Luận văn Thạc sĩ Khoa học nông nghiệp: Nghiên cứu cấu trúc và tìm hiểu đặc điểm lâm học trạng thái rừng trung bình và rừng nghèo tại Khu bảo tồn thiên nhiên Kẽ Gỗ, Hà Tĩnh

Chia sẻ: Xedapbietbay Xedapbietbay | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:123

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu, tìm hiểu và nắm bắt các đặc điểm lâm học, cấu trúc và tái sinh tự nhiên với đối tượng là rừng trung bình và rừng nghèo tại Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ gỗ, Hà tĩnh, nhằm đưa ra được những minh chứng, cơ sở khoa học để đề xuất giải pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý, phục vụ cho công tác quản lý, bảo tồn, sử dụng và phục hồi phát triển rừng có hiệu quả hơn.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học nông nghiệp: Nghiên cứu cấu trúc và tìm hiểu đặc điểm lâm học trạng thái rừng trung bình và rừng nghèo tại Khu bảo tồn thiên nhiên Kẽ Gỗ, Hà Tĩnh

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ đề tài nào khác. Tác giả Nguyễn Văn Linh PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ii LỜI CẢM ƠN -----  ----- Luận văn tốt nghiệp cao học này được hoàn thành tại trường Đại học Nông Lâm - Đại học Huế. Có được bản luận văn tốt nghiệp này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới BGH trường Đại học Nông Lâm - Đại học Huế, phòng Đào tạo Sau đại học, đặc biệt là TS Hoàng Văn Dưỡng đã trực tiếp hướng dẫn, dìu dắt, giúp đỡ tác giả với những chỉ dẫn khoa học quý báu trong suốt quá trình triển khai, nghiên cứu và hoàn thành đề tài: “Nghiên cứu cấu trúc và tìm hiểu đặc điểm lâm học trạng thái rừng trung bình và rừng nghèo tại Khu bảo tồn thiên nhiên Kẽ Gỗ, Hà Tĩnh”. Xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo, các Nhà khoa học đã trực tiếp giảng dạy truyền đạt những kiến thức khoa học chuyên ngành Lâm nghiệp cho bản thân tác giả trong những năm, tháng qua. Xin gửi tới: Ban Giám đốc khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ, Chi cục Kiểm lâm tỉnh Hà Tĩnh, hạt Kiểm lâm Cẩm Xuyên, Phòng NN&PTNT huyện Cẩm Xuyên, Trung tâm quy hoạch Nông nghiệp nông thôn tỉnh Hà Tĩnh, anh chị em lớp cao học Lâm học K20C lời cảm tạ sâu sắc vì đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả thu thập số liệu ngoại nghiệp cũng như những tài liệu nghiên cứu cần thiết liên quan tới đề tài tốt nghiệp. Có thể khẳng định sự thành công của luận văn này, trước hết thuộc về công lao của tập thể, của Nhà trường, cơ quan và xã hội. Đặc biệt là sự quan tâm động viên, khuyến khích cũng như sự thông cảm sâu sắc của gia đình. Nhân đây tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu đậm. Một lần nữa tác giả xin chân thành cảm ơn các đơn vị và cá nhân đã hết lòng quan tâm tới sự nghiệp đào tạo đội ngũ cán bộ ngành Lâm nghiệp. Tác giả rất mong nhận được sự đóng góp, phê bình của Quý Thầy Cô, các Nhà khoa học, độc giả và các bạn đồng nghiệp. Xin chân thành cảm ơn. Huế, ngày 10 tháng 04 năm 2016 Tác giả Nguyễn Văn linh PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iii TÓM TẮT LUẬN VĂN 1. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nhằm bổ sung cơ sở lý luận về cấu trúc rừng tự nhiên và đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh xúc tiến việc khoanh nuôi, phát triển rừng phục hồi có hiệu quả hơn, phù hợp với mục tiêu kinh doanh. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Phương pháp thu thập tài liệu cơ bản Kế thừa các tài liệu, số liệu điều tra về điều kiện tự nhiên, Kinh tế - Xã hội khu vực nghiên cứu tại các văn bản còn có giá trị về độ chính xác, được thu thập trên các văn bản tại các phòng chức năng 2.2. Phương pháp điều tra lâm học Với mỗi trạng thái rừng hay loại rừng, đề tài tiến hành lập 3 OTC điển hình có diện tích 2000m2 (40m x50m) theo phương pháp điều tra lâm học…Trong mỗi ô tiêu chuẩn lập 5 ô dạng bản diện tích 25m2 (a = 5m; a cạnh hình vuông). Tiến hành điều tra tầng cây cao, lớp cây tái sinh, số lượng, chất lượng, phân bố tái sinh.Xác định nguồn gốc cây tái sinh 2.3. Phương pháp nghiên cứu chuyên đề Tính tỷ lệ tổ thành theo phương pháp của Daniel Marmillod. Xác định các ưu hợp cho từng loại rừng. Nắn phân bố thực nghiệm N/D; N/H bằng các hàm:Phân bố giảm, Weibull và khoảng cách; Lập, phân tích hồi quy mối tương quan H/D; D/D13. Nghiên cứu đa dạng tầng cây cao và tầng cây tái sinh. Xác định chỉ số đa dạng loài cây gỗ theo phương pháp của Shannon-Wiener. Xác định mức độ tương đồng về thành phần loài giữa các trạng thái rừng được xác định theo phương pháp của Sorensen. 3.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Hai loại rừng tự nhiên ở khu Bảo tồn thiên nhiên Kẻ gỗ thuộc đối tượng nghiên cứu là rừng trung bình (trạng thái rừng IIIA2) và rừng nghèo (trạng thái rừng IIIA1). Rừng được hình thành bởi những ưu hợp thực vật rất khác nhau; trong đó: PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iv Ở rừng trung bình là các ưu hợp Chò chai - Làu táu - Lò bo - Nhãn rừng - Lòng mang - Săng đen - Trường - Bình linh… Ở rừng nghèo hình thành nên các ưu hợp Thành ngạnh - Chò chai - Móng bò - Cóc -Vừng - Bằng lăng - Nhãn rừng - Làu táu… 2. Mật độ cây rừng ở rừng trung bình có mật độ bình quân là 970 cây/ha, tiết diện ngang trung bình 23,7m2/ha và trữ lượng trung bình 203,3m3/ha. Trong khi đó ở rừng nghèo có mật độ trung bình 908 cây/ha, tiết diện ngang trung bình 8,14m2/ha và trữ lượng trung bình 47,0m3/ha. 3. Phân bố số cây theo đường kính thân cây của cả hai trạng thái rừng đều có dạng phân bố giảm và có thể biểu diễn bằng mô hình N = a.exp(-b.D) + k, còn phân bố số cây theo chiều cao có dạng phân bố nhiều đỉnh. 4. Tương quan H/D cả hai loại rừng được mô tả thông qua dạng phương trình lôgarít 2 chiều, tương quan giữa đường kính tán cây với đường kính ngang ngực thì dạng phương trình đường thẳng . 5. Mật độ cây tái sinh trung bình dao động từ 21.400cây/ha (trạng thái rừng trung bình) đến 28.500 cây/ha (rừng nghèo). 6. Chất lượng tái sinh với tỷ lệ cây tốt tốt và có nguồn gốc từ hạt tương đối cao ở cả 2 loại rừng, cho thấy khả năng phục hồi rừng trong tương lai được đảm bảo khi có sự quản lý, bảo vệ tốt. 7. Độ phong phú về số loài cây gỗ lớn ở loại rừng là khác nhau; trong đó độ phong phú về số loài của rừng trung bình lớn hơn rừng nghèo. Tính đa dạng về thành phần cây gỗ của rừng trung bình và rừng nghèo khác nhau không lớn. 8. Hệ số tương đồng về thành phần cây gỗ lớn của 2 loại rừng đều thấp; trong đó rừng nghèo có tính tương đồng cao hơn so với rừng trung bình. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN..................................................................................................... ii TÓM TẮT LUẬN VĂN..................................................................................... iii MỤC LỤC .......................................................................................................... v CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU SỬ DÙNG TRONG LUẬN VĂN ............ vii DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................. ix DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ...................................................................... xi ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................... 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................................... 1 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ........................................................................... 2 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN....................................................... 3 3.1. Ý nghĩa khoa học ......................................................................................... 3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ......................................................................................... 3 CHƯƠNG 1TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ......................................................... 4 1.1.CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ............................................................. 4 1.2. TRÊN THẾ GIỚI ......................................................................................... 4 1.2.1. Nghiên cứu cấu trúc rừng ......................................................................... 4 1.2.2. Tái sinh rừng tự nhiên ............................................................................ 10 1.3. Ở VIỆT NAM ............................................................................................ 11 1.3.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng ................................................................... 11 1.3.2. Tái sinh rừng tự nhiên ............................................................................ 14 1.4. THẢO LUẬN ............................................................................................ 15 CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU, PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................ 16 2.1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ......................................................................... 3 2.1.1. Mục tiêu tổng quát .................................................................................... 3 2.1.2. Mục tiêu cụ thể ......................................................................................... 3 2.2. PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI ............................................................ 16 2.2.1. Khu vực nghiên cứu ................................................................................ 16 2.2.2. Đối tượng nghiên cứu ............................... Error! Bookmark not defined. 2.2.3. Giới hạn các vấn đề nghiên cứu .............................................................. 16 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vi 2.2.4. Thời gian nghiên cứu .............................................................................. 16 2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ....................................................................... 17 2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................... 17 2.4.1. Kế thừa tài liệu thứ cấp........................................................................... 17 2.4.2. Điều tra ngoại nghiệp ............................................................................. 18 2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu ...................................................................... 19 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................. 25 3.1.TÌNH HÌNH CƠ BẢN KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN KẺ GỖ ................ 25 3.1.1. Điều kiện tự nhiên .................................................................................. 25 3.1.2. Đặc điểm dân sinh và kinh tế .................................................................. 32 3.2. PHÂN LOẠI RỪNG TRUNG BÌNH VÀ RỪNG NGHÈO ......................... 34 3.3. NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC RỪNG .......................................................... 36 3.3.1. Thành phần và vai trò của các loài cây gỗ rừng trung bình ..................... 36 3.3.2. Đặc điểm cấu trúc đường kính và cấu trúc chiều cao rừng trung bình ..... 41 3.3.3. Thành phần và vai trò của các loài cây gỗ rừng nghèo ............................ 46 3.3.4. Đặc điểm cấu trúc đường kính và cấu trúc chiều cao rừng nghèo ............ 50 3.4. NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM TÁI SINH RỪNG .......................................... 58 3.4.1. Đặc điểm tái sinh rừng trung bình........................................................... 58 3.4.2. Đặc điểm tái sinh rừng nghèo ................................................................. 60 3.5. ĐẶC ĐIỂM LÂM HỌC CÁC LOẠI RỪNG .............................................. 62 3.5.1. Đa dạng loài tầng cây cao rừng trung binh và rừng nghèo ...................... 62 3.5.2. Đa dạng tầng cây tái sinh rừng trung bình và rừng nghèo ....................... 64 3.5.3. Sự tương đồng về thành phần loài tầng cây cao các loại rừng ................. 65 3.5.4. Sự tương đồng về thành phần loài cây tái sinh các loại rừng .................. 66 3.5.5. Sự tương đồng giữa thành phần loài ở tầng cây cao và lớp cây tái sinh .. 67 3.6. MỘT SỐ GIẢI PHÁP LÂM SINH PHỤC HỒI VÀ PHÁT TRIỂN RỪNG 68 3.6.1. Giải pháp về quản lý bảo vệ .................................................................... 68 3.6.2. Một số giải pháp lâm sinh ....................................................................... 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 70 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vii CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU SỬ DÙNG TRONG LUẬN VĂN D :Đường kính thân cây Dt :Đường kính tán cây (m) D :Đường kính trung bình (cm) Hvn :Chiều cao vút ngọn (m) H :Chiều cao trung bình (m) G :Tiết diện ngang lâm phần (m2) V :Thể tích thân cây (m3) M/ha :Trữ lượng rừng trên hecta (m3/ha) N/D :Phân bố số cây theo cỡ đường kính N/H :Phân bố số cây theo cỡ chiều cao OTC :Ô tiêu chuẩn n :Dung lượng mẫu m :Số tổ k :Cự li tổ Di :Giá trị giữa tổ thứ i Ni :Tần số xuất hiện tổ thứ i X : Giá trị trung bình Max : Giá trị lớn nhất Min : Giá trị nhỏ nhất S2 : Phương sai mẫu Sx : Sai tiêu chuẩn mẫu R :Hệ số tương quan tuyến tính Sx : Sai số chuẩn của số trung bình mẫu S% :Hệ số biến động P% :Hệ số chính xác Exp :Cơ số logarit Neper fli :Tần số lý thuyết ở tổ thứ i fti :Tần số thực nghiệm ở tổ thứ i C/ha :Cây/ha d1.3 :Đườngkínhthâncâytạivịtrí độ cao1,3m(cm) dt :Đườngkínhtáncây(m) G% :Phần trămtiếtdiện ngang N% :Phần trăm số cây PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
viii C :Độ tàn che (0.0) hvn :Chiềucao vút ngọn (m) HTPB :Hìnhthái phân bố N/ha :Mậtđộ lâm phần (cây/ha) N% :Tỷlệ phần trămmậtđộ N/DT :Phânbốsố câytheo cỡ đườngkínhtán ODB :Ô dạngbản NL/D :Phân bố số loài theo cỡ đường kính NL/H :Phân bố số loài theo cỡ chiều cao SI :Chỉ số Seronsen H’ :Chỉ số đa dạng của Shannon  t2 :Chỉ số khi bình phương của Person ta, tb, tr :Trị số kiểm tra tham số hồi quy a, b và R IV% :Chỉ số quan trọng của loài H0 :Giả thuyết thống kê Snr :Sau nương rẫy Skt :Sau khai thác KBTTN :Khu bảo tồn thiên nhiên PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1:Một số chỉ tiêu khí hậu ở Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ ................. 28 Bảng 3.2: Dân số và thành phần dân tộc ........................................................... 33 Bảng 3.3. Kết quả kiểm tra sinh trưởng các chỉ tiêu đường kính ngang ngực và chiều cao vút ngọn các ô tiêu chuẩn trong từng loại rừng ................................. 34 Bảng 3.4. Kết quả kiểm tra sinh trưởng các chỉ tiêu đường kính ngang ngực và chiều cao vút ngọn giữa các ô nghiên cứu của các loại rừng ............................. 35 Bảng 3.5. Xác định trạng thái rừng hiện tại rừng trung bình và rừng nghèo ...... 36 Bảng 3.6. Đặc trưng lâm học của rừng trung bình ............................................ 37 Bảng 3.7. Ưu hợp Chò chai - Làu táu - Lò bo -Nhãn rừng… ............................ 38 Bảng 3.8. Ưu hợp Nhãn rừng - Làu táu - Lòng mang - Săng đen… .................. 39 Bảng 3.9. Ưu hợp Chò chai - Lò bo -Trường -Bình linh…................................ 40 Bảng 3.10. Đặc trưng thống kê phân bố N/D của rừng trung bình ..................... 41 Bảng 3.11. Phân bố N/D của rừng trung bình ................................................... 42 Bảng 3.12. Phân bố N/D của rừng trung bìnhtính bình quân số câycác ô tiêu chuẩn ..... 43 Bảng 3.13. Đặc trưng thống kê phân bố N/H của rừng trung bình..................... 44 Bảng 3.14. Phân bố N/H của rừng trung bình ................................................... 45 Bảng 3.15. Đặc trưng lâm học của trạng thái rừng nghèo ................................. 46 Bảng 3.16. Ưu hợp Thành ngạnh - Chò chai - Móng bò - Cóc… ...................... 47 Bảng 3.17. Ưu hợp Thành ngạnh - Chò chai - Vừng - Bằng lăng… .................. 48 Bảng 3.18. Ưu hợp Thành ngạnh - Nhãn rừng - Vừng - Làu táu… .................... 49 Bảng 3.19. Đặc trưng thống kê phân bố N/D của rừng nghèo ........................... 50 Bảng 3.20. Phân bố N/D của rừng nghèo .......................................................... 51 Bảng 3.21. Đặc trưng thống kê phân bố N/H của rừng nghèo ........................... 52 Bảng 3.22. Phân bố N/H của rừng nghèo .......................................................... 53 Bảng 3.23. Thử nghiệm dạng phương trình mô tả quy luật tương quan giữa chiều cao thân cây với đường kính thân cây rừng ở các trạng thái rừng ..................... 55 Bảng 3.24. Phân tich hồi quy các phương trình tương quan H/D cho từng trạng thái rừng ........................................................................................................... 56 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
x Bảng 3.25. Mối quan hệ giữa đường kính tán cây với đường kínhngang ngực trên các trạng thái rừng ............................................................................................ 57 Bảng 3.26. Phân tích hồi quy các phương trình tương quan D t /D 13 cho từng trạng thái rừng ........................................................................................................... 58 Bảng 3.27. Chất lượng tái sinh dưới tán của rừng trung bình ............................ 59 Bảng 3.28. Nguồn gốc cây tái sinh dưới tán của rừng trung bình ...................... 60 Bảng 3.29. Chất lượng tái sinh dưới tán của rừng nghèo .................................. 61 Bảng 3.30. Nguồn gốc cây tái sinh dưới tán của rừng nghèo ............................ 62 Bảng 3.31. Đa dạng tầng cây cao rừng trung bình và rừng nghèo ..................... 63 Bảng 3.32. So sánh tính đa dạng về thành phần cây cao theo cấp D.................. 64 Bảng 3.33. So sánh tính đa dạng về thành phần cây cao theo cấp H .................. 64 Bảng 3.34. Đa dạng cây tái sinh rừng trung bình và rừng nghèo ....................... 65 Bảng 3.35. So sánh sự tương đồng về thành phần cây gỗ lớncủa 2 loại rừng theo Hệ số Sorensen ................................................................................................. 66 Bảng 3.36. Sự tương đồng về cây tái sinh giữa rừng nghèo và trung bình ........ 67 Bảng 3.37. Sự tương đồng giữa thành phần cây cao và cây tái sinh .................. 67 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
xi DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 3.1: Vị trí Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ ............................................... 26 Hình 3.2. Phân bố N/D thực nghiệm (a) và lý thuyết (b) của rừng trung bình ... 44 Hình 3.3. Phân bố N/H của rừng trung bình ...................................................... 45 Hình 3.4. Phân bố N/D của rừng nghèo ............................................................ 51 Hình 3.5. Phân bố N/D lý thuyết của rừng nghèo.............................................. 52 Hình 3.6. Phân bố N/H của rừng nghèo ............................................................ 53 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Rừng là tài nguyên có khả năng tái tạo, rừng không chỉ có chức năng cung cấp lâm sản cho phát triển kinh tế mà còn có chức năng phòng hộ, duy trì cân bằng sinh thái, bảo vệ môi trường sống. Rừng tự nhiên là một hệ sinh thái phức tạp, bao gồm nhiều loài cây với các quy luật khách quan khác nhau được hình thành theo không gian và thời gian. Sự cân bằng và ổn định của rừng được duy trì bởi nhiều yếu tố mà sự hiểu biết và nắm bắt của con người về các cơ chế cân bằng này còn rất hạn chế. Rừng gỗ tự nhiên sau khi bị con người khai thác, tác động vì các mục đích khác nhau dẫn đến môi trường sinh thái thay đổi. Đây là thời điểm có nhiều thuận lợi cho đa số cây tái sinh ưa sáng dưới tán rừng có điều kiện để sinh trưởng. Tùy theo mức độ tác động, mức độ khai thác của con người, kỹ thuật khai thác, vận xuất, vận chuyển gỗ trong quá trình khai thác làm cho thành phần hệ sinh thái rừng bị thay đổi với những mức độ khác nhau. Do đó tái sinh rừng cũng chịu ảnh hưởng và dẫn đến những đặc trưng lâm học của rừng phục hồi sau khai thác cũng rất khác nhau. Trong thời gian qua, việc khai thác và sử dụng quá mức, công tác quản lý bảo vệ rừng kém hiệu quả làm cho rừng giảm sút nhanh chóng cả về số lượng và chất lượng. Những tác động này đã ảnh hưởng lớn đến khả năng tồn tại của rừng, làm xáo trộn các quy luật cấu trúc và tái sinh tự nhiên của rừng, diễn thế rừng đi theo chiều hướng tiêu cực, đất đai bị thoái hoá, rừng có sức sản xuất thấp và kém ổn định, tuy nhiên việc khôi phục nó không dễ dàng và nhanh chóng được. Thực trạng suy giảm nhanh chóng cả số lượng và chất lượng của rừng tự nhiên đặt ra cho các Nhà quản lý, Nhà hoạch định chính sách những nhiệm vụ cấp bách là khôi phục và phát triển rừng, đáp ứng nhu cầu về gỗ, củi và bảo vệ môi trường sống của con người. Trong quản lý rừng, tác động lâm sinh là biện pháp kỹ thuật then chốt để cải thiện và làm cho rừng có cấu trúc phù hợp với mục đích kinh doanh, nhằm đáp ứng được các yêu cầu đặt ra cho từng loại hình kinh doanh rừng. Thực tiễn đã chứng minh rằng các giải pháp phục hồi rừng, quản lý bền vững chỉ có thể giải quyết thỏa đáng một khi có sự hiểu biết về bản chất quy luật khách quan tồn tại trong đời sống của hệ sinh thái rừng. Do đó nghiên cứu về cấu trúc rừng được xem là cơ sở quan trọng, giúp các Nhà lâm nghiệp có thể chủ động trong việc xác lập PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
2 kế hoạch và để xác lập các biện pháp kỹ thuật tác động chính xác vào rừng, góp phần quản lý và kinh doanh rừng bền vững. Ở nước ta, các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng chủ yếu tập trung vào đối tượng là rừng trồng, rừng tự nhiên tái sinh trong điều kiện thuận lợi, các công trình nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh của thảm thực vật trên các loại rừng trung bình và rừng nghèo kiệt đã có thời gian phục hồi còn ít. Hơn nữa cấu trúc rừng còn liên quan đến hiện trạng sử dụng đất, điều kiện tự nhiên, nguồn tài nguyên rừng. Vì vậy các giải pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm phục hồi rừng còn thiếu cơ sở khoa học. Rừng tự nhiên ở Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ, Hà Tĩnh là nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú và giàu có về các loại gỗ và đặc sản rừng. Nguồn tài nguyên đó có ý nghĩa to lớn về kinh tế, quốc phòng và bảo vệ môi trường sống. Tuy nhiên những nghiên cứu chuyên và sâu về mảng Lâm sinh và Điều tra rừng cho từng loại rừng tự nhiên cụ thể loại rừng trung bình và rừng nghèo đã có thời gian phục hồi còn khá khiêm tốn và tản mạn, vì thế việc đưa ra các giải pháp kỹ thuật lâm sinh cho từng loại rừng tự nhiên hiện có với rừng trung bình và rừng nghèo còn có những hạn chế nhất định Vì vậy để có cơ sở đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh thích hợp nhằm phục hồi và phát triển rừng, phục vụ cho việc quản lý và sử dụng tại khu bảo tồn thiên nhiên kẻ gỗ trong thời gian trước mắt cũng như trong tương lai, chúng tôi tiến hành triển khai nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu cấu trúc và tìm hiểu đặc điểm lâm học trạng thái rừng trung bình và rừng nghèo tại Khu bảo tồn thiên nhiên Kẽ Gỗ, Hà Tĩnh”. Đề tài thực hiện nhằm bổ sung cơ sở lý luận về cấu trúc và đặc điểm lâm học rừng trung bình và rừng nghèo ở Việt Nam làm cơ sở đề xuất các giải pháp kỹ thuật quản lý, sử dụng rừng tự nhiên nói chung và tại Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ nói riêng theo hướng sử dụng bền vững. Hy vọng có thể vận dụng phương pháp luận để nghiên cứu cho những đối tượng rừng tự nhiên tương tự ở các khu Bảo tồn thiên nhiên khác tại khu vực Bắc trung bộ Việt Nam. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Đề tài nghiên cứu, tìm hiểu và nắm bắt các đặc điểm lâm học, cấu trúc và tái sinh tự nhiên với đối tượng là rừng trung bình và rừng nghèo tại Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ gỗ, Hà tĩnh, nhằm đưa ra được những minh chứng, cơ sở khoa học để đề xuất giải pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý, phục vụ cho công tác quản lý, bảo tồn, sử dụng và phục hồi phát triển rừng có hiệu quả hơn. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
3 3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3.1. Mục tiêu tổng quát Xác định được đặc trưng cấu trúc cũng như đặc điểm lâm học cơ bản của trạng thái rừng trung bình và rừng nghèo tại Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ, tỉnh Hà Tĩnh trong thời gian hiện tại để có định hướng cho những nghiên cứu chuyên sâu tiếp theo. 3.2. Mục tiêu cụ thể Kết quả nghiên cứu tìm hiểu cấu trúc rừng cũng như xác định đặc điểm lâm học cơ bản của từng trạng thái rừng hay loại rừng hiện có tại Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ chính là cơ sở khoa học cho việc đề xuất giải pháp xử lý lâm sinh hợp lý phục vụ công tác quản lý, sử dụng phục hồi và phát triển rừng tự nhiên trong quá trình chuyển hóa rừng sản xuất thành rừng đặc dụng và hướng tới phát triển tài nguyên rừng bền vững trong tương lai. 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 4.1. Ý nghĩa khoa học Bổ sung những hiểu biết về đặc điểm lâm học, cấu trúc và tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng cho từng trạng thái rừng hay loại rừng tự nhiên cụ thể ngoài thực tế. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu đề xuất một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm tăng khả năng phục hồi rừng tự nhiên, góp phần định hướng ứng dụng cho rừng tự nhiên tương tự tại một số Khu bảo tồn thiên nhiên trong địa bàn tỉnh Hà Tĩnh. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1.CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN Trên Thế giới cũng như ở Việt Nam, ngay từ những năm đầu của thế kỷ 20 đã có nhiều công trình nghiên cứu về cấu trúc đặc điểm lâm học rừng tự nhiên. Đặc biệt hơn 20 năm trở lại đây, nhiều Nhà khoa học trong và ngoài nước đã quan tâm đến vấn đề này nhằm xây dựng các cơ sở khoa học phục vụ kinh doanh rừng hợp lý có hiệu quả, đáp ứng yêu cầu về kinh tế và môi trường sinh thái. Những nghiên cứu về lĩnh vực này bước đầu chủ yếu là định tính sau chuyển sang định lượng. Điều đó có nghĩa là, các quy luật cấu trúc lâm phần ngày càng được mô tả nhiều hơn bằng các mô hình toán học, thông qua việc tác động các giải pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi rừng. Tuy nhiên, việc nghiên cứu đặc điểm lâm học của rừng tự nhiên đa dạng và phức tạp thuộc vùng nhiệt đới còn chưa đầy đủ. Đặc biệt là việc nghiên cứu đặc điểm lâm học cho từng trạng thái rừng trên những vùng địa lý khác nhau. Dưới đây, xin trích dẫn một cách tổng quát những nghiên cứu có liên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài. 1.2. TRÊN THẾ GIỚI 1.2.1. Nghiên cứu cấu trúc rừng Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia thành ba dạng cấu trúc là cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc thời gian. Cấu trúc của lớp thảm thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, là sản phẩm của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống. Trên quan điểm sinh thái học, cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng 1 . Baur G.N. (1976) 4  đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, trong đó đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Tác giả đã đưa ra những tổng kết hết sức phong phú về các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh nhằm đem lại rừng cơ bản là đều tuổi, rừng không đều tuổi và các phương thức xử lý cải thiện rừng mưa. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
5 Việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã có từ lâu, trong đó việc mô hình hoá cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả. Vấn đề về cấu trúc không gian và thời gian của rừng được các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất. Có thể kể đến một số tác giả tiêu biểu như: Rollet B (1971), Brung (1970), Loeth et al (1967)... quan tâm nghiên cứu cấu trúc không gian và thời gian của rừng theo hướng định lượng và dùng các mô hình toán để mô phỏng các quy luật cấu trúc 6 . Rollet. B (1971) đã mô tả mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính bằng các hàm hồi quy, phân bố đường kính bằng các dạng phân bố xác suất 3 . Nhiều tác giả còn sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính loài thông theo mô hình của Schumarcher và Coil (Belly, 1973). Bên cạnh đó các dạng hàm Meyer, Hyperbol, hàm mũ, Pearson, Poisson,... cũng được nhiều tác giả sử dụng để mô hình hoá cấu trúc rừng 12 . Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo hay ngoại mạo sinh thái. Cơ sở phân loại rừng theo xu hướng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng. Đại diện cho hệ thống phân loại rừng theo hướng này có Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973)...Trong nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này khi nghiên cứu ngoại mạo của quần xã thực vật đã không tách rời khỏi hoàn cảnh của nó và do vậy hình thành một hướng phân loại theo ngoại mạo sinh thái [20]. 1.2.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ rừng tự nhiên Rừng tự nhiên có tầng tán không phân biệt rõ ràng, nên việc phân chia tầng tán còn hạn chế. Đối với rừng mưa nhiệt đới nhiều tác giả chia 3 tầng: Tầng cây cao (tầng vượt tán), tầng tán chính, tầng dưới tán. Một số tác giả khác chia tầng tán rừng thành 5 tầng: Tầng trội, tầng chính, tầng dưới tán, tầng cây bụi và trảng cỏ (Walton, Myutt Smith 1955) 26. Nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ rừng tự nhiên nhiệt đới lá rộng thường xanh là một vấn đề phức tạp và việc xác định tầng thứ còn có nhiều ý kiến khác nhau. Có tác giả cho rằng, ở kiểu rừng này chỉ có một tầng cây gỗ mà thôi. Odum (1971) 21 38 cho rằng sự phân tầng rừng rậm thuộc vùng Puecto Ricô không có sự tập trung khối tán ở chiều cao riêng biệt nào cả. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
6 Ngược lại với ý kiến trên, có nhiều tác giả cho rằng, rừng lá rộng thường xanh có từ 3 đến 5 tầng như Richards (1952) [22] phân rừng Nigeria thành 5 - 6 tầng. Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ rừng tự nhiên đều nhắc đến sự phân tầng nhưng mới dừng lại ở mức nhận xét hoặc đưa ra những kết luận định tính. Việc phân chia các tầng rừng theo chiều cao cũng mang tính chất cơ giới chứ chưa phản ánh thực sự phân tầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới. 1.2.1.2. Nghiên cứu mô tả cấu trúc hình thái rừng tự nhiên Nghiên cứu mô tả cấu trúc hình thái rừng tự nhiên đặc biệt là rừng mưa nhiệt đới đã được nhiều Nhà khoa học đi sâu nghiên cứu: Catinot R. (1965) 5 , Plaudy J(1987) 19 ... Các tác giả đã biểu diễn hình thái cấu trúc rừng bằng những phẫu diện đồ ngang và đứng. Các nhân tố cấu trúc được mô tả theo các khái niệm: Dạng sống, tầng phiến... Catinot (1965) 5 nghiên cứu cấu trúc hình thái rừng thông qua việc biểu diễn các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến...Tác giả cho rằng muốn ổn định hệ sinh thái rừng nhất thiết phải nắm vững quy luật vận động, biết cách điều tiết mối quan hệ trong sự phức tạp. Rollet (1971) đã đưa ra hàng loạt phẫu đồ mô tả cấu trúc hình thái rừng mưa, như tương quan giữa chiều cao với đường kính, tương quan giữa đường kính tán với đường kính và biểu diễn chúng bằng các hàm hồi quy [20]. 1.2.1.3. Nghiên cứu cấu trúc rừng trên quan điểm sinh thái học Odum E.P (1971) 21 đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley A.P năm 1935. Khái niệm hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học. Theo các quan điểm trên, các tác giả đã làm sáng tỏ các khái niệm về hệ sinh thái rừng và đây là những cơ sở nghiên cứu các nhân tố cấu trúc đứng trên quan điểm sinh thái học. 1.2.1.4. Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng tự nhiên Với xu thế chuyển từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng, thống kê toán học đã trở thành công cụ cho các Nhà khoa học lượng hóa các quy luật của tự nhiên. Trong các nghiên cứu về rừng tự nhiên, nghiên cứu định lượng quy luật phân bố số cây theo đường kính, phân bố số loài cây theo cỡ kính, phân bố số cây theo chiều cao, phân bố số loài cây theo cỡ chiều cao, quy luật tương quan giữa chiều cao với PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
7 đường kính, quy luật tương quan giữa đường kính tán cây với đường kính ngang ngực... làm căn cứ đề xuất các biện pháp kinh doanh còn làm cơ sở để điều tra, thống kê tài nguyên rừng. *Phân bố số cây theo đường kính (N/D) Nhà khoa học đầu tiên đề cập đến mảng nghiên cứu này là Mayer (1934), Ông đã mô tả phân bố số cây theo đường kính bằng phương trình toán học có dạng đường cong liên tục giảm, về sau phương trình này lấy tên Ông. Phương trình này được gọi là phương trình Meyer hay hàm Meyer 11 . P.W. Richards (1952; 1965)[22] 23 trong cuốn " Rừng mưa nhiệt đới" cũng đề cập đến phân bố số cây theo cấp kính, tác giả coi phân bố đó là một đặc trưng của rừng tự nhiên hỗn loài. Rollet (1971)[20] cũng đã xác lập phương trình hồi quy số cây theo đường kính. Ngoài ra còn có khá nhiều tác giả khác đề xuất một số hàm toán học như: Loetsch (1973) dùng hàm Beta để nắn phân bố thực nghiệm, J.L.F Batista & H.T.Z Docouto (1992) nghiên cứu rừng nhiệt đới ở Marsanboo – Brazin dùng hàm Weibull để mô tả phân bố N/D 3 . *Phân bố số cây theo chiều cao (N/H) Phương pháp kinh điển được nhiều Nhà khoa học sử dụng là vẽ phẫu diện đồ. Qua đó sẽ nhận thấy sự phân bố, sắp xếp trong không gian của các loài cây điển hình là Richards (1952) [22] 37 . Phương pháp này được nhiều Nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng như: Meyer (1952), Rollet (1971)[20] … Đáng chú ý là công trình nghiên cứu của PW. Richards (1965) 23 , tác giả cuốn “Rừng mưa nhiệt đới” tổng kết các kết quả nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên các tác giả nhận xét: Thực vật ở các quần xã thực vật “Rừng mưa nhiệt đới” rất phức tạp. Nhìn chung hiện nay có nhiều dạng hàm toán học khác nhau để mô tả phân số này, tùy thuộc vào điều kiện và kinh nghiệm mà các tác giả sử dụng các hàm toán học khác nhau. *Nghiên cứu quan hệ giữa chiều cao với đường kính thân cây Đây cũng là một trong những quy luật cơ bản và quan trọng trong hệ thống các quy luật cấu trúc lâm phần. Qua nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy, chiều cao tương ứng với mỗi cỡ kính cho trước luôn tăng theo tuổi, đó là kết quả tự nhiên của sự sinh trưởng. Trong một cỡ kính xác định, ở các cấp tuổi khác nhau sẽ có cây thuộc cấp sinh trưởng khác nhau. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
8 Cấp sinh trưởng càng giảm khi tuổi lâm phần tăng lên dẫn đến tỷ lệ H/D tăng theo tuổi. Từ đó đường cong quan hệ giữa H và D có thể bị thay đổi dạng và luôn dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên. Tiurin.D.V (1927) 3 đã phát hiện hiện tượng này khi ông xác lập đường cong chiều cao các cấp tuổi khác nhau. Prodan.M (1965) 2  lại phát hiện độ dốc đường cong chiều cao có chiều hướng giảm dần khi tuổi tăng lên và Prodan.M (1944) 3 khi nghiên cứu kiểu rừng “Plenterwal” đã kết luận đường cong chiều cao không bị thay đổi do vị trí của các cây ở một cỡ kính nhất định là như nhau. Curtis.R.O 33 đã mô phỏng quan hệ chiều cao với đường kính và tuổi theo dạng phương trình: Log h = d + b1*1/d + b2*1/A + b3*1/d.A (1.1) Và đã nắn theo đường định kì 5 năm tương ứng với định kì kiểm kê tài nguyên ở rừng Lĩnh Sam, tại từng tuổi nhất định phương trình sẽ là: Log h = b0 + b1*1/d (1.2) Theo Curtis 33 các dạng phương trình khác cho kết quả không khả quan bằng hai dạng nêu trên. Kennel.R 3 kiến nghị một cách khác, mô phỏng sự biến đổi tương quan H/D theo tuổi là: Trước hết tìm một phương trình thích hợp cho lâm phần, sau đó xác lập mối liên hệ của các tham số phương trình theo tuổi. Hohenadl; Krenn; Michailoff; Naslund, M; Anoutchin, NP; Eckert, KH; Korsun, F; Levakovic, A; Meyer, H.A; Muller; V. Soest,J đã đề nghị các phương trình dưới đây: h = a0 + a1d + a2d2 (1.3) h -1,3 = d2/(a + bd)2 (1.4) h = a.db ; logh = a + b.logd (1.5) h = a (1 - e-cd) (1.6) h = a + b.logd (1.7) h -1,3 = a. (d/(1+d))b (1.8) h -1,3 = a.e-b/d (1.9) log(h-1,3) = loga - b.((loge)/d) (1.10) h = a(blnd - cl(lnd)^2) (1.11) h = a0 + a1d + a2logd (1.12) h = a0 + a1d + a2d2 + a3d3 (1.13) PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
9 Để biểu thị tương quan giữa chiều cao với đường kính có thể sử dụng nhiều dạng phương trình. Việc lựa chọn phương trình thích hợp nhất cho những đối tượng nào thì chưa được nghiên cứu đầy đủ. Hai phương trình được sử dụng nhiều để biểu thị đường cong chiều cao là phương trình Parabol và phương trình Logarit 3 . * Nghiên cứu quan hệ giữa đường kính tán cây với đường kính ngang ngực Tán cây thể hiện sức sống, khả năng sinh trưởng, tăng trưởng của cây nên nó có quan hệ mật thiết đến sinh trưởng đường kính ngang ngực. Điều đó đã được các tác giả nghiên cứu và khẳng định như: Zieger, Itvessalo, Willingham 40,.... Mối liên hệ này được thể hiện ở nhiều dạng khác nhau nhưng phổ biến nhất là dạng phương trình đường thẳng: Dt =a+bD1.3 (1.14) 1.2.1.5. Nghiên cứu cấu trúc tổ thành loài cây Tổ thành loài cây khác nhau sẽ dẫn đến sự khác nhau tương ứng về các đặc trưng cấu trúc khác của rừng. Vì vậy, nghiên cứu thành phần loài và cấu trúc tổ thành trong rừng tự nhiên nhiệt đới ẩm được xem như công việc đầu tiên và quan trọng trong nghiên cứu lâm học của rừng. Richards (1965) 23 , đã tổng quát phân tổ thành thực vật của rừng mưa thành hai loại, đó là rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản. Trong điều kiện đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây. Theo Curtis và McIntosh (1950), khi nghiên cứu độ phong phú của loài cây quan tâm là số lượng cá thể của nó tìm thấy trên ô mẫu mà ở đó loài được bắt gặp 4 . Greig Smith (1964) đề nghị tính độ thường gặp của loài cây bằng cách chia khu vực nghiên cứu thành từng khối, sau đó xác định độ thường gặp của loài theo từng khối và tìm hiểu biến động của loài giữa các khối[15]. 1.2.1.6. Nghiên cứu dạng sống Raunkiaer (1934) 3 đã đưa ra công thức xác định phổ dạng sống chuẩn được xác định theo tỷ lệ phần trăm giữa số lượng cá thể của từng dạng sống so với tổng số cá thể trong một khu vực. 1.2.1.7. Nghiên cứu đa dạng sinh học Trên thế giới, đặc biệt là các nước ở Bắc Mỹ, châu Âu và các vùng khác trên thế giới đã nhận thức được tầm quan trọng của sinh học bảo tồn từ hàng thập kỷ, thậm chí hàng thế kỷ nay. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma