Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu yêu cầu ánh sáng của Dẻ ăn quả (Castanopsis boisii Hickel et A. Camus) tái sinh dưới tán rừng tại một số xã thuộc huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang

Chia sẻ: Tri Lộ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:79

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu nhằm xác định được yêu cầu ánh sáng của cây Dẻ tái sinh ở các độ tuổi và các cấp chiều cao khác nhau thông qua nghiên cứu ảnh hưởng của độ tán che tầng cây cao; đề xuất một số giải pháp kỹ thuật giải quyết yêu cầu ánh sáng cho cây Dẻ tái sinh.

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 yêu cầu ánh sáng của Dẻ ăn quả (Castanopsis boisii Hickel et A. Camus) tái sinh dưới tán rừng tại một số xã thuộc huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o bé n«ng nghiÖp & Ptnt Tr-êng ®¹i häc l©m nghiÖp KiÒu thÞ d-¬ng Nghiªn cøu yªu cÇu ¸nh s¸ng cña dÎ ¨n qu¶ (Castanopsis boisii Hickel Et a. camus) t¸i sinh d-íi t¸n rõng t¹i mét sè x· thuéc huyÖn lôc nam, tØnh b¾c giang luËn v¨n th¹c sÜ khoa häc l©m nghiÖp Ng-êi h-íng dÉn khoa häc: PGS.TS. V-¬ng V¨n Quúnh Hµ Néi, 2010
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Dẻ ăn quả (Castanopsis boisii Hickel et A. Camus) là một trong những loài cây rừng có khả năng cung cấp thực phẩm giàu dinh dưỡng với sản lượng cao trên vùng đất đồi núi ở các tỉnh Hải Dương, Bắc giang, Sơn La, Hoà Bình... Trong khung cảnh của biến đổi khí hậu, Dẻ ăn quả được xem là một trong những loài cây rất có triển vọng cho những giải pháp lồng ghép các mục tiêu phát triển kinh tế và bảo tồn rừng ở nhiều vùng nước ta. Ở Bắc Giang, Dẻ ăn quả là một trong những loài cây bản địa được ưu tiên lựa chọn hàng đầu để trồng rừng và xúc tiến tái sinh nhằm tăng cường sự kết hợp giữa mục tiêu phòng hộ và mục tiêu kinh tế. Hiện nay, rừng Dẻ phân bố chủ yếu ở các huyện Yên thế, Lục Nam, Tân Yên, Lạng Giang, Lục Ngạn, Sơn Động. Rừng Dẻ đã mang lại lợi ích to lớn cho người dân, có những hộ thu nhập từ Dẻ ăn quả tới hàng chục triệu đồng một năm. Tuy nhiên, rừng Dẻ đang có xu hướng suy thoái dần một phần do những cây Dẻ đã nhiều tuổi chưa được chăm sóc tốt, một phần do phương pháp phát dọn tạo những khoảng trống sạch để thu nhặt quả rụng hàng năm làm gia tăng quá trình xói mòn và thoái hoá đất. Trong quá trình đó người ta cũng làm mất đi lớp cây tái sinh, do đó triển vọng phục tráng rừng Dẻ là rất khó khăn. Trước thực trạng đó thì tái sinh và phục tráng rừng Dẻ, phát triển nhân rộng diện tích trồng Dẻ là rất cần thiết. Tuy nhiên, những nghiên cứu về đặc điểm sinh thái làm cơ sở cho các biện pháp tái sinh Dẻ còn rất hạn chế. Đề tài: " Nghiên cứu yêu cầu ánh sáng của Dẻ ăn quả (Castanopsis boisii Hickel et A. Camus) tái sinh dưới tán rừng tại một số xã thuộc huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang" được thực hiện nhằm góp phần giải quyết tồn tại trên. Đề tài hướng vào làm sáng tỏ yêu cầu về ánh sáng của cây Dẻ ở giai đoạn tái sinh và đưa ra những khuyến nghị cho các biện pháp tái sinh Dẻ liên quan đến đặc điểm yêu cầu ánh sáng của nó.
2 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới Theo Oliver và Larson (1990) [36], các khoảng trống trong rừng là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của lớp cây tái sinh và sự mở rộng tán của những cây xung quanh. Tuy nhiên, trong không ít trường hợp sự mở rộng tán của những cây xung quanh vào khoảng trống thường diễn ra chậm chạp hơn nhiều so với sự phát triển của cây tái sinh, nhất là các loài cây tiên phong ưa sáng trong quá trình lấp kín khoảng trống đó. Sự cạnh tranh giữa các loài cây tái sinh và lớp cây bụi thảm tươi dưới tán rừng có thể rất quyết liệt và đây chính là một trong những nguyên nhân cơ bản làm tăng tỷ lệ chết của cây tái sinh (Bi và cộng sự, 2007) [34]. Tiểu hoàn cảnh rừng chịu ảnh hưởng nhiều bởi các lỗ trống của tán rừng. Sự tăng cường độ ánh sáng tiếp đến mặt đất là một trong những điều kiện quan trọng nhất ảnh hưởng tới sự nẩy mầm của hạt giống và sự sinh trưởng của cây tái sinh. Tuy nhiên, cần thấy rằng trong cả 2 trường hợp: quá nhiều ánh sáng cũng như sự che bóng quá mức đều không có lợi cho sinh trưởng của cây non (Girma và cộng sự, 2010) [33]. Vì vậy, điều chỉnh độ tàn che của rừng là một trong những tác nghiệp lâm sinh quan trọng nhất đảm bảo tái sinh diễn ra theo đúng yêu cầu đã được xác định trước. V.A.Alecxeep (1975) cho rằng ánh sáng dưới tán rừng là một trong những nhân tố chủ yếu để xác định tình trạng cây tái sinh, từ mật độ, phân bố cây đến sinh trưởng của cây. Thông thường khi tuổi cây tái sinh tăng lên thì nhu cầu ánh sáng của nó cũng tăng theo. Một số loài cây ưa sáng, cây tái sinh có thể chết ở điều kiện ánh sáng 10 - 12% ( ở tuổi dưới 2), và 25 - 30% ở tuổi lớn hơn 5 - 10 tuổi (dẫn theo Hoàng Kim Ngũ và Phùng Ngọc Lan, 2005) [18].
3 Xét về mặt tổng thể, việc nghiên cứu chế độ ánh sáng theo chiều nằm ngang và theo chiều thẳng đứng là nghiên cứu cơ bản nhằm hiểu rõ kết cấu và sinh thái của rừng mưa.(Richards, 1970) [21]. Ngoài ra, trong công trình nghiên cứu của mình, tác giả cũng chỉ ra rằng: ánh sáng như một nhân tố có tác dụng quyết định chủ yếu đến kết cấu và thành phần của tầng lâm hạ trong rừng. Tuy nhiên, đó không phải là yếu tố ảnh hưởng đơn độc như trước đây các nhà lâm học vẫn nghĩ mà nhiều thí nghiệm của ông đã chỉ ra rằng sự khác biệt của lớp cây tầng dưới còn do tính chất của hệ rễ các loài cây gỗ lớn. Những nghiên cứu sau này đã khẳng định ánh sáng là yếu tố ảnh hưởng rõ rệt và chủ yếu đến sự sinh trưởng và phát triển của lớp cây bên dưới tán. Mặc dù vậy, ngoài ánh sáng còn nhiều nhân tố khác đã được xem xét như các yếu tố về đất đai thổ nhưỡng, điều kiện địa hình và cả các yếu tố về sinh vật như tầng cây cao. Những chuyên gia đầu tiên nghiên cứu về nhóm nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến tái sinh rừng mà không có sự can thiệp của con người là Baur (1962) đã chỉ ra rằng sự thiếu hụt ánh sáng dưới tán rừng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây tái sinh. Nếu ở trong rừng cây con có thể chết vì thiếu nước thì cũng không loại trừ cây chết do thiếu ánh sáng. Trong rừng mưa nhiệt đới, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng chủ yếu đến sức sinh trưởng của cây con, còn đối với sự nảy mầm và phát triển mầm non thì ảnh hưởng này có thể được phản ánh chưa rõ (Baur, 1962) [2]. Hiện nay, trên thế giới có nhiều phương pháp để xác định yêu cầu ánh sáng cây rừng như phương pháp dựa vào đặc trưng hình thái của cây, phương pháp nghiên cứu quang hợp của các cây con dưới các độ tàn che khác nhau trong giai đoạn vườn ươm của I.S. Mankima và I.L. Xeniken (1884, 1980). Nghiên cứu tính ưa sáng hay chịu bóng của cây rừng dựa theo tỷ lệ mô dậu, mô khuyết của Uxurai (1891) và nhiều phương pháp xác định khác (Hoàng Kim Ngũ, Phùng Ngọc Lan, 2005) [18].
4 Kết cấu của quần thụ lâm phần có ảnh hưởng đến tái sinh rừng. Tác giả Yurkevich (1960) đã chứng minh độ tàn che tối ưu cho sự phát triển bình thường của đa số các loài cây gỗ là 0,6 - 0,7 (dẫn theo Nguyễn Thanh Tiến, 2004) [23]. Nghiên cứu một cách gián tiếp thông qua độ tàn che, các tác giả đã chỉ ra yêu cầu ánh sáng cho sự phát triển bình thường của đa số loài cây gỗ. Edwin (1996) [32] đã chỉ ra rằng ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ và vật rơi rụng là các yếu tố có ảnh hưởng rõ rệt nhất trong quá trình tái sinh lớp cây dưới tán rừng. Sự nảy mầm của hạt để phát triển thành cây tái sinh phụ thuộc vào tổ hợp các điều kiện về ánh sáng, độ ẩm và nhiệt độ điều đó phản ánh một phần rất quan trọng của nhân tố ánh sáng trong quá trình tái sinh. Về phương pháp điều tra tái sinh, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống do Lowdermilk (1972) đề nghị, với diện tích ô dạng bản thông thường từ 1 - 4m2. Bên cạnh đó cũng có nhiều tác giả đề nghị sử dụng phương pháp điều tra theo dải hẹp với các ô đo đếm có diện tích biến động từ 10 - 100m2. Phương pháp này trong điều tra tái sinh sẽ khó xác định được quy luật (Nguyễn Thị Thu Trang, 2009) [25]. Khi nghiên cứu về tái sinh tự nhiên nhiệt đới Châu Á các tác giả Bava (1954), Budowski (1956), Kationt (1965) [32] đã nhận định rằng dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung số lượng các cây có giá trị kinh tế tương đối nhiều, vì vậy nhiệm vụ đặt ra là bảo vệ và phát triển cây tái sinh có sẵn dưới tán rừng. Ánh sáng không chỉ là yếu tố của sự sống mà còn là yếu tố giới hạn, đối với các nhà sinh thái học, ánh sáng là một yếu tố lý thú nhất. Khi quyết định một giải pháp kỹ thuật nào đó nhằm xúc tiến tái sinh, làm giàu rừng, yếu tố được xem xét đầu tiên vẫn là ánh sáng. 1.2. Ở Việt Nam 1.2.1. Khái quát về đặc điểm hình thái và sinh thái của Dẻ ăn quả Theo Lê Mộng Chân và Lê Thị Huyên (2000) [5], các đặc điểm về hình thái và sinh thái của Dẻ ăn quả được khái quát như sau:
5 Dẻ ăn quả (Castanopsis boisii Hickel et A. Camus) hay còn gọi là Dẻ yên thế thuộc chi Dẻ gai (Castanopsis) thuộc họ Dẻ (Fagaceae) là cây gỗ nhỡ, chiều cao thường từ 10 - 15m, đường kính có thể đạt từ 30 - 40cm, thân tròn thẳng, hơi xù xì, vỏ dầy, màu xám trắng, nứt dọc nhỏ, cành nhánh dài, tán lá xum xuê (Hình 1.1). Hình 1.1: Lá và quả của cây Dẻ ăn quả (Ảnh: Kiều Thị Dương, 2010) Loài Dẻ ăn quả có lá đơn, mọc cách, hình ngọn giáo hoặc trái xoan, mép nguyên, đầu lá nhọn dần và hơi lệch, đuôi nêm, lá kèm hình kim sớm rụng, mặt trên xanh đậm, nhẵn bóng, mặt dưới nhiều vảy nhỏ, màu bạc. Hoa đơn tính cùng gốc mọc đầu cành, hoa tự đực hình bông đuôi sóc, dựng đứng nghiêng. Hoa tự cái có lá bắc ngắn. Hoa dài từ 4 - 7cm, phủ lông mềm, hoa cái thưa, đầu nhụy xẻ 3. Quả kiên hình cầu, được bọc kín trong đấu, có gai phân nhánh tập hợp thành cụm, mỗi đấu có 1 quả hình bầu dục, quả hơi vẹo. Dẻ có thể bắt đầu ra hoa kết quả từ tuổi 4 - 5 trở đi, đạt sản lượng cao ở tuổi 20 - 35 sau đó giảm dần cho đến 40 - 50 tuổi. Hoa Dẻ nở rộ từ tháng 9 đến hết tháng 11 và quả chín vào tháng 8 đến tháng 9 năm sau. Mùa sai quả phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện thời tiết đặc biệt là gió hại và các đợt rét đậm, rét hại. Thông thường mùa sai quả là 2 năm.
6 Quần thể Dẻ thường tập trung ưu thế ở chân và sườn đồi, tái sinh hạt tốt trên đất trống hoặc dưới tán rừng thưa. Khả năng tái sinh chồi mạnh, là loài cây tiên phong ở rừng sau khai thác kiệt. 1.2.2. Một số công trình trong nước liên quan đế n vấ n đề nghiên cứu của đề tài Hoàng Kim Ngũ và Phùng Ngọc Lan (2005) [18] đã chỉ ra rằng trong rừng, việc đo đếm cường độ ánh sáng ở các mức chiều cao khác nhau là công việc phức tạp và khó khăn. Cường độ ánh sáng theo chiều thẳng đứng phụ thuộc nhiều vào độ tàn che, thành phần loài cây của rừng… Từ lý luận như vậy, có thể thấy chúng ta hoàn toàn có thể sử dụng độ tàn che, yếu tố có tính ổn định cao để phản ánh yêu cầu ánh sáng của lớp cây tái sinh dưới tán rừng. Sinh trưởng của cây tái sinh, trong giai đoạn cây mạ, hệ rễ mới hình thành, khả năng đồng hóa còn yếu, cây thường có tính chịu bóng cao, thường bị cạnh tranh với cây bụi thảm tươi về ánh sáng, chất dinh dưỡng và độ ẩm đất. Đến giai đoạn cây con, khả năng đồng hóa cao hơn, tính chịu bóng đã giảm nhưng vẫn còn khả năng tồn tại dưới tán rừng, lúc này cây tái sinh đã bắt đầu tham gia vào tầng thảm tươi của rừng (Ngô Quang Đê, 1992) [8]. Trong quá trình tồn tại, mật độ cây tái sinh phụ thuộc vào điều kiện ánh sáng trong rừng và chế độ ánh sáng có liên quan chặt chẽ với độ khép tán. Trên một khoảnh rừng có độ khép tán như nhau, thì phân bố số lượng cây tái sinh sẽ giảm dần khi kích thước của cây tái sinh tăng lên. Nguyên nhân của hiện tượng này là do nhu cầu ánh sáng của cây tái sinh tăng dần theo tuổi (Ngô Quang Đê, 1992) [8]. Khi nghiên cứu về đặc điểm tái sinh lỗ trống dưới tán rừng trạng thái IIIA1 tại Huyện Lục Nam Bắc Giang, Nguyễn Thị Kha (2009) [16] đã sử dụng phương pháp dùng máy Luximet để đo cường độ ánh sáng. Mỗi cấp độ tàn che, tác giả lập 5 ô tiêu chuẩn, mỗi ô tiêu chuẩn đo 1 điểm ở tâm giữa. Mỗi ngày đo 2 lần vào lúc 12 -13 h và 15 - 16h. Kết quả cho thấy cường độ ánh sáng tỷ lệ nghịch với độ tàn che. Sự phát triển của cây bụi thảm tươi tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng. Về cây tái sinh, khi có sự thay đổi về cường độ chiếu sáng thì số loài cây tham gia trong công
7 thức tổ thành tăng lên và mật độ cây tái sinh cũng tăng lên. Ở cường độ ánh sáng là 8.800lux (ứng với độ tàn che < 0,3) thì có 33 loài phát hiện và có 7 loài tham gia vào công thức tổ thành, mật độ là 3.766 cây/ha. Ở độ tàn che > 0,7 có 25 loài được phát hiện và có 5 loài tham gia vào công thức tổ thành, trong khi đó, mật độ cây tái sinh ở nơi có cường độ ánh sáng là 17.320lux là 3.828 cây/ha. Ngoài ra tác giả còn nghiên cứu về mối quan hệ của cường độ ánh sáng với đường kính gốc và chiều cao vút ngọn của cây tái sinh, kết quả thể hiện theo xu hướng tỷ lệ thuận. Tuy nhiên, phương pháp xác định cường độ ánh sáng tại một điểm tâm giữa của mỗi ô tiêu chuẩn có diện tích 200m2 là chưa thuyết phục vì ánh sáng thay đổi rất lớn giữa các vị trí khác nhau trong rừng và khác nhau giữa các thời điểm đo trong ngày, thậm chí cùng một thời điểm đo, cùng một vị trí, khi có gió và không có gió cường độ ánh sáng khác nhau cả hàng vài chục klux. Ở đây tác giả đưa ra mối quan hệ mới chỉ trên một số rất ít mẫu nghiên cứu và ở 2 thời điểm khác nhau trong ngày dưới dạng các phương trình tuyến tính một lớp. Thực tiễn đã cho thấy ánh sáng thường thay đổi nhiều giữa các năm trong khi sinh trưởng lại biến động rất lớn theo tuổi cây. Vì vậy phương trình sinh trưởng nên có nhân tố tuổi cây thì sẽ thuyết phục hơn. Mặc dù còn một số tồn tại, tuy nhiên kết quả của công trình đã định hướng về mối quan hệ giữa cường độ ánh sáng với sinh trưởng cây tái sinh ở những khoảng trống trong rừng. Nguyễn Thanh Tiến (2004) [23] khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh dưới tán rừng trồng khu vực Hồ Núi Cốc, Thái Nguyên đã chỉ ra rằng mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao, tỷ lệ cây có triển vọng, phẩm chất cây tái sinh đều thay đổi theo đối tượng rừng trồng khác nhau với các độ tàn che khác nhau. Theo đó đối với rừng trồng Bạch đàn thì mật độ cây tái sinh và tỷ lệ cây có triển vọng đều thấp hơn so với Keo Lá tràm. Trong khi đó trạng thái rừng hỗn loài Keo và Bạch đàn lại có chất lượng cây tái sinh cao nhất và số cây có triển vọng cao nhất. Một trong những thành công của tác giả là đã tìm ra được sự khác nhau của tái sinh thuộc các đối tượng rừng khác nhau. Tuy nhiên, sự khác nhau đó có phải do ánh sáng hay là bởi các yếu tố khác, ví dụ như đối tượng rừng trồng khác nhau, điều kiện đất đai khác nhau.
8 Điều đó chưa được kiểm chứng. Vì vậy, để làm rõ ảnh hưởng của ánh sáng tới cây tái sinh thì cần phải nghiên cứu nó trong mối liên hệ với độ tàn che của rừng. Bùi Thị Diệp khi nghiên cứu về nhu cầu ánh sáng của loài Sưa Bắc Bộ ở giai đoạn vườn ươm theo các công thức thí nghiệm che bóng khác nhau 0%, 25%, 50%, 75% đã xác định nhu cầu ánh sáng thông qua đặc điểm về chiều cao, đường kính gốc, tỷ lệ cây sống, cây chết, phẩm chất của cây và cấu tạo giải phẫu của lá như bề dày của Cutin trên, biểu bì trên, mô dậu, mô khuyết, cu tin dưới và bề dày lá, mật độ khí khổng và cả hiệu suất quang hợp. Đây là phương pháp khá chính xác bởi vì xác định nhu cầu ánh sáng được kết luận dựa trên tổng hợp các chỉ tiêu sinh trưởng và sinh lý giải phẫu. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ áp dụng được trong phạm vi giai đoạn vườn ươm, với một phạm vi nhỏ, mang tính chất cục bộ và rất khó có thể áp dụng cho một phạm vi rộng lớn [7]. Khi nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đế n sinh trưởng của cây bản điạ ở Vườn Quố c gia Cát Bà, các tác giả cho rằ ng cường đô ̣ ánh sáng có liên quan chă ̣t chẽ với đô ̣ tàn che tầ ng cây cao. Các phương trình quan hê ̣ giữa cường đô ̣ ánh sáng dưới tán rừng và cường đô ̣ ánh sáng trên tán rừng với đô ̣ tàn che là cơ sở để điề u tiế t cường đô ̣ ánh sáng dưới tán rừng thông qua điề u chỉnh đô ̣ tàn che mô ̣t cách có cơ sở khoa ho ̣c (Pha ̣m Xuân Hoàn, 2004) [9]. Hà Thị Hiền (2008) [12], khi nghiên cứu ảnh hưởng của mức độ che sáng đến sinh trưởng của Dẻ đỏ giai đoạn vườn ươm đã bố trí thí nghiệm theo khối ngẫu nhiên 3 lần lặp với các mức độ che sáng là 0%, 25%, 50%, 75%. Tác giả đã đánh giá ảnh hưởng của mức độ che sáng khác nhau đến tỷ lệ sống, sinh trưởng (đường kính, chiều cao) và sinh khối của Dẻ đỏ. Bằng các tiêu chuẩn thống kê, tác giả đã chỉ ra rằng nhu cầu che sáng trực xạ ở 2 độ tuổi khác nhau cho tỷ lệ sống khác nhau. Loài Dẻ đỏ ở độ tuổi khác nhau, nhu cầu cần che sáng trực xạ là khác nhau, từ đó có thể điều chỉnh mức độ che sáng phù hợp với từng giai đoạn tuổi của cây. Thái Văn Trừng (1978) [27], khi nghiên cứu quy luật phát sinh, tái sinh tự nhiên các quần xã thực vật rừng nhiệt đới đã khẳng định một nhân tố sinh thái trong
9 nhóm khí hậu có vai trò khống chế và điều kiển quá trình tái sinh tự nhiên của các quần xã trong thảm thực vật rừng đó là ánh sáng. Vì vậy, cần nắm vững tính di truyền của các loài thực vật trong thành phần quần xã chủ yếu là đặc tính sinh thái của chúng đối với ánh sáng để chúng ta có thể chủ động trong việc đề xuất các biện pháp lâm sinh nhằm ổn định các cấu trúc có lợi nhất cho con người. Khi nghiên cứu ảnh hưởng của độ tàn che tầng cây cao đến sinh trưởng tái sinh loài Trám trắng Nguyễn Ngọc Thanh (2003) đã nhận định rằng sinh trưởng chiều cao cây tái sinh loài Trám trắng đạt lớn nhất ở độ tàn che 50 - 60%. Ngoài ra công trình nghiên cứu của tác giả cũng chỉ ra đặc điểm về nhu cầu ánh sáng của cây tái sinh Trám trắng thay đổi rõ rệt theo chiều cao và theo tuổi của chúng [22]. Một số tác giả nghiên cứu và nhận định tầng thảm tươi và cây bụi có ảnh hưởng rất lớn tới cây tái sinh các loài cây gỗ. Ở quần thụ có độ tàn che lớn, tuy thảm cỏ phát triển kém nhưng lại có sự cạnh tranh ánh sáng và dinh dưỡng với cây tái sinh. Những lâm phần đã qua khai thác, thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh mẽ sẽ trở ngại lớn cho tái sinh rừng (dẫn theo Nguyễn Thị Thu Trang, 2009) [25]. Nhìn chung, sự thay đổi về độ tàn che, thay đổi tán rừng một cách từ từ, từng bước là kinh nghiệm thực tế được sử dụng trong sản xuất lâm nghiệp nhằm tăng sản lượng rừng, tăng năng suất hạt và cả chất lượng hạt giống cung cấp cho tái sinh và gieo ươm tốt hơn. Tóm lại, mặc dù nhu cầu về ánh sáng của một số loài cây lâm nghiệp đã được nghiên cứu, tuy nhiên, những kết quả khoa học trong lĩnh vực này nói chung và yêu cầu ánh sáng của loài Dẻ ăn quả nói riêng còn rất nhiều hạn chế. Vì vậy, việc triển khai đề tài này là cần thiết và cấp bách nhằm góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho những giải pháp phát triển Dẻ ăn quả ở Lục Nam, Bắc Giang. Từ đó mở rộng nghiên cứu vùng phân bố của loài đồng thời góp phần hoàn thiện cơ sở khoa học về yêu cầu ánh sáng của các loài cây trồng chính ở nước ta.
10 Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu nghiên cứu 2.1.1. Mục tiêu chung Góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho những giải pháp phát triển Dẻ ăn quả ở Lục Nam, Bắc Giang nói riêng và ở Việt Nam nói chung. 2.1.2. Mục tiêu cụ thể - Xác định được yêu cầu ánh sáng của cây Dẻ tái sinh ở các độ tuổi và các cấp chiều cao khác nhau thông qua nghiên cứu ảnh hưởng của đô ̣ tàn che tầ ng cây cao. - Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật giải quyết yêu cầu ánh sáng cho cây Dẻ tái sinh. 2.2. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là cây Dẻ tái sinh dưới tán rừng ở các điều kiện lập địa khác nhau trong khu vực nghiên cứu. 2.3. Pha ̣m vi nghiên cứu - Về không gian: Đề tài được thực hiện ở khu vực Dẻ tái sinh tự nhiên tại địa phận thuộc 2 xã Trường Sơn và xã Bình Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang. - Về thời gian: Công tác thu thập số liệu ngoại nghiệp của đề tài được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 4 đến tháng 9 năm 2010. - Về phương pháp: Xác định yêu cầu ánh sáng của Dẻ tái sinh thông qua yêu cầu về độ tàn che của cây tái sinh ở các tuổi và cấp chiều cao khác nhau. 2.4. Nội dung nghiên cứu
11 Để đạt được các mục tiêu đã đặt ra, đề tài tiến hành nghiên cứu các nội dung cụ thể như sau: 2.4.1. Nghiên cứu đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng và điều kiện khí hậu khu vực nghiên cứu - Điều kiện địa hình: độ dốc, độ cao, kinh độ, vĩ độ… - Đặc điểm thổ nhưỡng: Loa ̣i đấ t, bề dày tầ ng đấ t, hàm lươ ̣ng mùn, đô ̣ xốp, tỷ lệ đá lẫn … - Điều kiện khí hậu khu vực: Nhiê ̣t đô ̣, đô ̣ ẩ m, lươ ̣ng mưa, lươ ̣ng bức xa ̣… 2.4.2. Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc của rừng nơi Dẻ tái sinh - Một số đặc điểm cấu trúc của tầng cây cao: Đường kính tại vị trí 1.3m (D1.3), chiều cao vút ngọn (Hvn), chiều cao dưới cành (Hdc), đường kính tán (Dt), độ tàn che (TC)… - Đặc điểm cấu trúc cây bụi thảm tươi: Tên loài cây bụi thảm tươi, tỷ lệ che phủ, chiều cao trung bình, tình hình sinh trưởng. 2.4.3. Nghiên cứu đặc điểm tái sinh Dẻ dưới tán rừng - Đặc điểm về Hvn, Dt, đường kính gốc (D o), chất lượng cây tái sinh, nguồn gốc và tuổi cây tái sinh. 2.4.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ tàn che và các nhân tố khác tới tái sinh của Dẻ ăn quả - Ảnh hưởng của độ tàn che tới phân bố cây tái sinh theo các cấp chiều cao khác nhau. - Ảnh hưởng của độ tàn che tới phân bố cây tái sinh theo các tuổi khác nhau. - Ảnh hưởng tổng hợp của độ tàn che và các nhân tố khác tới sinh trưởng chiều cao của cây tái sinh.
12 2.4.5. Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp kỹ thuật giải quyết yêu cầu ánh sáng cho cây Dẻ tái sinh Giải pháp xúc tiến tái sinh tự nhiên Dẻ ăn quả dưới tán rừng, điều chỉnh độ tàn che, điều chỉnh mật độ cây tái sinh, giảm tác động của lớp cây bụi thảm tươi dưới tán rừng… 2.5. Phương pháp nghiên cứu 2.5.1. Quan điểm và phương pháp luận Thực vật quang hợp nói chung và cây Dẻ tái sinh nói riêng trong quá trình phát sinh, sinh trưởng và phát triển của nó phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố môi trường, trong đó ánh sáng là yếu tố sinh tồn và có tính quyết định. Trên quan điểm sinh thái, để đánh giá yêu cầu ánh sáng của một loài phải đánh giá nó trong điều kiện tổng thể của các yếu tố khác. Một yếu tố nào đó có thể làm tăng cường hoặc hạn chế ảnh hưởng của yếu tố khác. Vì vậy, đánh giá ảnh hưởng của ánh sáng đến sinh trưởng của cây tái sinh để xác định được yêu cầu ánh sáng ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau vừa phải đứng trên quan điểm tổng hợp vừa phải trên quan điểm cụ thể. Ở những giai đoạn tuổi khác nhau, loài cây khác nhau trong những điều kiện lập địa cụ thể sẽ có yêu cầu về ánh sáng khác nhau. Trên cơ sở những phân tích như vậy chúng ta sẽ xác định được yêu cầu ánh sáng trong những điều kiện lập địa cụ thể và sẽ chỉ ra trong điều kiện nào thì sinh trưởng của Dẻ tái sinh là tốt nhất. Đây sẽ là cơ sở nhằm đề ra những giải pháp phát triển mô hình Dẻ, hướng tới một rừng Dẻ mới thay thế rừng Dẻ già cỗi, năng suất thấp. Độ tàn che là một trong những đại lượng ảnh hưởng rõ nhất đến cường độ ánh sáng dưới tán rừng. Vì vậy, có thể xem độ tàn che như một nhân tố phản ánh yêu cầu ánh sáng của cây tái sinh dưới tán rừng. Khi phân tích yêu cầu ánh sáng của Dẻ tái sinh, đề tài đã sử dụng độ tàn che, đây là chỉ tiêu có tính ổn định cao, không bị nhiễu động bởi các đặc điểm của thời tiết hay vấn đề thời gian như các thời điểm khác nhau trong ngày thậm chí là các
13 ngày khác nhau trong một tháng. Bên cạnh đó, việc đề xuất giải pháp điều chỉnh độ tàn che bao nhiêu % để xúc tiến tái sinh tự nhiên sẽ dễ dàng và mang tính thực tiễn cao hơn nhiều so với việc điều chỉnh một chỉ tiêu khó định lượng như cường độ ánh sáng là bao nhiêu klux dưới tán rừng. 2.5.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể Để thực hiện các nội dung đã đề ra, đề tài đã sử dụng các phương pháp cụ thể như sau: 2.5.2.1. Phương pháp kế thừa và tổng hợp tài liệu Các tài liệu có liên quan đến vấn đề nghiên cứu như: Điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội, các công trình nghiên cứu về Dẻ ăn quả ở Bắc Giang và các khu vực khác. Các thông tin này hiện nay đang được lưu giữ ở Công ty Lâm nghiệp Mai Sơn Lục Nam, Bắc Giang, một số đã được công bố trên mạng Internet và một số báo cáo trong thư viện của trường Đại học Lâm nghiệp, trường Đại học Nông lâm Thái nguyên và một số bài báo được đăng tải trên các tạp chí khoa học. Đây là những thông tin rất hiệu ích cho việc nhận biết đối tượng nghiên cứu và phân tích các nội dung nghiên cứu của đề tài. 2.5.2.2. Phương pháp điều tra thực địa Đề tài đã thiết lập hệ thống 11 tuyến điều tra đi qua các điều kiện địa hình và thổ nhưỡng khác nhau có tái sinh Dẻ ăn quả. Trên mỗi tuyến lập các ô dạng bản cách nhau 10m, có diện tích 4m2 (2m x 2m), tổng số ô dạng bản là 81 ô, để làm cơ sở xác định độ tàn che và các chỉ tiêu nghiên cứu. Phương pháp xác định đặc điểm sinh trưởng của Dẻ tái sinh và một số chỉ tiêu cấu trúc rừng tại khu vực nghiên cứu Đối với mỗi ô dạng bản, cần xác định 6 cây cao xung quanh cách trung tâm ô dạng bản ở khoảng cách gần nhất sao cho khoảng cách đó luôn nhỏ hơn hoặc bằng chiều cao trung bình của tầng cây cao thuộc khu vực nghiên cứu. Ở mỗi cây cao cần
14 xác định các chỉ tiêu nghiên cứu cấu trúc theo các phương pháp trong điều tra lâm học, đó là: - Điều tra chiều cao vút ngọn và dưới cành được đo bằng thước Blumlei với tầng cây cao, đối với Dẻ tái sinh chiều cao được đo bằng thước dây hoặc thước kẻ ly với những cây có chiều cao nhỏ hơn 20cm. - Đường kính tán được đo bằng thước dây độ chính xác 2cm, với đường kính tán của Dẻ tái sinh sử dụng thước ly có độ chính xác tới 1cm. - Đường kính ngang ngực của tầng cây cao được xác định thông qua đo chu vi bằng thước dây có chia vạch đến mm và tính theo công thức D = C/ 3,1416. - Đường kính gốc của cây tái sinh đo bằng thước ly có độ chính xác đến 0,1mm. - Điều tra về chất lượng sinh trưởng của cây sử dụng phương pháp quan sát bằng mắt thường, dựa theo kinh nghiệm của người điều tra. Chất lượng cây tái sinh được chia theo 3 cấp: + Cây tốt (T) là những cây có tán lá phát triển đều, tròn, thân tròn thẳng, không bị khuyết tật, không bị sâu bệnh. + Cây trung bình (TB) là những cây sinh trưởng kém hơn cây tốt, không cong queo, sâu bệnh, cụt ngọn, ít khuyết tật. + Cây xấu (X) là những cây có tán lá lệch, lá tập trung ở ngọn, sinh trưởng kém, khuyết tật nhiều, bị sâu bệnh. Các kết quả điều tra được ghi vào mẫu biểu sau:
15 Mẫu biểu 01: BIỂU ĐIỀU TRA CẤU TRÚC TẦNG CÂY CAO Vị trí: Tuyến: Hướng phơi: Người điều tra: Ngày điều tra: TT Tình hình sinh Cự ly TT cây Tên loài Hvn Hdc Dt C1.3 trưởng cách Ghi ODB tái cây cao (m) (m) (m) (cm) cây tái chú sinh sinh (m) T TB X - Đối với cây bụi thảm tươi: Điều tra các đặc điểm cây bụi thảm tươi trong mỗi ô dạng bản, kết quả được ghi vào mẫu biểu sau: Mẫu biểu 02: BIỂU ĐIỀU TRA CẤU TRÚC CÂY BỤI THẢM TƯƠI Vị trí:Tuyến: Hướng phơi: Người điều tra: Ngày điều tra: TT Tên loài cây bụi thảm Tình hình sinh trưởng Ghi Hvn (m) ODB tươi chủ yếu chú T TB X  Phương pháp điều tra nguồn gốc cây tái sinh Để xác định nguồn gốc cây tái sinh, chúng ta quan sát gốc cây. Nếu cây có gốc mọc thẳng và điều đó là dấu hiệu cây tái sinh từ hạt. Nếu gốc mọc cong và bên dưới thường có mấu to đó là tái sinh từ chồi.  Phương pháp xác định tuổi cây tái sinh: Thông qua kinh nghiệm của các cán bộ lâm nghiệp xã và người dân đi điều tra cùng để xác định tuổi của cây tái sinh. Mặc dù đối tượng nghiên cứu là những cây tái sinh nhỏ, việc xác định vòng năm khó khăn, tuy nhiên, đây cũng là căn cứ kết hợp để đề tài xác định tuổi của cây. Kết quả điều tra cây tái sinh được thể hiện trong biểu sau:
16 Mẫu biểu 03: BIỂU ĐIỀU TRA CÂY TÁI SINH Vị trí tuyến:........................ Ngày điều tra:......................... Người điều tra:................ Hướng phơi:................ Khoảng cách của cây tái sinh so với giữa tuyến (k) Tình hình TT Nguồn TT Độ Độ sinh cây k Do Hvn Hdc Dt gốc TS Ghi OD vĩ kinh trưởng tái (m) (cm) (m) (m) (cm) Tuổi chú B Bắc đông sinh T TB X Chồi Hạt  Phương pháp điều tra về điều kiện thổ nhưỡng Ở mỗi ô dạng bản xác định các đặc điểm về thổ nhưỡng và địa hình bao gồm độ cao, độ dốc, hướng dốc, bề dày tầng đất A, B, độ chặt, tỷ lệ đá lẫn, hàm lượng mùn trong đất, thành phần cơ giới, kết cấu và màu sắc đất. Các chỉ tiêu phản ánh đặc điểm thổ nhưỡng thông thường được xác định tại 5 điểm trên mỗi ô dạng bản rồi tính giá trị trung bình. + Độ dày tầng đất: Sử dụng khoan có chia vạch cm để xác định, thông thường một mũi khoan cho một ô dạng bản. Tuy nhiên đặc điểm sinh trưởng của cây tái sinh chịu ảnh hưởng lớn nhất của tầng đất mặt. Vì vậy, đề tài chỉ xác định bề dày tầng đất A và B. + Thành phần cơ giới được xác định bằng phương pháp vê con giun. Cụ thể như sau: Tạo cho đất có độ ẩm thích hợp (có trạng thái hơi Dẻo để nặn được) rồi để trong lòng bàn tay vê thành thỏi dài 8 – 10cm, đường kính 3mm, sau đó cuốn lại thành vòng tròn:  Nếu không vê được thành thỏi, đất rời rạc: Đất cát  Vê thành từng đoạn, viên rời rạc: Đất cát pha  Vê thành thỏi nhưng bị đứt gãy: Đất thịt nhẹ
17  Vê thành thỏi nhưng khi khoanh tròn bị đứt gãy: Đất thịt trung bình  Vê thành thỏi nhưng bị nứt nẻ khi khoanh tròn: Đất thịt nặng  Vê thành thỏi không bị đứt gãy khi khoanh tròn: Đất sét + Phương pháp xác định nhanh độ chặt của đất Độ chặt của đất là đại lượng đặc trưng cho độ xốp của đất, được xác định theo phương pháp trọng lực. Dụng cụ là một thanh sắt có đường kính 10mm, dài 1,5m, đầu dưới được mài nhọn vát 45o hai bên. Khi đo độ chặt, thanh sắt được nâng cao cách mặt đất 50cm, rồi thả rơi tự do. Độ chặt tầng đất được xác định bằng phần thanh sắt xuyên ngập vào trong đất. Trong mỗi ô dạng bản, thông thường độ chặt được xác định từ 5 điểm đo, rồi lấy giá trị trung bình. + Màu sắc của đất: Quan sát và mô tả dựa trên cơ sở 3 nhóm màu cơ bản của Zakharop: màu đen – mùn, màu đỏ - hợp chất Fe, màu trắng - silicat. Cách xác định màu sắc đất nhanh ngoài thực địa là sử dụng mẫu đất xoe con giun dùng ngón tay miết mạnh vào tờ giấy trắng tạo thành một vệt dài và màu sắc nào nhiều nhất đọc trước, màu nào ít đọc sau, màu sắc đất cuối cùng là tổng hợp của các màu đọc được theo thứ tự từ nhiều đến ít. Thậm chí có những nơi đất có thể bao gồm 3 màu pha trộn. + Xác định tỷ lệ đá lẫn: Tỷ lệ đá lẫn được ước tính theo % diện tích đá lẫn chiếm chỗ trên toàn bộ diện tích ô nghiên cứu, nếu tỷ lệ đá lẫn: < 5%: Rất ít; 5 - 10%: Ít; 10 - 25%: Trung bình; 25 - 50%: Nhiều; > 50%: Rất nhiều + Hàm lượng mùn: Đối với hàm lượng mùn, tương tự như các chỉ tiêu khác xác định tại 5 vị trí trên một ô dạng bản rồi tính trung bình. Phương pháp xác định là ước lượng dựa vào màu sắc của đất và tình trạng thảm khô thảm mục trong ô nghiên cứu. Ứng với một số vị trí ước lượng chúng ta lấy một số mẫu đất mang về phân tích trong phòng theo phương pháp Chiurin & Wilkley Black. Tổng số mẫu đất được thu thập trong toàn bộ khu vực nghiên cứu là 32 mẫu. Căn cứ vào kết quả
18 phân tích trong phòng, đề tài đã kiểm tra mức sai lệch của giá trị ước lượng, từ đó điều chỉnh giá trị ước lượng cho phù hợp. Kết quả điều tra về đặc điểm thổ nhưỡng được ghi trong mẫu biểu sau: Mẫu biểu 04: BIỂU ĐIỀU TRA ĐIỀU KIỆN THỔ NHƯỠNG Vị trí: Tuyến: …….. Hướng phơi: ……. Người điều tra:………… Ngày điều tra: …….. TT Bề dày tầng đất Hàm Thành Tỷ lệ Độ TT cây Tên A, B (cm) Màu lượng Ghi phần đá lẫn chặt ODB tái đất sắc mùn chú cơ giới (%) (cm) sinh A B AB (%)  Phương pháp xác định một số đặc điểm địa hình + Độ dốc được xác định bằng thước đo độ dốc. Ở mỗi ô dạng bản xác định 5 điểm độ dốc và tính giá trị trung bình. + Hướng dốc được xác định thông qua sử dụng GPS. + Độ cao tuyệt đối và tọa độ địa lý được xác định sử dụng thiết bị GPS, lấy độ chính xác hai số sau dấu phảy. Các số liệu điều tra được ghi trong mẫu biểu sau: Mẫu biểu 05: BIỂU TỔNG HỢP ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH Vị trí: Tuyến: …….. Hướng phơi: ……. Người điều tra:………… Ngày điều tra: …….. Độ TT cây Độ cao Vị trí tương đối TT Hướng tái dốc tuyệt Ghi chú ODB dốc sinh (độ) đối (m) chân sườn đỉnh
19  Phương pháp điều tra về điều kiện ánh sáng của cây tái sinh dưới tán rừng thông qua độ tàn che của rừng Trong mỗi ô dạng bản, tiến hành điều tra độ tàn che tại 5 điểm hệ thống sử dụng máy Convert Fisheye sau đó sử dụng phần mềm Gap Light Analyzer (version 2.0) để tính ra độ tàn che (Hình 2.1). Đồng thời quá trình điều tra như vậy, đề tài cũng xác định độ tàn che theo phương pháp mục trắc. Người điề u tra đứng ở trung tâm ô da ̣ng bản, nhìn vuông góc lên bầ u trời, ước lươ ̣ng số phầ n mười bầ u trời bi ̣ tán cây che phủ đó là giá tri ̣ đô ̣ tàn che. Căn cứ vào hai phương pháp để có một giá trị độ tàn che đúng nhất. Hình 2.1: Máy đo độ tàn che Fisheye