nghiên cứu đặc điểm và xác định xu hướng diễn thế của thảm thực vật thoái hoá do tác động của quá trình khai thác than ở cẩm phả - quảng ninh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HOÀNG THỊ HẢI ÂU NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VÀ XÁC ĐỊNH XU HƯỚNG DIỄN THẾ CỦA THẢM THỰC VẬT THOÁI HÓA DO TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH KHAI THÁC THAN Ở CẨM PHẢ - QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH THÁI HỌC Thái Nguyên - Năm 2010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HOÀNG THỊ HẢI ÂU NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VÀ XÁC ĐỊNH XU HƯỚNG DIỄN THẾ CỦA THẢM THỰC VẬT THOÁI HÓA DO TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH KHAI THÁC THAN Ở CẨM PHẢ - QUẢNG NINH Chuyên ngành: SINH THÁI HỌC Mã số : 60.42.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH THÁI HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN THẾ HƯNG Thái Nguyên - Năm 2010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu 2. Mục tiêu nghiên cứu: 3. Những đóng góp mới của luận văn Chƣơng I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Các quan điểm về thảm thực vật và sự phân chia kiểu thảm thực vật. 1.2. Nghiên cứu thành phần loài và dạng sống (life form) thực vật 1.3. Nghiên cứu cấu trúc của thảm thực vật 1.4. Nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên, phục hồi rừng và xu hướng diễn thế của thảm thực vật 1.5. Nghiên cứu về đặc tính lý, hóa của đất Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2.2. Nội dung nghiên cứu 2.3. Phương pháp nghiên cứu Chƣơng 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU 3.1. Điều kiện tự nhiên 3.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu Chƣơng 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1. Đặc điểm về hình thái, cấu trúc của thảm thực vật 4.2. Thành phần loài, thành phần dạng sống thực vật và một vài Trang 1 1 3 3 4 4 11 13 22 26 33 33 33 34 38 38 49 54 54 61 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn chỉ số đa dạng sinh học của các trạng thái thảm thực vật 4.3. Năng lực tái sinh tự nhiên của các loài cây gỗ trong các thảm thực vật thoái hóa do tác động của quá trình khai thác than 4.4. Đặc tính lý hóa của đất dưới các trạng thái thảm thực vật 4.5. Xu hướng diễn thế của các trạng thái thảm thực vật KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 86 98 103 105 106 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 4.1: Kiểu phân bố của cây gỗ trên mặt đất trong thảm thực vật thoái hoá do tác động của quá trình khai thác than Bảng 4.2: Số lượng và tỷ lệ phần trăm về số loài, chi và họ thực vật trong các thảm thực vật ở các địa điểm nghiên cứu. Bảng 4.3: Số lượng loài thực vật trong các họ Bảng 4.4: Sự biến động về số loài và số chi trong các họ thực vật ở khu vực nghiên cứu Bảng 4.5: Một số chỉ tiêu về cấu trúc hệ thống của các thảm thực vật Bảng 4.6: Tỷ lệ các loài cây gỗ thuộc các kiểu dạng sống Megaphanerophytes – Mesophanerophytes – (MM) và kiểu dạng sống Microphanerophytes – (Mi) tromg các thảm thực vật ở xã Dương Huy (Cẩm Phả, Quảng Ninh Bảng 4.7: Sự biến động về số loài và số chi trong các họ thực vật ở điểm nghiên cứu thứ nhất Bảng 4.8 : Sự biến động về số loài và số chi trong các họ thực vật ở điểm nghiên cứu thứ hai Bảng 4.9: Sự biến động về số loài và số chi trong các họ thực vật ở điểm nghiên cứu thứ ba Bảng 4.10: Chỉ số tương đồng (Sorensen’s Index - SI) giữa các thảm thực vật Bảng 4.11 : Mật độ cây gỗ tái sinh trong thảm thực vật ở các địa điểm nghiên cứu 60 62 63 65 66 67 68 71 73 75 78 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 4.12: Mật độ cây gỗ tái sinh qua các cấp chiều cao trong các thảm thực vật ở xã Dương Huy (Cẩm Phả, Quảng Ninh) Bảng 4.13 : Nguồn gốc và chất lượng của cây gỗ tái sinh trong các thảm thực vật ở xã Dương Huy (Cẩm Phả, Quảng Ninh) Bảng 4.14: Sự biến động mật độ cây gỗ tái sinh trong các thảm thực vật theo vị trí địa hình Bảng 4.15: Hàm lượng mùn và các chất tổng số trong đất (độ sâu 0 - 30cm) ở các điểm nghiên cứu Bảng 4.16: Hàm lượng các chất dễ tiêu (P 2 O 5 và K 2 O) trong đất (độ sâu 0-30cm) ở các điểm nghiên cứu Bảng 4.17: Chỉ số CEC và độ pH trong đất (độ sâu 0- 30cm) ở các điểm nghiên cứu. 81 83 85 87 91 93 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Tên hình Trang Hình 2.1: Cách bố trí các ô dạng bản trong các ô tiêu chuẩn Hình 2.2: Cách bố trí các phẫu diện đất trong ô nghiên cứu Hình 3.1: Bản đồ hành chính thị xã Cẩm Phả (tỉnh Quảng Ninh) - năm 2010 Hình 4.1: Số loài, số chi và số họ thực vật trong các địa điểm nghiên cứu. Hình 4.2: Đồ thị về sự biến động về số loài và số chi trong các họ thực vật ở khu vực nghiên cứu Hình 4.3: Một số chỉ tiêu về cấu trúc hệ thống trong các thảm thực vật ở xã Dương Huy, thị xã Cẩm Phả (Quảng Ninh) Hình 4.4: Tỷ lệ các loài cây gỗ thuộc các kiểu dạng sống Megaphanerophytes – Mesophanerophytes – (MM) và kiểu dạng sống Microphanerophytes – (Mi) tromg các trạng thái thảm thực vật ở xã Dương Huy (Cẩm Phả, Quảng Ninh Hình 4.5: Sơ đồ về các kiểu tổ hợp giữa các thảm thực vật để xác định mức độ giống nhau về thành phần loài cây gỗ thông qua chỉ số tương đồng (SI) Hình 4.6 : Mật độ cây gỗ tái sinh trong các trạng thái thảm thực vật ở xã Dương Huy (Cẩm Phả, Quảng Ninh) Hình 4.7: Mật độ cây gỗ tái sinh theo các cấp chiều cao trong các trạng thái thảm thực vật tại ở Dương Huy (Cẩm Phả, Quảng Ninh) Hình 4.8: Nguồn gốc của cây gỗ tái sinh trong các trạng thái thảm thực vật 35 36 39 63 65 66 68 74 78 82 84 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ở xã Dương Huy, thị xã Cẩm Phả (Quảng Ninh) Hình 4.9: Chất lượng của cây gỗ tái sinh trong các trạng thái thảm thực vật ở xã Dương Huy, thị xã Cẩm Phả (Quảng Ninh) Hình 4.10: Mật độ cây tái sinh (cây/ha) theo vị trí địa hình trong các trạng thái thảm thực vật ở xã Dương Huy, thị xã Cẩm Phả (Quảng Ninh) Hình 4.11: Hàm lượng mùn trong đất (độ sâu 0 - 30cm) trong các trạng thái thảm thực vật ở xã Dương Huy, thị xã Cẩm Phả (Quảng Ninh) Hình 4.12: Hàm lượng đạm tổng số trong đất (độ sâu 0 - 30cm) trong các trạng thái thảm thực vật ở xã Dương Huy, thị xã Cẩm Phả (Quảng Ninh) Hình 4.13: Hàm lượng lân và kali tổng số trong đất (độ sâu 0 - 30cm) trong các trạng thái thảm thực vật ở xã Dương Huy, thị xã Cẩm Phả (Quảng Ninh) Hình 4.14: Hàm lượng lân và kali dễ tiêu trong đất (độ sâu 0 - 30cm) trong các trạng thái thảm thực vật ở xã Dương Huy, thị xã Cẩm Phả (Quảng Ninh) Hình 4.15: Sự biến động CEC (meq/100g đất) theo chiều sâu phẫu diện trong các trạng thái thảm thực vật ở xã Dương Huy, thị xã Cẩm Phả (Quảng Ninh) Hình 4.16: CEC liên quan chặt chẽ với hàm lượng mùn trong đất (độ sâu 0 – 30 cm) ở các điểm nghiên cứu Hình 4.17: pH của đất (độ sâu 0 - 30cm) trong các trạng thái thảm thực vật ở xã Dương Huy, thị xã Cẩm Phả (Quảng Ninh) 84 85 87 88 89 92 94 95 96 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu Trong giai đoạn hiện nay, khi nhân loại đang phải đối mặt với những thách thức nghiêm trọng về khí hậu, thiên tai, nạn ô nhiễm (ô nhiễm vật lý, hoá học và sinh vật học) và sự suy giảm nguồn nước, thì môi trường đã trở thành vấn đề quan tâm của toàn cầu. Trong nhiều vấn đề về môi trường, thì là diện tích rừng càng ngày càng bị thu hẹp được coi là vấn đề bức xúc nhất. Mức độ nguy hiểm của việc suy thoái rừng không chỉ vì quá trình này diễn ra hàng ngày, hàng giờ trên Trái Đất, mà còn vì quá trình này tất yếu kéo theo những hậu quả đáng tiếc khác về môi trường (giảm đa dạng sinh học, lũ lụt, tai biến địa chất, xói mòn, sa mạc hoá, tăng nhiệt độ khí quyển ). Theo FAO (1957), mức an toàn sinh thái tối thiểu của độ che phủ mặt đất của thực bì là 33% [6]. Ở nước ta, năm 1943, tỷ lệ che phủ của rừng khoảng 43%, với diện tích 14,3 triệu ha, thì đến năm 1999, tổng diện tích rừng cả nước chỉ còn khoảng 9,3 triệu ha (8,25 triệu ha rừng tự nhiên và 1,05 triệu ha rừng trồng, độ che phủ chỉ còn 28%) (Theo Nguyễn Thế Hưng, 2003)[25]. Quảng Ninh không chỉ là một tỉnh miền núi có nền kinh tế khá phát triển, đặc biệt là sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp, thương mại và du lịch, mà còn là tỉnh có nhiều ưu đãi về tài nguyên thiên nhiên (tài nguyên khí hậu, tài nguyên biển, tài nguyên khoáng sản, tài nguyên rừng và sinh vật rừng…). Tuy nhiên, trong những năm gần đây, Quảng Ninh chịu hậu quả khá nặng nề của sự xuống cấp về môi trường, đặc biệt rừng ở Quảng Ninh bị suy giảm cả về diện tích và chất lượng do nhiều nguyên nhân khác nhau (khai thác quá mức tài nguyên rừng, canh tác nương rẫy, chăn thả gia súc, sử dụng đất lâm nghiệp cho các mục đích khác, chính sách và năng lực quản lý rừng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 cộng đồng còn nhiều bất cập). Một trong những nguyên nhân chủ yếu làm cho suy thoái tài nguyên rừng và sự xuống cấp về môi trường là quá trình khai thác than. Quá trình khai thác than được xác định là một trong những hoạt động chủ yếu làm mất nhiều rừng, làm mất dần tính đa dạng sinh học. Quá trình suy thoái rừng do khai thác than diễn ra rất mạnh mẽ ở thành phố Hạ Long, thị xã Cẩm Phả, thị xã Uông Bí và huyện Hoành Bồ. Có thể coi đây là những địa phương điển hình trong tỉnh Quảng Ninh về sự xuống cấp của môi trường do tình trạng suy thoái về số lượng và chất lượng rừng gây nên: lũ lụt, xói mòn, sạt lở đất đá, suy giảm nguồn nước, quá trình feralit hoá Đặc biệt, sự tác động của quá trình khai thác than đã khiến cho rừng tự nhiên, với tính đa dạng cao, có trữ lượng gỗ lớn đã bị thay thế bởi thảm thực vật thoái hoá với độ đa dạng thấp. Mặc dù Quảng Ninh đã xây dựng một số chương trình hành động cụ thể để nâng cao độ che phủ và cải thiện chất lượng rừng, nhưng do các thảm thực vật thoái hóa phân bố ở nhiều địa phương, trên nhiều loại địa hình, với mức độ thoái hóa và có nguồn gốc khác nhau, nên việc lựa chọn phương thức bảo vệ, tác động, cũng như sử dụng như thế nào đối với các trạng thái thảm thực vật một cách hợp lý là một câu hỏi đang được đặt ra cho các nhà nghiên cứu. Thị xã Cẩm Phả là một địa phương của tỉnh Quảng Ninh chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của quá trình khai thác than. Nhiều loại hình thảm thực vật thoái hoá đã được hình thành từ thảm thực vật rừng do tác động nhiều mặt của quá trình khai thác than. Tuy nhiên, cho đến nay lại thiếu những nghiên cứu cơ bản, làm căn cứ cho việc bảo vệ và sử dụng hợp lý và có hiệu quả các loại hình thảm thực vật thoái hóa đó ở Quảng Ninh. Vì vậy chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm và xác định xu [...]...3 hướng diễn thế của thảm thực vật thoái hoá do tác động của quá trình khai thác than ở Cẩm phả - Quảng Ninh 2 Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu đặc điểm của thảm thực vật thoái hóa do tác động của quá trình khai thác than, tại thị xã Cẩm Phả (tỉnh Quảng Ninh) , nhằm đưa ra những đóng góp khoa học, làm cơ sở cho việc bảo vệ hoặc khai thác, sử dụng thảm thực vật một cách hợp lý và hiệu quả 3... mới của luận văn Đề tài này là công trình nghiên cứu đầu tiên về thảm thực vật thoái hoá do tác động của quá trình khai thác than ở tỉnh Quảng Ninh Kết quả nghiên cứu của đề tài có đóng góp cả về mặt lý luận và thực tiễn: 3.1 Đóng góp về mặt khoa học Bổ sung thêm về đặc điểm của thảm thực vật thoái hoá do tác động của quá trình khai thác than với các công trình nghiên cứu trước đây về đặc điểm của thảm. .. thảm thực vật thoái hoá do các nguyên nhân khác (do khai thác kiệt, do canh tác nương rẫy) ở tỉnh Quảng Ninh 3.2 Đóng góp về mặt thực tiễn Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm cơ sở cho việc đề ra các biện pháp lâm sinh, cũng như việc hoạch định các chính sách kinh tế - xã hội và nhằm bảo vệ và khai thác, sử dụng thảm thực vật thoái hoá do tác động của quá trình khai thác than ở tỉnh Quảng Ninh. .. nghị định 32/2006/NĐ – CP của Chính phủ, cần được ưu tiên bảo tồn Có thể nói, ngoài công trình khá đầy đủ của Nguyễn Thế Hưng, Hoàng Chung [25], Nguyễn Thế Hưng [25] nghiên cứu về thành phần loài trong thảm thực vật cây bụi, thì ở Quảng Ninh có rất ít công trình nghiên cứu về thành phần loài thực vật trong các kiểu thảm thoái hoá Dạng sống (Life form) của thực vật là sản phẩm của quá trình hình thành đặc. .. pháp nghiên cứu này ra thành các nhóm chính như sau: - Xây dựng sơ đồ diễn thế của thảm thực vật dựa vào các số liệu điều tra về thảm thực vật trong hiện tại và quá khứ: Henry J.D - Swan M.A, 1974, Horn H.S, 1975, Oliver C.D, 1978 ) - Nghiên cứu diễn thế sinh thái bằng việc theo dõi liên tục, thông qua việc lập các ô nghiên cứu định vị: Peet R.K, 1980; Christensen N.L, 1977 ) - Nghiên cứu diễn thế bằng... trong giai đoạn đầu của quá trình diễn thế thứ sinh phục hồi sau khai thác kiệt và với tỷ lệ HL2, có thể phân biệt 3 pha diễn thế nói lên bản chất của sự thay đổi giá trị quan trọng của các loài theo các nhóm sinh thái khác nhau Đối với các thảm thực vật thoái hoá do tác động của con người (canh tác nương rẫy, khai thác kiệt, chăn thả gia súc, cháy rừng ), số lượng công trình nghiên cứu về cấu trúc không... [6], Nguyễn Nghĩa Thìn và cộng sự (2000) [69], [70] Trong những năm gần đây, diện tích thảm thực vật thoái hoá ở các địa phương có xu hướng tăng nhanh Vì vậy, càng có nhiều công trình nghiên cứu hệ thực vật trong những thảm thực vật thoái hoá, có nguồn gốc thứ sinh nhân tác Nguyễn Đình Ngỗi, Võ Văn Chi (1964) [42] nghiên cứu thảm thực vật savan (thuộc kiểu savan cây to, savan bụi và savan cỏ) trên vùng... vậy, có một số tác giả lại tiến hành phân chia thảm thực vật thoái hoá ở nước ta Tiêu biểu là các công trình nghiên cứu của Trần Xu n Thiệp, 1997 [68], Dương Hữu Thời, 1974 [72], Nguyễn Đăng Khôi, 1973 [31] và Hoàng Chung, 1980 [3] Đặc biệt, trong những năm gần đây, số công trình nghiên cứu về thảm thực vật thoái hoá ở nước ta càng một nhiều: Lê Ngọc Công, Hoàng Chung (1995)[5], Nguyễn Thế Hưng, Hoàng... nghiệp 1.2 Nghiên cứu thành phần loài và dạng sống (life form) thực vật Ở nước ta, có những công trình nghiên cứu hệ thực vật Việt Nam khá đồ sộ Tiêu biểu là các công trình của Phan Kế Lộc (1977) [84], Phạm Hoàng Hộ (1991 - 1993) [17], Lê Khả Kế (1969 - 1976) [26]… Bên cạnh những công trình trên, nhiều tác giả nghiên cứu hệ thực vật trong một địa phương hoặc trong các kiểu thảm thực vật nhất định: Phùng... 14 Odum ), đặc biệt là các công trình mang tính định hướng phương pháp nghiên cứu của Braun – Blanquet (1922), Drude (1913), Iarochenko (1961), Simpson (1949), Dương Hữu Thời (1998), thì những công trình nghiên cứu của các tác giả khác cũng rất phong phú (Nguyễn Thế Hưng, 2003) [25] Bên cạnh đó, còn có nhiều công trình nghiên cứu đặc trưng cấu trúc của các kiểu thảm thực vật và sự ảnh hưởng của các điều . hướng diễn thế của thảm thực vật thoái hoá do tác động của quá trình khai thác than ở Cẩm phả - Quảng Ninh 2. Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu đặc điểm của thảm thực vật thoái hóa do tác động. HẢI ÂU NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VÀ XÁC ĐỊNH XU HƯỚNG DIỄN THẾ CỦA THẢM THỰC VẬT THOÁI HÓA DO TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH KHAI THÁC THAN Ở CẨM PHẢ - QUẢNG NINH Chuyên ngành: SINH THÁI. NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM VÀ XÁC ĐỊNH XU HƯỚNG DIỄN THẾ CỦA THẢM THỰC VẬT THOÁI HÓA DO TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH KHAI THÁC THAN Ở CẨM PHẢ - QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH