Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Nghiên cứu và so sánh một số đặc điểm về cấu trúc và đa dạng loài của các trạng thái rừng giàu ở Bắc và Nam đèo Hải Vân

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

Thêm vào BST

Báo xấu

29
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

mục tiêu tổng quát là ứng dụng một số phương pháp sinh thái học định lượng (Quantitative ecology) để nghiên cứu và phát hiện những khác biệt về cấu trúc và đa dạng loài ở 2 khu vực Bắc và Nam đèo Hải Vân nhằm làm sáng tỏ hơn về lý luận hình thành và phát triển của hệ thực vật nói chung và thực vật rừng nói riêng theo hướng Bắc Nam của dãy Trường Sơn ở nước ta. Cũng từ những kết quả nghiên cứu này gợi mở những hướng quản lý và sử dụng bền vững của các trạng thái rừng giầu ở cả 2 khu vực.

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 và so sánh một số đặc điểm về cấu trúc và đa dạng loài của các trạng thái rừng giàu ở Bắc và Nam đèo Hải Vân

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ PTnT Trêng ®¹i häc l©m nghiÖp --------------------------------------- Phïng ®×nh trung nghiªn cøu vµ so s¸nh mét sè ®Æc ®iÓm vÒ cÊu tróc vµ ®a d¹ng loµi cña c¸c tr¹ng th¸i rõng giµu ë B¾c vµ Nam ®Ìo H¶i V©n LuËn V¨n th¹c sü khoa häc l©m nghiÖp Hµ T©y, 2007
Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ PTNT Trêng ®¹i häc l©m nghiÖp --------------------------------------- Phïng ®×nh trung nghiªn cøu vµ so s¸nh mét sè ®Æc ®iÓm vÒ cÊu tróc vµ ®a d¹ng loµi cña c¸c tr¹ng th¸i rõng giµu ë B¾c vµ Nam ®Ìo H¶i V©n Chuyªn ngµnh: L©m Häc M· sè: 60.62.60 LuËn V¨n th¹c sü khoa häc l©m nghiÖp Ngêi híng dÉn: GS.TS NguyÔn H¶i TuÊt Hµ T©y, 2007
3 Ch¬ng 1 Tæng quan vÊn ®Ò nghiªn cøu 1.1. Quan điểm về cấu trúc quần xã thực vật rừng Theo quan điểm của các nhà lâm sinh, cấu trúc rừng (forest structure) là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc tính sinh thái khác nhau có thể chung sống hài hòa và đạt tới sự ổn định tương đối trong một giai đoạn phát triển nhất định của tự nhiên [26]. Cũng theo quan điểm này, Phùng Ngọc Lan (1986) [22] cho rằng: cấu trúc rừng là một khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian. Còn trên quan điểm sản lượng, Husch, B. (1982) [12], cấu trúc là sự phân bố kích thước của loài và cá thể trên diện tích rừng. Như vậy, có thể thấy cấu trúc lớp thảm thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, là sản phẩm của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống. Do đó, cấu trúc phản ánh mối quan hệ giữa sinh vật với nhau và giữa sinh vật với môi trường. Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái. Trên quan điểm sản lượng thì cấu trúc rừng phản ánh sức sản xuất của rừng theo điều kiện lập địa. Cấu trúc quần xã thực vật rừng bao gồm cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng thứ, cấu trúc tuổi, cấu trúc mật độ, cấu trúc theo mặt phẳng nằm ngang… Nhìn chung, nghiên cứu cấu trúc đã chuyển từ mô tả định tính sang phân tích định lượng dưới dạng mô hình toán học nhằm khái quát hoá các quy luật của tự nhiên. Trong đó, các quy luật phân bố, tương quan của một số nhân tố điều tra được quan tâm nghiên cứu.
4 1.2. Nghiên cứu về cấu trúc rừng 1.2.1. Trên thế giới 1.2.1.1. Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N-D1.3) Đây là quy luật cơ bản nhất của kết cấu lâm phần. Hầu hết các tác giả đều sử dụng hàm toán học để mô phỏng cho quy luật phân bố này. Có thể điểm qua một số công trình tiêu biểu như sau: Meyer (1934), sử dụng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục để mô tả phân bố số cây theo cỡ đường kính, về sau gọi là phương trình Meyer hay hàm Meyer (dẫn theo Hoàng Thị Phương Lan, 2004 [21]). Naslund (1936-1937) đã xác lập luật phân bố Chiarlier kiểu A để nắn phân bố số cây theo cỡ kính của các lâm phần rừng thuần loài đều tuổi (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995 [9]). Balley (1973) đã sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính loài Thông theo mô hình của Schumacher và Coile (dẫn theo Bùi Văn Chúc, 1995 [5]). Còn Loestch (1973) đã dùng hàm Beta để nắn các phân bố thực nghiệm (dẫn theo Trần Cẩm Tú, 1999 [39]). Diatchenko, Z.N sử dụng phân bố Gamma để biểu thị phân bố số cây theo cỡ đường kính lâm phần Thông Ôn đới. J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1992), đã dùng hàm Weibull để mô phỏng phân bố N/D khi nghiên cứu rừng nhiệt đới tại Marsanhoo - Brazin (Theo Phạm Ngọc Giao, 1995 [9]). Ngoài ra, một số tác giả sử dụng các hàm Hyperbol, họ đường cong Pearson, phân bố Poisson,… để mô phỏng qui luật phân bố này. 1.2.1.2. Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N- Hvn) Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao dùng để biểu thị qui luật kết cấu lâm phần theo chiều thẳng đứng. Phương pháp kinh điển được nhiều nhà khoa học sử dụng là vẽ phẫu đồ đứng mà điển hình là công trình của Richards (1952) [31].
5 Có nhiều dạng hàm toán học khác nhau dùng để nắn phân bố N-Hvn. Việc sử dụng hàm nào tuỳ thuộc vào kinh nghiệm của từng tác giả, phụ thuộc vào đối tượng nghiên cứu cụ thể. 1.2.1.3. Quy luật tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực (Hvn/D1.3) Giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực của các cây trong lâm phần luôn tồn tại mối quan hệ chặt và tuân theo qui luật: khi tuổi tăng thì đường kính và chiều cao tăng theo và giữa chúng tồn tại mối quan hệ theo dạng đường cong. Và cùng với tuổi tăng lên thì đường cong có xu hướng dịch chuyển lên trên (Tiurin D.V, 1927). Ngoài ra thì độ dốc của đường cong chiều cao giảm theo tuổi (Prodan, 1965) [12]. Một số tác giả đã sử dụng các hàm toán học khác nhau để biểu thị mối quan hệ này. Có thể điểm qua một vài công trình nghiên cứu điển hình sau: Tovstolesse, DI (1930) đã lấy cấp đất làm cơ sở để nghiên cứu quan hệ Hvn/D1.3. Mỗi cấp đất tác giả lập một đường cong chiều cao bình quân ứng với mỗi cỡ đường kính để có dãy tương quan cho loài và cấp chiều cao. Sau đó dùng phương pháp biểu đồ để nắn dãy tương quan theo dạng đường thẳng của Gehrhardt và Kopetxki (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995 [9]). Các tác giả [11] Naslund, M (1929); Assmanm, E (1936); Hohenadl, W (1936); Prodan, M (1944); Meyer, H.A (1952) khi nghiên cứu quan hệ H/D đã đề nghị các dạng phương trình: h  a  b1 .d  b2 .d 2 (1.1) d2 h  1,3  a  b.d 2 (1.2) h  a  b. log d (1.3) h  k .d b (1.4)
6 Petterson, H (1955) (dẫn theo Nguyễn Trọng Bình, 1996 [15]) đề xuất sử dụng phương trình: 1 b a (1.5) 3 h  1,3 d Curtis, R.O (1967) (dẫn theo Hoàng Văn Dưỡng, 2000 [7]) đã mô phỏng quan hệ giữa chiều cao với đường kính và tuổi theo dạng phương trình: 1 1 1 Log h  d  b1 .  b2 .  b3 . (1.6) d A d .A 1.2.1.4. Tương quan giữa đường kính tán với đường kính ngang ngực (Dt/D1.3) Tán cây là chỉ tiêu biểu thị không gian dinh dưỡng của cây và là chỉ tiêu quan trọng để xây dựng mô hình mật độ tối ưu cho lâm phần. Giữa tán cây và đường kính luôn tồn tại mối quan hệ. Qua nghiên cứu, các tác giả Erich (1928), Ahken.J.D (1948), Miller.J (1953)…(dẫn theo Hoàng Văn Dưỡng, 2000 [7]) đều cho rằng, phương trình thể hiện tốt nhất mối quan hệ này là phương trình đường thẳng: Dt  a  b.D1.3 (1.7) 1.2.2. Ở Việt Nam 1.2.2.1. Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N-D1.3) Ở nước ta, vài ba thập kỷ trở lại đây, nghiên cứu qui luật phân bố số cây theo cỡ kính mới được các nhà lâm sinh học quan tâm. Cụ thể: Đồng Sỹ Hiền (1974) [10] dùng hàm Meyer và họ đường cong Pearson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo đường kính làm cơ sở cho việc lập biểu thể tích và độ thon cây đứng rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam. Nguyễn Hải Tuất (1975, 1982, 1990) [40], [41], [42] đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và vận dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể.
7 Nguyễn Văn Trương (1983) [37] đã thử nghiệm dùng các hàm mũ, Logarit và phân bố Pearson để biểu thị cấu trúc số cây theo cấp kính của rừng tự nhiên hỗn loài, kết quả cho thấy chỉ có riêng phân bố Pearson không đem lại hiệu quả cao. Bảo Huy (1988, 1993) [16], [17] thử nghiệm 5 dạng phân bố lý thuyết là Poisson, Khoảng cách, Hình học, Meyer và Weibull để mô phỏng cấu trúc rừng Bằng Lăng ở Tây Nguyên. Trần Văn Con (1991), Lê Minh Trung (1991) [35] đã thử nghiệm một số phân bố xác suất mô tả phân bố N-D1.3 đều cho nhận xét là phân bố Weibull thích hợp nhất cho rừng tự nhiên ở Đắc Lắc. Nguyễn Ngọc Lung (1991) [24] khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ở Hương Sơn, Kon Hà Nừng và một số địa phương khác thấy rằng: phân bố số cây theo cỡ đường kính tuân theo phân bố giảm kiểu Meyer ở rừng nguyên sinh và thường xuất hiện một đỉnh ngay sau cỡ đường kính nhỏ nhất và có thể có một đỉnh quá thành thục ở cỡ đường kính lớn. Lê Sáu (1996) [32] sử dụng hàm Weibull mô phỏng phân bố đường kính và chiều cao cho rừng tự nhiên ở Kon Hà Nừng, Tây Nguyên. Trần Cẩm Tú (1999) [39] sử dụng hàm Weibull và hàm Khoảng cách để mô phỏng quy luật phân bố N-D1.3 cho tổng thể rừng tự nhiên phục hồi sau khai thác đã khẳng định: cả hai hàm đều mô phỏng tốt quy luật phân bố N-D1.3, tuy nhiên với việc xuất hiện phổ biến đỉnh đường cong ở cỡ kính 12cm thì hàm Khoảng cách đã thể hiện tính phù hợp hơn. Vũ Tiến Hinh (1985, 1986, 1990) đã thử nghiệm một số phân bố lý thuyết để nắn phân bố N-D1.3 một số loài cây trồng và đi đến kết luận: Phân bố Weibull là phân bố thích hợp nhất. Nhìn chung, khi xây dựng mô hình cấu trúc N-D1.3, với đối tượng là rừng trồng thuần loài đều tuổi, các tác giả thường sử dụng hàm Weibull, còn
8 đối tượng là rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi thì sử dụng phân bố khoảng cách, phân bố giảm là phù hợp hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng hàm này hay hàm khác cần căn cứ vào dãy tần số phân bố thực nghiệm, cũng tức là phải dựa vào qui luật vận động vốn có của rừng. 1.2.2.2. Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N-Hvn) Các nghiên cứu của Đồng Sỹ Hiền (1974) [10] cho thấy, phân bố số cây theo cỡ chiều cao ở các lâm phần rừng tự nhiên hay trong từng loài cây thường có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu tầng phức tạp của rừng chặt chọn. Thái Văn Trừng (1978) [36] trong công trình nghiên cứu của mình đã đưa ra kết quả nghiên cứu cấu trúc tầng cây gỗ rừng loại IV. Gần đây, một số tác giả như Bảo Huy (1993) [17], Đào Công Khanh (1996) [19] đã nghiên cứu phân bố N-Hvn để tìm tầng tích tụ tán cây. Các tác giả đều đi đến nhận xét chung là phân bố N-Hvn có dạng một đỉnh, nhiều đỉnh phụ hình răng cưa và mô tả thích hợp bằng hàm Weibull. Lê Sáu (1996) [32] cũng đã sử dụng hàm Weibull để mô phỏng quy luật phân bố N-Hvn ở rừng tự nhiên Kon Hà Nừng – Tây Nguyên và đi đến kết luận: Hàm Weibull rất phù hợp để mô phỏng phân bố N-Hvn thực nghiệm. Trần Cẩm Tú (1999) [39] khi nghiên cứu quy luật phân bố N-Hvn đã sử dụng phương pháp vẽ phẫu diện đồ đứng của rừng kết hợp với việc sử dụng hàm Weibull để nắn phân bố N-Hvn, kết quả cho thấy hàm Weibull mô phỏng tốt cho quy luật cấu trúc N-Hvn ở đây. Nguyễn Thành Mến (2005) [25] sử dụng các hàm Weibull, Meyer và hàm Khoảng cách để mô phỏng quy luật phân bố N-Hvn thực nghiệm ở các khu rừng tự nhiên lá rộng thường xanh sau khai thác ở Phú Yên, kết quả cho thấy hàm Meyer và hàm Khoảng cách tỏ ra không phù hợp, riêng hàm Weibull với độ mềm dẻo hơn đã mô phỏng tốt cho quy luật phân bố N-Hvn.
9 1.2.2.3. Quy luật tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực (Hvn/D1.3) Quy luật tương quan giữa H/D là quy luật cơ bản và quan trọng trong hệ thống các quy luật cấu trúc lâm phần. Việc nghiên cứu mối quan hệ này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng và được nhiều tác giả quan tâm. Có thể kể đến một số công trình nghiên cứu sau: Đồng Sỹ Hiền (1974) [10] khi nghiên cứu rừng tự nhiên nước ta đã thử nghiệm 5 dạng phương như sau: h  a 0  a1 .d  a 2 .d 2 (1.8) Logh  a  b. log d (1.9) h  a  b. log d (1.10) h  a 0  a1 .d  a 2 . log d (1.11) h  a 0  a1 .d  a 2 .d 2  a3 .d 3 (1.12) Kết quả cho thấy, cả 5 dạng phương trình trên đều phù hợp, trong đó 2 phương trình (1.9) và (1.11) được chọn làm phương trình lập biểu cấp chiều cao. Vũ Văn Nhâm (1988) [27] sử dụng phương trình (1.10) để xác lập quan hệ Hvn/D1.3 cho lâm phần Thông Đuôi Ngựa làm cơ sở lập biểu thương phẩm. Tương tự, Phạm Ngọc Giao (1995) [9], cũng sử dụng phương trình logarit một chiều (1.10) để mô tả mối quan hệ giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực của các lâm phần Thông Đuôi Ngựa. Bảo Huy (1993) [17] khi nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng nửa rựng lá, rụng lá ưu thế Bằng Lăng đã thử nghiệm 4 dạng phương trình: h  a  b.d (1.13) h  a  b. log d (1.14) log h  a  b. log d (1.15) log h  a  b.d (1.16) Kết quả lựa chọn được hàm (1.15) là phù hợp nhất.
10 Đào Công Khanh (1996) [19], Trần Cẩm Tú (1999) [39] đã chọn phương trình LogHvn = a + b.logD1.3 để biểu diễn quan hệ Hvn/D1.3 cho rừng tự nhiên hỗn loài ở Hương Sơn - Hà Tĩnh. Hoàng Văn Dưỡng (2000) [7] đã sử dụng các dạng hàm (1.14), (1.15), (1.16) để nghiên cứu quan hệ Hvn/D1.3 cho các lâm phần Keo lá tràm ở một số tỉnh khu vực Miền Trung. Kết quả, tác giả đã lựa chọn quan hệ dạng hàm (1.14) để biểu thị mối quan hệ Hvn/D1.3. Nguyễn Thành Mến (2005) [25] khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên lá rộng thường xanh sau khai thác ở tỉnh Phú Yên đã sử dụng các hàm: h  a 0  a1 .d  a 2 .d 2 (1.17) log h  a  b. log d (1.18) h  a  b. log d (1.19) h  a.D b (1.20) kết quả cho thấy cả bốn hàm đều biểu thị tốt mối quan hệ này. 1.2.2.4. Tương quan giữa đường kính tán với đường kính ngang ngực (Dt/D1.3) Vũ Đình Phương (1985) [28] đã thiết lập quan hệ Dt/D13 cho một số loài cây lá rộng, như Ràng ràng, Lim xanh, Vạn trứng, Chò chỉ ở lâm phần hỗn giao khác tuổi, qua đó tác giả khẳng định, quan hệ giữa Dt với D1.3 tuân theo dạng phương trình đường thẳng. Nguyễn Ngọc Lung và các cộng sự (1985) [23] đã xây dựng biểu tỉa thưa tạm thời và biểu thể tích cây đứng tạm thời cho Keo lá tràm trên cơ sở xác lập mối quan hệ Dt/D1.3 và mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra với thể tích thân cây. Phạm Ngọc Giao (1995) [9] khi nghiên cứu mô hình động thái các lâm phần Thông đuôi ngựa khu vực Đông Bắc đã xây dựng mô hình động thái tương quan Dt/D1.3 và cho thấy chúng tồn tại dưới dạng đường thẳng.
11 Trần Cẩm Tú (1999) [39] cũng sử dụng phương trình đường thẳng để nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên phục hồi sau khai thác ở Hương Sơn, Hà Tĩnh. Nhìn chung, các tác giả trong nước khi xây dựng mối tương quan đều có cùng quan điểm, tương quan Dt/D1.3 sử dụng phương trình đường thẳng là thích hợp nhất. Trên cơ sở đó, dự đoán diện tích tán bình quân và xác định mật độ tối ưu cho từng lâm phần. 1.3. Nhận thức về đa dạng sinh học Đa dạng của sự sống trên trái đất từ lâu đã được con người tìm hiểu, khám phá và tiếp tục được bàn luận cho tới ngày nay. Qua thời gian, nhận thức sơ khai về ĐDSH đã được hình thành, những thắc mắc: Đa dạng sinh học là gì? Điều gì tạo nên sự ĐDSH? Phân bố ĐDSH ra sao? Giá trị của nó là gì?... đã dần có lời giải đáp. Thuật ngữ ĐDSH (Biodiversity) xuất hiện đầu tiên trong bài viết của Lovejoy (1980), Norse và McManus (1980), lúc này ĐDSH được hiểu là tổng số các loài sinh vật đang tồn tại. Sau đó, thuận ngữ này còn tiếp tục được nhắc đến và bàn luận nhiều trên các diễn đàn khoa học, như trong công trình của Wilson (1982), chương trình môi trường của Liên Hợp Quốc (1987)… cho tới khi Hội nghị thượng đỉnh thế giới về môi trường và phát triển bền vững ở Rio De Janero Brazin diễn ra thì khái niệm hoàn chỉnh về ĐDSH mới được đưa ra. Theo khái niệm này, ĐDSH được hiểu là “Sự phong phú của mọi cơ thể sống có từ tất cả các nguồn trong các hệ sinh thái trên cạn, dưới nước, ở biển và mọi tổ hợp sinh thái mà chúng tạo nên”[30]. ĐDSH bao gồm 3 cấp độ: + Đa dạng di truyền (Genetic diversity): là sự phong phú những biến dị trong cấu trúc di truyền của các cá thể bên trong loài hoặc giữa các loài, những biến dị di truyền bên trong hoặc giữa các quần thể.
12 + Đa dạng loài (Species diversity): là sự phong phú của các loài được tìm thấy trong các hệ sinh thái tại một vùng lãnh thổ nhất định thông qua việc điều tra, kiểm kê. + Đa dạng hệ sinh thái (Ecosystem diversity): là sự phong phú của các kiểu hệ sinh thái khác nhau ở cạn cũng như dưới nước tại một vùng nào đó. Trong đó, hệ sinh thái là hệ thống bao gồm sinh vật và môi trường tác động lẫn nhau mà ở đó thực hiện vòng tuần hoàn vật chất, năng lượng và trao đổi thông tin. Sự phân bố đa dạng và phong phú về loài chịu ảnh hưởng bởi những điều kiện địa hình, khí hậu và môi trường (Diamond, 1988; Currie, 1991). ĐDSH vùng nhiệt đới sẽ cao hơn vùng ôn đới, nơi có bức xạ mặt trời cao, địa hình phức tạp sẽ cao hơn nơi có bức xạ mặt trời thấp, địa hình đồng nhất. Chẳng hạn, ngay ở hai bên đèo Bạch Mã - Hải Vân, do sự khác biệt về khí hậu mà ở phía Nam dễ dàng có thể tìm thấy các loài Bò xám, Khỉ đuôi dài, Hươu Cà toong nhưng sang phía Bắc thì các loài này hoàn toàn vắng mặt. Còn theo vĩ độ, đối với tất cả các nhóm loài, đa dạng hệ sinh thái trên cạn cũng như dưới nước, tính đa dạng loài tăng từ hai cực trái đất về xích đạo, nhưng số lượng cá thể trong cùng một loài lại giảm đi (R.B. Primach, 1993) [26]. ĐDSH còn mang những giá trị đặc biệt. Theo ước tính, hàng năm ĐDSH cung cấp cho loài người một lượng sản phẩm có giá trị tương đương 33.000 tỷ USD. Ở Việt Nam, năm 1995 thu nhập từ ĐDSH ước tính đạt 2 tỷ USD và cho đến cuối năm 2004 con số này đã lên tới gần 7 tỷ USD [30]. Ngoài ra, ĐDSH còn thể hiện ở giá trị thẩm mỹ, giá trị đạo đức, giữ vai trò duy trì cân bằng hệ sinh thái, điều hoà khí hậu góp phần làm giảm thiên tai (hạn hán, lũ lụt,…), làm cở sở cho sự sinh tồn trên trái đất, trong đó có loài người. 1.4. Nghiên cứu Đa dạng sinh học khu hệ thực vật Con người đã bắt đầu khám phá, tìm hiểu nguồn tài nguyên ĐDSH từ hai thế kỷ qua. Tới nay, đã công bố nhiều công trình nghiên cứu về động vật và
13 thực vật của các tác giả trong và ngoài nước. Tuy nhiên, dưới đây chỉ điểm qua một số công trình nghiên cứu hệ thực vật và thảm thực vật tiêu biểu liên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài. 1.4.1. Trên thế giới Các công trình nghiên cứu về hệ thực vật đầu tiên trên thế giới bắt đầu xuất hiện vào thế kỷ 19 - 20, điển hình như: Thực vật chí Hồng Kông (1861), Thực vật chí Australia (1866), Thực vật chí vùng Tây Bắc và Trung tâm Ấn Độ (1874), Thực vật chí Ấn Độ, gồm 7 tập (1872), Thực vật chí Miến Điện (1877), Thực vật chí Malaysia (1922 - 1925), Thực vật chí Hải Nam (1972 - 1977), Thực vật chí Đông Nam (1977). Ở Nga, A.I Tolmachop (1928 - 1932) khi nghiên cứu hệ thực vật rừng nhiệt đới đưa ra nhận định, số loài trong một hệ thực vật thường là 1500 - 2000 loài (dẫn theo Nguyễn Bá Thụ, 1995 [34]). 1.4.2. Ở Việt Nam Ở Việt Nam, một số công trình nghiên cứu về thực vật mới chỉ bắt đầu xuất hiện từ nửa đầu thế kỷ XX. Trong giai đoạn này, các công trình chủ yếu là của các tác giả người nước ngoài và được nghiên cứu theo hướng kiểm kê thành phần loài trên phạm vi không gian rộng lớn. Trước hết, cần phải kể đến bộ Thực vật chí đại cương Đông Dương, gồm 7 tập của tác giả người Pháp Lecomte et al (1905 - 1952). Trong công trình này, tác giả đã kiểm kê được 7004 loài thực vật bậc cao có mạch, thuộc 1850 chi, 290 họ, trong đó có 64 chi đặc hữu chiếm 3% tổng số chi và 2084 loài đặc hữu, chiếm 17,5% tổng số loài (Nguyễn Nghĩa Thìn, 1990). Sau đó, dựa vào bộ sách này, năm 1965, T. Pocs đã thống kê hệ thực vật miền Bắc Việt Nam có 5190 loài với tỷ lệ các loài đặc hữu cao, đồng thời, tác giả đi sâu phân tích cấu trúc hệ thống cũng như dạng sống và các yếu tố địa lý của hệ thực vật này [29]. Cũng trong cùng năm đó, trong công trình nghiên cứu ngành rêu (Bryophyta), T. Pocs đã công bố có 556 loài rêu ở Việt Nam.
14 Công trình đầu tiên, hoàn chỉnh nhất trong nghiên cứu thực vật ở Việt Nam là công trình “Thảm thực vật rừng Việt Nam” của cố GS.TS Thái Văn Trừng (1963 - 1978) [36]. Dựa trên các công trình đã có trước đây kết hợp với nghiên cứu riêng của mình, tác giả đã thống kê được ở Việt Nam có 7004 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 1850 chi và 290 họ. Đồng thời, tác giả cũng đã khẳng định ưu thế ngành hạt kín trong hệ thực vật Việt Nam với 6336 loài (90,9%), 1727 chi (93,4%), và 239 họ (82,7%) trong tổng số các taxon mỗi bậc. Cũng theo hướng kiểm kê thành phần loài, sau này một số tác giả Việt Nam như Phan Kế Lộc trong công trình “Bước đầu thống kê số loài đã biết ở miền Bắc Việt Nam” đã thống kê được hệ thực vật miền Bắc Việt Nam có 5609 loài, thuộc 1660 chi và 240 họ. Còn ở miền Nam, Phạm Hoành Hộ (1991 - 1993) [14] có công trình “Cây cỏ Việt Nam”, trong công trình này, tác giả đã thống kê được hệ thực vật miền Nam có 5609 loài. Theo hướng nghiên cứu thực vật từng vùng, tập thể cán bộ phân viện nghiên cứu lâm nghiệp (1970) có công trình “Danh lục thực vật Cúc Phương”, trên diện tích 250 km2, tập thể tác giả đã thống kê được 1674 loài thực vật bậc cao có mạch. Đến năm 1984, Nguyễn Tiến Bân và tập thể tác giả đã công bố kết quả nghiên cứu hệ thực vật Tây Nguyên trong công trình “Danh lục thực vật Tây Nguyên” với số loài đã kiểm kê được là 3201 loài. Tiếp đến là công trình “Danh lục thực vật đảo Phú Quốc” của Phạm Hoành Hộ (1985) đã thống kê được 793 loài thực vật bậc cao có mạch trên diện tích 562 km2. Sau đó, năm 1990, Lê Trần Chấn với công trình “Góp phần nghiên cứu một số đặc điểm cơ bản của hệ thực vật Lâm Sơn”, tác giả đã thống kê được có 1261 loài trên diện tích 15 km2 (dẫn theo Phạm Bình Quyền, Nguyễn Nghĩa Thìn, 2002 [29]) Gần đây nhất, Phạm Đình Đại (1995) [38, tr53-55] khi nghiên cứu hệ thực vật khu rừng Bạch Mã - Thừa Thiên Huế đã thống kê được 83 họ, 140 chi, 226 loài. Trong đó ngành hạt kín (Magnoliophyta) chiếm ưu thế với 65
15 họ, 113 chi và 179 loài. Còn vào năm 2000, tập thể tác giả trong và ngoài ngành lâm nghiệp [45] đã biên soạn cuốn sách “Tên cây rừng Việt Nam” nhằm phục vụ nhu cầu nghiên cứu và tìm hiểu cây rừng nước ta. Như vậy, có thể thấy các công trình nghiên cứu về hệ thực vật và thảm thực vật ở Việt Nam giai đoạn nửa đầu và cuối thế kỷ 20 chỉ dừng lại ở việc thống kê thành phần loài trên phạm vi một vùng, khu vực nào đó. Việc nghiên cứu ĐDSH, nhất là đa dạng thực vật bằng phương pháp định lượng còn là vấn đề rất mới mẻ ở nước ta, tới nay chưa có công trình nào nổi bật. Một phần bởi đây là vấn đề phức tạp, hơn nữa lại chưa có hệ thống lý luận hoàn chỉnh được đưa ra. Do vậy mà các công trình nghiên cứu chỉ mang tính lý luận, khả năng ứng dụng còn rất hạn chế, thường là các đề tài nghiên cứu của sinh viên như công trình của Phạm Đức Hạ (1998), Đỗ Văn Cường (2005) là một ví dụ.
16 Ch¬ng 2 §Æc ®iÓm khu vùc nghiªn cøu, môc tiªu, ph¹m vi vµ giíi h¹n ®Ò tµi 2.1. Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu Đề tài tiến hành nghiên cứu ở khu vực phía Bắc đèo Hải Vân (đại diện là tỉnh Thừa Thiên Huế) và phía Nam đèo Hải Vân (đại diện là tỉnh Quảng Nam). 2.1.1. Thừa Thiên Huế 2.1.1.1. Vị trí địa lý Thừa Thiên Huế có toạ độ địa lý từ 16o đến 16,8o độ vĩ bắc và 107,8o đến 108,2o độ kinh đông. Có tổng diện tích tự nhiên là 505.399 ha, bao gồm 8 huyện và thành phố Huế, 150 xã, phường, thị trấn. + Phía Bắc giáp tỉnh Quảng Trị + Phía Tây giáp với nước Lào + Phía Nam giáp thành phố Đà Nẵng + Phía Đông giáp Biển Đông 2.1.1.2. Địa hình, địa thế Địa hình Thừa Thiên Huế rất phức tạp. Toàn bộ lãnh thổ kéo dài theo phương Tây Bắc - Đông Nam, cả những dãy núi và vùng đồng bằng đều chạy song song với đường bờ biển và thấp dần từ Tây sang Đông. Có thể chia lãnh thổ Tỉnh theo phương từ Tây sang Đông thành 4 vùng: vùng núi, vùng gò đồi, vùng đồng bằng, vùng đầm phá và cồn cát ven biển - Vùng núi: nằm ở phía Tây và phía Nam chiếm 70% diện tích của Tỉnh. Phía tây là một đoạn trong dãy Trường Sơn với những đỉnh núi cao từ 500 đến 1000m. Phía Nam Tỉnh là dãy núi Bạch Mã xuất phát từ dãy Trường Sơn đâm ngang ra biển với những đỉnh núi cao trên 1000m ngăn cách giữa Thừa Thiên Huế với Đà Nẵng. Đỉnh núi cao nhất trong dãy Bạch Mã cao 1780m (núi Mang).
17 - Vùng gò đồi: nằm ở phía sườn Đông của dãy Trường Sơn, địa hình chuyển khá nhanh từ vùng núi qua vùng gò đồi xuống vùng đồng bằng nên đã tạo cho địa hình Thừa Thiên Huế độ dốc khá lớn. - Vùng đồng bằng: Thừa Thiên Huế phần lớn nhỏ hẹp và chiếm khoảng 9,78% diện tích đất tự nhiên của Tỉnh, bị chia cắt thành từng mảnh bởi các dãy núi nhấp nhô ra sát biển và mạng lưới dày đặc có độ dốc lớn. 2.1.1.3. Khí hậu, thuỷ văn - Khí hậu: Chế độ khí hậu Thừa Thiên Huế diễn biến rất phức tạp theo thời gian và không gian, khí hậu phân hóa theo từng vùng và đặc trưng cho chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm và mang đậm nét vùng chuyển tiếp khí hậu giữa hai miền Nam - Bắc nước ta. + Chế độ nhiệt: lượng bức xạ hàng năm đạt 70 - 85 Kcal/cm². Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm là 25ºC, cao nhất là tháng 8 (28,5ºC), thấp nhất là tháng 1 và 12 (20,3ºC). + Chế độ ẩm: độ ẩm trung bình năm tại Huế là 87,6%, thấp nhất vào tháng 7 và tháng 8 (80%), cao nhất vào tháng 11 và tháng 12 (93%). + Chế độ mưa: lượng mưa trung bình năm được ghi nhận là 3,400mm, phân bố không đều ở các vùng. Mưa từ tháng 9 đến tháng 12 chiếm trên 70% tổng lượng mưa cả năm. Lượng mưa trung bình thấp nhất vào tháng 3 (13,1mm), cao nhất vào tháng 10 (1.527mm). Số ngày mưa bình quân 112 ngày/năm. - Thuỷ văn: + Sông suối: Các con sông chính trong vùng là sông Hương, sông Bồ, sông Ô Lâu, sông Truồi và sông Nong. Sông Hương là hệ thống sông quan trọng nhất, nó bao gồm 28 con sông lớn nhỏ khác nhau hợp thành. + Đặc điểm dòng chảy trên các sông: Phần lớn các con sông này ngắn với nhiều ghềnh thác, tốc độ dòng chảy mạnh và các cửa sông hẹp. Sông Tả Trạch, Hữu Trạch và sông Bồ chảy từ phía Đông đổ vào biển Nam Trung
18 Quốc. Nhiều nhánh khe, suối sơ cấp và thứ cấp ở khu vực thượng nguồn thường bị cạn kiệt như là hậu quả của mùa khô, lượng mưa cục bộ ở các vùng khác nhau, khả năng giữ nước thấp ở vùng các khu vực thượng lưu bị suy thoái. Lưu lượng dòng chảy lớn nhất vào mùa mưa đạt tới 5.500m3/s, lưu lượng dòng chảy nhỏ nhất vào mùa khô chỉ đạt 7m3/s. 2.1.1.4. Điều kiện đất đai Đất ở Thừa Thiên Huế chủ yếu là đất feralit vàng nhạt phát triển trên đá Granít (a), Phiến thạch sét (s) và phù sa cổ (p), có thành phần cơ giới thịt cát pha. 2.1.1.5. Hiện trạng tài nguyên rừng Số liệu về hiện trạng tài nguyên rừng được thu thập trên cơ sở kế thừa kết quả điều tra của Viện điều tra Quy hoạch (tính đến ngày 31 tháng 12 năm 2005) [4]. Bảng 2.1. Diện tích đất tự nhiên và đất rừng tỉnh Thừa Thiên Huế Đơn vị tính: ha Diện tích Tổng Đặc dụng Phòng hộ Sản xuất Diện tích tự nhiên 505.399 81.868 159.706 111.104 Đất có rừng 248.727 62.127 112.625 73.975 Rừng tự nhiên 179.027 55.027 94.973 28.847 - Rừng LRTX giầu 33.111 6.111 26.238 762 Rừng trồng 69.700 6.920 17.652 45.128 Bảng 2.2. Trữ lượng rừng gỗ phân theo chức năng tỉnh Thừa Thiên Huế Đơn vị tính: m3 Hạng mục Tổng Đặc dụng Phòng hộ Sản xuất Trữ lượng rừng 24.639.974 6.090.504 13.640.629 4.908.841 Rừng tự nhiên 23.157.801 5.986.092 13.286.473 3.885.236 - Rừng LRTX giầu 9.436.594 1.741.635 7.477.789 217.170 Rừng trồng 1.482.133 104.412 354.156 1.023.605
19 2.1.2. Quảng Nam 2.1.2.1. Vị trí địa lý Quảng Nam có tọa độ địa lý từ 15,3o đến 15,7o độ vĩ Bắc và 108,2o đến 108,4o độ kinh Đông. Có tổng diện tích tự nhiên là 1.040.514 ha gồm 15 huyện, 2 thị xã với 225 xã, phường, trị trấn. + Phía Bắc giáp thành phố Đà Nẵng và tỉnh Thừa Thiên Huế + Phía Tây giáp nước Lào + Phía Nam giáp tỉnh Quảng Ngãi và Kon Tum + Phía Đông giáp biển Đông. 2.1.2.2. Địa hình, địa thế Địa hình có thể được chia thành 3 vùng: vùng núi, vùng đồi, vùng đồng bằng và cát ven biển. - Vùng núi: có diện tích là 693.862 ha, chiếm 66,6% diện tích tự nhiên toàn tỉnh. Phân làm 2 kiểu địa hình phụ: + Vùng núi trung bình: diện tích 286.906 ha, độ dốc bình quân 25 – 30o, độ cao bình quân 900 - 1000m, nhiều khu vực có độ dốc > 350. Trong vùng có một số đỉnh cao đại diện như ngọn LaDee: 1.874m, Ngọc PengPeck: 1.728m, đặc biệt là ngọn Ngọc Lum Heo: 2.045m nối thành một dãy núi dài tới núi Ngọc Linh cao 2.598m. + Vùng núi thấp: diện tích 406.581 ha, chiếm 59% diện tích đất núi, độ dốc bình quân 20 – 25o, độ cao bình quân 500 - 550m. - Vùng đồi: diện tích 210.248 ha, chiếm 20,2% diện tích tự nhiên toàn tỉnh. Đây là vùng chuyển tiếp giữa vùng núi và vùng đồng bằng bao gồm những dãy đồi thấp tiếp nối nhau, độ dốc bình quân 15-25o, độ cao bình quân 200-250m. - Vùng đồng bằng và vùng cát: có diện tích 111.294ha, chiếm 10,8% diện tích tự nhiên của tỉnh.