Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc lâm phần và xây dựng phương trình tương quan sinh khối của rừng Vầu đắng (Indosasa angustata) tại huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - VŨ XUÂN ĐIỆP NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC LÂM PHẦN VÀ XÂY DỰNG PHƢƠNG TRÌNH TƢƠNG QUAN SINH KHỐI CỦA RỪNG VẦU ĐẮNG (INDOSASA ANGUSTATA) TẠI HUYỆN ĐỊNH HÓA, TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Thái Nguyên - 2015 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - VŨ XUÂN ĐIỆP NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC LÂM PHẦN VÀ XÂY DỰNG PHƢƠNG TRÌNH TƢƠNG QUAN SINH KHỐI CỦA RỪNG VẦU ĐẮNG (INDOSASA ANGUSTATA) TẠI HUYỆN ĐỊNH HÓA, TỈNH THÁI NGUYÊN Ngành: Lâm học Mã số: 60 62 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Thị Thu Hà Thái Nguyên - 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết luận văn hoàn toàn trung thực, chưa công bố công trình nghiên cứu Mọi giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn cảm ơn Các thông tin, tài liệu trình bày luận văn rõ nguồn gốc TÁC GIẢ Vũ Xuân Điệp ii LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên theo chương trình đào tạo cao học hệ quy, chuyên ngành Lâm học, khoá 21 (2013 - 2015) Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tác giả xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo, Quý thầy cô giáo khoa Lâm nghiệp trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên Quý thầy cô giáo trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ suốt trình học tập, nghiên cứu trường Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới người hướng dẫn khoa học PGS.TS Trần Thị Thu Hà, người trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức quý báu dành tình cảm tốt đẹp cho tác giả suốt trình thực luận văn Xin cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình UBND huyện Định Hóa, UBND xã Tân Thịnh, Lam Vĩ, Quy Kỳ, hộ gia đình có diện tích rừng Vầu đắng địa bàn nghiên cứu cung cấp tư liệu tạo điều kiện giúp đỡ tác giả việc thu thập số liệu ngoại nghiệp để thực luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp Viện nghiên cứu Phát triển Lâm nghiệp - trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên động viên, quan tâm chia sẻ tạo điều kiện giúp hoàn thành khoá học Do thời gian kinh nghiệm hạn chế, luận văn chắn không tránh khỏi thiếu sót Với tinh thần cầu thị, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp quý báu thầy, cô giáo, nhà khoa học bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2015 Tác giả luận văn Vũ Xuân Điệp iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu tổng quát .2 2.2 Mục tiêu cụ thể Ý nghĩa Chƣơng 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Nghiên cứu đặc trưng phân bố, cấu trúc sinh thái tre trúc 1.1.2 Nghiên cứu sinh khối thực vật 1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 1.2.1 Nghiên cứu đặc trưng phân bố, cấu trúc sinh thái tre trúc 1.2.2 Một số nghiên cứu tổng quan Vầu đắng 1.2.3 Nghiên cứu khả tích lũy sinh khối trạng thái rừng 10 1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu 15 1.3.1 Điều kiện tự nhiên 15 1.3.1.1 Vị trí địa lý 15 1.3.1.2 Địa hình 16 1.3.1.3 Khí hậu 17 1.3.1.4 Thủy văn 17 1.3.1.5 Thổ nhưỡng 17 1.3.1.6 Hiện trạng rừng đất rừng 18 iv 1.3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 18 1.3.2.1 Dân số lao động 18 1.3.2.2 Tình hình kinh tế 18 1.3.2.3 Cơ sở hạ tầng văn hóa xã hội 19 1.3.3 Nhận xét đánh giá chung điều kiện khu vực nghiên cứu .20 1.3.3.1 Thuận lợi 20 1.3.3.2 Khó khăn .20 Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 21 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu .21 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 21 2.1.3 Địa điểm nghiên cứu 21 2.2 Nội dung nghiên cứu 22 2.3 Phương pháp nghiên cứu 22 2.3.1 Phương pháp kế thừa số liệu, tài liệu .22 2.3.2 Phương pháp lập OTC 22 2.3.3 Phương pháp nội nghiệp 26 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Thực trạng rừng Vầu đắng huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên 30 3.1.1 Diện tích rừng Vầu đắng Định Hóa 30 3.1.2 Mật độ rừng Vầu đắng Định Hóa .31 3.2 Đặc điểm quy luật cấu trúc lâm phần rừng Vầu đắng 33 3.2.1 Quy luật cấu trúc đường kính (phân bố N/D) 33 3.2.2 Quy luật phân bố N/H 34 3.2.3 Quy luật tương quan H/D 35 3.3 Đặc điểm cấu trúc sinh khối loài Vầu đắng huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên 37 3.3.1 Đặc điểm sinh khối tươi lâm phần Vầu đắng loài 37 3.3.1.1 Đặc điểm sinh khối tươi Vầu đắng 37 3.3.1.2 Đặc điểm sinh khối tươi bụi, thảm tươi vật rơi rụng 40 v 3.3.1.3 Đặc điểm sinh khối tươi toàn lâm phần Vầu đắng loài .41 3.3.2 Đặc điểm sinh khối khô lâm phần Vầu đắng loài 43 3.3.2.1 Đặc điểm sinh khối khô lâm phần Vầu đắng 43 3.3.2.2 Sinh khối khô bụi, thảm tươi, vật rơi rụng .45 3.3.2.3 Đặc điểm sinh khối khô toàn lâm phần Vầu đắng loài 46 3.4 Phương trình tương quan sinh khối loài Vầu đắng 47 3.4.1 Phương trình tương quan sinh khối tươi với nhân tố điều tra 47 3.4.1.1 Phương trình tương quan sinh khối tươi nhân tố điều tra cấp tuổi 47 3.4.1.2 Phương trình tương quan sinh khối tươi nhân tố điều tra cấp tuổi 50 3.4.2 Phương trình tương quan sinh khối khô với nhân tố điều tra 52 3.4.2.1 Phương trình tương quan sinh khối khô nhân tố điều tra cấp tuổi 52 3.4.2.2 Phương trình tương quan sinh khối khô nhân tố điều tra cấp tuổi 54 3.5 Đề xuất ứng dụng việc xác định lượng sinh khối tích lũy trạng thái Vầu đắng 56 3.5.1 Ứng dụng quy luật cấu trúc đường kính Lâm phần 56 3.5.2 Ứng dụng quy luật tương quan chiều cao đường kính thân 56 3.5.3 Ứng dụng phương trình tương quan vào xác định tích lũy sinh khối .57 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 58 Kết luận 58 Kiến nghị 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tài liệu tiếng Việt II Tài liệu tiếng Anh PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt CDM Chữ đầy đủ Cơ chế phát triển (Clean Development Mechanism) UBND Uỷ ban nhân dân UNFCCC Công ước chống biến đổi khí hậu toàn cầu (United Nations Framework Convention on Climate Change) KNK Khí nhà kính OTC Ô tiêu chuẩn ARCDM Dự án rồng rừng/ tái trồng rừng theo chế phát triển D00 Đường kính gốc D1.3 Đường kính ngang ngực Hvn Chiều cao vút vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Phân bố loài tre trúc giới Bảng 1.2: Hiện trạng tre trúc Việt Nam tính tới tháng 12/2004 Bảng 1.3: Cơ cấu kinh tế khu vực 19 Bảng 2.1: Phân bố ô tiêu chuẩn xã huyện Định Hóa 22 Bảng 3.1: Phân bố diện tích rừng Vầu đắng huyện Định Hóa 31 Bảng 3.2: Hiện trạng rừng Vầu qua điều tra năm 2015 .32 Bảng 3.3: Bảng tổng hợp phân bố N/D 33 Bảng 3.4: Bảng tổng hợp phân bố N/H 34 Bảng 3.5: Kết thăm dò dạng phương trình toán học mô tả mối tương quan chiều cao với đường kính thân lâm phần lập ô tiêu chuẩn 36 Bảng 3.6: Đặc điểm sinh khối tươi Vầu đắng theo cấp tuổi 38 Bảng 3.7: Giá trị trung bình sinh khối tươi phận theo cấp tuổi 39 Bảng 3.8: Đặc điểm sinh khối tươi bụi, thảm tươi vật rơi rụng .40 Bảng 3.9: Tổng hợp đặc điểm sinh khối tươi lâm phần Vầu đắng loài 42 Bảng 3.10: Đặc điểm sinh khối khô Vầu đắng 43 Bảng 3.11: Giá trị trung bình sinh khối khô phận theo cấp tuổi 44 Bảng 3.12: Đặc điểm sinh khối khô bụi, thảm tươi vật rơi rụng 45 Bảng 3.13: Tổng hợp đặc điểm sinh khối khô lâm phần Vầu đắng loài 46 Bảng 3.14: Hệ số bình phương hiệu chỉnh sinh khối tươi với đường kính ngang ngực cấp tuổi .48 Bảng 3.15: Hệ số bình phương hiệu chỉnh sinh khối tươi với Chiều cao H cấp tuổi 49 Bảng 3.16: Hệ số bình phương hiệu chỉnh sinh khối tươi với đường kính ngang ngực cấp tuổi .50 Bảng 3.17: Hệ số bình phương hiệu chỉnh sinh khối tươi với chiều cao H cấp tuổi 51 Bảng 3.18: Hệ số bình phương hiệu chỉnh sinh khối khô với đường kính ngang ngực cấp tuổi 52 Bảng 3.19: Hệ số bình phương hiệu chỉnh sinh khối khô với chiều cao H cấp tuổi .53 Bảng 3.20: Hệ số bình phương hiệu chỉnh sinh khối khô với đường kính ngang ngực cấp tuổi .54 Bảng 3.21: Hệ số bình phương hiệu chỉnh sinh khối khô với chiều cao H cấp tuổi .55 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ địa giới hành huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên 16 Hình 2.1: Bản đồ khu vực nghiên cứu .21 Hình 2.2: Sơ đồ bố trí ô tiêu chuẩn, ô thứ cấp, ô dạng .23 Hình 2.3: Sơ đồ bước tiến hành nghiên cứu 29 Hình 3.1: Vầu đắng xã Tân Thịnh, huyện Định Hóa 30 Hình 3.2: Biểu đồ so sánh mật độ Vầu đắng với cấp kính .34 Hình 3.3: Số cấp chiều cao 35 Hình 3.4: Biểu đồ lượng sinh khối tươi Vầu đắng lâm phần lập OTC .39 Hình 3.5: Biểu đồ lượng sinh khối tươi bụi thảm tươi vật rơi rụng .41 Hình 3.6: Biểu đồ sinh khối tươi lâm phần Vầu đắng loài 42 Hình 3.7: Biểu đồ lượng sinh khối khô Vầu đắng 44 Hình 3.8: Biểu đồ lượng sinh khối khô bụi thảm tươi vật rơi rụng .46 Hình 3.9: Biểu đồ sinh khối khô lâm phần Vầu đắng loài 47 54 Hệ số R = 0.503 cho thấy sinh khối khô chiều cao vút có mối quan hệ tuyến tính mức chặt (R> 0,5) Kết cho thấy Sig < 0.05 nên Sinh khối khô chiều cao vút tồn quan hệ tuyến tính; Bên cạnh Sig b0 b1 nhỏ 0,05 nên tham số b0, b1 thực tồn tại: b0 = 2,776; b1 = - 4,241 Vậy, phương trình tương quan sinh khối khô chiều cao vút lâm phần Vầu đắng cấp tuổi sau: SKK1 = e(2,776 - (4,241*Hvn)) 3.4.2.2 Phương trình tương quan sinh khối khô nhân tố điều tra cấp tuổi - Phƣơng trình tƣơng quan sinh khối khô đƣờng kính ngang ngực cấp tuổi Xử lý số liệu qua SPSS 13.0 ta bảng số liệu sau: Bảng 3.20: Hệ số bình phƣơng hiệu chỉnh sinh khối khô với đƣờng kính ngang ngực cấp tuổi Biến phụ thuộc: Sinh khối khô Tóm tắt mô hình Phƣơng Hệ số trình tƣơng F df1 Ƣớc tính tham số df2 Sig quan (R) Hằng số (b0) b1 b2 b3 Linear 0.810 119.726 28 000 5.941 0.826 Logarithmic 0.842 148.670 28 000 1.691 5.211 Inverse 0.841 148.507 28 000 Quadratic 0.848 75.295 27 000 1.730 2.192 -0.105 Cubic 0.848 48.436 26 000 0.398 2.838 -0.206 0.005 Compound 0.801 112.398 28 000 6.884 1.078 Power 0.842 149.014 28 000 4.644 0.479 S 0.852 161.473 28 000 2.875 -2.821 Growth 0.801 112.398 28 000 1.929 0.075 Exponential 0.801 112.398 28 000 6.884 0.075 Logistic 0.801 112.398 28 000 0.145 0.927 16.231 -30.488 Biến độc lập: D1.3 Từ bảng 3.20 ta chọn R= 0,852 cao nên phương trình mô 55 tốt hàm S với dạng phương trình là: Y= e(b0+ b1/X) Ln (Y) = b0 + (b1/X) Hệ số R = 0,852 cho thấy Sinh khối khô đường kính ngang ngực có mối quan hệ tuyến tính mức chặt (R> 0,5) Kết cho thấy Sig < 0.05 nên Sinh khối khô đường kính ngang ngực tồn quan hệ tuyến tính; Bên cạnh Sig b0 b1 nhỏ 0,05 nên tham số b0, b1 thực tồn tại: b0 = 2,875; b1 = - 2,821 Vậy, phương trình tương quan sinh khối khô đường kính ngang ngực Lâm phần Vầu đắng cấp tuổi sau: SKK1 = e(2,875 - (2,821*D1.3)) - Phƣơng trình tƣơng quan sinh khối khô chiều cao vút cấp tuổi Bảng 3.21: Hệ số bình phƣơng hiệu chỉnh sinh khối khô với chiều cao Hvn cấp tuổi Biến phụ thuộc: Sinh Khối khô Tóm tắt mô hình Phƣơng Hệ số trình tƣơng F df1 Ƣớc tính tham số df2 Sig quan (R) Hằng số (b0) b1 b2 b3 Linear 0.472 24.996 28 000 6.809 0.396 Logarithmic 0.471 24.960 28 000 0.909 4.319 Inverse 0.459 23.771 28 000 Quadratic 0.476 12.242 27 000 4.605 0.808 -0.018 Cubic 0.478 12.348 27 000 4.968 0.657 0.000 -0.001 Compound 0.457 23.589 28 000 7.477 1.037 Power 0.458 23.684 28 000 4.378 0.391 S 0.448 22.706 28 000 2.794 -4.082 Growth 0.457 23.589 28 000 2.012 0.036 Exponential 0.457 23.589 28 000 7.477 0.036 Logistic 0.457 23.589 28 000 0.134 0.965 15.435 -44.966 Biến độc lập: Hvn Từ bảng 3.21 ta thấy R = 0,478 cao nhất, phương trình mô tốt hàm Cubic với dạng phương trình là: Y = bo + (b1*X) + (b2*X2) + (b3*X3) Hệ số R = 0.478 thấy sinh khối khô chiều cao vút có mối quan hệ tuyến tính mức trung bình (0,25[...]... học của loài Vầu đắng Xuất phát từ thực tiễn đó, tôi lựa chọn đề tài Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc lâm phần và xây dựng phƣơng trình tƣơng quan sinh khối của rừng Vầu đắng (Indosasa angustata) tại huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên 2 Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu tổng quát Góp phần vào nghiên cứu đặc điểm cấu trúc lâm phần và xây dựng được phương trình tương quan về sinh khối của rừng Vầu đắng ở... xây dựng cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng 2.2 Mục tiêu cụ thể - Đánh giá được thực trạng phân bố rừng Vầu đắng ở huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên - Xác định được đặc điểm cấu trúc lâm phần rừng Vầu đắng ở huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên - Xây dựng phương trình tương quan sinh khối của rừng Vầu đắng - Đề xuất một số ứng dụng trong việc xác định lượng sinh khối của rừng Vầu đắng trên địa bàn nghiên. .. huyện Định Hóa TT Tên xã Diện tích năm 2013 (ha) Số OTC 3 Tân Thịnh 315,3 3 4 Quy Kỳ 378,4 3 2 Lam Vĩ 246,7 3 2.2 Nội dung nghiên cứu Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, đề tài đặt ra những nội dung nghiên cứu cơ bản sau: - Nghiên cứu thực trạng phân bố rừng Vầu đắng - Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc lâm phần của rừng Vầu đắng tại huyện Định Hóa - Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc sinh khối của loài Vầu đắng tại. .. những nghiên cứu về sinh khối của loại rừng này, xuất phát từ đó đề tài đặt ra là cần thiết 21 Chƣơng 2 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận văn là các trạng thái rừng Vầu đắng thuần loài tại huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của đề tài tập trung xác định đặc điểm cấu trúc. .. trúc lâm phần và lượng sinh khối tích lũy của tất cả các cấp tuổi trong lâm phần rừng Vầu đắng tự nhiên tại huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên 2.1.3 Địa điểm nghiên cứu Địa điểm nghiên cứu 03 xã có diện tích Vầu đắng lớn nhất của huyện Định Hóa là: Xã Tân Thịnh, Lam Vỹ và Quy Kỳ Các vị trí lập OTC thể hiện trên hình 2.1 Hình 2.1: Bản đồ khu vực nghiên cứu 22 Bảng 2.1: Phân bố ô tiêu chuẩn tại 3 xã của huyện. .. tế xã hội trong khu vực nghiên cứu huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên (UBND huyện Định Hóa); Kế thừa có chọn lọc và phát triển những kết quả nghiên cứu có trước về các vấn đề: Đặc điểm cấu trúc rừng, đặc điểm sinh vật học của loài Vầu đắng; Các tài liệu, công trình khoa học đã công bố có liên quan tới sinh khối của rừng ở cả trên thế giới và ở Việt Nam 2.3.2 Phương pháp lập OTC a Phương pháp bố trí thí... nghiên cứu 3 Ý nghĩa Kết quả của đề tài sẽ góp phần vào các công trình nghiên cứu đặc điểm cấu trúc lâm phần và sinh khối của rừng Vầu ở Định Hóa nói riêng và trên toàn quốc nói chung Kết quả của đề tài có thể được dùng làm cơ sở cho các công trình nghiên cứu khác cùng lĩnh vực tại địa phương này, làm căn cứ cho các chương trình chi trả dịch vụ môi trường rừng nếu các chương trình này được thực hiện tại. .. sinh khối cây rừng, các nghiên cứu về sinh khối thường dùng phương trình hồi quy tương quan giữa đường kính hoặc chu vi thân cây ở vị trí 1.3 m với tổng sinh khối hay sinh khối bộ phận của cây Nghiên cứu đã mô tả mối tương quan giữa sinh khối các bộ phận với đường kính của cây bằng dạng phương trình logW = a + blogD1.3 và đã tìm ra phương trình tương quan giữa sinh khối và các nhân tố điều tra cho loài... nghiên cứu cấu trúc 15 lâm phần như hiện nay còn thiếu nghiên cứu mang tính hệ thống về đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của loài Vầu đắng làm cơ sở cho đề xuất biện pháp kỹ thuật phù hợp Đồng thời, cần có các nghiên cứu cụ thể về khả năng tích lũy sinh khối của Vầu đắng được tiến hành đồng bộ ở nhiều lĩnh vực từ nghiên cứu cơ bản cho tới các nghiên cứu ứng dụng để hoàn thiện các phương pháp nghiên cứu. .. địa bàn nghiên cứu - Xây dựng phương trình tương quan về sinh khối của loài Vầu đắng - Đề xuất các ứng dụng trong việc xác định lượng sinh khối tích lũy tại các trạng thái Vầu Đắng 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp kế thừa số liệu, tài liệu Để phục vụ cho phân tích, đánh giá, các nội dung của nghiên cứu, đề tài kế thừa một số tài liệu sau: Kế thừa số liệu về điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh