Tiểu luận Nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên có phân bố loài Nghiến

v.v…còn các loài cây bản địa lại rất ít hoặc nếu có thì vấn đề nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc, kết cấu lâm phần tự nhiên, đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của loài nơi phân bố vẫn c

nghien cuu cau truc rung tu nhien co phan bo loai Nghien

ĐẶT VẤN ĐỀ

Rừng là yếu tố cơ bản của môi trường, giữ vai trò quan trọng trong việc phòng hộ, duy trì cân bằng simh thái, bảo vệ đa dạng sinh học, bảo tồn nguồn gen, các nguồn lâm đặc sản khác, phục vụ nhu cầu của con người tuy nhiên rừng trên thế giới cũng như ở Việt Nam đang bị suy thoái nghiêm trọng theo số liệu của Maurand (1943), tổng diệ tích rừng của Việt Nam là 14.3 triệu ha, nếu đem

so sánh với số liệu của Viện điều tra quy hoạch rừng năm 1992-1993 là 9.3 triệu

ha thì sau 50 năm tài nguyên rừng của nước ta giảm 5 triệu ha (trung bình

100000 ha/năm) Rừng bị giảm sút nhanh chonngs cả về số lượng và chất lượng Nhiều loài cây quý hiếm có giá trị đã bị biến mất, nhiều khu rừng lớn đã bị chia cắt thành nhiều mảng nhỏ hay bị khai thác quá mức làm mất cấu trúc rừng Trước tình trạng đó Đảng và Nhà nước ta đã và đang thực hiện nhiều chủ trương, chính sách và biện pháp nhằm bảo vệ và phát triển vốn rừng như: Dự án trồng và khoanh nuôi 5 triệu ha rừng, Dự án 327, Dự án Việt Nam Hà Lan, 661… Song công tác trồng rừng của chúng ta mới chỉ chú ý đến số lượng mà chưa chú ý đến chất lượng, các loài cây được lựa chọn thường là các loài sinh trưởng nhanh như: Keo, Bạch đàn, Mỡ v.v…còn các loài cây bản địa lại rất ít hoặc nếu có thì vấn

đề nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc, kết cấu lâm phần tự nhiên, đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của loài nơi phân bố vẫn chưa được quan tâm đúng mức làm cho năng suất và chất lượng rừng thấp

Nghiến (Burretiodendron hsienmu) là một cây thuộc họ Đay (Tiliaceae)

phân bố và mọc trên các núi đá vôi thuộc các tỉnh phía Bắc như: Cao Bằng, Tuyên Quang, Lạng Sơn, Hòa Bình, Sơn La…Đây là loài cây quý hiếm thuộc nhóm sẽ nguy cấp (V)[1] Gỗ màu nâu đỏ, nặng rắn, không mối mọt, dễ gia công chế biến dunngf để xây dựng các công trình lớn Tuy nhiên việc mở rộng, gây trồng loài cây này trên quy mô lớn còn hạn chế do thiếu thông tin như nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc và các quy luật kết cấu lâm phần tự nhiên

Xã Phỏng Lái, huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La là một xã miền núi phía Tây của Sơn La, Là nơi phân bố tự nhiên của loài Nghiến Tuy nhiên chúng thường phân bố rải rác với số lượng không nhiều do việc khai thác trái phép của người dân địa phương phục vụ đời sống và của lâm tặc không kiểm soát được làm cho sản lượng, chất lượng cây đã bắt đầu có sự suy giảm Do vậy việc phục hồi và phát triển Nghiến là rất cần thiết Để giải quyết một phần những tồn tại trên, chúng tôi thực hiện chuyên đề: Nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên nơi có

loài Nghiến (Burretiodendron Hsienmu) phân bố tại xã Phỏng Lái, huyện Thuận

Châu, tỉnh Sơn La

PHẦN 1:

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên thế giới

1.1.1 Nghiên cứu cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng biểu hiện mối quan hệ giữa các thành phần trong quần xã thực vật rừng và giữa các thành phần đó với môi trường bên ngoài Những nghiên cứu về nó cho biết được những mối quan hệ sinh thái bên trong quần xã,

từ đó đề ra các biện pháp phù hợp Nghiên cứu cấu trúc rừng xuất hiện từ thế kỉ XVII, XVIII, và nó phát triển mạnh vào thế kỉ XX Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu khoa học ở những nước có nền lâm nghiệp phát triển cũng như đang phát triển, trong đó việc nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng là hết sức cần thiết Các công trình nghiên cứu này bắt nguồn từ Châu Âu gắn liền với sự ra đời của hàng loạt các công trình nghiên cứu

G.N Baur (1962) [6] đã nghiên cứu cơ sở sinh thái học nói chung và cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nhiệt đới nói riêng, trong đó đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lí về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên

Phương pháp biểu đồ trắc diện do David và Richards (1933-1934) đề suất trong khi phân loại và mô tả rừng nhiệt đới phức tạp về thành phần loiaf và cấu trúc thảm thực vật theo chiều thẳng đứng và chiều nằm ngang

P.E Odum (1971) [8] đã hoàn thành thuật ngữ sinh thái và khái niệm sinh thái

Kraft (1884) là người đầu tiên đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng Ông đã chia cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng của chúng

Các tác giả đã sử dụng công thức và hàm toán học để mô hình hóa cấu trúc rừng Biểu diễn mối quan hệ chiều cao và đường kính bằng hàm hồi quy phân bố N/D1.3, N/Dt bằng phân bố xác xuất

Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thường đưa ra những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới nên chưa phản ánh được sự phân tầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới

1.1.2 Nghiên cứu tái sinh rừng

Van Steenis (1956) [4] đã nghiên cứu 2 đặc điểm tái sinh phổ biến ở rừng nhiệt đới đó là tái sinh phân tán liên tục và tái sinh vệt (tái sinh lỗ trống) Theo tác giả, tái sinh vệt là một trong những đặc điểm nổi bật nhất của rừng nhiệt đới

Đó là sự xuất hiện của hàng loạt những cây mới, chủ yếu là cây ưa sáng xung quanh những gốc cây đổ trong rừng Hai đặc điểm này không chỉ thấy ở rừng nguyên sinh mà còn thấy cả ở rừng thứ sinh

Richards P.W (1952) [7] đã tổng kết việc nghiên cứu trên các ô dạng bản

và phân bố tái sinh ở rừng nhiệt đới

Việc nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến tái sinh được Baur.G.N nghiên cứu và đưa ra nhận định: “ánh sáng có sự ảnh hưởng tới sự phát triển của cây con nhưng lại ít ảnh hưởng tới sự nảy mầm và phát triển của cây mầm Tác giả cho rằng cây bụi thảm tươi cũng ảnh hưởng tới sự sinh trưởng

và phát triển của cây tái sinh

Như vậy, các công trình nghiên cứu được đề cập ở trên đã phần nào làm sáng tỏ đặc điểm tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới Đó là cơ sở để xây dựng các phương thức lâm sinh hợp lí

1.2 Ở Việt Nam

1.2.2 Nghiên cứu cáu trúc rừng

ở Việt Nam nghiên cứu cấu trúc rừng đã có nhiều công trình nghiên cứu của các nhà lâm nghiệp từ trước đến nay

Đổng Sỹ Hiền (1974) [1] đã dùng hàm mayer và họ đường cong Poison để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở cho việc lập biểu thể tích và độ thon thân cây đứng

Thái Văn Trừng (1978) [2] đã phân chia thực vật nhiệt đới thành 5 tầng ( a1,a2,a3,B,C) Việc phân chia như vậy có y nghĩa rất lớn trong công tác xác định biện pháp xử lý lâm sinh cho từng loại quần xã Trong đó, a1: tầng vượt tán, a2: tầng ưu thế sinh thái, a3: tầng dưới tán, B: tầng cây bụi, C: tầng thảm tươi

Trương Hồ Tố (1985) [3]đã dùng đường cong Pearson và hàm Charlie để

mô phỏng một cấu trúc rừng Thông Ba Lá ở Tây Nguyên

Phùng Ngọc Lan (1986) [5] đã nêu lên mô hình cấu trúc mẫu là mô hình

có khả năng tận dụng tối đa của điều kiện lập địa, có sự phân bố hài hòa giữa các nhân tố cấu trúc để tạo nên một quẩn thể rừng có sản lượng ổn định và có chức năng ổn định cao nhất nhằm đáp ứng mục tiêu kinh doanh nhất định

Nguyễn Hải Tuất ( 1982; 1986; 1990) đã sử dụng hàm meyer, hàm khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và áp dụng hàm Poison vào nghiên cứu cấu trúc quần thể

Vũ Tiến Hinh ( 1990) thử nghiệm một số phân bố lý thuyết để nắn phân

bố N/D cho một số loài cây trồng ở nước ta và rút ra kết luận: Phân bố Weibull

là phân bố lý thuyết hợp lý nhất

Lê Minh Chung ( 1991) đã sử dụng hàm Poisson mô phỏng cấu trúc tán lá cây, hàm Weibull mô phỏng cấu trúc chiều cao và đường kính Đồng thời khảo nghiệm hàm hyperbol và meyer cho các cấu trúc này

Tuy nhiên, đới với lâm phần tự nhiên nơi có loài Nghiến phân bố cho đến nay vẫn chưa có các nghiên cứu đầy đủ về cấu trúc, quy luật kết cấu lâm phần làm cơ sở cho kinh doanh rừng Chỉ có cuốn giáo trình Thực vật rừng của tác giả

Lê Mộng Chân đề cập tới đặc điểm sinh vật học và sinh thái học, vùng phân bố của loài Nghiến

1.2.2 Nghiên cứu về tái sinh

Trong thời gian từ năm 1962- 1969 viện điều tra quy hoạch rừng đã điều tra tình hình tái sinh rừng tự nhiên cho các vùng trọng điểm miền Bắc Việt Nam như: Yên bái ( 1965); Hà Tĩnh ( 1966); Quảng Bình ( 1969); Lạng Sơn (1969) Trong đó đáng chú ý là công trình nghiên cứu điều tra tái sinh tự nhiên ở vùng sông Hiếu ( 1963 1964) bằng phương pháp đo đếm điển hình

Nguyễn Vạn Thường ( 1991) đã tổng kết và đưa ra kết luận về tình hình tái sinh tự nhiên ở một số khu rừng miền Bắc Việt Nam

Phùng Ngọc Lan (1984) đã nêu kết quả tra dặm hạt Lim xanh dưới tán rừng ở lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn

Như vậy, đề tài thực hiện góp phần làm rõ hơn về đặc điểm sinh thái học

và cấu trúc rừng tự nhiên nơi có loài Nghiến phân bố

PHẦN 2:

MỤC TIÊU – NỘI DUNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu

2.1.1 Mục tiêu lí luận

Góp phần hoàn thiện cơ sở khoa học về đặc điểm lâm học của loài Nghiến nhằm phục vụ công tác khoanh nuôi, bảo vệ, phát triển các tổ thành rừng tự nhiên nơi có loài Nghiến phân bố cũng như công tác trồng rừng với Nghiến là cây mục đích tại xã Phỏng Lái

2.1.2 Mục tiêu thực tiễn

- Nghiên cứu được một số đặc điểm cấu trúc hệ sinh thái rwngfn[I có loài Nghiến phân bố trên địa bàn

- Nghiên cứu bổ sung một số đặc điểm lâm học của loài Nghiến trên địa bàn

- Đề xuất một số biện pháp kĩ thuật lâm sinh tạo tiền đề cho việc bảo tồn

và gây trồng Nghiến trên địa bàn

2.2 Đối tượng, phạm vi va giới hạn nghiên cứu

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu

- Nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên nơi có loài Nghiến phân bố

2.2.2 Phạm vi nghiên cứu

- Tại xã Phổng Lái, huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La

2.3 Nội dung nghiên cứu

2.3.1 Nghiên cứu đặc điểm và quy luật phân bố một số nhân tố tầng cây cao

- Cấu trúc tổ thành

- Cấu trúc mật độ

- Phân bố số cây theo đường kính (N/D1.3), và chiều cao (N/Hvn)

- Nghiên cứu một số quy luật tương quan quan trọng (D/Hvn; D/Dt)

- Trắc đố rừng

- Độ tàn che

2.3.2 Nghiên cứu bổ xung một số đặc điểm lâm học của loài Nghiến trên địa bàn.

+ Đặc điểm hình thái (cây trưởng thành và cây tái sinh)

+ Đặc điểm phân bố( độ dốc, đất đai…) + Đặc điểm tái sinh (nguồn gốc, chất lượng, mạng hình phân bố) + Dự báo mối quan hệ sinh thái của loài Nghiến và các loài ưu thế

2.3.3 Đề xuất một số biện pháp kỹ thật lâm sinh nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả bảo vệ rừng trên địa bàn nghiên cứu

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Điều tra ngoại nghiệp

2.4.1.1 Phương pháp kế thừa số liệu

- Kế thừa có chon lọc tài liệu có sẵn

+ Điều kiện tự nhiên, điều kiện dân sinh kinh tế tại khu vục

+ Bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng tại khu vực nghiên cứu

2.4.1.2 Nghiên cứu quy luật cấu trúc quần xã thực vật

- Lập 5 ÔTC ( ô tiêu chuẩn) tạm thời hình chữ nhật với diện tíc 1000m2/ô, (40×50 m), chiều dài trùng với đường đồng mức

- Trong mỗi ÔTC thực hiện các công việc sau:

+ Xác định tên loài

+ Đo đường kính ngang ngực ( D1.3), đường kính gốc (D0.0) bằng thước kẹp kính Hoặc bằng thước đo vanh

+ Đo đường kính tán (Dt) bằng thước dây

+ Đo chiều cao vút ngọn (Hvn), dưới cành (Hdc) bằng thước đo cao ( santo, brunneis)

=> Kết quả thu được điền vào mẫu biểu 2.1

+ Vẽ trắc đồ rừng: Trắc đồ rừng được vẽ theo chiều thẳng đứng và chiều nằm ngang Với chiều dài là chiều dài của ÔTC, chiều rông 10m

+ Xác định độ tàn che:

Theo phương pháp 100 điểm: chia ÔTC thành 100 điểm cách đều nhau Đi theo các tuyến, ngắm theo chiều thẳng đứng của cây ngắm nếu gặp tán thì cho điểm 1, nếu thấy giao tán cho 0.5 điểm còn nếu thấy trống thì cho điểm 0

Biểu 2.1 Biểu đo tầng cây cao

Số hiệu ÔTC: Vị trí ÔTC: Ngày điều tra:

BIỂU 2.2: BIỂU ĐIỀU TRA VỀ TỔ THÀNH LOÀI

Số hiệu ÔTC……… Trạng thái rừng:……….………… Ngày điều tra:……… Hướng dốc:………… độ dốc………

1

2

3

- Điều tra cây tái sinh: Lập các ÔDB (ô dạng bản) với diện tích 10 m2 (2.5×4m) Các ÔDB được bố trí dạng nanh sấu:

- Trong mỗi ÔTC thực hiện các công việc sau:

+ Xác định tên loài

+ Số lượng

+ Chất lượng

+ Nguồn gốc

Kết quả thu được ghi vào mẫu biểu 2.3

Biểu 2.3 Biểu điều tra cây tái sinh

Số hiệu otc: ……… Vị trí otc: …………Ngày điều tra:………

Độ dốc:……….Hướng phơi:……….Người điều tra:………

Stt Loài

cây

Chiều cao cây tái sinh (m) Nguồn gốc

<0.5 0.5 – 1 1 - 1.5 1.2 - 2 >2 Chồi Hạt

- Nghiên cứu mối quan hệ sinh thái giữa Nghiến và các loài khác

Lập các ô mẫu 6 cây phân bố đều trên diện tích điều tra Tâm của các ô 6 cây là cây Nghiến mọc tự nhiên Tính xác suất xuất hiện loài đó trên ô mẫu 6 cây Kết quả thu được ghi vào mẫu biểu 2.4:

Biểu 2.4: Biểu điều tra ÔTC 6 cây

Số hiệu ÔDB:……… Trạng thái rừng:………

Ngày điều tra:…………Hướng dốc:……… Độ dốc:……….

Stt

ÔTC

Loài cây

trung tâm

(Nghiến)

Loài cây bạn

D 0.0 cm) D 1.3 (cm) D t (m) H vn (m) H dc (m)

2.4.2 Xử lí số liệu nội nghiệp

2.4.3.1 Xử lý tầng cây cao

- Xác định công thức tổ thành

Công thức tổ thành được xác định như sau:

TT = k1loài1 + k2loài2 + + knloàin

Trong đó: k1, k2, , kn là hệ số tổ thành các loài cây

Hệ số của công thức tổ thành được xác định như sau:

ki = 10

N ni

Trong đó:

ni: số cá thể loài đó trong OTC N: Tổng số cây điều tra trong OTC

- Tính các dặc trưng mẫu

Các đặc trưng mẫu được tính bằng phần mềm Excel

Vì khu vực nghiên cứu là rừng tự nghiên nên theo sổ tay điều tra dùng để tra trữ lượng, để phù hợp với cự ly trong sổ tay nên chọn cự ly tổ là 4

Sử dùng phần mềm Excel để tinh các đặc trưng mẫu và vẽ biểu đồ phân bố bằng sử dụng lệnh Tool Data Analysis Histogram

- Do thời gian có hạn nên trong phạm vi đề tài chỉ sử dụng hàm Weibull

để nắn phân bố số cây theo cấp kinh và phân bố cây theo cấp chiều cao Nắn phân bố số cây theo cấp kính và phân bố chiều cao bằng hàm Weibull như sau:

P(x) = α..X  1 .e  X

Trong đó: và  là hai tham số của phân bố Weibull

Tham số dặc trưng cho độ lệch của phân bố

Nếu α = 1 phân bố có dạng giảm

α = 3 phân bố có dạng đối xứng

α > 3 phân bố có dạng lệch phải

α < 3 phân bố có dạng lệch trái Tham số  đặc trưng cho độ nhọn của đường cong phân bố Tham số  được ước lượng từ công thức:

=  fi.(Xi a) 

n

với a là giá trị quan sát bé nhất và Xi là trị giữa tổ

Cách xác định dựa vào biểu đồ phân bố số cây theo đường kính và chiều cao

- Nghiên cứu một số quy luật tương quan quan trọng (D1.3/Hvn; D1.3/Dt) Lập phương trình tương quan giữa đường kính và chiều cao từng OTC của từng trạng thái rừng và tìm ra phương trình đại diện cho từng trạng thái và cho cả khu rưng tại bản Nậm dắt

Dựa vào đường cong phân bố số cây theo đường kính và phân bố số cây theo cấp chiều cao mà chọn phương trình tương quan cho phù hợp

Sử dùng phần mềm SPSS để tinh phương trình tương quan

- So sánh sinh trưởng giữa các OTC của từng trạng thái

So sánh sinh trưởng giữa các OTC của từng trạng thái nhằm tìm ra mối liên hệ giữa các OTC của từng trạng thái hay sự phụ thuộc vào vị trí lập OTC

Tùy thuộc vào số liệu điều tra mà ta chọn các tiêu chuẩn so sánh phù hợp nhất Do thời gian có hạn nên trong phạm vi đề tài chỉ sử dụng tiêu chuẩn U của Mann và Whitney và trình tự các bước như sau:

H0: F(X) = F(Y) F(x) và F(Y) là hàm phân bố của đại lương X,Y

+ Sắp xếp các trị số quan sát của từng mẫu theo thứ tự từ bé đến lớn

+ Xếp hạng các trị số quan sát chung cho cả hai mẫu

+ Tính tổng hạng cho mỗi mẫu và kiểm tra việc xếp hạng và tính tổng hạng theo công thức:

Rx + Ry = n.n n1 Trong đó: Rx, Ry là tổng hạng của của mẫu X,Y

n = n1 + n2 là dung lương mẫu của X,Y Tính Ux và Uy theo công thức:

Ux = nx.ny +  

2

1 n x 

x n

- Rx

Uy = nx.ny - Ux

Tính U theo công thức: U=  

12

1

2







y n x n y n x n

y n x

n x U

Nếu |U|> 1.96 thì giả thiêt H0 bị bác bỏ

|U| < 1.96 thì giả thiết H0 được chấp nhận

- Xác định độ tàn che theo công thức:

TC =

n

n X X

X1 2 

Trong đó: X1,X2, ,Xn là các gia trị đo được

n là tổng số điểm đo bặng phương pháp 100 điểm (n = 100)

2.4.3.2 Nghiên cứu tình hình sinh trưởng cây tái sinh dưới tán rừng

- Xác định công thức tổ thành tương tự như tầng cây cao

- Xét quy luật phân bố cây tái sinh theo hàn Poisson Phân bố Poisson như sau:

Biến ngẫu nhiên x có phân bố Poisson với tham số dương, nếu các giá trị của nó là số nguyên; 0,1,2,3, và với mỗi số nguyên m thì

P(m,) =

!

.

m e

m 

 