Luận văn Thạc sĩ Lâm học: Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học và nhân giống bằng hom Bách vàng (Xanthocyparis vietnamensis Fajon & Hiep) tại huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng

Chia sẻ: Tri Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:90

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là xác định được đặc điểm lâm học và đánh giá được khả năng nhân giống bằng hom Bách vàng (Xanthocyparis vietnamensis Fajon & Hiep) tại xã Ca Thành, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng nhằm đề xuất các giải pháp bảo tồn và phát triển nguồn gen Bách vàng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Lâm học: Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học và nhân giống bằng hom Bách vàng (Xanthocyparis vietnamensis Fajon & Hiep) tại huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------------------------------- PHƯƠNG VĂN HÙNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM LÂM HỌC VÀ NHÂN GIỐNG BẰNG HOM BÁCH VÀNG (XANTHOCYPARIS VIETNAMENSIS FAJON&HIEP) TẠI HUYỆN NGUYÊN BÌNH, TỈNH CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC Thái Nguyên, năm 2020
ĐẠI HỌC THÁI ii NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------------------------------- PHƯƠNG VĂN HÙNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM LÂM HỌC VÀ NHÂN GIỐNG BẰNG HOM BÁCH VÀNG (XANTHOCYPARIS VIETNAMENSIS FAJON&HIEP) TẠI HUYỆN NGUYÊN BÌNH, TỈNH CAO BẰNG Ngành: Lâm học Mã số ngành: 8 62 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC Người hướng dẫn khoa học TS. Hồ Ngọc Sơn Thái Nguyên, năm 2020
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học do bản thân tôi thực hiện trong thời gian từ năm 2018 đến năm 2020. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào. Các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm./. Thái Nguyên, tháng 8 năm 2020 Người viết cam đoan Phương Văn Hùng
ii LỜI CẢM ƠN Trải qua hai năm học tập tại trường Đại học Nông lâm, Khóa học cao học K26 Lâm học (2018 - 2020) đã bước vào giai đoạn kết thúc. Trong suốt quá trình học tập và thực hiện Luận văn Thạc sĩ khoa học Lâm nghiệp, tôi luôn nhận được sự động viên và giúp đỡ nhiệt tình của Nhà trường, các thầy, cô giáo, cơ quan và bạn bè đồng nghiệp. Nhân dịp này, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới thầy giáo TS. Hồ Ngọc Sơn, người đã trực tiếp tận tình hướng dẫn, dìu dắt và giúp đỡ tôi thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Nông lâm, Phòng đào tạo Sau đại học đã tạo điều kiện cho tôi theo học khóa học này. Đồng thời, tôi xin gửi lời cảm ơn tới Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng và toàn thể bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện về thời gian, thu thập số liệu; hỗ trợ và tham gia nhiều ý kiến quý báu cho Luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị em học viên lớp cao học Lâm học 26 đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, những người 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 nhưng trong khuôn khổ thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên Luận văn sẽ không tránh khỏi thiếu sót. Kính mong nhận được 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. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 8 năm 2020 Học viên Phương Văn Hùng
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN............................................................................................................................ii MỤC LỤC ................................................................................................................................iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................vi DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................................vii DANH MỤC CÁC HÌNH.................................................................................................... viii MỞ ĐẦU.................................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................................ 1 2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................................ 2 2.1. Mục tiêu chung ................................................................................................................... 2 2.2. Mục tiêu cụ thể ................................................................................................................... 2 3. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................................. 2 3.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................................................ 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn................................................................................................................. 2 Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU........................................................... 3 1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu............................................................................ 3 1.2. Cơ sở pháp lý của vấn đề nghiên cứu .............................................................................. 4 1.2.1. Tổng quan kết quả nghiên cứu trên thế giới................................................................. 4 1.2.2. Tổng quan kết quả nghiên cứu ở Việt Nam ................................................................10 1.3. Tổng quan khu vực nghiên cứu ......................................................................................21 1.3.1. Điều kiện tự nhiên .........................................................................................................21 1.3.1.1. Vị trí địa lý, địa giới hành chính...............................................................................21 1.3.1.2. Địa hình, địa thế.........................................................................................................22 1.3.1.4. Khí hậu........................................................................................................................22 1.3.1.5. Thủy văn .....................................................................................................................23 1.3.1.6. Tài nguyên nước ........................................................................................................23 1.3.1.7. Tài nguyên rừng .........................................................................................................24 1.3.2. Điều kiền dân sinh ........................................................................................................24
iv 1.3.2.1. Dân số, dân tộc và phân bố dân cư .........................................................................24 1.3.2.2. Lao động việc làm......................................................................................................25 1.3.2.3. Khái quát điều kiện kinh tế - Xã hội........................................................................25 1.3.2.4. Hiện trạng kết cấu hạ tầng........................................................................................25 1.3.2.5. Thực trạng phát triển các ngành kinh tế .................................................................26 Chương 2 ..................................................................................................................................28 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............28 2.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................................28 2.2. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................................28 2.3. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................................28 2.4. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................................28 2.4.1. Phương pháp luận ........................................................................................................28 2.4.2. Phương pháp kế thừa tài liệu.......................................................................................29 2.4.3. Phương pháp điều tra thực địa....................................................................................30 2.4.3.1. Xác định địa điểm và tuyến điều tra ........................................................................30 2.4.3.2. Phương pháp nghiên cứu đặc điển của loài cây Bách vàng .................................30 2.4.3.3. Phương pháp nghiên cứu phân bố của loài ............................................................32 2.4.3.4. Phương pháp điều tra cây tái sinh ...........................................................................34 2.4.3.5. Phương pháp nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến tái sinh của loài Bách vàng...........................................................................................................................................35 2.4.4. Nghiên cứu xác định khả năng nhân giống bằng hôm của loài Bách vàng............35 2.4.6. Phương pháp chuyên gia .............................................................................................42 Chương 3 ..................................................................................................................................43 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................................................43 3.1. Một số đặc điểm của loài cây Bách vàng ......................................................................43 3.1.1. Đặc điểm hình thái........................................................................................................43 3.1.2. Một số đặc điểm sinh thái của loài cây Bách Vàng ..................................................48 3.2. Đặc điểm về phân bố và nguyên nhân gây nên biến động...........................................51 3.2.1. Đặc điểm về phân bố của loài .....................................................................................51
v 3.2.2. Nguyên nhân gây nên biến động loài Bách vàng ......................................................52 3.3. Một số đặc điểm về tái sinh của loài cây Bách vàng ....................................................54 3.3.1. Hình thức tái sinh và chất lượng cây tái sinh.............................................................54 3.3.2. Mật độ cây tái sinh........................................................................................................57 3.4. Một số yếu tố ảnh hưởng đến tái sinh loài cây Bách vàng...........................................59 3.4.1. Cấu trúc tổ thành rừng .................................................................................................59 3.4.2. Trị số độ tàn che............................................................................................................62 3.5. Kết quả thí nghiệm nhân giống bằng hom loài cây Bách vàng tại Vườn ươm Vườn quốc gia Phia Oắc - Phia Đén, huyện Nguyên Bình ............................................................64 3.5.1. Kết quả giâm hom lần 1: Tại vườn ươn tại Thành phố Cao Bằng ..........................65 3.5.2. Kết quả giâm hom lần 2: Tại Vườn ươm Vườn quốc gia Phia Oắc - Phia Đén, huyện nguyên bình ..............................................................................................................................65 3.6. Đề xuất một số giải pháp bảo tồn loài cây Bách vàng..................................................68 3.6.1. Giải pháp bản tồn tại chỗ (In-situ)..............................................................................69 3.6.2. Giải pháp bản tồn chuyển chỗ (Ex-situ) .....................................................................70 3.6.3. Giải pháp áp dụng một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm bảo tồn nguồn gen loài Bách vàng. ................................................................................................................................71 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ ................................................................75 1. Kết luận ................................................................................................................................75 2. Tồn tại...................................................................................................................................76 3. Khuyến nghị.........................................................................................................................76 TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................................78 I. TIẾNG VIỆT .........................................................................................................78 II. TIẾNG ANH ........................................................................................................80
vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CTTT : Công thức tổ thành Cr : Cấp cực kỳ nguy cấp (Critically Endangered) GPS : Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System) DT : Đường kính tán D1.3 : Đường kính 1,3 m D00 : Đường kích gốc D1.3tb : Đường kính ngang ngực trung bình Hdc : Chiều cao dưới cành Hvn : Chiều cao vút ngọn Hvntb : Chiều cao vút ngọn trung bình OTC : Ô tiêu chuẩn ODB : Ô dạng bản QXTVR : Quần xã thực vật rừng TS : Tái sinh VQG : Vườn quốc gia TXDK : Rừng lá rộng thường xanh nghèo kiệt núi đá TXDN : Rừng lá rộng thường xanh nghèo núi đá TXDB : Rừng lá rộng thường xanh trung bình núi đá KBT : Khu bảo tồn BTTN : Khu bảo tồn thiên nhiên Max : Giá trị lớn nhất Min : Giá trị nhỏ nhất
vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Hình thái thân cây Bách vàng ......................................................... 43 Bảng 3.2. Chiều dài của lá trưởng thành của loài Bách vàng ......................... 45 Bảng 3.3. Hình thức tái sinh và chất lượng của cây tái sinh ........................... 54 Bảng 3.4. Hình thức tái sinh và chất lượng cây Bách vàng tái sinh ............... 55 Bảng 3.5. Tỷ lệ phần trăm vị trí tái sinh và số cá thể theo chiều cao ............. 56 Bảng 3.6. Thành phần các loài cây tại khu vực nghiên cứu ........................... 59 Bảng 3.7. Tổ thành loài tầng cây cao theo chỉ số IV% của ba trạng thái rừng TXDK, TXDN và TXDB tại khu vực nghiên cứu .......................................... 61 Bảng 3.8. Độ tàn che trên các ô tiêu chuẩn tại khu vực nghiên cứu ............... 62 Bảng 3.9. Tổng hợp các loài cây bụi ............................................................... 63 Bảng 3.10. Các loài cây tầng thảm tươi .......................................................... 64 Bảng 3.11. Kết quả nghiên cứu về tỷ lệ hom sống của loài Bách vàng.......... 65 Bảng 3.12. Tỷ lệ ra rễ và các chỉ tiêu ra rễ của hom Bách vàng sau đợt thí nghiệm ............................................................................................................. 66
viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1. Cành Bách vàng .............................................................................. 44 Hình 3.2. Hình thái thân cây Bách vàng ......................................................... 44 Hình 3.3. Lá non Bách vàng............................................................................ 45 Hình 3.4. Lá Bách vàng trưởng thành ............................................................. 46 Hình 3.5. Hình thái rễ giâm hom cành ............................................................ 47 Hình 3.6. Hình thái rễ cây tái sinh tự nhiên .................................................... 47 Hình 3.7. Bách vàng tái sinh ........................................................................... 56 Hình 3.8. Hình ảnh cây Bách vàng mới được giâm hom và cây con đã được đưa trồng trong bầu ......................................................................................... 68 Hình 3.9. Cây Bách vàng nhân giống bằng hom được trồng thử nghiệm tại xã Ca Thành, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng.............................................. 68
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Chi Bách vàng (Xanthocyparis Farjon & Hiep) là một chi mới được phát hiện tại 2 khu vực phía Bắc Việt Nam (Khu bảo tồn Bát Đại Sơn, huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang và xã Ca Thành, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng) với một loài duy nhất có tên Bách vàng (Xanthocyparis vietnamensis Farjon & Hiep) của họ Hoàng đàn (Cupressaceae), thuộc lớp Thông (Pinopsida). Bách vàng là loài cây gỗ không chỉ có ý nghĩa về khoa học mà còn có giá trị kinh tế rất cao. Gỗ Bách vàng bền, rất khó bị mối mọt, ít cong vênh, chịu chôn, vì vậy, thời gian trước đây đã bị khai thác rất mạnh để chuyển sang Trung Quốc. Do gỗ tốt, có giá trị kinh tế cao nên Bách vàng đã và đang bị khai thác rất mạnh. Theo kết quả điều tra, nghiên cứu đã công bố số lượng Bách vàng còn lại rất ít, chúng chỉ tập trung phân bố ở trên các đỉnh núi cao từ 1.050 đến 1.330 so với mặt biển, một số cá thể đã và đang bị chết tự nhiên còn một số khác vẫn đang là đối tượng khai thác của người dân địa phương. Hơn nữa, dưới tán rừng rất ít gặp các cá thể cây con tái sinh. Vì vậy, việc bảo tồn loài cây quý hiếm, đặc hữu này sẽ có ý nghĩa rất lớn trong việc phát triển nguồn gen thực vật quý hiếm ở nước ta. Trước những thách thức về bảo tồn nhưng loài thực vật có giá trị, trong những năm gần đây việc bảo vệ tài nguyên thiên nhiên đã trở thành chủ đề được Nhà nước cũng như các tổ chức trong và ngoài nước đặc biệt quan tâm. Trên cơ sở đó đã thành lập nhiều khu bảo tồn, vườn quốc gia, Nhà nước đã ban hành nhiều luật và chính sách trong công tác bảo tồn hệ thực vật nhằm bảo vệ các loài thực vật. Bên cạnh đó, rất nhiều tổ chức phi chính phủ quốc tế cũng đã tiến hành đầu tư thực hiện nhiều dự án lớn nhằm bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên ở nước ta. Thực hiện chủ chương này, tỉnh Cao Bằng đã thành lập Vườn quốc gia Phia Oắc - Phia Đén, huyện Nguyên Bình để bảo tồn một số loại thực vật quý hiếm, đặc hữu trong đó có cây Bách vàng. Những nghiên cứu về đa dạng thực vật tại tỉnh Cao Bằng nói chung và huyện Nguyên Bình nói riêng còn rất ít và những hiểu biết về loài Bách vàng cũng nằm trong tình trạng như vậy. Để góp thêm những hiểu biết về mặt khoa học nhằm bảo vệ loài cây quý hiếm, đặc hữu này thì việc nghiên cứu về phân bố, sinh thái, sinh học và
2 tình trạng bảo tồn loài trong tự nhiên là rất cần thiết. Vấn đề được đặt ra là: hiện còn bao nhiêu cá thể Bách vàng trong tự nhiên, sự sinh trưởng, phát triển và tình trạng bảo tồn, điều kiện sống, liệu Bách vàng có khả năng gây trồng và nhân giống tại Cao Bằng. Xuất phát từ thực tiễn đó, việc lựa chọn đề tài “Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học và nhân giống bằng hom Bách vàng (Xanthocyparis vietnamensis Fajon & Hiep) tại huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng” là rất cần thiết, góp phần đề xuất các giải pháp bảo tồn. 2. Mục tiêu của đề tài 2.1. Mục tiêu chung Xác định được đặc điểm lâm học và đánh giá được khả năng nhân giống bằng hom Bách vàng (Xanthocyparis vietnamensis Fajon & Hiep) tại xã Ca Thành, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng nhằm đề xuất các giải pháp bảo tồn và phát triển nguồn gen Bách vàng. 2.2. Mục tiêu cụ thể - Xác định được một số đặc điểm lâm học của loài Bách vàng tại xã Ca Thành, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng. - Xác định được một số kỹ thuật nhân giống bằng hom. - Đề xuất một số giải pháp bảo tồn và phát triển loài Bách vàng 3. Ý nghĩa của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Trên cơ sở kết quả nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh thái và tái sinh, nhân giống, luận văn đã xây dựng được cơ sở khoa học để đề xuất các giải pháp bảo tồn và phát triển loại Bách vàng. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Việc thực hiện đề tài chỉ ra một số đặc điểm sinh vật học, sinh thái học và tái sinh của Bách vàng, từ đó phục vụ cho các công trình nghiên cứu sau này có thể xây dựng kế hoạch quản nguồn tài nguyên quí hiếm này đạt hiệu quả hơn.
3 Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu Trong tài liệu “Sách đỏ Việt Nam” Phần II, phần thực vật đã giới thiệu về loài: Bách vàng (Xanthocyparis vietnamensis Fajon & Hiep.). Đây là loài thực vật được xếp vào nhóm rất nguy cấp (CR B1+2b,c,e). Theo Nghị định 32/2006/NĐ-CP và Nghị định 06/2019/NĐ-CP thì Bách vàng là loài có trong danh mục Thực vật rừng, Động vật rừng nguy cấp, quý hiếm (nhóm 1), nghiêm cấm khai thác sử dụng vì mục đích thương mại. Tên khác: Bách vàng Việt Nam, hoàng đàn vàng Việt Nam, trắc bách Quản Bạ hoặc cây Ché (tên gọi địa phương). Họ Hoàng đàn: Cupressaceae Đặc điểm nhận dạng: Bách vàng là một loài cây gỗ lớn, có tán hình tháp khi non, rộng và dẹt khi trưởng thành, đạt chiều cao tới 15 m với đường kính ngang ngực tới 0,8 m. Tán lá mọc phẳng, hình trứng, mọc về nhiều hướng khác nhau, cành non màu xanh thẫm, khi về già chuyển thành màu nâu xám giống màu của vỏ thân cây, vỏ cành cũng trở nên nứt dọc thành nhiều kẽ nhỏ khác nhau chạy dài dọc cành cây. Cành mọc vòng quanh thân, lá mọc ra theo 1 hình phẳng về các hướng khác nhau tạo cho cành, nhánh của cây có dạng tầng. Một trong những đặc điểm hình thái đặc biệt nhất của Bách vàng (Xanthocyparis vietnamensis) là sự hiện diện của hai dạng lá phân biệt trên các cây trưởng thành. Loài này có các cành với cả lá dạng non và lá trưởng thành dạng vảy. Chỉ có cành dạng lá vảy mới mang nón đực và nón hạt. Sinh học và sinh thái: Bách vàng là loài cây thường xanh, không có mùa rụng lá rõ rệt, lá rụng tương đối đều đặn trong năm, thời hỳ ra lá mới bắt đầu từ tháng giêng, rõ rệt vào tháng hai và tháng ba. Mùa ra nón bắt đầu từ tháng mười một, nở rộ vào tháng hai, tháng ba. Nón chín có thể vào tháng giêng, tháng hai năm sau nón đơn tính cùng gốc; nón đực thường mọc lẻ ở đầu cành, không có cuống hoặc cuống rất ngắn, hình bầu dục, lúc đầu màu nâu nhạt sau đó chuyển sang màu nâu xẫm, nón đực mang 10- 12 vẩy nhị hình tam giác; nón cái hình cầu, mọc đơn độc ở nách lá gần đầu cành, khi non có màu xanh, lúc về già chuyển thành màu nâu đỏ và hoá gỗ, nón mang tối đa 9 hạt, hạt có cánh. Hạt rơi ra ngoài cũng khó có thể nẩy mầm phát triển
4 thành cây do điều kiện môi trường không phù hợp và các tác động xấu bên ngoài luôn làm ảnh hưởng đến môi trường sống. Hạt Bách vàng nhỏ, có cánh mỏng và nhẹ. Bách vàng có trọng lượng 1.000 hạt là 5,5gam. Phân bố: Bách vàng là loài đặc hữu rất hẹp, chỉ gặp ở Khu bảo tồn Bát Đại Sơn, huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang và xã Ca Thành, huyện Nguyên Bình, tỉnh Cao Bằng. Giá trị sử dụng: Loài này có gỗ tốt, thơm, không bị mối mọt. 1.2. Cơ sở pháp lý của vấn đề nghiên cứu 1.2.1. Tổng quan kết quả nghiên cứu trên thế giới 1.2.1.1. Nghiên cứu về đặc điểm sinh thái a) Về ngành Thông (Pinophyta) Thông là một nhóm thực vật tự nhiên với khoảng 630 loài và có giá trị kinh tế và sinh thái đặc biệt cao. Những cây này gặp trên tất cả các châu lục trừ châu Nam cực (nơi cũng tìm thấy các hóa thạch Thông) và trong gần như tất cả các quần xã rừng. Nhiều quần xã trong đó có Thông chiếm ưu thế. Mặc dù có nhiều loài Thông phân bố rộng với hàng triệu, thậm chí hàng tỷ cá thể nhưng ít nhất cũng có 25% tổng số các loài Thông bị đe dọa tuyệt chủng. Theo thời gian các loài mới và cả các chi mới vẫn còn đang được tiếp tục phát hiện ở những vùng sâu vùng xa, bổ sung thêm vào danh sách các loài Thông quí hiếm và bị đe dọa. Thông đóng một vai trò quan trọng trong lâm nghiệp. Phần lớn gỗ xẻ trong nền kinh tế thế giới là từ các loài Thông - Nguyễn Tiến Hiệp và cs (2005). Theo nhiều quan điểm phân loại khác nhau, ngành Thông có khoảng 6-8 họ với khoảng 65-70 chi và 600-650 loài - Lott J. et al, 2002. Trong ngành Thông trước đây người ta phân thành 7 bộ, nhưng qua kiểm tra gen, các bộ Taxales, Araucariales - Nizam Khan U. et al, 1971, và Cupressales được xếp vào bộ Thông cùng với 3 bộ khác là Cordaitales, Vojnovskyales và Voltziales tạo thành ngành Thông. Thông được chia thành 3 phân giống, dựa trên các đặc tính về hạt, lá và nón: Pinus subg. Pinus, Pinus subg. Ducampopinus, Pinus subg. Strobus. Việc phân loại của Thông do Little và Critchfield tiến hành sau đó được thay đổi và bổ sung của Michael Frankis, Jesse P. Perry, Keith Rushforth, David Richardson. Nói chung, các
5 phân loại đó đều dựa vào đặc tính của hạt, nón và lá - Michael Frankis (1999, 2002), Richardson D. M. (ed.), 2000. b) Về họ Hoàng đàn (Cupressaceae) Họ Hoàng đàn (Cupressaceae) bao gồm khoảng 27 - 30 chi (trong đó 17 chi chỉ có một loài) với khoảng 130 - 140 loài. Chúng là các cây thân gỗ hay cây bụi, có cơ quan sinh dục hoặc là đơn tính cùng gốc (monoecious) hoặc là đơn tính cận khác gốc (subdioecious), đôi khi là đơn tính khác gốc (dioecious), cao từ 1 - 116m. Vỏ cây của các cây trưởng thành có màu từ nâu da cam tới nâu đỏ với kết cấu có thớ, thường bong ra hay dễ lột theo chiều dọc, nhưng lại trơn, xếp vảy hoặc cứng và dễ vỡ thành miếng hình vuông. Ở một số loài lá của chúng hoặc là mọc thành vòng xoắn ốc, theo các cặp chéo chữ thập (các cặp đối, mỗi cặp cách cặp trước 900) hoặc thành vòng xoắn chữ thập gồm 3 hay 4 lá, phụ thuộc vào từng chi. Cupressaceae là họ phân bố rộng nhất trong các họ thực vật hạt trần thuộc ngành Thông, với sự phân bố gần như toàn cầu ở mọi lục địa, ngoại trừ châu Nam Cực, chúng có thể sinh trưởng tốt ở độ cao 5.200 m tại khu vực Tây Tạng, là độ cao lớn nhất mà người ta thông báo là không có bất kỳ loài cây có thân gỗ nào có thể sinh sống. Họ Hoàng đàn cũng mang những đặc điểm của cây lá kim, dạngcây hình tháp, mọc thành rừng thuần loài hay là những cây vượt tán trên các cây lá rộng khác.Tính đa dạng của cây lá kim (được thể hiện ở số lượng các loài) lớn hơn ở Bắc bán cầu tại các vùng như Mêxicô, Tây Nam Hoa Kỳ và Trung Quốc (gồm cả Việt Nam), phần lớn các loài này thuộc các họ Thông (Pinaceae) và Hoàng đàn (Cupressaceae). Nam bán cầu có số loài ít hơn. Có một loạt các điểm nóng đối với sự đa dạng của cây lá kim ở Nam bán cầu như ở New Caledonia, một quần đảo nhỏ phía Tây Thái Bình Dương có tới 43 loài, tất cả các loài này đều là đặc hữu. Hoàng đàn (Cupressaceae) là một họ có số lượng loài và chi rất ít nên số lượng các nghiên cứu về họ Hoàng đàn chưa nhiều. Sau hàng loại các nghiêncứu và phát hiện về chi Bách vàng, các nhà khoa học và nhà nghiên cứu đã tìm thấy tất cả 2 loài thuộc chi này và thống nhất cách đặt tên cho các loài. Loài thứ nhất được tìm thấy ở Bắc châu Mỹ với tên gọi là Xanthocyparisnootkatensis (D.Don) Farjon A., Nguyen Tien Hiep, Harder K., Phan
6 Ke Loc, Averyanov L., (2002), loài thứ 2 được tìm thấy ở Việt Nam là Xanthocyparis vietnamensis. Tên khoa học của chi có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp: Xantho có ý nghĩa là màu vàng, màu của gỗ và cyparis có nghĩa là cây Bách, còn tên khoa học của loài vietnamensis nói lên loài này được phát hiện từ Việt Nam. Đây là loài đặc hữu của Việt Nam được phát hiện tại Hà Giang chính thức vào năm 1999. Sau khi được phát hiện đã cómột số nhà khoa học từ Vương quốc Anh đến khu BTTN để nghiên cứu. Tại đây, các nhà thực vật học đã công bố thêm một số đặc điểm về loài như: Chiều cao của Bách vàng trưởng thành đạt từ 8 - 10m, đường kính 30 - 35cm, số lượng cây tại khu vực tìm thấy loài còn lại rất ít, loài sinh trưởng ở những đỉnh núi cao. Nói chung, hầu hết các công trình, số lượng các nghiên cứu về loài Bách còn rất ít và thiếu sát sao các tác giả chỉ tập trung vào lĩnh vực phân loại, xác định tên chi và loài, tìm hiểu môi trường sống nói chung mà chưa có bất cứ một công trình nghiên cứu sâu về phân bố, sinh thái, tái sinh nên các biện pháp bảo tồn cũng như sự thiếu hiểu biết về tính cần thiết phải bảo vệ và bảo tồn loài còn rất nhiều hạn chế và ít được chú trọng. 1.2.1.2. Nghiên cứu về cấu trúc Cấu trúc rừng là một khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp, tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian (Phùng Ngọc Lan, 1986). Cấu trúc rừng 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. Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng. Hệ sinh thái rừng, đặc biệt là các hệ sinh thái rừng tự nhiên nhiệt đới là những hệ sinh thái có cấu trúc phức tạp nhất. Bởi vậy, những nghiên cứu về cấu trúc rừng này luôn là con đường đầy chông gai đối với các nhà khoa học. Baur G.N (1979), đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa, tác giả đã đi sâu vào nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các biện pháp kỹ thuật lâm sinh được áp dụng vào từng rừng mưa tự nhiên. - Mô tả hình thái cấu trúc rừng Hiện tượng thành tầng là một trong những đặc trưng cơ bản về cấu trúc hình
7 thái của quần xã thực vật rừng và là cơ sở để tạo nên cấu trúc tầng thứ. David và P.W.Risa (1933-1934) đã đề xướng và sử dụng phương pháp vẽ biểu đồ mặt căt đứng của rừng trong nghiên cứu cấu trúc tầng thứ của rừng. Cho đến nay, phương pháp này vẫn có hiệu quả, tuy nhiên nhược điểm của nó là chỉ minh họa được cách săp xếp theo chiều thẳng đứng của các loài cây gỗ trong một diện tích có hạn. Cusen (1951) đã khắc phục nhược điểm trên bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đưa lại một hình tượng về không gian ba chiều. David và Richards (1933-1934) đã đề xuất phương pháp biểu đồ trăc diện khi nghiên cứu cấu trúc rừng nhiệt đới theo chiều nằm ngang và chiều thẳng đứng (Dẫn theo Nguyễn Thị Thoa, 2003). Catinot R (1965) đã nghiên cứu các nhân tố câu trúc sinh thái thông qua việc mô tả, phân loại theo các khái niệm, dạng sống, tầng phiên. Ngoài ra, tác giả còn biểu diễn cấu trúc hình thái rừng mưa bằng những phẫu đồ rừng. Meyer (1952) đã mô tả phân bố N/D13 bằng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục và được gọi là phương trình Meyer hay gọi là hàm Meyer. Richards P.W (1952) cũng đã đề cập đên phân bố số cây theo câp đường kính. Tác giả coi dạng phân bố này là một dạng đặc trưng của rừng tự nhiên. Roollet (1971) đã biêu diễn các mối tương quan giữa đường kính ngang ngực và chiều cao vút ngọn, giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực bằng các năm hồi quy, đồng thời mô tả câu trúc hình thái rừng mưa bằng các phẫu đồ (theo Phạm Ngọc Giao, 1995). Bally (1973) đã sử dụng hàm Weibull, Schiffel biểu thị đường cong cộng dồn phần trăm số cây bằng đa thức bậc ba khi nghiên cứu về quy luật N/D (dẫn theo Vũ Tiên Hinh, Phạm Ngọc Giao, 1997). Nhìn chung, các công trình nghiên cứu về mô tả hình thái câu trúc rừng trên thê giới, các tác giả đều đưa ra những nhận xét mang tính định tính, chưa mang tính định lượng nên chưa thực sự phản ánh được sự phức tạp về câu trúc của rừng tự nhiên nhiệt đới. - Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng Để khắc phục nhược điểm của các công trình nghiên cứu về mô tả hình thái
8 cấu trúc rừng, cùng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học giúp cho việc nghiên cứu cấu trúc rừng chuyển dần từ mô tả định tính sang định lượng. 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. Raunkiaer (1934) đã tìm ra công thức xác định phổ dạng sống chuẩn theo tỷ lệ phần trăm giữa số lượng cá thể của từng dạng sống so với tổng số cá thể trong một khu vực. Từ đó, tác giả đã xây dựng công thức xác định phổ dạng sống chuẩn cho hàng nghìn loài cây khác nhau. Để biểu thị tính đa dạng về loài, một số tác giả đã xây dựng các công thức xác định chỉ số đa dạng loài như Simpson (1949), Margalef (1958), Menhinik (1964)... Khi các hàm toán học được đưa vào sử dụng để mô phỏng các quy luật kết cấu lâm phần thì các nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng càng phát triển mạnh mẽ hơn. Nhiều tác giả đã tập trung nghiên cứu cấu trúc rừng theo không gian và thời gian, tiêu biểu như Rollet B. L (1971) đã biểu diễn mối quan hệ giữa đường kính và chiều cao bằng các hàm hồi quy, phân bố đường kính ngang ngực, đường kính tán bằng các dạng phân bố xác suất, Belly (1973) sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính thân cây loài Thông.. .(dẫn theo Trần Văn Con, 2001). Andel S. (1981) đã chứng minh cấu trúc rừng có ảnh hưởng tới tái sinh rừng thông qua việc xác định độ đầy tối ưu cho sự phát triển bình thường cây gỗ là 0,6 - 0,7. Tác giả cho rằng độ khép tán của rừng có quan hệ với mật độ và sức sống của cây con. Tóm lại, trên thế giới các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú, đa dạng, có nhiều công trình nghiên cứu công phu và đã đem lại hiệu quả cao trong kinh doanh rừng. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên nhiệt đới còn rất ít nên cơ sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp kỹ thuật cho rừng tự nhiên nhiệt đới vẫn còn nhiều vấn đề chưa được làm sáng tỏ. 1.2.1.3. Nghiên cứu về đặc điểm tái sinh Tái sinh rừng là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là
9 tầng cây gỗ. Hiểu theo nghĩa rộng tái sinh rừng là sự tái sinh của một hệ sinh thái rừng. Nó có biểu hiện là sự xuất hiện của một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng, dưới tán rừng, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy. Vai trò lịch sử của lớp cây con này là thay thế thế hệ cây gỗ già cỗi. Do đó, tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng. Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây tái sinh và đặc điểm phân bố. Lowdermilk (1927), đã xây dựng phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên. Tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống, với ô đo đếm điều tra tái sinh có diện tích từ 1 - 4 m2. Do diện tích điều tra nhỏ nên việc đo đếm có nhiều thuận lợi nhưng số lượng ô phải đủ lớn và trải đều trên diện tích khu rừng mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng. Cho đến nay, nhiều tác giả đã sử dụng phương pháp này khi điều tra tái sinh tự nhiên. Barnard (1950), đã đề nghị một phương pháp “điều tra chuẩn đoán” để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên. Theo tác giả kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tùy theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau (dẫn theo Nguyễn Văn Hồng, 2010). Richards (1952), đã tổng kết các kết quả nghiên cứu về phân bố số cây tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới. Tác giả đã đưa ra nhận xét: trong các ô dạng bản có kích thước nhỏ (1 x 1m, 1 x 1,5m) cây tái sinh tự nhiên có dạng phân bố cụm, một số ít có phân bố Poisson. Một số tác giả nghiên cứu tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới châu Á như Bara (1954), Budowski (1956) có nhận định dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, nên việc đề xuất các biện pháp lâm sinh để bảo vệ lớp cây tái sinh này là cần thiết (dẫn theo Nguyễn Thị Thoa, 2003). Nhờ những nghiên cứu này nhiều biện pháp tác động vào lớp cây tái sinh đã được xây dựng và đem lại hiệu quả đáng kể. Van Steenis (1956) đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng nhiệt đới đó là tái sinh phân tán - liên tục của các loài cây chịu bóng và tái sinh vệt của các
10 loài cây ưa sáng. Hai đặc điểm này không chỉ thấy ở rừng nguyên sinh mà còn thấy cả ở rừng thứ sinh - một đối tượng rừng khá phổ biến ở nhiều nước nhiệt đới. Khi nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến tái sinh tự nhiên, nhân tố ánh sáng (thông qua độ tàn che của rừng), độ âm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi được đề cập thường xuyên. Baur G.N (1979) cho rằng trong rừng nhiệt đới sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến phát triển của cây con, còn đối với sự nảy mầm và phát triển của cây mầm, ảnh hưởng này thường không rõ ràng. Ngoài ra, các tác giả nhận định, thảm cỏ và cây bụi có ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây tái sinh. Mặc dù ở những quần thụ kín tán, thảm cỏ và cây bụi kém phát triển nhưng chúng vẫn ảnh hưởng đến cây tái sinh. Đối với rừng nhiệt đới, số lượng loài cây trên một đơn vị diện tích thường lớn nhưng số lượng loài cây có giá trị kinh tế thường không nhiều và được chú ý hơn, còn các loài cây có giá trị kinh tế thấp lại ít được quan tâm mặc dù chúng có vai trò sinh thái quan trọng. Vì vậy, khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên cần phải đề cập một cách đầy đủ tất cả các loài cây xuất hiện trong lớp cây tái sinh để có những đánh giá chính xác tình hình tái sinh rừng và có những biện pháp tác động phù hợp. Tóm lại, kết quả nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới cho chúng ta những hiểu biết về các phương pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh tự nhiên ở một số nơi. Đặc biệt, sự vận dụng các hiểu biết về quy luật tái sinh để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý tài nguyên rừng bền vững. 1.2.2. Tổng quan kết quả nghiên cứu ở Việt Nam 1.2.2.1. Nghiên cứu về đặc điểm hình thái, sinh vật học Bách vàng (Xanthocyparis) là một chi mới được phát hiện lần đầu tiên gần đây ở Việt Nam tại Khu bảo tồn thiên nhiên (BTTN) Bát Đại Sơn, thuộc họ Hoàng đàn (Cupressaceae). Ở Việt Nam họ Hoàng đàn là một trong 06 họ thuộc lớp Thông (Pinopsida). Trong họ Hoàng đàn hiện tại chỉ có 4-5 chi, khi được phát hiện, Bách vàng đã được xếp vào một trong những chi thuộc họ này. Tất cả các loài mọc tự nhiên hay nhập nội thuộc họ này đều có ý nghĩa kinh tế lớn như cho gỗ quý, tinh dầu thơm, hương liệu hay trồng làm cảnh. Đây là các loài chúng ta rất quen thuộc như Pơ mu, Bách xanh, Hoàng đàn Hữu Liên, Hoàng đàn rủ, nay có thêm loài Bách vàng (tên gọi