng của quần xã thực vật rừng lá rộng thƣờng xanh trạng thái rừng IIIA1 và IIIA2 tại Ban quản lý rừng phòng hộ huyện A Lƣới, tỉnh Thừa Thiên Huế; đề xuất các giải pháp nhằm quản lý và phát triển tài nguyên rừng một cách bền vững.

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 cấu trúc loài cây gỗ trên 02 trạng thái rừng lá rộng thường xanh thuộc Ban quản lý rừng phòng hộ A lưới - tỉnh Thừa Thiên Huế

i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, do tôi thực hiện. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chƣa công bố trong bất cứ công trình nào khác. Những số liệu kế thừa đã đƣợc chỉ rõ nguồn khi trích dẫn. Tác giả luận văn Lê Trung Hƣng
ii LỜI CẢM ƠN Trải qua hai năm học tập tại trƣờng Đại học Lâm nghiệp và trong thời gian thực hiện luận văn thạc sỹ khoa học Lâm nghiệp, tôi luôn nhận đƣợc sự động viên và giúp đỡ nhiệt tình của nhà trƣờng, các thầy, cô giáo, các cơ quan, bạn bè đồng nghiệp. Nhân dịp này, tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới thầy giáo TS.Nguyễn Hồng Hải, ngƣời đã trực tiếp tận tình hƣớng dẫn, dìu dắt và giúp đỡ tôi thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Phòng đào tạo Sau đại học; Ban giám hiệu Trƣờng Cao đẳng Nông nghiệp và phát triển nông thôn Bắc Bộ đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện khóa học này. Đồng thời tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban lãnh đạo, cán bộ công chức của Phân viện Điều tra rừng Bắc Trung Bộ - Tỉnh Thừa Thiên Huế và toàn thể bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện về thời gian, thu thập số liệu và tham gia nhiều ý kiến quý báu góp phần đáng kể cho luận văn này. Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, những ngƣời luôn sát cánh và động viên, giúp đỡ tôi về mọi mặt trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Mặc dù đã rất cố gắng nhƣng trong khuôn khổ thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên luận văn chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Kính mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy giáo, cô giáo, các nhà khoa học và các bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 4 năm 2017 Tác giả Lê Trung Hƣng
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii MỘT SỐ KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG ĐỀ TÀI................................ v DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ................................................................................. vii ĐẶT VẤN ĐỀ............................................................................................................. 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................. 3 1.1. Trên thế giới .........................................................................................................3 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng .............................................................................3 1.1.2. Nghiên cứu quan hệ không gian của cây rừng ...................................................3 1.2. Ở Việt Nam ..........................................................................................................5 1.2.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng .............................................................................5 1.2.2. Nghiên cứu quan hệ không gian của cây rừng ...................................................7 Chƣơng 2: MỤC TIÊU, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................................................................................................9 2.1. Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................................9 2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................9 2.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ........................................................................................9 2.2.2. Phạm vi nghiên cứu ...........................................................................................9 2.3. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................10 2.3.1. Cấu trúc rừng ...................................................................................................10 2.3.2. Quan hệ không gian của cây rừng ...................................................................10 2.3.3. Đề xuất một số giải pháp quản lý và phát triển rừng bền vững .......................11 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................................11 2.4.1. Kế thừa tài liệu ................................................................................................11 2.4.2. Điều tra ngoại nghiệp ......................................................................................11 2.4.3. Nội nghiệp .......................................................................................................12
iv Chƣơng 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU ..........................................................................................................................18 3.1. Điều kiện tự nhiên ..............................................................................................18 3.1.1. Vị trí địa lý.......................................................................................................18 3.1.2. Địa hình ...........................................................................................................19 3.1.3. Đất đai .............................................................................................................19 3.1.4. Khí hậu, thủy văn ............................................................................................19 3.2. Đặc điểm tài nguyên rừng ..................................................................................20 3.3. Điều kiện kinh tế - xã hội ...................................................................................21 3.3.1. Thành phần dân tộc, dân số, lao động .............................................................21 3.3.2. Phát triển kinh tế .............................................................................................21 3.3.3. Hạ tầng cơ sở ...................................................................................................22 3.3.4. Y tế, giáo dục ..................................................................................................23 Chƣơng 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ....................................... 24 4.1. Đặc điểm cấu trúc loài cây gỗ............................................................................24 4.1.1. Về mật độ và tổ thành .....................................................................................24 4.1.2 Phân bố số cây theo cấp đƣờng kính ................................................................27 4.1.3. Tính đa dạng tại hai trạng thái rừng.................................................................34 4.2. Quan hệ không gian cùng loài và khác loài của cây rừng ..................................35 4.2.1 Kiểm tra tính đồng nhất trong phân bố .............................................................35 4.2.2. Quan hệ không gian cùng loài của các loài cây chiếm ƣu thế. ........................37 4.2.3. Quan hệ không gian khác loài của các loài cây chiếm ƣu thế .........................39 4.3. Đề xuất một số giải pháp quản lý và phát triển rừng bền vững ..........................45 4.3.1. Một số giải pháp về quản lý bảo vệ .................................................................45 4.3.2. Một số giải pháp lâm sinh................................................................................46 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ................................................................. 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ BIỂU
v MỘT SỐ KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG ĐỀ TÀI OTC Ô tiêu chuẩn D1.3 Đƣờng kính thân cây tại vị trí 1,3 m (cm) Dt Đƣờng kính tán cây (m) N/ha Mật độ rừng (cây/ha) G% Tiết diện ngang thân cây tƣơng đối (%) IV% Chỉ số quan trọng (%) N/D1.3 Phân bố số cây theo đƣờng kính 1,3m 1.3 Đƣờng kính trung bình tại vị trí 1,3 m (cm) Fl Tần số lý thuyết Fi Tần số thực nghiệm S Số loài cây bắt gặp (loài) N Tổng số cá thể các loài cây (cây) D Chỉ số đa dạng của Simpson H‟ Chỉ số đa dạng của Shannon – Weiner g(r) Hàm tƣơng quan theo cặp g11(r) Hàm tƣơng quan theo cặp một biến số g12(r) Hàm tƣơng quan theo cặp hai biến số K(r) Hàm Ripley‟s K L(r) Hàm L CSR Complete Spatial Randomness (hoàn toàn ngẫu nhiên)
vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4. 1: Tổ thành và mật độ cây gỗ của trạng thái rừng IIIA1 và IIIA2 ................25 Bảng 4. 2. Phân bố N/D1.3 của trạng thái rừng IIIA1 ..................................................28 Bảng 4. 3. Một số đặc trƣng mẫu của phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIA1 ..............29 Bảng 4. 4. Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIA1 ...........................................................................................................................30 Bảng 4. 5. Phân bố N/D1.3 của trạng thái rừng IIIA2..................................................31 Bảng 4. 6. Một số đặc trƣng mẫu của phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIA ...............32 Bảng 4. 7 Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIA2 ...........................................................................................................................33 Bảng 4. 8. Kết quả tính chỉ số Shannon- Wiener và chỉ số Simpson ở 02 trạng thái rừng. ...................................................................................................................................34 Bảng 4. 9.Tổng hợp quan hệ không gian của các loài cây ƣu thế trong trạng thái rừng IIIA1 ..................................................................................................................44 Bảng 4. 10. Tổng hợp quan hệ không gian của các loài cây ƣu thế trong trạng thái rừng IIIA1 ..................................................................................................................44
vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 3.1. Sơ đồ vị trí hành chính huyện A Lƣới.......................................................18 Hình 4. 1. Bản đồ khu vực nghiên cứu .....................................................................24 Hình 4. 2. Phân bố N/D1.3 thực nghiệm của trạng thái rừng IIIA1 .............................28 Hình 4. 3. Phân bố N/D1.3 lý thuyết và thực nghiệm của trạng thái rừng IIIA1 ........30 Hình 4. 4. Phân bố N/D1.3 thực nghiệm của trạng thái rừng IIIA2 .............................31 Hình 4. 5. Phân bố N/D1.3 lý thuyết và thực nghiệm của trạng thái rừng IIIA2 ........33 Hình 4. 6. Phân bố không gian của các cây thành thục có dbh ≥ 10 cm đƣợc biểu diễn bởi hàm g11(r) và L11(r) ở trạng thái rừng IIIA1 với mô hình CSR (a, b) và HP (c, d); ở trạng thái rừng IIIA1 với mô hình CSR (e, f). Đƣờng màu đen là phân bố thực nghiệm và đƣờng màu xám là khoảng tin cậy 95%. .........................................36 Hình 4. 7. Phân bố không gian cùng loài của các loài cây rừng chiếm ƣu thế ở trạng thái rừng IIIA1 đƣợc biểu diễn bởi hàm g11(r) với mô hình giả thuyết HP với R= 30 m. Đƣờng màu đen là phân bố thực nghiệm và đƣờng màu xám là khoảng tin cậy 95%. .37 Hình 4. 8. Phân bố không gian cùng loài của các loài cây rừng chiếm ƣu thế ở trạng thái rừng IIIA2 đƣợc biểu diễn bởi hàm g11(r) với mô hình CSR. Đƣờng màu đen là phân bố thực nghiệm và đƣờng màu xám là khoảng tin cậy 95%. ...........................39 Hình 4. 9. Quan hệ không gian khác loài của các loài cây rừng chiếm ƣu thế ở trạng thái rừng IIIA1 đƣợc biểu diễn bởi hàm g12(r) với mô hình giả thuyết là cố định loài thứ nhất và loài thứ hai đƣợc phân bố lại theo HP với R= 30 m. Đƣờng màu đen là quan hệ thực nghiệm và đƣờng màu xám khoảng là tin cậy 95%. ...........................41 Hình 4. 10. Quan hệ không gian khác loài của các loài cây rừng chiếm ƣu thế ở trạng thái rừng IIIA2 đƣợc biểu diễn bởi hàm g12(r) với mô hình giả thuyết độc lập. Đƣờng màu đen là quan hệ thực nghiệm và đƣờng màu xám là khoảng tin cậy 95%. ...................................................................................................................................43
1 ĐẶT VẤN ĐỀ A Lƣới là huyện miền núi phía tâycủa tỉnh Thừa Thiên - Huế. Tổng diện tích diện tích tự nhiên là 122.463,6 ha, trong đó: diện tích rừng và đất lâm nghiệp là: 99.323,79 ha, diện tích rừng tự nhiên là 84.296,35 ha; diện tích rừng trồng là 15.027,61 ha, chiếm 1/3 diện tích rừng và đất lâm nghiệp toàn tỉnh [1]. Trong số 08 đơn vị quản lý rừng của huyện thì Ban Quản lý rừng phòng hộ A Lƣới thực hiện quản lý và bảo tồn 17.422,2 ha rừng phòng hộ,chủ yếu là rừng lá rộng thƣờng xanh và rừng hỗn giao. Rừng lá rộng thƣờng xanh ở đây có các loài cây ƣa sáng chiếm ƣu thế nhƣ Trâm vỏ đỏ (Syzygium zeylanicum), Trâm trắng (Syzygium wightianum) và Bời lời vàng (Litsea vang). Rừng luôn đóng vai trò quan trọng đối với môi trƣờng và sự sống của nhân loại. Đối với cộng đồng dân tộc nhất là ngƣời dân tộc ít ngƣời ở huyện miền núi nhƣ A Lƣới, tỉnh Thừa Thiên - Huế, rừng còn quan trọng hơn, bởi nó gắn liền với sinh kế của hơn 80% cƣ dân địa phƣơng. Hệ sinh thái rừng ở Ban quản lý rừng phòng hộ A Lƣới chủ yếu là rừng lá rộng thƣờng xanh, rừng nguyên sinh tự nhiên còn ít, chủ yếu là rừng thứ sinh...Tuy nhiên, công tác quản lý bảo vệ rừng ở khu vực còn hạn chế, nhiều vụ vi phạm lâm luật vẫn diễn ra… điều này làm cho rừng ở khu vực giảm mạnh về trữ lƣợng, tính đa dạng sinh học và khả năng phòng hộ suy giảm, theo thống kế, trong giai đoạn 2009 – 2013 diện tích đất rừng phòng hộ giảm 805,26 ha. Hiện tại, tổng diện tích đất rừng phòng hộ chiếm 43,02 % tổng diện tích đất lâm nghiệp, tƣơng đƣơng với 46.322,34 ha. Đồng thời ở khu vực, trung bình một năm có 200 ngày mƣa, với lƣợng mƣa khoảng 3500 mm. Mùa mƣa kéo dài từ tháng 9 đến tháng 12 và chiếm 70-80% tổng lƣợng mƣa hàng năm. Đây cùng là một trong những nguyên nhân làm xói mòn và sạt lở đất, dẫn đến suy giảm diện tích rừng phòng hộ. Để quản lý, phục hồi và phát triển rừng tự nhiên tại khu vực này rất cần có những nghiên cứu cụ thể về đặc trƣng lâm học của rừng. Chính vì vậy,chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu cấu trúc loài cây gỗ trên 02 trạng thái rừng lá rộng
2 thường xanh thuộc Ban quản lý rừng phòng hộ A lưới- tỉnh Thừa Thiên Huế“. Nhằm tìm hiểu đặc điểm lâm học của quần xã thực vật rừng lá rộng thƣờng xanh, từ đó làm căn cứ khoa học cho đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm quản lý, phục hồi và phát triển bền vững tài nguyên rừng tại Ban quản lý rừng phòng hộ A Lƣới.
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng Theo quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng. Hay là cấu trúc rừng có thể hiểu là quy luật sắp xếp, tổ hợp các thành phần của quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian. Cấu trúc rừng tự nhiên rất đa dạng và phức tạp, có nhiều nhà khoa học trên thế giới thực hiện nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mƣa nhiệt đới Baur G.N (1964) [2], đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mƣa, tác giả đã đi sâu vào nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các biện pháp kỹ thuật lâm sinh đƣợc áp dụng vào từng rừng mƣa tự nhiên.Tác giả Catinot R(1965) [3], đã nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiếu. Đồng thời biểu diễn cấu trúc sinh thái rừng bằng phẫu đồ rừng Việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã có từ lâu có nhiều tác giả đã sử dụng các công thức và hàm toán học để mô hình hoá cấu trúc rừng, xác định mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc của rừng. Các chỉ số đa dạng loài thƣờng đƣợc sử dụng để đánh giá và so sánh mức độ đa dạng thực vật của các trạng thái rừng. Cao (1997) [31], đã sử dụng các chỉ số đa dạng Shannon-Wiener's H„, Simpson's index d„, Fisher's  và chỉ số cân bằng E khi so sánh các trạng thái rừng trên núi, nhiệt đới lá rộng thƣờng xanh và gió mùa trên núi đá vôi ở Xishuangbanna Trung Quốc. Kết quả cho thấy rừng nhiệt đới mƣa mùa có mức độ đa dạng loài cao nhất. Các loài ƣu thế chủ yếu tập trung ở tầng vƣợt tán. Các loài cây có ít cá thể thƣờng quan hệ chặt với đa dạng loài cây của các trạng thái rừng. 1.1.2. Nghiên cứu quan hệ không gian của cây rừng Một câu hỏi trọng tâm trong nghiên cứu sinh thái rừng là làm thế nào để hiểu đƣợc các quá trình và cơ chế đã điều chỉnh sự chung sống của loài và cấu trúc quần
4 xã thực vật, đặc biệt là ở các phạm vi không gian khác nhau. Những vấn đề liên quan đã đƣợc xem xét trong rất nhiều nghiên cứu. Getzin (2008) [33], đã nhấn mạnh ảnh hƣởng của các yếu tố nội sinh và ngoại sinh đến phân bố không gian và thời gian của các loài cây. Các nghiên cứu khác đã điều tra tƣơng tác cùng loài và khác loài, phát tán hạn chế, sự phụ thuộc mật độ chiều nghịch, hay ổ sinh thái nhấn mạnh rằng mô hình không gian của cây có thể đƣợc giải thích bởi ảnh hƣởng của môi trƣờng sống không đồng nhất và các trạng thái cân bằng của các loài phụ thuộc vào khả năng phát tán và cạnh tranh (Wright 2002) [37]. Trong các nghiên cứu về rừng mƣa nhiệt đới, đã có rất nhiều các giả thuyết đƣợc đề xuất để giải thích cho sự chung sống của các loài cây (Wright 2002). Giả thuyết Janzen-Connell giải thích rằng cây bổ sung ở xa cây mẹ sẽ tránh đƣợc tác hại của các sinh vật gây hại sống quanh cây mẹ (Janzen 1970). Nhƣ vậy, những loài cây có môi trƣờng sống tƣơng tự nhƣng sức chống chịu sinh vật gây hại khác nhau sẽ đƣợc hƣởng lợi dể mở rộng vùng phân bố. Đƣợc mở rộng từ giả thuyết Janzen- Connell, giả thuyết bảo vệ nhóm loài (species herd protection) cho rằng nhiều loài khác nhau cùng chung sống sẽ hạn chế ảnh hƣởng của các sinh vật gây hại (Peters 2003) [35]. Vì thế, quan hệ tƣơng hỗ có thể đƣợc duy trì cả trong trƣờng hợp các loài có quan hệ cạnh tranh. Lý thuyết trung lập (Neutral theory) cho rằng tất cả các cá thể cây không phân biệt khác loài đều bình đẳng trong các quá trình sinh sản, sinh trƣởng và chết (Hubbell 2005) [34]. Uriarte et al. (2004) [36], khi nghiên cứu rừng mƣa nhiệt đới ở đảo Barro Colorado, Panama đã tìm ra những bằng chứng ủng hộ cho lý thuyết này. Nhƣng Chave (2004) [32], cho rằng lý thuyết này chỉ đúng trong một số trƣờng hợp hạn chế. Rõ ràng là không phải tất cả các loài đều tƣơng đƣơng nhau về sinh thái. Lý thuyết phù hợp (niche theory) giả thuyết rằng sự phối hợp trong không gian và biến động môi trƣờng sống sẽ đƣợc thể hiện thông qua hình thái học, sinh lý học và đặc điểm các giai đoạn sống của mỗi loài (Peters 2003) [35]. Trong rừng mƣa nhiệt đới, nơi có đa dạng loài cao và mật độ mỗi loài thấp, thì tƣơng tác cùng loài và khác loài sẽ diễn ra phức tạp hơn các kiểu rừng khác.
5 Nghiên cứu quan hệ không gian của cây thƣờng gặp khó khăn khi môi trƣờng sống không đồng nhất ở những phạm vi lớn (Getzin et al. 2008) [33]. Khi đó, những yếu tố môi trƣờng không đồng nhất nhƣ đá lộ đầu, dinh dƣỡng và độ ẩm đất, độ tàn che,...làm cho khó phân biệt tƣơng tác trực tiếp giữa các cây với nhau nhƣ cạnh tranh hay tƣơng hỗ (Wright 2002). Những nghiên cứu trƣớc đây chỉ ra rằng tƣơng tác trực tiếp cây-cây xảy ra ở khoảng cách ≤ 30 m (Hubbell et al. 2001; Uriarte et al. 2004) [36]. Môi trƣờng sống không đồng nhất làm phức tạp hơn việc phân tích mô hình không gian bởi vì nó làm xáo trộn ảnh hƣởng của các yếu tố vô sinh và hữu sinh. Phát tán hạn chế đƣợc coi là cơ chế tiềm năng cho việc tách các loài cây trong không gian và làm giảm tính cạnh tranh loại bỏ. Bên cạnh đó, phân bố dạng đám mảng của cây cũng là do sự môi trƣờng sinh thái thích hợp ở những nơi mà các quá trình sinh thái và nguồn tài nguyên hạn chế có thể tác động đến phân bố không gian một cách đồng thời (Getzin et al. 2008) [33]. Phân bố dạng cụm của một loài có thể do phát tán hạn chế hoặc môt trƣờng sống không đồng nhất hoặc cả hai yếu tố này. 1.2. Ở Việt Nam Rừng tự nhiên Việt Nam thuộc kiểu rừng nhiệt đới, rất phong phú và đa dạng về thành phần loài, phức tạp về cấu trúc. Vấn đề nghiên cứu về cấu trúc rừng đã đƣợc nhiều tác giả nghiên cứu, đặc biệt trong những năm gần đây vấn đề nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên đƣợc nhiều nhà nghiên cứu lâm nghiệp trong và ngoài nƣớc quan tâm hơn. 1.2.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng Theo Phùng Ngọc Lan (1986) [16], cấu trúc rừng là khái niệm dùng đề chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian trên quan điểm sản lƣợng rừng, cấu trúc rừng là sự phân bố kích thƣớc của loài và cá thể trên diện tích rừng. Thái Văn Trừng (1970, 1978) [27], trên cơ sở quan điểm sinh thái, khi nghiên cứu về cấu trúc rừng đã căn cứ vào số lƣợng, tỷ lệ nhóm loài ƣu thế trong tổ thành rừng đƣa ra phân loại rừng nhiệt đới thành các dạng quần hợp, ƣu hợp và phức hợp.
6 Trần Ngũ Phƣơng và cộng tác viên (1970) [19], công bố kết quả “Bước đầu nghiên cứu rừng miền Bắc Việt Nam” trên cơ sở nghiên cứu và phân tích các nhân tố sinh thái phát sinh cũng nhƣ vùng địa lý khác nhau, tác giả cũng đi đến kết luận và phân tích các kiểu rừng ở miền Bắc Việt Nam cũng nhƣ rừng ở Việt Nam nói chung. Nguyễn Văn Hồng (2010) [13], khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên tại BQL rừng đặc dụng Hƣơng Sơn, Hà Tĩnh đƣa ra kết luận ở các trạng thái IIIA1 mật độ tƣơng đối thƣa (480 cây/ha), phân bố không đều, độ tàn che đạt 0.53. Trạng thái IIB độ tàn che 0,41, mật độ thấp 390 cây/ha chủ yếu là cây ƣa sáng. Hàm Weibull mô phỏng tốt quy luật phân bố N/D, N/H. Tất cả các ô tiêu chuẩn đều không phù hợp với hàm Meyer. Bùi Thị Diệp (2012) [6], khi nghiên cứu về cấu trúc rừng tại khu bảo tồn thiên nhiên – văn hoá Đồng Nai cho thấy tổ thành và số lƣợng loài cây trong khu vực nghiên cứu phong phú, phân bố số cây theo đƣờng kính tuân theo quy luật phân bố khoảng cách, đỉnh phân bố tƣơng ứng với cỡ kính 12cm. Phân bố số cây theo chiều cao tuân theo quy luật phân bố của hàm Mayer và giá trị α biến động từ 2,4 đến 2,8; phân bố số cây theo chiều cao có dạng phân bố một đỉnh lệch trái. Lê Hồng Việt (2012) [28], khi nghiên cứu về cấu trúc của ba trạng thái rừng giàu , rừng trung bình, rừng nghèo ở khu vực Mã Đà, tỉnh Đồng Nai cho thấy: phân bố số cây theo đƣờng kính N/D của cả ba trạng thái rừng đều có dạng phân bố giảm và có thể biểu diễn bằng mô hình N = a*exp(-b*D) + k; phân bố số cây theo chiều cao N/H có dạng phân bố nhiều đỉnh. Phùng Văn Khang (2014) [15], khi nghiên cứu đặc điểm lâm học của rừng kín thƣờng xanh hơi ẩm nhiệt đới ở khu vực mã Đà tỉnh Đồng Nai cho thấy phân bố N/D của ba trạng thái nghiên cứu IIB, IIIA2 và IIIA3 đều có dạng phân bố giảm, phân bố N/H đều dạng một đỉnh lệch trái, phân bố liên tục. Nguyễn Thị Thu Hiền, Trần Thị Thu Hà (2014) [12], khi nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên lá rộng thƣờng xanh tại Vƣờn quốc gia Vũ Quang – Hà Tĩnh cho thấy tổng giá trị về chỉ số quan trọng (IV%) của tổ hợp loài ƣu thế ở 6 ô tiêu chuẩn định vị có biến động rất lớn từ 11,9% đến 48,4%. Chỉ số IV% của các
7 loài ƣu thế chƣa cao. Phân bố N/D đƣợc mô phỏng tốt bằng hàm khoảng cách, đƣờng cong phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính có dạng giảm. Võ Đại Hải (2014) [11], khi nghiên cứu về cấu trúc của trạng thái rừng IIA tại khu vực rừng phòng hộ Yên Lập, tỉnh Quảng Ninh cho thấy tổ thành rừng tự nhiên trạng thái IIA tại khu vực nghiên cứu khá đa dạng với nhiều loài cây khác nhau, dao động từ 28 đến 45 loài, trong đó chỉ có từ 4 – 7 loài tham gia vào công thức tổ thành; loài Dóc nƣớc là loài ƣu thế chính của tầng cây cao. Các lâm phần rừng tự nhiên trạng thái IIA tại khu vực nghiên cứu đều có 2 tầng tán là tầng tán chính và tầng dƣới tán, độ tàn che thấp từ 0,3 – 0,5. Quy luật phân bố số cây theo đƣờng kính và quy luật phân bố số cây theo chiều cao có thể mô phỏng tốt bằng phân bố Weibull và phân bố khoảng cách. 1.2.2. Nghiên cứu quan hệ không gian của cây rừng Quan hệ không gian cùng loài và khác loài theo mô hình điểm chƣa đƣợc tiến hành nghiên cứu nhiều ở Việt Nam. Nguyễn Hồng Hải (2015) [10], đã sử dụng hàm tƣơng quan theo cặp và hàm tƣơng quan đặc tính để xem xét quan hệ không gian của cây rừng ở Vƣờn quốc gia Cúc Phƣơng. Kết quả cho thấy có những bằng chứng thuyết phục của tƣơng tác cạnh tranh giữa các cá thể cùng loài và khác loài đã đƣợc thể hiện bằng tƣơng quan khoảng cách,tuy nhiên, đƣờng kính của các cây không phụ thuộc một cách có ý nghĩa với khoảng cách giữa chúng. Phạm Văn Điển (2016) [8], khi nghiên cứu quan hệ không gian của 18 loài cây chiếm ƣu thế của rừng lá rộng thƣờng xanh cho thấy 16/18 loài có phân bố kiểu cụm ở các khoảng cách khác nhau không phụ thuộc vàò số lƣợng của loài cây. Ngoài ra, phân bố kiểu cụm với mật độ giảm dần đến khoảng cách 15 m và chuyển thành kiểu ngẫu nhiên ở các khoảng cách lớn hơn. Nghiên cứu này chứng minh rằng phát tán hạn chế là quá trình điều tiết phân bố không gian cùng loài cây. Quan hệ tƣơng hỗ giữa các loài cây có thể là ảnh hƣởng của xu hƣớng bảo vệ nhóm loài. Quan hệ trung lập giữa các loài cây chiếm tỷ trọng nhỏ trong số lƣợng các cặp loài đƣợc nghiên cứu. Phân bố và quan hệ không gian của các loài cây bị ảnh hƣởng bởi môi trƣờng sống không đồng nhất và khiến cho chúng bị chia tách ở khoảng cách xấp xỉ 15 m.
8 Ngoài ra, sự phụ thuộc mật độ chiều nghịch hay tỉa thƣa tự nhiên là một cơ chế chính trong việc điều chỉnh động thái quần thể và thúc đẩy sự chung sống (Wright 2002) [37]. Cơ chế này đƣợc xem xét bởi việc mật độ cùng loài giảm theo khoảng cách trong động thái rừng nhƣ bổ sung, phát triển và tồn tại. Tƣơng tác trực tiếp giữa cây-cây thƣờng đƣợc quan sát ở phạm vị không gian hẹp trong khi ở phạm vi lớn có thể bị lu mờ bởi các yếu tố môi trƣờng (Wiegand et al. 2007). Getzin (2008) cho rằng có thể tách ảnh hƣởng của của các yếu tố này có thể dựa vào các thống kê không gian ở trạng thái không đồng nhất. Trong đề tài này chúng tôi phân tích phân bố và quan hệ không gian của các loài cây trên 02 trạng thái rừng lá rộng thƣờng xanh tƣơng đồng về vị trí địa lý và nhóm loài ƣu thế nhƣng khác nhau về mức độ đồng nhất của các yếu tố môi trƣờng. Thời gian qua đã có nhiều các đề tài, công trình nghiên cứu về những đặc điểm lâm học của rừng tự nhiên ở Việt Nam. Hầu hết các nghiên cứu đều hƣớng đến tổ thành rừng, quan hệ N/D, tính đa dạng... Các công trình nghiên cứu trên đều có giá trị về mặt lý luận và thực tiễn, góp phần làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất các biện pháp để quản lý và phát triển rừng bền vững. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chƣa có hoặc rất ít công trình hay đề tài nào nghiên cứu về đặc điểm lâm học và quan hệ không gian của quần xã thực vật rừng tự nhiên tại khu vực. Do vậy, việc nghiên cứu về cấu trúc loài cây gỗ trên 02 trạng thái rừng lá rộng thƣờng xanh tại Ban quản lý rừng phòng hộ A Lƣới – Thừa Thiên Huế là rất cần thiết. Trong đề tài chúng tôi ngoài tìm hiểu một số đặc điểm cấu trúc của lâm phần, chúng tôi tập trung vào nghiên cứu phân bố không gian của phân bố và quan hệ không gian của các loài cây trên 02 trạng thái rừng lá rộng thƣờng xanh nhằm tìm hiểu về ảnh hƣởng của môi trƣờng sống không đồng nhất đến phân bố và quan hệ không gian của các loài cây trong rừng tự nhiên lá rộng thƣờng xanh.
9 Chƣơng 2 MỤC TIÊU, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung Tìm hiểu về đặc điểm cấu trúc của quần xã thực vật cây lá rộng thƣờng xanh từ đó là căn cứ đề xuất các giải pháp kỹ thuật để quản lý, phục hồi và phát triển rừng bền vững tại khu vực. Mục tiêu cụ thể: - Xác định một số đặc điểm lâm học cơ bản nhƣ mật độ, tổ thành rừng, quan hệ N/D1.3, tính đa dạng sinh học, quan hệ không gian cây rừng của quần xã thực vật rừng lá rộng thƣờng xanh trạng thái rừng IIIA1 và IIIA2 tại Ban quản lý rừng phòng hộ huyện A Lƣới, tỉnh Thừa Thiên Huế. - Đề xuất các giải pháp nhằm quản lý và phát triển tài nguyên rừng một cách bền vững. 2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu đƣợc thực hiện trên kiểu rừng lá rộng thƣờng xanh ở trạng thái rừng IIIA trên 02 ô tiêu chuẩn, thuộc huyện A Lƣới, tỉnh Thừa Thiên Huế. Quần xã thực vật rừng nghiên cứu có các loài cây ƣa sáng chiếm ƣu thế nhƣ Trâm vỏ đỏ (Syzygium zeylanicum), Trâm trắng (Syzygium wightianum) và Bời lời vàng (Litsea vang). Ở đây, nhiệt độ trung bình năm xấp xỉ 25°C. Trung bình một năm có 200 ngày mƣa, với lƣợng mƣa khoảng 3500 mm. Mùa mƣa kéo dài từ tháng 9 đến tháng 12 và chiếm 70-80% tổng lƣợng mƣa hàng năm, mùa khô kéo dài từ tháng 1 đến tháng 8. Đất chủ yếu là ferralit vàng nhạt đến nâu vàng. Độ cao của khu vực nghiên cứu biến đổi từ 625 m đến 660 m so với mực nƣớc biển và độ dốc trung bình là 25°. 2.2.2. Phạm vi nghiên cứu 2.2.2.1. Về nội dung a. Nghiên cứu về một số đặc trƣng cấu trúc tầng cây cao trạng thái rừng IIIA1 và trạng thái rừng IIIA2
10 Cấu trúc rừng tự nhiên rất đa dạng, phức tạp do vậy đề tài chỉ tiến hành nghiên cứu một số đặc trung cấu trúc tầng cây cao nhƣ sau: - Tổ thành cây rừng theo chỉ số Ki và chỉ số quan trọng - Mật độ cây rừng - Phân bố số cây theo đƣờng kính N/D. - Tính đa dạng loài cây gỗ b. Nghiên cứu quan hệ không gian của cây rừng thuộc trạng thái rừng IIIA1 và trạng thái rừng IIIA2 - Quan hệ cùng loài - Quan hệ khác loài. 2.2.2.2.Về không gian Việc thu thập số liệu cho đề tài đƣợc tiến hành tại Ban quản lý rừng phòng hộ huyện A Lƣới, cụ thể là ở hai trạng thái rừng IIIA1 và IIIA2. 2.2.2.3. Về thời gian Tiến hành thu thập số liệu ngoại nghiệp từ tháng 11/2016 đến tháng 3/2017 sau đó xử lý số liệu nội nghiệp và hoàn thiện luận văn. 2.3. Nội dung nghiên cứu 2.3.1. Nghiên cứu về một số đặc trưng cấu trúc tầng cây cao trạng thái rừng IIIA1 và trạng thái rừng IIIA2 - Mật độ cây rừng theo trạng thái rừng và theo loài - Tổ thành lâm phần theo số cây và theo chỉ số quan trọng - Phân bố số cây theo đƣờng kính N/D - Tính đa dạng loài cây rừng theo 02 chỉ số: Chỉ số H‟ của Shannon – Weiner và chỉ số đa dạng loài Simpson (D). 2.3.2. Nghiên cứu quan hệ không gian của cây rừng thuộc trạng thái rừng IIIA1 và trạng thái rừng IIIA2 - Quan hệ cùng loài - Quan hệ khác loài
11 2.3.3. Đề xuất một số giải pháp quản lý và phát triển rừng bền vững 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.4.1. Kế thừa tài liệu Kế thừa những tƣ liệu về điều kiện tự nhiên: địa hình, khí hậu, thuỷ văn, đất đai, tài nguyên rừng; điều kiện kinh tế; điều kiện xã hội: dân số, lao động, thành phần dân tộc tại khu vực nghiên cứu Kế thừa báo cáo về thực trạng tài nguyên rừng và công tác quản lý bảo vệ rừng của củaBan quản lý rừng phòng hộ A Lƣới, Ủy ban nhân dân huyện A Lƣới và các báo cáo, tài liệu, bài báo, nghiên cứu có liên quan. 2.4.2. Điều tra ngoại nghiệp 2.4.2.1. Điều tra sơ thám Điều tra sơ thám toàn bộ khu vực nghiên cứu để nắm đƣợc một cách tổng quát tình hình chung của đối tƣợng nghiên cứu về địa hình, địa vật, đặc điểm tài nguyên rừng để chọn các vị trí lập OTC và định hƣớng cho điều tra thu thập số liệu. 2.4.2.2. Điều tra thu thập số liệu a. Lập ô tiêu chuẩn: Tiến hành lập ô tiêu chuẩn theo phƣơng pháp ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình, tạm thờitại lá rộng thƣờng xanh trên trạng thái rừng IIIA thuộc Ban quản lý rừng phòng hộ A Lƣới. Ô tiêu chuẩn phải đại diện cho lâm phần nghiên cứu về điều kiện sinh thái, cấu trúc quần xã và tình hình sinh trƣởng. Trên mỗi trạng thái rừng lập 01 OTC, diện tích mỗi 01 ô tiêu chuẩn tạm thời có diện tích 1 ha (100 m ×100 m), vị trí ô đƣợc xác định bởi máy định vị GPS. Mỗi OTC đƣợc chia thành lƣới 100 phân ô đo đếm có diện tích 100 m2 (10 m ×10 m) bằng cọc gỗ và dây nilon.Trong mỗi phân ô đo đếm, các bƣớc điều tra đƣợc tiến hành nhƣ sau: - Đánh dấu toàn bộ số cây trong ô đo đếm - Xác định tên loài (những loài không biết tên hoặc không rõ tên thì ghi là sp) - Đo chu vi ngang ngực của tất cả các cây có D1.3≥ 2,5 cm tại vị trí 1,3 m bằng thƣớc dây có độ chính xác 0,5 cm, từ đó xác định đƣờng kính ngang ngực
12 - Xác định vị trí tƣơng đối (x, y) của cây trong ô đo đếm bằng thƣớc đo khoảng cách bằng laser với độ chính xác 0,1cm và la bàn. Toàn bộ các số liệu đo đếm đƣợc ghi chép theo mẫu biểu 2.1 sau: Mẫu biểu 2.1: Biểu điều tra cây rừng Địa điểm......... Độ cao........ Ngày điều tra.......... Trạng thái rừng......... Độ dốc...... Ngƣời điều tra........ OTC số........ Hƣớng dốc.......... TT Ô đo STT Chu vi Vị trí cây (m) Tên cây Ghi chú đếm cây (cm) X Y 1 1 2 ........ 2 3 2.4.3. Nội nghiệp 2.4.3.1. Đặc điểm loài cây gỗ a. Xác định tổ thành và vai trò của các loài cây trong quần xã  Xác định công thức tổ thành theo số cây: Cách làm nhƣ sau: + Bƣớc 1: Tập hợp số liệu tầng cây cao ở tất cả các OTC theo loài trong từng trạng thái và số cá thể của mỗi loài. + Bƣớc 2: Xác định tổng số loài cây và tổng số cá thể trong các OTC của từng trạng thái + Bƣớc 3: Tính số cá thể trung bình của 1 loài theo công thức = (2.1) Trong đó: : Số lƣợng cá thể trung bình của mỗi loài
13 N: Tổng số lƣợng cá thể của các loài m: Tổng số loài + Bƣớc 4: Xác định số loài, tên loài tham gia vào công thức tổ thành Những loài nào có số cây ≥ thì tham gia vào công thức tổ thành + Bƣớc 5: Xác định hệ số tổ thành của từng loài theo công thức: (2.2) Trong đó: Ki là HSTT loài i. Xi là số lƣợng cá thể loài i N là ∑số cá thể của tất cả các loài + Bƣớc 6: Viết công thức tổ thành Loài nào có Ki > 0,5 thì ghi vào công thức tổ thành. Loài nào có hệ số tổ thành lớn viết trƣớc, nhỏ viết sau. Chú ý: Khi viết CTTT loài có 0,5≥ Ki