Luận án tiến sĩ lâm nghiệp: Nghiên cứu tính đa dạng và đề xuất giải pháp bảo tồn thực vật thân gỗ trên núi đá vôi ở Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa-Phượng Hoàng tỉnh Thái Nguyên

Chia sẻ: Tran Duc Phap | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:163

Thêm vào BST

Báo xấu

286
lượt xem 90
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu đề tài nhằm xác định được tính đa dạng về thảm và hệ thực vật tại Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa-Phượng Hoàng tỉnh Thái Nguyên, xác định được những tác động của người dân địa phương tới tài nguyên rừng của Khu BTTN Thần Sa-Phượng Hoàng. Đề xuất được một số giải pháp nhằm bảo tồn và phát triển các loài thực vật thân gỗ nói riêng và hệ thực vật nói chung tại khu vực nghiên cứu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ lâm nghiệp: Nghiên cứu tính đa dạng và đề xuất giải pháp bảo tồn thực vật thân gỗ trên núi đá vôi ở Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa-Phượng Hoàng tỉnh Thái Nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN NGUYỄN THỊ THOA NGHIÊN CỨU TÍNH ĐA DẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO TỒN THỰC VẬT THÂN GỖ TRÊN NÚI ĐÁ VÔI Ở KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN THẦN SA - PHƢỢNG HOÀNG, TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP THÁI NGUYÊN - 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN NGUYỄN THỊ THOA NGHIÊN CỨU TÍNH ĐA DẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO TỒN THỰC VẬT THÂN GỖ TRÊN NÚI ĐÁ VÔI Ở KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN THẦN SA - PHƢỢNG HOÀNG, TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: LÂM SINH Mã số: 62 62 02 05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. TRẦN VĂN CON 2. TS. LÊ ĐỒNG TẤN THÁI NGUYÊN - 2014
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi, công trình đƣợc thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS. Trần Văn Con và TS. Lê Đồng Tấn trong thời gian từ năm 2009 đến 2013. Các số liệu, kết quả nêu trong luân án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Các thông tin trích dẫn trong luân án đã đƣợc ghi rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, tháng 01 năm 2014 Tác giả luận án Nguyễn Thị Thoa
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, đó là sự nỗ lực hết sức của bản thân, sự quan tâm giúp đỡ, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy giáo hƣớng dẫn, các thầy cô giáo Phòng Quản lý Sau đại học trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, các thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp Khoa Lâm Nghiệp Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Trần Văn Con - Viện Nghiên cứu Lâm sinh, Viện Khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam; TS. Lê Đồng Tấn - Trung tâm Phát triển Công nghệ cao, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, những ngƣời đã hƣớng dẫn khoa học đã dành nhiều thời gian và công sức giúp đỡ cho tôi trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS. Đặng Kim Vui, Đại học Thái Nguyên ngƣời đã định hƣớng cho tôi về lĩnh vực nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và Khoa Lâm Nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi có thể học tập và nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, cán bộ nhân viên Chi Cục Kiểm Lâm tỉnh Thái Nguyên, Khu bảo tồn Thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng, tỉnh Thái Nguyên và nhân dân các xã Thần Sa, Thƣợng Nung, Nghinh Tƣờng, Sảng Mộc, Vũ Chấn, huyện Võ Nhai đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình điều tra ngoại nghiệp. Cảm ơn sự quan tâm chia sẻ, động viên ủng hộ của gia đình, bạn bè cả về mặt tinh thần và vật chất để tôi có thể hoàn thành luận án, cảm ơn các em sinh viên các khóa K39LN, K40LN đã hỗ trợ tôi trong quá trình nghiên cứu thực địa. Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tất cả những sự giúp đỡ quý báu đó. Thái Nguyên, tháng 01 năm 2014 Tác giả luận án Nguyễn Thị Thoa
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .......................................................................vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .......................................................................vii DANH MỤC CÁC BẢNG...................................................................................... viii DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................... xi MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ............................................................................... 3 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................... 4 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................ 4 5. Đóng góp mới của luận án ...................................................................................... 4 Chƣơng 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................... 5 1.1. Những nghiên cứu trên thế giới ........................................................................... 5 1.1.1. Các nghiên cứu về thảm thực vật ...................................................................... 5 1.1.2. Nghiên cứu về đa dạng hệ thực vật ................................................................... 7 1.1.3. Nghiên cứu về đa dạng của thực vật thân gỗ .................................................. 10 1.1.4. Các nghiên cứu về tính đa dạng thực vật trên núi đá vôi ................................ 10 1.1.5. Ứng dụng các chỉ số đa dạng sinh học trong nghiên cứu thực vật ................. 11 1.1.6. Nghiên cứu về tái sinh rừng ............................................................................ 12 1.1.7. Các yếu tố ảnh hƣởng đến tính đa dạng thực vật ............................................ 14 1.2. Những nghiên cứu ở Việt Nam .......................................................................... 18 1.2.1. Nghiên cứu về thảm thực vật .......................................................................... 18 1.2.2. Nghiên cứu về hệ thực vật............................................................................... 19 1.2.3. Tính đa dạng của cây gỗ và thực vật thân gỗ .................................................. 24 1.2.4. Các nghiên cứu về tính đa dạng thực vật trên núi đá vôi ................................ 25 1.2.5. Ứng dụng các chỉ số đa dạng sinh học trong nghiên cứu đa dạng thực vật ........... 29 1.2.6. Nghiên cứu về tái sinh rừng ............................................................................ 31
iv 1.2.7. Các yếu tố ảnh hƣởng đến tính đa dạng thực vật ............................................ 34 1.2.8. Những nghiên cứu ở tỉnh Thái Nguyên .......................................................... 35 1.3. Thảo luận và xác định vấn đề nghiên cứu của đề tài ......................................... 37 1.3.1. Phân loại rừng ................................................................................................. 37 1.3.2. Nghiên cứu về đa dạng loài và khả năng tái sinh ............................................ 38 1.3.3. Nghiên cứu định lƣợng đa dạng sinh học ....................................................... 39 1.3.4. Định hƣớng nghiên cứu ................................................................................... 40 Chƣơng 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU ......................................................................................................... 41 2.1. Điều kiện tự nhiên .............................................................................................. 41 2.1.1. Vị trí địa lý ...................................................................................................... 41 2.1.2. Địa hình ........................................................................................................... 41 2.1.3. Khí hậu ............................................................................................................ 41 2.1.4. Thuỷ văn .......................................................................................................... 42 2.1.5. Địa chất, thổ nhƣỡng ....................................................................................... 42 2.1.6. Rừng và thực vật rừng ..................................................................................... 42 2.2. Điều kiện kinh tế xã hội ..................................................................................... 43 2.2.1. Dân tộc ............................................................................................................ 43 2.2.2. Dân số và lao động .......................................................................................... 43 2.2.3. Thực trạng phát triển kinh tế ........................................................................... 44 2.2.4. Thực trạng cơ sở hạ tầng ................................................................................. 46 2.2.5. Nhận xét chung ............................................................................................... 47 2.3. Cơ cấu tổ chức ban quản lý khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng48 Chƣơng 3: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 53 3.1. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 53 3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 53 3.2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu tài liệu thứ cấp ........................................................ 53 3.2.2. Phƣơng pháp chuyên gia ................................................................................. 54 3.2.3. Phƣơng pháp điều tra ...................................................................................... 54 3.2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu ............................................................................... 60
v Chƣơng 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 66 4.1. Đặc điểm của các lớp quần hệ thảm thực vật ở khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng theo UNESCO, 1973 ..................................................................... 66 4.2. Tính đa dạng thực vật thân gỗ ở tầng cây cao trên núi đá vôi Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ................................................................................ 82 4.2.1. Đa dạng mức độ ngành ................................................................................... 83 4.2.2. Chỉ số đa dạng của các taxon thực vật thân gỗ trên núi đá vôi ....................... 85 4.2.3. Đa dạng bậc họ ................................................................................................ 86 4.2.4. Đa dạng bậc chi ............................................................................................... 87 4.2.5. Đa dạng về dạng sống ..................................................................................... 88 4.2.6. Đa dạng theo các yếu tố địa lý ........................................................................ 89 4.2.7. Đa dạng về giá trị của thực vật thân gỗ trên núi đá vôi .................................. 91 4.2.8. Một số chỉ số đa dạng của thực vật thân gỗ rừng trên núi đá vôi tại vùng nghiên cứu ........................................................................................................ 97 4.3. Tính đa dạng của cây gỗ tái sinh tự nhiên ở các kiểu thảm thực vật trên núi đá vôi101 4.3.1. Chỉ số đa dạng tầng cây tái sinh của các kiểu thảm thực vật trên núi đá vôi....... 101 4.3.2. Tổ thành và mật độ cây tái sinh của các thảm thực vật rừng trên núi đá vôi ở Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ....................................... 102 4.3.3. Chất lƣợng và nguồn gốc cây tái sinh ........................................................... 105 4.3.4. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao ........................................................ 106 4.4. Các tác động của ngƣời dân địa phƣơng tới tài nguyên rừng Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng. ............................................................................. 107 4.4.1. Khai thác gỗ trái phép ................................................................................... 108 4.4.2. Khai thác củi ................................................................................................. 113 4.4.3. Phát, đốt rừng mở rộng diện tích đất canh tác nông nghiệp ......................... 116 4.4.4. Khai thác lâm sản ngoài gỗ ........................................................................... 118 4.4.5. Hoạt động chăn thả gia súc ........................................................................... 120 4.4.6. Cháy rừng ...................................................................................................... 121 4.4.7. Khai thác khoáng sản .................................................................................... 122 4.4.8. Đánh giá tác động của ngƣời dân đến Khu bảo tồn theo các tuyến điều tra ........ 123
vi 4.5. Đề xuất một số giải pháp bảo tồn hệ thực vật thân gỗ trên núi đá vôi tại Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ........................................................ 124 4.5.1. Nâng cao nhận thức về bảo tồn đa dạng sinh học ......................................... 124 4.5.2. Quy hoạch, tổ chức, quản lý.......................................................................... 125 4.5.3. Chính sách và sinh kế .................................................................................... 126 4.5.4. Khoa học, kỹ thuật ........................................................................................ 128 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................................... 130 1. Kết luận ............................................................................................................... 130 2. Đề nghị ................................................................................................................ 132 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN............................................................ 133 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 134
vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BNN: Bộ Nông nghiệp CS: Cộng sự CT: Chỉ thị ĐDSH: Đa dạng sinh học ĐTQTR: Điều tra quy hoạch rừng ĐVT: Đơn vị tính HC: Hành chính HS: Hình sự IUCN: Hiệp hội bảo tồn thiên nhiên quốc tế (The World Conservation Union) IVI: Chỉ số quan trọng (Importance Value Index) KT: Khai thác KBT: Khu bảo tồn KBTTN: Khu bảo tồn thiên nhiên LS: Lâm sản LSNG: Lâm sản ngoài gỗ NN & PTNT: Nông nghiệp và phát triển nông thôn NS: Ngân sách OTC: Ô tiêu chuẩn ODB: Ô dạng bản PRA: Đánh giá nông thôn có sự tham gia (Participatory Rural Appraisal) PV: Phỏng vấn PCCCR: Phòng cháy chữa cháy rừng QĐ: Quyết định QLBVR: Quản lý bảo vệ rừng TCLN: Tổng cục Lâm nghiệp TTg: Thủ tƣớng UB: Ủy ban WWF: Quỹ quốc tế về bảo vệ thiên nhiên (World Wide Fund for Nature)
viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Thống kê số hộ nghèo năm 2011 của các xã thuộc Khu bảo tồn ............. 44 Bảng 2.2. Dân số và diện tích đất canh tác nông nghiệp, lâm nghiệp của các xã thuộc Khu bảo tồn ............................................................................... 45 Bảng 3.1: Giá trị sử dụng của các loài thực vật thân gỗ ........................................... 62 Bảng 3.2: Thang phân chia dạng sống thực vật thân gỗ khu vực nghiên cứu theo phƣơng pháp của Raunkiaer (1934) ................................................. 63 Bảng 4.1. Tổ thành rừng kín thƣờng xanh mƣa mùa cây lá rộng phục hồi tự nhiên sau khai thác trên núi đất ở địa hình thấp ...................................... 68 Bảng 4.2. Tổ thành rừng kín thƣờng xanh mƣa mùa cây lá rộng phục hồi tự nhiên sau canh tác nƣơng rẫy trên núi đất ............................................... 69 Bảng 4.3. Tổ thành rừng kín thƣờng xanh cây lá rộng trên núi đá vôi ở địa hình thấp và núi thấp 500m ........................................................................ 73 Bảng 4.5. Tổ thành rừng kín thƣờng xanh cây lá rộng phục hồi tự nhiên trên đất sau nƣơng rẫy ở độ cao >500m.......................................................... 74 Bảng 4.6. Tổ thành rừng kín thƣờng xanh mƣa mùa cây lá rộng trên núi đá vôi ở địa hình thấp và núi thấp (>500m) ................................................. 77 Bảng 4.7. Tổ thành rừng thƣa thƣờng xanh cây lá rộng phục hồi tự nhiên ở địa hình thấp ............................................................................................ 79 Bảng 4.8. Tổ thành rừng thƣa thƣờng xanh mƣa mùa nhiệt đới cây lá rộng trên núi đá vôi ở địa hình thấp và núi thấp .............................................. 81 Bảng 4.9. Các taxon của thực vật thân gỗ trên núi đá vôi tại Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ...................................................... 83 Bảng 4.10. Số loài và tỷ lệ % số loài thực vật thân gỗ của Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng với Yên Tử, Đồng Sơn - Kỳ Thƣợng, Xuân Liên, Văn Hóa Đồng Nai. ........................................................................ 84 Bảng 4.11. So sánh số loài trên đơn vị diện tích giữa Thần Sa - Phƣợng Hoàng với Xuân Liên, Yên Tử, Văn Hóa Đồng Nai. .............................. 84
ix Bảng 4.12. So sánh tỷ trọng hai lớp trong ngành Mộc lan của thực vật thân gỗ trên núi đá vôi Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ............ 84 Bảng 4.13. Các chỉ số đa dạng của các taxon thực vật thân gỗ trên núi đá vôi Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ................................. 85 Bảng 4.14. Các chỉ số họ, chi của Thần Sa - Phƣợng Hoàng so với Yên Tử, Đồng Sơn - Kỳ Thƣợng, Xuân Liên, Văn Hóa Đồng Nai. ...................... 85 Bảng 4.15. Các họ đa dạng nhất của thực vật thân gỗ trên núi đá vôi Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ............................................... 86 Bảng 4.16. Các chi đa dạng nhất của thực vật thân gỗ trên núi đá vôi Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ............................................... 87 Bảng 4.17. Phổ dạng sống của thực vật thân gỗ trên núi đá vôi Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ...................................................... 88 Bảng 4.18. Các yếu tố địa lý thực vật của hệ thực vật thân gỗ trên núi đá vôi Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ................................. 89 Bảng 4.19. Giá trị sử dụng của các loài thực vật thân gỗ trên núi đá vôi ở Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ................................. 91 Bảng 4.20. Hiện trạng, phân bố một số loài thực vật thân gỗ quý hiếm trong khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa, Phƣợng Hoàng ................................... 94 Bảng 4.21. Chỉ số đa dạng về loài tầng cây gỗ của các kiểu thảm thực vật trên núi đá vôi .......................................................................................... 97 Bảng 4.22. Chỉ số tƣơng đồng (SI) tầng cây gỗ của các kiểu thảm thực vật rừng trên núi đá vôi.................................................................................. 99 Bảng 4.23. Chỉ số đa dạng Rẽnyi ở các thảm thực vật rừng trên núi đá vôi............. 99 Bảng 4.24. Chỉ số đa dạng của cây gỗ tái sinh ở các kiểu thảm thực vật rừng trên núi đá vôi ........................................................................................ 101 Bảng 4.25. Tổ thành và mật độ cây tái sinh trên các thảm thực vật rừng núi đá vôi tại Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ............... 103 Bảng 4.26. Chất lƣợng và nguồn gốc cây tái sinh rừng trên núi đá vôi ở Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ....................................... 105 Bảng 4.27. Mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao rừng trên núi đá vôi ở Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ....................................... 106
x Bảng 4.28. Tổng hợp kết quả phỏng vấn về những tác động của ngƣời dân tới tài nguyên rừng của khu bảo tồn............................................................ 108 Bảng 4.29. Số vụ vi phạm luật bảo vệ và phát triển rừng trên địa bàn khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng từ năm 2010-2012 ............... 109 Bảng 4.30. Khai thác và sử dụng cây gỗ từ rừng tự nhiên tại Khu bảo tồn ............ 112 Bảng 4.31. Danh lục các loài cây thƣờng đƣợc dùng làm củi lấy từ rừng tự nhiên ................................................................................................. 114 Bảng 4.32. Loại củi và lƣợng củi đƣợc ngƣời dân xung quanh Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng sử dụng ...................................... 116 Bảng 4.33. Thống kê đàn gia súc của các xã thuộc Khu bảo tồn ............................ 121 Bảng 4.34. Tổng hợp các tác động của con ngƣời tới tài nguyên rừng của Khu bảo tồn trên các tuyến điều tra ....................................................... 123
xi DANH MỤC CÁC HÌNH Sơ đồ 2.1: Tổ chức bộ máy BQL khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng .................. 48 Hình 4.1. Biểu đồ chỉ số đa dạng Rẽnyi của các thảm thực vật rừng trên núi đá vôi ở Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ........................ 100 Hình 4.2. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao rừng trên núi đá vôi ở Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phƣợng Hoàng ......................................... 107
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Đa dạng sinh học (ĐDSH) có vai trò rất quan trọng đối với việc duy trì các chu trình tự nhiên và cân bằng sinh thái. Đó là cơ sở của sự sống còn và thịnh vƣợng của loài ngƣời và sự bền vững của thiên nhiên trên trái đất. Các nguồn tài nguyên sinh học có ý nghĩa sống còn đối với quá trình phát triển kinh tế và xã hội của nhân loại. ĐDSH ngày càng đƣợc công nhận là tài sản vô giá toàn cầu đối với thế hệ hiện nay cũng nhƣ các thế hệ mai sau. ĐDSH thông qua các dịch vụ hệ sinh thái, cung cấp toàn bộ các nhu cầu cần thiết, cơ sở đảm bảo cuộc sống no đủ, hạnh phúc của mỗi ngƣời, sự phồn vinh của toàn xã hội, và sự phát triển bền vững của nền kinh tế đất nƣớc cũng nhƣ của từng địa phƣơng. Tuy nhiên hệ sinh thái là những hệ thống sống, có rất nhiều quá trình chuyển hoá bên trong mà mỗi tác động của chúng ta đều làm cho chúng bị ảnh hƣởng, biến đổi, có khi không thể phục hồi lại trạng thái cũ đƣợc, dẫn đến phá vỡ cân bằng các nhân tố môi trƣờng, gây ra những hậu quả nhƣ lũ lụt, hạn hán, ô nhiễm, dịch bệnh,... dẫn đến khó khăn, thất bại trong các hoạt động kinh tế và đời sống con ngƣời. Vì vậy, bảo tồn và phát triển các hệ sinh thái và toàn bộ sự ĐDSH là nhiệm vụ cần thiết để bảo vệ cuộc sống của con ngƣời. Sự phụ thuộc lẫn nhau giữa con ngƣời và ĐDSH là điều cốt yếu đối với mọi dân tộc, bởi vì mọi cộng đồng rút cục đều phụ thuộc vào các dịch vụ và tài nguyên của ĐDSH. Thảm thực vật trên núi đá vôi là một hệ sinh thái đặc biệt và rất nhạy cảm, do đó mọi tác động tới hệ sinh thái này đều gây ra những biến đổi không thể lƣờng trƣớc đƣợc, đặc biệt đây còn là nơi có tiềm năng đa dạng sinh học cao. Vì vậy, nghiên cứu thảm thực vật trên núi đá vôi mang một ý nghĩa khoa học quan trọng. Báo cáo của Liên hợp Quốc năm 2012 nhấn mạnh đến tỷ lệ mất rừng; mối đe dọa tới nguồn cung cấp nƣớc và ô nhiễm các vùng ven biển. Xu hƣớng chung/tổng thể là suy giảm toàn cầu về ĐDSH là 1/3 lần trong 30 năm qua và xu hƣớng này còn tiếp tục giảm. Có đến 2/3 các loài có thể biến mất. Theo Báo cáo Hành tinh Sống 2010 có tới 5 mối đe dọa lớn đối với ĐDSH là do hoạt động của con ngƣời [189]. Hiện nay, do nhiều nguyên nhân khác nhau làm cho nguồn tài nguyên ĐDSH của Việt Nam đã và đang bị suy giảm. Nhiều hệ sinh thái và môi trƣờng sống bị thu hẹp về diện tích và nhiều taxon loài và dƣới loài đang đứng trƣớc nguy cơ bị tuyệt chủng trong một tƣơng lai gần.
2 Bảo tồn ĐDSH ngày nay đã trở nên hết sức quan trọng trên phạm vi toàn thế giới, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang diễn ra và ảnh hƣởng nghiêm trọng tới đời sống của ngƣời dân. Nghiên cứu về ĐDSH hiện nay là một vấn đề có tính chiến lƣợc, trong đó đa dạng thực vật chiếm vị trí hàng đầu vì thực vật có vai trò quyết định toàn bộ sự sống của các sinh vật khác. Tuy nhiên, thực tế đang đặt ra nhiều vấn đề liên quan đến bảo tồn ĐDSH cần phải giải quyết nhƣ quan hệ giữa bảo tồn và phát triển bền vững hoặc tác động của biến đổi khí hậu đối với bảo tồn ĐDSH. Việt Nam đƣợc xem là nƣớc có diện tích rừng tự nhiên khá lớn trong vùng Đông Nam Á. Theo số liệu của Bộ NN&PTNT (Quyết định số 1739/QĐ-BNN- TCLN) [17], tổng diện tích rừng của cả nƣớc tính đến ngày 31/12/2012 Việt Nam là 13.862.043 ha, trong đó diện tích rừng tự nhiên là 10.423.844 ha, rừng trồng 3.438.200 ha, độ che phủ rừng 39,9%. Tuy diện tích rừng có tăng lên trong những năm gần đây nhƣng chất lƣợng rừng vẫn bị suy giảm chủ yếu do việc khai thác rừng tự nhiên không đúng quy trình và khai thác bất hợp pháp. Quản lý rừng bền vững và phát triển nguồn tài nguyên rừng là 1 trong 5 mục tiêu cơ bản đƣợc xác định trong Chiến lƣợc Phát triển Lâm nghiệp Quốc gia đến năm 2020. Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng [113] đƣợc thành lập theo Quyết định số 3841/QĐ-UB của Ủy ban nhân dân tỉnh Thái Nguyên, ngày 01 tháng 12 năm 1999 với diện tích là 11.280ha. Khu vực này có hệ sinh thái rừng núi đá độc đáo, có tính ĐDSH phong phú với nhiều nguồn gen động thực vật quý hiếm và nhiều hệ sinh thái chuẩn của vùng núi đá. Năm 2006, thực hiện Chỉ thị số 38/2005/CT-TTg ngày 05 tháng 12 năm 2005 của Thủ tƣớng Chính phủ về việc rà soát 3 loại rừng, Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng đƣợc quy hoạch theo ranh giới mới trên địa bàn 6 xã và 1 thị trấn gồm: Đình Cả, Phú Thƣợng, Thƣợng Nung, Thần Sa, Sảng Mộc, Vũ Chấn, Nghinh Tƣờng, với tổng diện tích tự nhiên là 18.858,9 ha và đã đƣợc Ủy ban nhân tỉnh Thái Nguyên phê duyệt tại Quyết định số 1563/QĐ-UB ngày 08 tháng 8 năm 2007. Trong đó rừng tự nhiên là 17.639 ha; rừng trồng 197,3 ha; diện tích không có rừng trên 1.000ha do Ban quản lý Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng trực tiếp quản lý và bảo vệ. Là vùng quy hoạch rừng trên núi đá vôi, khu rừng đặc dụng có địa hình phức tạp và hiểm trở, xa dân cƣ, giao thông liên lạc khó khăn.
3 Nằm trong hệ thống rừng đặc dụng của Việt Nam, Thần Sa - Phƣợng Hoàng là một Khu BTTN có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với sự sống còn của cộng đồng trong việc bảo tồn ĐDSH và bảo vệ môi trƣờng sinh thái. Tuy nhiên, thực tế nguồn tài nguyên rừng ở đây đang bị tác động mạnh bởi sức ép dân sinh, kinh tế của dân cƣ quanh vùng. Chính vì vậy, công tác bảo tồn tính ĐDSH, bảo vệ vốn gen quí cũng nhƣ các nguồn tài nguyên thiên nhiên khác đã đƣợc tỉnh Thái Nguyên rất quan tâm. Trong những năm qua, Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng đã có một số cuộc điều tra, đánh giá tài nguyên rừng, bƣớc đầu cũng đã đánh giá đƣợc giá trị, tiềm năng và ý nghĩa của một khu bảo tồn. Nhƣng một số nội dung quan trọng chƣa đƣợc thực hiện một cách có hệ thống, đó là việc phân loại thảm thực vật tiếp cận theo phƣơng pháp của thế giới (UNESCO, 1973), đánh giá đa dạng sinh học có hệ thống về các taxon phân loại thực vật, yếu tố địa lý cấu thành hệ thực vật, công dụng và mức độ nguy cấp của các loài, phân tích định lƣợng ĐDSH, đặc biệt là các loài thực vật thân gỗ trên núi đá vôi - một hệ sinh thái đặc thù ở Việt Nam, để dựa trên cơ sở đó đƣa ra các biện pháp bảo tồn thích hợp. Để góp phần đánh giá tính đa dạng thực vật thân gỗ vùng núi đá vôi Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng, làm cơ sở cho công tác bảo tồn và sử dụng hợp lý tài nguyên sinh vật vùng đá vôi, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu tính đa dạng và đề xuất giải pháp bảo tồn thực vật thân gỗ trên núi đá vôi ở Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng, tỉnh Thái Nguyên”. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2.1. Mục tiêu tổng quát Xây dựng đƣợc cơ sở khoa học nhằm bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật tại Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng, tỉnh Thái Nguyên. 2.2. Mục tiêu cụ thể - Xác định đƣợc tính đa dạng về thảm và hệ thực vật tại Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng, tỉnh Thái Nguyên. - Xác định đƣợc những tác động của ngƣời dân địa phƣơng tới tài nguyên rừng của Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng. - Đề xuất đƣợc một số giải pháp nhằm bảo tồn và phát triển các loài thực vật thân gỗ nói riêng và hệ thực vật nói chung tại khu vực nghiên cứu.
4 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng Đề tài giới hạn đối tƣợng nghiên cứu về đa dạng thực vật thân gỗ là các loài cây gỗ, cây bụi thân gỗ, dây leo thân gỗ, cây ký sinh bì sinh thân gỗ trên núi đá vôi tại Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng, tỉnh Thái Nguyên 3.2. Phạm vi nghiên cứu - Về thảm thực vật: Nghiên cứu các kiểu thảm thực vật tự nhiên trên toàn Khu bảo tồn. - Về hệ thực vật: Đề tài chỉ nghiên cứu các loài thực vật thân gỗ trên núi đá vôi. - Về những tác động của ngƣời dân địa phƣơng tới tài nguyên rừng của Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng: Chỉ nghiên cứu những tác động trực tiếp. 3.3. Địa điểm nghiên cứu Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng nằm trên 6 xã và 1 thị trấn, nhƣng do xã Phú Thƣợng và thị trấn Đình Cả, rừng đã bị tàn phá nhiều, tính đa dạng loài thấp. Vì vậy, đề tài sẽ tập trung nghiên cứu các kiểu thảm thực vật rừng trên núi đá vôi ở phân khu bảo vệ nghiêm ngặt và phân khu phục hồi sinh thái nằm trên 5 xã phía Bắc Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng là: Xã Thần Sa, Thƣợng Nung, Nghinh Tƣờng, Sảng Mộc và xã Vũ Chấn. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4.1. Ý nghĩa khoa học Bổ sung dẫn liệu về tính đa dạng của thực vật thân gỗ và thảm thực vật của hệ sinh thái rừng trên núi đá vôi. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Kết quả nghiên cứu là những dẫn liệu cập nhật và là cơ sở khoa học cho việc đề xuất giải pháp bảo tồn các loài thực vật thân gỗ trong hệ sinh thái rừng trên núi đá vôi tại Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng. 5. Đóng góp mới của luận án - Đã nghiên cứu một cách có hệ thống về đa dạng thực vật thân gỗ trên núi đá vôi tại Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng, tỉnh Thái Nguyên. - Phân loại và đánh giá hiện trạng thảm thực vật tại Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng theo phƣơng pháp của UNESCO, 1973. - Xác định đƣợc vị trí phân bố của 30/49 loài thực vật thân gỗ quý hiếm đang có nguy cơ bị đe dọa tại Khu BTTN Thần Sa - Phƣợng Hoàng, làm cơ sở để lập kế hoạch bảo tồn.
5 Chƣơng 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Những nghiên cứu trên thế giới 1.1.1. Các nghiên cứu về thảm thực vật Sự khác nhau về điều kiện khí hậu và đất đai tạo ra các kiểu rừng có thành phần, cấu trúc và giá trị kinh tế rất khác nhau. Các nhân tố quan trọng nhất trong việc phân hoá các kiểu thảm thực vật rừng nhiệt đới là lƣợng mƣa, nhiệt độ gắn liền với đai độ cao. Thảm thực vật rừng hay lớp phủ cây cỏ trên mặt trái đất, gồm các quần thể thực vật thân gỗ, không những cung cấp lâm sản phục vụ cho đời sống con ngƣời, mà còn có tác dụng bảo vệ môi trƣờng sinh thái, hạn chế tác hại của thiên tai nhƣ lũ lụt, hạn hán, bão lốc,... (Thái Văn Trừng 1978, 1999)[157, 158]. Phân loại thảm thực vật là một nội dung quan trọng đƣợc nhiều nhà nghiên cứu quan tâm. Thảm thực vật đƣợc hình thành, tồn tại và phát triển trên nhiều điều kiện khác nhau. Vì vậy, sắp xếp và phân loại chúng là vấn đề rất khó và đã có nhiều hệ thống phân loại khác nhau. Phân chia theo các điều kiện sinh thái: Sennhicop (1941, 1964) [109, 110] đƣa ra quan điểm phân loại rừng theo nơi sống và quần xã thực vật, trên đó có các kiểu thảm thực vật đặc trƣng. Kiểu phân loại này đƣợc dùng nhiều với loại đồng cỏ sử dụng làm cơ sở chăn nuôi và các quần xã cây trồng. Warming (1896) phân chia thảm thực vật thành kiểu thảm thực vật thủy sinh, hạn sinh, ẩm sinh, trung sinh. Đây là hệ thống phân loại lâu đời. Phân loại theo cấu trúc ngoại mạo: Theo trƣờng phái này quần hợp là đơn vị cơ bản của lớp phủ thực vật. Dấu hiệu đƣợc dùng làm cơ sở phân loại là hình thái ngoại mạo của thảm thực vật - đó là dạng sống ƣu thế cùng điều kiện nơi sống. Tiêu biểu cho trƣờng phái này có Rubel (1930)[219], Mausel (1954)[218], Ellenberg, Mueller và Dombois (1967)[217]. UNESCO (1973) [206] đƣa ra một khung phân loại chung cho thảm thực vật thế giới mà có thể thể hiện trên bản đồ 1:1.000.000 và nhỏ hơn. Khung phân loại này không dựa hẳn vào một nguyên tắc hay hệ thống đã có mà nó kết hợp các nguyên tắc lại với nhau ở những mức độ khác nhau. Tiêu chuẩn cơ bản của hệ thống phân loại này là cấu trúc, ngoại mạo. Bậc phân loại cao nhất của hệ thống này là lớp quần hệ, bậc thấp nhất ở dƣới phân quần hệ (dƣới quần hệ phụ).
6 Phân loại thảm thực vật theo động thái và nguồn gốc phát sinh: Theo trƣờng phái này, dựa vào các đặc điểm khác nhau của thảm thực vật ở các trạng thái. Đó là quần cao đỉnh, quần xã dẫn xuất, hay là quần xã ở các giai đoạn của quá trình hình thành quần xã cao đỉnh. Đại diện cho trƣờng phái này là Ramenski (1938)[103], Gorotkop (1946), Sotrava (1972)[112], Clemets (1916), Whittaker (1953)[209]. Trƣờng phái này khẳng định tính liên tục của thảm thực vật. Phân loại thảm thực vật theo thành phần hệ thực vật: Đại diện là Braun - Blanquet (1928)[215] và các nhà nghiên cứu của nƣớc Đức, Hung, Ba Lan, Rumani,… Nguyên tắc cơ bản của trƣờng phái này là dựa vào loài đặc trƣng để phân chia quần hợp thực vật. Yếu điểm của trƣờng phái này là chỉ chú ý đến loài thực vật, ít chú ý đến các yếu tố khác, hơn nữa phƣơng pháp này cần một số lƣợng rất lớn các bảng mô tả ô tiêu chuẩn nên rất tốn kém và khó làm. Phân loại rừng phục vụ mục đích kinh doanh: Phân loại rừng phục vụ mục đích kinh doanh đã hình thành và phát triển từ đầu thế kỷ XX với công trình tiêu biểu là “Học thuyết về các kiểu rừng” của Morodov G. F. [86]. Trong đó, Morodov G. F. đã trình bày những vấn đề cơ bản về sinh thái rừng và coi kiểu rừng là đơn vị phân loại cơ bản. Mặc dù còn những thiếu sót nhất định, học thuyết về kiểu rừng của Morodov đã đƣợc các nhà nghiên cứu ở Liên Xô (cũ) kế thừa và phát triển nhƣ: Pogrepnhiac, Sucasop, Alechxeep, Nesterov, Melekhov,... Kế thừa học thuyết của Morodov G. F. và trên quan điểm coi rừng là một sinh địa quần lạc, Sucasop V. N. [115] đã xây dựng hệ thống phân loại với đơn vị cơ bản là kiểu rừng. Hệ thống phân loại kiểu rừng của Sucasop V. N. đã phục vụ thiết thực cho công tác kinh doanh rừng ở các nƣớc thuộc Liên Xô trƣớc đây, và đã đƣợc một số nƣớc Đông Âu nhƣ Ba Lan, Hungari, Tiệp Khắc áp dụng. Ở vùng nhiệt đới có thể nêu một số công trình nghiên cứu của các tác giả nhƣ: Grisebach (1872), Drude (1890) và Warming (1896), Champion H.G. (1936)… Burt-Davy J. (1938), đã thực hiện một công trình tổng hợp tất cả các bảng phân loại đã có và đề nghị một khung phân loại thảm thực vật nhiệt đới áp dụng cho toàn thế giới. Đó là một công trình có giá trị, nhƣng lại khó áp dụng vào việc phân loại thảm thực vật của từng vùng (Thái Văn Trừng, 1978) [157]. Beard J. S. (1946)[221], một nhà lâm học ngƣời Anh đã đề nghị một hệ thống phân loại quần thể thực vật ở vùng nhiệt đới Nam Mỹ, và sau đó đến năm 1955 dựa vào kết quả điều tra ông đã chỉnh lý và đƣa ra một hệ thống 3 cấp gồm quần hợp,
7 quần hệ và loạt quần hệ. Hệ thống phân loại này đƣợc xem là một trong những hệ thống phân loại tốt nhất ở Châu Mỹ nhiệt đới đƣợc Richards P. W. đề nghị áp dụng cho các vùng nhiệt đới khác. Nhƣợc điểm của hệ thống này là không lập đƣợc một khung phân loại tổng quát, trong đó những nhân tố sinh thái phát sinh phải đƣợc xếp theo một trật tự nào đó nhƣ Van Steenis đã đề nghị. Một số nhận xét: Trên thế giới, các nghiên cứu về thảm thực vật đều hƣớng vào việc xây dựng khung phân loại để trên cơ sở đó xác định các kiểu thảm thực vật phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo: kinh doanh rừng, đánh giá hiện trạng, phân bố của thực vật. Đối với lĩnh vực nghiên cứu về đa dạng sinh học thì đây là một nội dung cần thiết nhằm xác định đối tƣợng, môi trƣờng, cảnh quan và các yếu tố sinh thái liên quan đến nơi sống, điều kiện sinh trƣởng phát triển của thực vật làm cơ sở cho việc xây dựng chiến lƣợc bảo tồn loài, bảo tồn sinh cảnh. 1.1.2. Nghiên cứu về đa dạng hệ thực vật - Nghiên cứu về tính đa dạng số lượng loài và số lượng taxon của hệ thực vật: Engler (1882) đƣa ra con số thống kê cho thấy số loài thực vật thế giới là 275.000 loài, trong đó thực vật có hoa có 155.000 - 160.000 loài, thực vật không có hoa 30.000 - 135.000 loài. Riêng thực vật có hoa trên thế giới, Van lop (1940) đƣa ra con số 200.000 loài, Grosgayem (1949) là 300.000 loài. Hai vùng giàu có nhất thế giới là Brazil 40.000 loài và quần đảo Malaixia 45.000 loài. Hệ thực vật giàu loài liên quan không chỉ có điều kiện khí hậu và đất đai thuận lợi mà còn phụ thuộc vào các nhân tố lịch sử. Trung Âu có 3500 loài, 800 chi, 120 họ (1/6,6/29,2 tức là một họ có 6,6 chi và 29,2 loài) trong khi đó ở Trung Trung Hoa có 2900 loài 936 chi 155 họ (1/6/12,2) (Nguyễn Nghĩa Thìn, 2008) [137]. Theo Phạm Hoàng Hộ (1999-2003)[57], hệ thực vật trên thế giới nhƣ sau: Pháp có khoảng 4.800 loài, châu Âu 11.000 loài, Ấn Độ khoảng 12-14.000 loài, Canada có khoảng 4.500 loài kể cả loài du nhập, cả Bắc Mỹ có trên 14.000 loài, Malaysia và Indonesia có khoảng 25.000 loài. Lê Trần Chấn và cs (1999)[19], đƣa ra con số về số lƣợng loài thực vật ở các vùng nhƣ sau: vùng hàn đới (đất mới: 208 loài); vùng ôn đới (Litva: 1439 loài), Cận nhiệt đới (Palextin: 2334 loài); vùng nhiệt đới ẩm và nhiệt đới gió mùa (Philippin: 8099 loài, Bắc Việt Nam: 5609 loài. Vƣờn quốc gia Doi Suthep-Pui ở miền Bắc Thái Lan, với diện tích 261km2 có 2.220 loài. Trong đó, rừng thƣờng xanh có độ phong phú về loài cây có mạch cao nhất (930 loài) so với các loại rừng khác: rừng rụng lá-tre nứa có 740 loài, rừng