(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu đánh giá tài nguyên sinh khí hậu phục vụ bảo tồn và phát triển đa dạng sinh học vùng trung du miền núi bắc bộ

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP BỘ BÁO CÁO TĨM TẮT KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN SINH KHÍ HẬU PHỤC VỤ BẢO TỒN VÀ PHÁT TRIỂN ĐA DẠNG SINH HỌC VÙNG TRUNG DU MIỀN NÚI BẮC BỘ MÃ SỐ: TNMT 2015.05.18 Cơ quan chủ trì đề tài: Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Nguyễn Thế Hưng HÀ NỘI - 2018 BẢNG DANH LỤC VIẾT TẮT TT Viết tắt Viết đầy đủ Bộ NN&PTNN Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn BXQH Bức xạ quang hợp KT-XH Kinh tế - xã hội ĐKTN Điều kiện tự nhiên SKH Sinh khí hậu SDHL Sử dụng hợp lý TDMNBB Trung du miền núi Bắc Bộ TNTN Tài nguyên thiên nhiên TTV Thảm thực vật PE Polyetylen TNST Thích nghi sinh thái MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Cáác dẫn liệu khoa học khí hậu khơng có ý nghĩa nâng cao hiệu kinh tế nơng nghiệp mơi trường, mà cịn giúp cho người sản xuất nơng nghiệp có biện pháp kỹ thuật phù hợp vàgiúp cho nhà quản lý việc thương mại nông nghiệp quản lý rủi ro Cho đến nay, Việt Nam, chưa có cơng trình nghiên cứu đa dạng sinh học cho vùng trung du miền núi Bắc Bộ Hơn nữa, cơng trình lại nghiên cứu cách độc lập với tài nguyên sinh khí hậu vùng lãnh thổ Vùng trung du miền núi Bắc Bộ (TDMNBB) có nhiều tiềm cho phát triển, có ý nghĩa quan trọng kinh tế, trị, an tồn sinh thái quốc phòng Tuy nhiên, năm gần đây, vùng TDMNBB phải chịu ảnh hưởng nặng nề thiên tai tác động biến đổi khí hậu Trong “Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội vùng TDMNBB đến năm 2020” nêu rõ: “Xây dựng vùng sản xuất nông nghiệp sinh thái bền vững sở sản xuất nông lâm kết hợp để bảo vệ phát triển nguồn tài nguyên rừng, bảo vệ môi trường sinh thái Phát huy lợi thể tiểu vùng để tiếp tục hình thành phát triển vùng chuyên canh tập trung với quy mơ thích hợp.” Chính vậy, chúng tơi lựa chọn đề tài Nghiên cứu đánh giá tài nguyên sinh khí hậu phục vụ bảo tồn phát triển đa dạng sinh học vùng trung du miền núi Bắc Bộ Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá đặc thù tài nguyên sinh khí hậu vùng TDMNBB Thành lập đồ sinh khí hậu vùng TDMNBB Đề xuất đượccác giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên sinh khí hậu vùng TDMNBB cho việc bảo tồn phát triển đa dạng sinh học Nội dung nghiên cứu 1) Nghiên cứu sở lý luận tổng quan số cơng trình nghiên cứu tiêu biểu sinh khí hậu đa dạng sinh học 2) Thu thập, xử lý tổng hợp nguồn tài liệu vùng Trung du miền núi Bắc Bộ 3) Nghiên cứu trạng đặc điểm thảm thực vật vùng nghiên cứu 4) Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng tiềm tàng tài nguyên sinh khí hậu đến tồn phát triển thảm thực vật 5) Nghiên cứu tài nguyên sinh khí hậu thành lập đồ sinh khí hậu vùng Trung du miền núi Bắc Bộ 6) Đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên sinh khí hậu bảo tồn, phát triển đa dạng sinh học vùng Trung du miền núi Bắc Bộ Những đóng góp chủ yếu đề tài: Bên cạnh việc xây dựng sở liệu đặc điểm sinh khí hậu, đề tài cịn sâu đánh giá tài nguyên SKH, đặc biệt thành lập đồ sinh khí hậu vùng TDMNBB Đề tài cơng trình nghiên cứu khoa học Việt Nam vận dụng kết nghiên cứu sinh khí hậu vào việc ứng dụng bảo tồn đa dạng sinh học cách hệ thống, sâu sắc toàn diện Thời gian thực hiện: 2015 – 2018 Kinh phí: 1.760.000.000 VND Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Các cơng trình nghiên cứu SKH bảo tồn phát triển thảm thực vật 1.1 Các cơng trình nghiên cứu sinh khí hậu Trên giới, việc nghiên cứu SKH thảm thực vật tự nhiên, với cơng trình C.W.Thorthwaite (1931), Gaussen (1967), Köppen (1931), Alisov (1954), De Candolle (1874) Đặc biệt, phân loại khí hậu Kưppen hệ thống phân loại khí hậu sử dụng rộng rãi Việc nghiên cứu, phân vùng khí hậu có ý nghĩa sử dụng hợp lý hiệu tài ngun khí hậu Ở Việt Nam, có cơng trình tiêu biểu Vũ Tự Lập (1976), Đào Thế Tuấn (1987), Lâm Công Định(1992), Nguyễn Đức Ngữ Nguyễn Trọng Hiệu (2004), Nguyễn Khanh Vân (2006) Bên cạnh đó, hướng nghiên cứu sinh khí hậu phát triển nông lâm nghiệp phát triển mạnh: Kiều Quốc Lập(2009), Đỗ Thị Vân Hương (2009), Dương Văn Khảm (2012)… Tóm lại, nghiên cứu sinh khí hậu, nhà nghiên cứu cho rằng, chế độ khí hậu đóng vai trị quan trọng hình thành phát triển TTV 1.2 Các cơng trình nghiên cứu bảo tồn phát triển thảm thực vật Mặc dù việc trồng rừng nhiều nước quan tâm phát triển mạnh mẽ đáp ứng nhu cầu sống Tuy nhiên, có ý kiến khác vấn đề trồng rừng: Baur (1976),Catinot (1965), Risa Richards P.W (1952),Berward Rollet (1974) , Budowski (1955), Bava(1954), Atinôt (1965)…Ở Việt Nam, việc bảo tồn phát triển thảm thực vật nhiều người quan tâm nghiên cứu: Nguyễn Duy Chuyên (1995), Nguyễn Xuân Quát (2002), Trịnh Đức Huy (1988), Lê Hồng Phúc (1996), Lâm Phúc Cố (1994), Lê Đồng Tấn (2000), Phạm Ngọc Thường (2003), Lê Ngọc Công (2004), Lâm Phúc Cố (1994), Nguyễn Thế Hưng (2001, Trần Hữu Viên (2012)… 1.1.3 Những cơng trình nghiên cứu giải pháp phục hồi rừng Phục hồi rừng tự nhiên trình diễn thứ sinh thảm thực vật Tuy nhiên, đến năm 1980 Thế kỉ XX thực cách mạnh mẽ nhiều nhà nghiên cứu: Lâm Phúc Cố (1994), Phùng Ngọc Lan (1986), Trần Đình Lý (1995), Đặng Kim Vui (2003), Nguyễn Thế Hưng (2003), Nguyễn Văn Trương (1982), Phạm Minh Nguyệt (1971), Vũ Tiến Hinh (1988), Lê Đồng Tấn (1995), Hoàng Chung (1974), Phùng Tửu Bôi, Nguyễn Bá Quyền (1982), Bảo Huy, Phùng Ngọc Lan, Nguyễn Ngọc Lung (1995), Đồng Sỹ Hiền (1995), Trịnh Đức Huy (1987), Đinh Hữu Khánh (2004)… 1.2 Cơ sở khoa học đề tài 1.2.1 Các khái niệm liên quan đến đề tài Báo cáo tổng hợp đề cấp đến số khái niệm liên quan đến đề tài: Khí hậu, Sinh khí hậu học, Biến đổi khí hậu, Thảm thực vật, Rừng, Giá trị môi trường rừng, Tái sinh rừng, Phục hồi rừng, Suy thoái rừng, Rừng nguyên sinh, Rừng nghèo rừng phục hồi ,Đa dạng sinh học, Bảo tồn chỗ (In-situ), Bảo tồn chuyển chỗ (Ex-situ), Thối hóa đất, Sa mạchóa,Khả giữ nước củađất, Độ ẩm đất, Xói mịn đất, Cơ chế phát triển – Clean Development Mechanism… 1.2.2 Cơ sở việc đánh giá thích nghi sinh thái loài trồng tài nguyên sinh khí hậu 1.2 2.1 Các quy luật sinh thái Các quy luật sở cho việc lựa chọn tiêu phân loại sinh khí hậu, cho việc lựa chọn trọng số đánh giá tính thích nghi sinh vật phân chia mức độ thích nghi sinh vật với điều kiện sinh khí hậu cụ thể: (i) Quy luật tác động tổng hợp; (ii) Quy luật tác động tổng hợp phản ánh chất c; (iv) Quy luật tác động tổn; (v) Quy luật tác động qua lại sinh vật với môi trường 2.2.2 Lí luận chung đánh giá tài nguyên sinh khí hậu Đánh giá tài nguyên khí hậu thực chất việc xem xét, xác định phân loại giá trị loại tài nguyên vùng lãnh thổ số yêu cầu KT-XH định; từ đưa kiến nghị khả khai thác sử dụng hợp lí (SDHL) tài ngun khí hậu cho mục đích Việc đánh giá tài nguyên khí hậu phải tuân thủ nguyên tắc sau: (i) Phải đảm bảo tính khoa học việc đánh giá thông qua việc xác định giá trị quy luật phân hoá tài nguyên khí hậu; (ii) Coi thơng tin khí hậu đúc kết từ số liệu quan trắc nhiều năm trạm khí tượng sở chủ yếu việc đánh giá; (iii) Đảm bảo mối liên hệ chặt chẽ quán giátrị, quy luật phân hoá tài nguyên khí hậu yêu cầu hoạt động sản xuất, đời sống người thông qua kết việc đánh giá 1.3 Tổng quan điều kiện tự nhiên - xã hội vùng Trung du miền núi Bắc Bộ 1.3.1 Điều kiện tự nhiên, KT - XH khu vực Đông Bắc vùng TDMNBB 1.3.1.1 Điều kiện tự nhiên  Nhóm nhân tố địa chất, địa hình:Cấu trúc địa chất khu vực Vùng mang đặc điểm, tính chất riêng biệt có phân hóa mạnh mẽ theo phương Đơng Tây, Bắc - Nam Địa hình vùng đa dạng bao gồm nhiều kiểu địa hình: thung lũng, đồng bằng, dạng địa hình đồi, núi thấp, núi trung bình, núi cao… ln có xen kẽ địa hình núi đất với địa hình núi cao ngun đá vơi  Nhóm nhân t ố thủy văn, thổ nhưỡng, sinh vật: Bên cạnh hệ thống sơng ngịi, hệ thống hồ - đầm khu vực phong phú Thổ nhưỡng thể phân hóa theo quy luật đai cao rõ nét, với đai thổ nhưỡng: đất feralit đỏ vàng núi thấp (2.800m) Thảm thực vật đa dạng có phân hóa, với đặc điểm cấu trúc riêng biệt  Vai trò biển: Địa hình lại có dạng thoải dần phía biển, thuận lợi đón gió từ vịnh Bắc Bộ qua duyên hải Quảng Ninh đồng sông Hồng 1.3.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội Trong năm qua, ngành lâm nghiệp vùng Đơng Bắc có nhiều nỗ lực nhằm phủ xanh đất trống, đồi núi trọc, khôi phục vốn rừng bị Trong vùng hình thành số vùng rừng nguyên liệu cho công nghiệp chế biến giấy, ván nhân tạo, cột trụ mỏ… Nhờ mà đến độ che phủ rừng vùng tăng lên đáng kể 1.3.2 Điều kiện tự nhiên, KT - XH khu vực Tây Bắc vùng Trung du miền núi Bắc Bộ 1.3.2.1 Điều kiện tự nhiên  Nhóm nhân tố địa chất, địa hình: Khuất sau khu Hồng Liên Sơn, có núi cao vây bọc xung quanh, nên khu Tây Bắc bị che khuất hai luồng gió mùa bị hiệu ứng “phơn” làm biến tính, khiến cho mùa đơng khơ hanh mùa hè có gió Lào nóng bỏng Ở vùng Tây Bắc, khó khăn lớn thiếu nước, phải ý khai thác nước ngầm vùng đá vôi xây dựng hồ chứa miền núi  Nhóm nhân tố thủy văn, thổ nhưỡng, sinh vật: Rừng Tây Bắc bị phá hoại nghiêm trọng, cỏ tranh, lau lách, bụi bạt ngàn, rừng tốt lác đác vệt nhỏ Các quần hệ rừng kín quần hệ trảng bụi, trảng cỏ đất địa đới quần hệ mang tính chất ngun sinh Các quần hệ cịn lại hậu tác động người 1.3.2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội Vùng Tây Bắc có quỹ đất chưa sử dụng cịn lớn với vùng tiểu khí hậu nhiệt đới ơn đới để phát triển đa dạng nơng nghiệp, có loại đặc sản có giá trị kinh tế cao Tuy nhiên, Tây Bắc vùng có xuất phát điểm thấp nước điều kiện kinh tế - xã hội Hầu hết địa bàn có điều kiện kinh tế - xã hội đặc biệt khó khăn, đồng bào dân tộc thiểu số chiếm tỷ lệ cao Chương PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1.Phương pháp nghiên cứu thảm thực vật 2.1.1 Phương pháp kế thừa số liệu kết hợp với khảo sát tổng thể trường 2.1.2 Phương pháp tuyến điều tra ô tiêu chuẩn Tuyến điều tra có chiều rộng 4m Khoảng cách tuyến điều tra 50 m Dọc theo tuyến điều tra, bố trí tiêu chuẩn, diện tích ô tiêu chuẩn tùy thuộc vào loại thảm thực vật Trên tiêu chuẩn bố trí thứ cấp cấp - ô dạng (ODB) ô thứ cấp cấp 2.1.3 Phương pháp phân tích mẫu thực vật Xác định tên khoa học, tên địa phương loài theo tài liệu Nguyễn Tiến Bân (1997), Phạm Hoàng Hộ (1991 - 1993), theo “Tên rừng Việt Nam” Bộ NN&PTNN (2000), Danh lục tài liệu thực vật Việt Nam… Hình 1: Sơ đồ thiết lập tuyến điều tra Hình 2.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu thực địa 2.1.4 Phương pháp nghiên cứu lực tái sinh thảm thực n vật Xác định mật độ tái sinh tính theo cơng thức: N / = S 10.000 Trong đó: n: Tổng số cá thể lồi tiêu chuẩn.; S: Tổng diện tích tiêu chuẩn (ha) Phương pháp xác định phân bố tái sinh theo mặt phẳng ngang: Sử dụng phương pháp kiểm tra mức độ sai khác số trung bình khoảng cách từ chọn ngẫu nhiên đến gần với trị số bình qn lý thuyết theo cơng x thức: Q = E(x) 2x Trong đó, x : Trị số trung bình n lần quan sát; : Mật độ gỗ đơn vị diện tích (cây/m ) Cây gỗ có kiểu phân bố tập trung Q < 1, phân bố cách Q > 1, phân bố có dạng nanh sấucó cạnh nhau, Q = 2,1419 Khi dung lượng mẫu đủ lớn, sử dụng tiêu chuẩn U phân bố chuẩn để (x 0,5) n đánh giá U= 0,26136 2 m (cây/m ) = Trong đó, n: Số khoảng cách cây.Mật độ gỗ (Ncây/ha) Nếu U 1,96: phân bố ngẫu nhiên, U > 1,96: phân bố 10000 đều; U < -1,96: phân bố cụm 2.1.5 Phương pháp dùng tốn thống kê để xử lí số liệu Các số liệu xử lý theo phương pháp thống kê sinh học Sử dụng phần mềm Excell để xử lý mơ hình hố số liệu 2.1.6 Phương pháp nghiên cứu sinh khối, khả tích lũy cacbon thảm thực vật + Tổng sinh khối tươi thảm thực vật bụi tính sau: Tổng sinh khối tươi = TDM(l) + TDM(tc) + TDM(r) + TDM(c) + TDM(tm) Trong đó, TFW(l), TFW (tc), TFW (r), TFW (c), TFW (tm) sinh khối tươi lá, thân cành, rễ, cỏ thảm mục đo đếm OTC (tấn/ha) - Xác định tỷ lệ sinh khối khô/sinh khối tươi: Sấy mẫu tủ sấy nhiệt độ 105 C trọng lượng không đổi Tỷ lệ sinh khối khô/ sinh khối tươi mẫu phân tích tính theo cơng thức: K (%) = (FW-DW/FW).100