Nghiên cứu đặc điểm phân bố và tái sinh tự nhiên cây mắc khén (zanthoxylum rhetsa (roxb ) DC) tại huyện thuận châu, tỉnh sơn la

Việc gây trồng cây Mắc khén còn rất nhỏ lẻ, chưa phát triển, các nguyên nhân chủ yếu là: Thông tin về loài cây này còn rất hạn chế, thị trường sản phẩm hạt chưa được nghiên cứu và cập nh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

PHẠM ĐỨC THỊNH

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN CÂY MẮC KHÉN ( ZANTHOXYLUM RHETSA (ROXB.) DC)

TẠI HUYỆN THUẬN CHÂU, TỈNH SƠN LA

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Hà Nội, 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS VÕ ĐẠI HẢI

Hà Nội, 2012

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan mọi thông tin và số liệu trong luận văn được thu thập công khai chính xác và có nguồn gốc rõ ràng Các số liệu này chưa được sử dụng cho công trình nghiên cứu khoa học hoặc bảo vệ cho học vị nào

Tác giả

Phạm Đức Thịnh

Nhân dịp này, tôi cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn tới Phòng Nông nghiệp huyện Thuận Châu, Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Copia, UBND xã Phỏng Lập, Chiềng Bôm - huyện Thuận Châu, Sơn La cũng như bà con trong các xã trên cùng toàn thể các nhà chuyên môn, người thân, bạn bè đồng nghiệp, đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ cho tôi hoàn thành luận văn này

Mặc dù đã cố gắng với tất cả năng lực nhưng do đối tượng nghiên cứu tương đối mới mẻ và những hạn chế về thời gian và kinh phí, nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp xây dựng của các thầy cô, các nhà khoa học và đồng nghiệp để luận văn thêm hoàn thiện

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Sơn La, tháng 10 năm 2012

Tác giả

Phạm Đức Thịnh

iii

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các từ viết tắt vi

Danh mục các bảng, biểu vii

Danh mục các hình viii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Trên thế giới 3

1.1.1 Nghiên cứu về đặc điểm sinh học và phân bố của cây Mắc khén 3

1.1.2 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 5

1.1.3 Nghiên cứu về tái sinh rừng 7

1.2 Ở Việt Nam 9

1.2.1 Nghiên cứu về đặc điểm sinh học và phân bố của loài cây Mắc khén 9

1.2.2 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 12

1.2.3 Nghiên cứu về tái sinh rừng 14

1.3 Nhận xét và đánh giá chung 17

CHƯƠNG 2.MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 19

iv

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 19

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 19

2.2.2 Phạm vi nghiên cứu 19

2.3 Nội dung nghiên cứu 19

2.4 Phương pháp nghiên cứu 20

2.4.1 Cách tiếp cận của đề tài 20

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 21

CHƯƠNG 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 27

3.1 Điều kiện tự nhiên 27

3.1.1 Vị trí địa lý 27

3.1.2 Địa hình, thổ nhưỡng 27

3.1.3 Khí hậu, thủy văn 29

3.1.4 Tài nguyên rừng 30

3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 31

3.2.1 Dân số, dân tộc và lao động 31

3.2.2 Văn hoá - xã hội 31

3.2.3 Cơ sở hạ tầng 322

3.3 Nhận xét và đánh giá chung 33

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 355

4.1 Đặc điểm phân bố và sinh thái của loài cây Mắc khén 355

4.1.1 Vùng phân bố tự nhiên của Mắc khén 35

4.1.2 Đặc điểm nơi mọc loài Mắc Khén tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La 366

4.2 Một số đặc điểm cấu trúc tầng cây cao rừng tự nhiên có Mắc khén phân bố tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La 400 4.2.1 Cấu trúc tổ thành và mật độ của rừng tự nhiên có Mắc khén

v

phân bố 400

4.2.2 Cấu trúc tầng thứ và độ tàn che của rừng tự nhiên có Mắc khén phân bố 444

4.2.3 Phân bố thực nghiệm N/D1.3, N/Hvnvà mô hình hóa phân bố N/D1.3, N/Hvntheo các hàm thích hợp 477

4.2.4 Tương quan giữa chiều cao vút ngọn (Hvn) vớ i đường kính (D1 3) 59

4.2.5 Mối quan hệ giữa cây Mắc khén với các loài cây ưu thế trong quần thể 600

4.3 Đặc điểm tái sinh tự nhiên của cây Mắc Khén tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La 622

4.3.1 Tổ thành loài cây tái sinh 622

4.3.2 Mật độ cây tái sinh 644

4.3.3 Phân bố số cây tái sinh theo chiều cao 666

4.3.4 Chất lượng cây tái sinh và nguồn gốc cây tái sinh 68

4.4 Đề xuất định hướng một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm bảo tồn và phát triển cây Mắc khén tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La 700

KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ 744

1 Kết luận 744

2 Tồn tại 77

3 Khuyến nghị 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CTTT Công thức tổ thành

D 1.3 Đường kính thân cây tại vị trí 1,3m (cm)

D0 Đường kính gốc cây tái sinh

DT Đường kính tán cây (m)

HVN Chiều cao vút ngọn (m)

HDC Chiều cao dưới cành (m)

N/ha Số lượng cây trên 1 ha

4.1 Đặc điểm khu vực phân bố của loài Mắc Khén tại huyện

4.2 Tóm tắt về đặc điểm khí hậu khu vực Mắc khén phân bố 37 4.3 Một số chỉ tiêu lý – hoá tính đất trên vùng phân bố Mắc khén

4.7 Cấu trúc tầng thứ và độ tàn che của rừng ở đai cao <700 m 45 4.8 Cấu trúc tầng thứ và độ tàn che của rừng ở đai cao 700 –

Kết quả phương trình tương quan giữa D1.3 và Hvnrừng tự

nhiên có Mắc khén phân bố tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn

La

60

4.13 Quan hệ sinh thái loài Mắc khén với các loài ưu thế trong

4.14 Công thức tổ thành cây tái sinh dưới tán rừng tự nhiên nơi có

loài Mắc khén phân bố tại huyện Thuận châu, tỉnh Sơn La 63 4.15 Bảng tổng hợp mật độ tái sinh tại khu vực nghiên cứu 64 4.16 Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao tại khu vực

4.17 Phân loại cây tái sinh theo chất lượng và nguồn gốc 71

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

2.1 Sơ đồ các bước tiến hành đề tài 20

4.1 Biểu đồ phân bố thực nghiệm N/D1.3 ở đai cao <700m 48

4.2 Biểu đồ phân bố thực nghiệm N/D1.3 ở đai cao 700 – 1000m 48

4.3 Biểu đồ phân bố thực nghiệm N/D1.3 ở đai cao >1000m 49

4.4 Biểu đồ phân bố thực nghiệm N/Hvn ở đai cao < 700m 50

4.5 Biểu đồ phân bố thực nghiệm N/Hvn ở đai cao 700 – 1000m 51

4.6 Biểu đồ phân bố thực nghiệm N/Hvn ở đai cao > 1000m 51

4.7 Biểu đồ mô hình hóa phân bố N/D1.3theo hàm Weibull (< 700 m) 53

4.8 Biểu đồ mô hình hóa phân bố N/D1.3theo hàm Weibull (700 –

4.9 Biểu đồ mô hình hóa phân bố N/D1.3theo hàm Weibull (> 1000m) 54

4.10 Biểu đồ mô hình hóa phân bố N/D1.3theo hàm khoảng cách (<

4.13 Biểu đồ mô hình hóa phân bố N/Hvntheo hàm Weibull (< 700m) 57

4.14 Biểu đồ mô hình hóa phân bố N/Hvntheo hàm Weibull (đai 700–

Sơn La một tỉnh miền núi của vùng Tây Bắc Việt Nam, diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 14.055 km2, chiếm 4,27% diện tích cả nước, trong đó diện tích đất lâm nghiệp có rừng là 594.403 ha, chiếm 42,3% Rừng của Sơn La có nhiều loài động, thực vật quý hiếm, nhiều loài đặc hữu có giá trị kinh tế cao được người dân ưa dùng trong cuộc sống hàng ngày, điển hình trong các loài thực vật rừng này là cây Mắc khén

Cây Mắc khén (Zanthoxylum rhetsa (Roxb.) DC) còn có tên gọi khác là cây Sẻn hôi, thuộc họ Cam (Rutaceae), là cây gỗ nhỡ cao từ 14 - 18m, thân

thẳng, vỏ có nhiều gai mọc, lá kép lông chim một lần lẻ, mép phiến lá có răng cưa, hoa mọc thành chùm màu xám trắng, mùa ra hoa tháng 6 - 7, quả chín tháng 10 - 11, quả hình tròn, hạt hình cầu khi chín màu đen óng Cây Mắc

2

khén phân bố khá rộng ở vùng Tây Bắc, trong đó có nhiều ở tỉnh Sơn La Đây

là một loài cây đặc sản, có sản phẩm chính là hạt, hạt cây Mắc khén được ví như hạt Hồ tiêu của vùng Tây Bắc

Hiện nay, quy mô thị trường sản phẩm hạt Mắc khén đang phát triển mạnh ở khu vực Tây Bắc nói chung và tỉnh Sơn La nói riêng, nhu cầu của người dân vùng Tây Bắc sử dụng sản phẩm hạt Mắc khén rất nhiều chiếm khoảng 71% tổng sản lượng Mắc khén, đối với các đồng bào dân tộc Thái, H’mông, Kháng, Khơ mú 100% các hộ gia đình đều sử dụng hạt Mắc khén trong các bữa ăn hàng ngày Bên cạnh thị trường vùng Tây Bắc, thì thị trường sản phẩm Mắc khén ngoài vùng Tây Bắc cũng đang có xu hướng phát triển như ở Thanh Hoá, Nghệ An, Tuyên Quang, Lạng Sơn, Hà Giang và các tỉnh Bắc Lào giáp biên giới vùng Tây Bắc Tuy nhiên, hiện nay người dân chủ yếu thu hoạch sản phẩm Mắc Khén từ rừng tự nhiên mang về nhà sử dụng hoặc đem ra thị trường tiêu thụ

Việc gây trồng cây Mắc khén còn rất nhỏ lẻ, chưa phát triển, các nguyên nhân chủ yếu là: Thông tin về loài cây này còn rất hạn chế, thị trường sản phẩm hạt chưa được nghiên cứu và cập nhật, thiếu các thông tin về đặc điểm phân bố, tái sinh của loài Mắc khén, thiếu hướng dẫn kỹ thuật gây trồng Mắc khén, chưa

có mô hình trình diễn trồng Mắc khén để làm cơ sở nhân rộng

Nghiên cứu về cây Mắc khén ở nước ta tiến hành chưa nhiều, chưa có hệ thống, đặc biệt là về phân bố và tái sinh tự nhiên nên mặc dù là cây có nhiều tiềm năng nhưng chưa được phát triển do thiếu những hiểu biết về loài cây này

Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài: "Nghiên cứu đặc điểm phân bố và tái sinh tự nhiên của cây Mắc khén (Zanthoxylum rhetsa (Roxb.) DC) tại Thuận Châu - Sơn La" được thực hiện là rất cần thiết và có ý nghĩa khoa

học, thực tiễn lớn

3

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Trên thế giới

1.1.1 Nghiên cứu về đặc điểm sinh học và phân bố của cây Mắc khén

a Đặc điểm sinh học của cây Mắc khén

- Tên gọi, phân loại:

Cây Mắc khén là một trong tổng số 250 loài thuộc chi Zanthoxylum, thuộc họ Cam (Rutaceae), các loài trong chi này có tên chung bắt nguồn từ Hy Lạp là Xanthos, có nghĩa là màu vàng; xylon có nghĩa là gỗ [40] Hệ thống Takhtajan chi Zanthoxylum thuộc phân họ Rutoideae, bộ Zanthoxyleae [36] Mạng lưới thông tin về tế bào thực vật đặt chi này trong họ Toddalioideae Tên tiếng Anh gọi cây Mắc khén là Indian ivy-rue; Khên 1, Khouang (tên Lào); Kamchat ton, Luuk ra maat, Ma khuang (tên Thái Lan); Hantu duri (tên Malaixia); Kayetana, Salai, Kasabang (tên Philippin); Kayu lemanh, Kayu tân,

Ki tanah (tên Inđônêxia); Kathit-pyu (tên Mianma); Bazinali, Tessul, Badrang, BroJonali, Jummina, Kuyitti, Tikta, Rachamam, Iratchai (tên Ấn Độ) (dẫn theo Phạm Đình Tam, 1987) [26]

- Hình thái, cấu tạo giải phẫu:

Cây Mắc khén được một số tác giả trên thế giới mô tả về hình thái bên ngoài và cấu tạo giải phẫu Đây là cơ sở khoa học cho việc định loại và phân biệt Mắc khén với những loài khác, đặc biệt những loài trong chi của nó Cây Mắc khén là loài cây đơn tính khác gốc, rụng lá, gỗ trung bình hoặc lớn, cây

có thể cao đến 35 m, trên thân và cành có phủ nhiều gai ngắn, đáy rộng, cong, nhọn, thẳng Lá mọc cách, kép lông chim một lần chẵn hoặc lẻ, dài 30 - 40 cm; có từ 10 - 17 lá chét mọc đối hoặc gần như đối; lá chét có dạng hình trứng hay hình trái xoan, kích thước 7 - 13 x 3 - 5 cm; mép lá nguyên hoặc khía

4

răng cưa nhỏ Cụm hoa dạng chùy, mọc ở đầu cành hay ở nách lá, dài 8 - 14

cm Hoa nhỏ, chỉ dài chừng 2,5 mm, mẫu 4, lá đài 4, cánh tràng 4, màu trắng hay vàng nhạt Hoa đực có 4 nhị với 1 lá noãn thoái hóa Hoa cái với bầu có 1

lá noãn Quả nang hình cầu, đường kính chừng 6 - 7 mm, đơn độc (dẫn theo Phạm Đình Tam, 1987) [26]

Về cấu tạo giải phẫu, Cutter, EG (1969) [32] đã mô tả như sau:

i) Thịt có màu trắng nhạt, có nhựa và chứa chất berberine;

ii) Vòng sinh trưởng không rõ ràng hoặc không có, màu sắc của giác và lõi gỗ không phân biệt, thường là màu vàng nhạt, có sợi gỗ Gỗ mềm, có mùi thơm đặc trưng, khối lượng riêng từ 0,35 - 0,62 g/cm3;

iii) Quản bào liên tục, Sợi gỗ không có vách ngăn, độ dày trung bình và

có ranh giới rõ ràng

Như vậy, việc phân loại cây Mắc khén bước đầu cũng đã có một số thông tin Tuy nhiên, khi mô tả về hình thái và giải phẫu còn rất ít nghiên cứu dẫn đến thông tin chưa được đầy đủ, do đó cần phải có những nghiên cứu tiếp theo

b Đặc điểm phân bố của cây Mắc khén

Những thành tựu nghiên cứu ban đầu về đặc điểm phân bố loài Mắc khén khá đơn giản, cụ thể như sau:

- Tại Ấn Độ cây Mắc khén phân bố ở độ cao từ 1.000 – 2.000 m so với mực nước biển, nó được tìm thấy ở các thung lũng của dãy núi Himalaya, nhiệt độ bình quân năm 15 - 180C và nó cũng có thể chịu được rét đến 00C (Hooker, 1875) [33]

- Ở Nê-pan Mắc khén phân bố khá rộng ở độ cao từ 1.100 - 2.500 m so với mực nước biển [39]

- Cây Mắc khén ở Trung Quốc phân bố ở những vùng cận nhiệt đới, ở những trạng thái rừng lá rộng thường xanh [38]

5

1.1.2 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là hình thức biểu hiện bên ngoài của những mối quan hệ qua lại bên trong giữa thực vật rừng với nhau và giữa chúng với môi trường sống Nghiên cứu cấu trúc rừng để biết được những mối quan hệ sinh thái bên trong của quần xã, từ đó có cơ sở để đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp

Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt đới đã được Richard P.W (1933 - 1934) [35], Baur G.N (1962) [1], Odum E.P (1971) [34], tiến hành Các nghiên cứu này thường nêu lên quan điểm, khái niệm

và mô tả định tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng

Baur G.N [1] 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

Catinot (1965) [3], 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,

Odum E.P (1971) [34] 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

Hiện tượng thành tầng là một trong những đặc trưng cơ bản về cấu trúc hình thái của quần thể thực vật và là cơ sở để tạo nên cấu trúc tầng thứ Phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do David và P.W Risa (1933 - 1934) đề xướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guyan đến nay vẫn là phương pháp

có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng của rừng Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là chỉ minh hoạ được cách sắp xếp the hướng thẳng đứng của

6

các loài cây gỗ trong một diện tích có hạn Cusen (1951) đã khắc phục bằng cách

vẽ một số giải kề bên nhau và đưa lại một hình tượng về không gian ba chiều

Phương pháp biểu đồ trắc diện do David và Richards (1933 - 1934) đề xuất trong khi phân loại và mô tả rừng nhiệt đới phức tạp về thành phần loài

và cấu trúc thảm thực vật theo chiều nằm ngang và chiều thẳng đứng

Richards P.W (1968) [23] đã đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng mưa nhiệt đới về mặt hình thái Theo tác giả này, một đặc điểm nổi bật của rừng mưa nhiệt đới là tuyệt đại bộ phận thực vật đều thuộc thân gỗ Rừng mưa thường

có nhiều tầng (thông thường nhất là có ba tầng, ngoại trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ) Trong rừng mưa nhiệt đới ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài cây thân cỏ còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng nhiều thực

vật phụ sinh bám trên thân cây, cành cây, "Rừng mưa thực sự là một quần lạc hoàn chỉnh và cầu kỳ nhất về mặt cấu tạo và cũng phong phú nhất về mặt loài cây"

Việc phân cấp cây rừng cho rừng hỗn loài nhiệt đới tự nhiên là một vấn đề phức tạp, cho đến nay vẫn chưa có tác giả nào đưa ra được phương án phân cấp cây rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiên mà được chấp nhận rộng rãi Sampion Gripfit (1948) [7], khi nghiên cứu rừng tự nhiên Ấn Độ và rừng ẩm nhiệt đới Tây Phi có kiến nghị phân cấp cây rừng thành 5 cấp dựa vào kích thước và chất lượng cây rừng Khi nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên nhiệt đới, nhiều tác giả có ý kiến khác nhau trong việc xác định tầng thứ, trong đó

có ý kiến cho rằng, kiểu rừng này chỉ có một tầng cây gỗ mà thôi Richards (1952) [35] phân rừng ở Nigeria thành 6 tầng với các giới hạn chiều cao là 6 - 12m, 12 - 18m, 18 - 24m, 24 - 30m, 30 - 36m và 36 - 42m, nhưng thực chất đây chỉ là các lớp chiều cao Odum E P (1971) [34] nghi ngờ sự phân tầng rừng rậm nơi có độ cao dưới 600m ở Puecto Rico và cho rằng không có sự tập trung khối tán ở một tầng riêng biệt nào cả

7

Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về 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

Việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã có từ lâu và được chuyển dần từ mô

tả định tính sang định lượng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học, 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 Các nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng còn phát triển mạnh mẽ khi các hàm toán học được đưa vào sử dụng để mô phỏng các quy luật kết cấu lâm phần Rollet B L (1971) đã biểu diễn mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính bằng các hàm hồi quy, phân bố đường kính ngang ngực, đường kính tán bằng các dạng phân

bố xác xuất, Balley (1973) sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính thân cây loài Thông, Tuy nhiên, việc sử dụng các hàm toán học không thể phản ánh hết những mối quan hệ sinh thái giữa các cây rừng với nhau

và giữa chúng với hoàn cảnh xung quanh, nên các phương pháp nghiên cứu cấu trúc rừng theo hướng này không được vận dụng trong đề tài

Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc ngoại mạo [7] 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) Nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này, khi nghiên cứu ngoại mạo của quần xã thực vật đã không tách khỏi hoàn cảnh sinh thái của nó, từ đó hình thành xu hướng phân loại rừng theo ngoại mạo sinh thái

1.1.3 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiện của một thế hệ câu con của những

8

loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng: dưới tán rừng, chỗ trống, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy Vai trò lịch sử của lớp cây con này là thay thế thế hệ cây già cỗi Vì vậy, tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng chủ yếu là tầng cây gỗ

Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây tái sinh tầng cây gỗ lớn đã được nhiều nhà khoa học quan tâm Khi đề cập đến vấn đề điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống do Lowdermilk (1927) đề nghị, với diện tích ô đo đếm điều tra tái sinh

từ 1 đến 4 m2 Với diện tích ô nhỏ nên việc đo đếm gặp nhiều thuận lợi nhưng

số lượng ô phải đủ lớn và trải đều trên diện tích khu rừng mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng

Richards P W (1952) [35] đã tổng kết việc nghiên cứu tái sinh trên các

ô dạng bản và phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới Để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1955) đã đề nghị một phương pháp

"điều tra chẩn đoán" mà theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh Một số tác giả nghiên cứu tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới châu Á như Bara (1954), Budowski (1956), có nhận định, dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, nên việc đề xuất các biện pháp lâm sinh để bảo vệ lớp cây tái sinh dưới tán rừng là rất cần thiết Nhờ những nghiên cứu này nhiều biện pháp tác động vào lớp cây tái sinh đã được xây dựng và đem lại hiệu quả đáng kể

Van Steenis (1956) [37] đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng nhiệt đới đó là tái sinh phân tán liên tục và tái sinh vệt (tái sinh lỗ trống) Hai đặc điểm này không chỉ thấy ở rừng nguyên sinh mà còn thấy ở cả rừng thứ sinh - một đối tượng rừng khá phổ biến ở nhiều nước nhiệt đới

vị diện tích và mật độ tái sinh thường khá lớn Số lượng loài cây có giá trị kinh tế thường không nhiều và được chú ý hơn, còn các loài cây có giá trị kinh tế thấp lại ít được quan tâm mặc dù chúng có vai trò sinh thái quan trọng

Vì vậy, khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên cần phải đề cập một cách đánh giá chính xác tình hình tái sinh rừng và có những biện pháp tác động phù hợp

Tóm lại, các công trình nghiên cứu được đề cập trên đây phần nào làm sáng tỏ việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên nói chung và đặc điểm sinh học, phân bố của cây Mắc khén nói riêng, đó là những cơ sở để lựa chọn cho việc nghiên cứu phân bố và tái sinh tự nhiên của cây Mắc khén trong đề tài này

1.2 Ở Việt Nam

1.2.1 Nghiên cứu về đặc điểm sinh học và phân bố của loài cây Mắc khén

a Đặc điểm sinh học của cây Mắc khén

- Tên gọi, phân loại:

Cây Mắc khén hay còn có tên gọi khác là cây Sẻn hôi, Cóc hôi, Hoàng mộc hôi, Vàng me thuộc chi Hoàng mộc (Zanthoxylum), họ Cam (Rutaceae),

bộ Bò hòn (Sapindales) [2], [4], [17]

Còn theo tiếng của người dân tộc Thái Mắc khén nghĩa là quả của cây

- Hình thái, cấu tạo giải phẫu:

Mắc khén là cây gỗ nhỡ, cao 14 - 18 m Thân thẳng, vỏ có nhiều gai mọc Cành non và chồi thường phủ lông màu vàng nhạt Lá kép lông chim một lần lẻ có từ 13 - 15 lá chét, phiến lá chét hình trái xoan, đầu nhọn dần, dài 7-10 cm, rộng 4-7 cm Mép lá răng cưa, mặt lá nhẵn bóng màu xanh nhạt Cuống lá dài 2,0 - 3,0 cm, khi kết quả thường có gai nhỏ mọc xung quanh Khi còn non toàn thân và cuống lá phủ nhiều gai nhỏ, thân có màu tím nhạt và khó phân biệt so với cây trưởng thành; Hoa mọc thành chùm màu xám trắng giống như hoa Xoan ta; mùa ra hoa tháng cuối tháng 6 đến đầu tháng 7, quả chín vào tháng 10-11 trong năm, mỗi cây mẹ từ tuổi 7 trở đi cho từ 24-27 kg/cây, trung bình sản lượng khoảng 16,8 kg/cây; quả hình tròn đường kính từ 0,3-0,4 cm, khi chín vỏ tách thành đôi và rơi xuông đất, cuống quả thô, dài 14-20 cm; hạt hình bầu dục dài 0,2 cm màu đen thẫm óng ánh, vỏ hạt khá cứng, dùng răng cắn có thể cảm thấy vị cay đặc trưng của loài gia vị này

Bề ngoài vỏ của cây Mắc khén màu xám nhạt loang lổ, gỗ màu vàng tươi có vòng năm phân biệt không rõ rệt, có sợi gỗ, gỗ mềm có mùi thơm [24]

b Đặc điểm phân bố của cây Mắc khén

Cây Mắc khén phân bố chủ yếu ở các tỉnh vùng Đông Bắc, Tây Bắc Việt Nam và một số nơi khác, thường gặp ở độ cao từ 600 - 1.500m so với mặt nước biển, phân bố ở kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm cây lá rộng xen

11

cây lá kim á nhiệt đới núi thấp, kiểu rừng này ở vùng Tây Bắc có diện tích khá nhiều Ở nước ta, mới thấy ghi nhận Mắc khén phân bố ở Biên Hòa (Phạm Hoàng Hộ, 1992) và Mai Châu - Hòa Bình [17] Theo Nguyễn Văn Huy (2002, 2003, 2004) [13], [14], [15], cây Mắc khén thường phân bố ở một

Kiểu rừng này có 2 kiểu phụ:

+ Kiểu Rừng kín thường xanh mưa ẩm cây lá rộng á nhiệt đới núi thấp + Kiểu Rừng kín thường xanh mưa ẩm cây lá rộng xen cây lá kim á nhiệt đới núi thấp

- Kiểu Rừng kín hỗn hợp cây lá rộng, lá kim á nhiệt đới núi thấp (ở độ cao 800m đến 1700), kiểu rừng này có một số đặc điểm: Phân bố ở sườn và

đỉnh các dông núi có độ cao 800-1700 m Trong kiểu rừng này có các trạng thái phổ biến là rừng IIIA1 và IIIA2, IIIB Độ kép tán đạt cao S = 0,6-0,8 Chiều cao phổ biến 15-25m Đường kính cây TB 25cm Cấu trúc tầng rừng và thành phần cây lá rộng không khác nhiều so với kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp cùng độ cao nhưng số lượng có phần giảm, thành phần cây lá rộng chủ yếu là các loài Re, Giẻ cau quả bẹt, Giẻ gai, Chè rừng, Chè lông, Tô hạp, Màng tang, Chắp xanh, Giổi găng, Giổi thơm, Mò gói thuốc, Chân chim, Cà muối, Thanh thất, Mắc niễng, Chẹo, Thị rừng, Hồng rừng, Mắc khén

12

Các nghiên cứu khác về Mắc khen như:

Đỗ Tất Lợi (1991) [16] trong cuốn sách “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam” Hạt Mắc khén dùng làm dầu, dầu này có thể dùng làm xả phòng cúng rất tốt Vỏ cây Mắc khén được dùng làm duốc cá

Nguyễn Hoàng Nghĩa (1997) [18] thì cây bản địa trong đó có Mắc khén đang rơi vào nghịch cảnh

Lò Văn En (2010) [8] đã tiến hành đề tài nghiên cứu “Ảnh hưởng của một số nồng độ thuốc kích thích IBA đến khả năng ra rễ hom cây Mắc khén tại vườn ươm”

Nguyễn Cảnh Sáng năm (2011) [22] đã tiến hành đề tài “Kiểm nghiệm phẩm chất gieo ươm của hạt Mắc khén được thu hái tại Ban quản lý rừng đặc

dụng Côpia – Thuận Châu - Sơn La”

1.2.2 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Trong vòng vài chục năm qua, nghiên cứu về cấu trúc rừng là một trong những nội dung quan trọng nhằm đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp Tuy nhiên, cấu trúc rừng là một vấn đề có nội dung phong phú và đa dạng, nên ở đây chỉ những đặc trưng cấu trúc có liên quan đến đề tài mới được đề cập

Trần Ngũ Phương (1970) [19] đã chỉ ra những đặc điểm cấu trúc của các thảm thực vật rừng miền Bắc Việt Nam trên cơ sở kết quả điều tra tổng quát về tình hình rừng miền Bắc Việt Nam từ năm 1961 đến năm 1965 Nhân

tố cấu trúc đầu tiên được nghiên cứu là tổ thành và thông qua đó một số quy luật phát triển của các hệ sinh thái rừng được phát hiện và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất

Thái Văn Trừng (1978) [27] đã tiến hành phân chia thực vật rừng nhiệt đới thành 5 tầng: tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C) Việc áp dụng phương pháp vẽ

13

"biểu đồ phẫu diện" sau khi đã đo chính xác vị trí, chiều cao và đường kính

thân cây, bề rộng và bề dày tán lá của toàn bộ những cây gỗ (tầng A) trên một

dải hẹp điển hình của khu tiêu chuẩn theo Richards và Davids (1934) đã thể

hiện khá rõ sự phân chia theo tầng của thực vật trong hệ sinh thái rừng Bên cạnh đó, tác giả này còn dựa vào 4 tiêu chuẩn để phân chia kiểu thảm thực vật rừng Việt Nam, đó là dạng sống ưu thế của những thực vật trong tầng cây lập quần, độ tàn che nền đất đá của tầng ưu thế, hình thái sinh thái lá và trạng thái mùa của tán lá Như vậy, các nhân tố cấu trúc rừng được vận dụng triệt để

trong phân loại rừng theo quan điểm sinh thái phát sinh quần thể

Nguyễn Văn Trương (1983) [28] khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài

đã xem xét sự phân tầng theo hướng định lượng, phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới Từ những kết quả nghiên cứu của các tác giả đi trước, Vũ Đình Phương (1987) [21] đã nhận định, việc xác định tầng thứ của rừng lá rộng thường xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhưng chỉ trong trường hợp rừng

có sự phân tầng rõ rệt (khi đã phát triển ổn định) mới sử dụng phương pháp định lượng để xác định giới hạn của các tầng cây Đào Công Khanh (1996) [15]

đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng lá rộng thường xanh ở Hương Sơn, Hà Tĩnh làm cơ sở đề xuất một số biện pháp lâm sinh phục vụ khai thác và nuôi dưỡng rừng Nguyễn Anh Dũng (2000) [6] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc tầng cây gỗ cho hai trạng thái rừng là IIA

và IIIA1 ở lâm trường Sông Đà - Hoà Bình Các nghiên cứu này sẽ được đề tài xem xét và lựa chọn để vận dụng vào các nội dung nghiên cứu

Trong những năm gần đây, do có sự hỗ trợ của các phần mềm tính toán nên có rất nhiều công trình nghiên cứu định lượng về cấu trúc rừng, nổi bật là các công trình của các tác giả sau: Đồng Sỹ Hiền (1974) [9] dùng hàm Meyer

và hệ đường cong Poisson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở cho việc lập biểu độ thon cây đứng ở Việt Nam

14

Nguyễn Hải Tuất (1975) đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng cách

để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và áp dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể rừng, [15]

Những nghiên cứu về cấu trúc rừng trên cho thấy trong thời gian qua, việc nghiên cứu cấu trúc rừng ở nước ta đã có những bước phát triển nhanh chóng và

có nhiều đóng góp nhằm nâng cao hiểu biết về rừng, nâng cao hiệu quả trong nghiên cứu cũng như sản xuất kinh doanh rừng Tuy nhiên, các nghiên cứu về cấu trúc rừng gần đây thường thiên về việc mô hình hoá các quy luật kết cấu lâm phần và việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng thường thiếu yếu

tố sinh thái nên chưa thực sự đáp ứng mục tiêu kinh doanh rừng ổn định lâu dài Bởi lẽ bản chất của các biện pháp kỹ thuật lâm sinh là giải quyết những mâu thuẫn sinh thái phát sinh trong quá trình sống giữa các cây rừng và giữa chúng với môi trường Vì vậy, để đề xuất được các biện pháp kỹ thuật lâm sinh chính xác, đòi hỏi phải nghiên cứu cấu trúc rừng một cách đầy đủ và phải đứng trên quan điểm tổng hợp về sinh thái học, lâm học và sản lượng

1.2.3 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Vấn đề nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên một cách hệ thống và đầy đủ

ở nước ta thực sự chưa nhiều Một số kết quả nghiên cứu về tái sinh thường được đề cập trong các công trình nghiên cứu về thảm thực vật, trong các báo cáo khoa học và một phần công bố trên các tạp chí

Trong thời gian từ năm 1962 đến năm 1969, Viện Điều tra - Quy hoạch rừng đã điều tra tình hình tái sinh tự nhiên theo các "loại hình thực vật ưu thế" rừng thứ sinh ở Yên Bái (1965), Hà Tĩnh (1966), Quảng Bình (1969) và Lạng Sơn (1969) Đáng chú ý là kết quả điều tra tái sinh tự nhiên ở vùng sông Hiếu (1962 - 1964) bằng phương pháp đo đếm điển hình Từ kết quả điều tra tái sinh, dựa vào mật độ cây tái sinh, Vũ Đình Huề (1969) [10] đã phân chia khả năng tái sinh rừng thành 5 cấp: rất tốt, tốt, trung bình, xấu và rất xấu với mật

15

độ tái sinh tương ứng là trên 12.000 cây/ ha, 8.000 - 12.000 cây/ha, 4.000 - 8.000 cây/ ha, 2.000 - 4.000 cây/ ha Nhìn chung nghiên cứu này mới chỉ chú trọng đến số lượng mà chưa đề cập đến chất lượng cây tái sinh Cũng từ kết quả điều tra trên, Vũ Đình Huề (1975) [11] đã tổng kết và rút ra nhận xét, tái sinh tự nhiên rừng miền Bắc Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh của rừng nhiệt đới Dưới tán rừng nguyên sinh, tổ thành loài cây tái sinh tương tự như tầng cây gỗ; dưới tán rừng thứ sinh tồn tại nhiều loài cây gỗ kém giá trị

và hiện tượng tái sinh theo đám được thể hiện rõ nét tạo nên sự phân bố số cây không đều trên mặt đất rừng Những nhận xét trên sẽ được đề tài vận dụng trong việc đánh giá mật độ tái sinh của rừng Vối thuốc tự nhiên và tổ thành tầng cây tái sinh với tổ thành tầng cây cao để có thể nhận biết được chiều hướng phát triển của rừng trong tương lai

Khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng Việt Nam, Thái Văn Trừng (1978) [27] đã nhấn mạnh tới ý nghĩa của điều kiện ngoại cảnh đến các giai đoạn phát triển của cây tái sinh Theo tác giả, ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên ở cả rừng nguyên sinh lẫn rừng thứ sinh Nguyễn Văn Trương (1983) [28] đã đề cập mối quan hệ giữa cấu trúc quần xã thực vật rừng với tái sinh tự nhiên trong rừng hỗn loài Điều này sẽ được đề tài vận dụng trong nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến tái sinh tự nhiên, đặc biệt là độ tàn che của tán rừng

Hiện tượng tái sinh lỗ trống ở rừng thứ sinh Hương Sơn, Hà Tĩnh đã được Phạm Đình Tam (1987) [26] làm sáng tỏ Theo tác giả, số lượng cây tái sinh xuất hiện khá nhiều dưới các lỗ trống khác nhau Lỗ trống càng lớn, cây tái sinh càng nhiều và hơn hẳn những cây kín tán Từ đó tác giả đề xuất phương thức khai thác chọn, tái sinh tự nhiên cho đối tượng rừng khu vực này Đây là một trong những đặc điểm tái sinh phổ biến ở rừng nhiệt đới, nhưng đối với loài Mắc khén thì hiện tượng này có gì khác biệt Điều này

16

cũng sẽ được làm rõ trong đề tài

Trong một công trình nghiên cứu về cấu trúc, tăng trưởng trữ lượng và tái sinh tự nhiên rừng thường xanh lá rộng hỗn loài ở ba vùng kinh tế (sông Hiếu, Yên Bái và Lạng Sơn), Nguyễn Duy Chuyên (1988) [5] đã khái quát đặc điểm phân bố của nhiều loài cây có giá trị kinh doanh và biểu diễn bằng các hàm lý thuyết Từ đó làm cơ sở định hướng các giải pháp lâm sinh cho các vùng sản xuất nguyên liệu Trần Cẩm Tú (1998) [31] tiến hành nghiên cứu tái sinh tự nhiên sau khai thác chọn ở Hương Sơn, Hà Tĩnh và đã rút ra kết luận áp dụng phương thức xúc tiến tái sinh tự nhiên có thể đảm bảo khôi phục vốn rừng, đáp ứng mục tiêu sử dụng tài nguyên rừng bền vững

Tuy nhiên, các biện pháp kỹ thuật tác động phải có tác dụng thúc đẩy cây tái sinh mục đích sinh trưởng và phát triển tốt, khai thác rừng phải đồng nghĩa với tái sinh rừng, phải chú trọng điều tiết tầng tán của rừng; đảm bảo cây tái sinh phân bố đều trên toàn bộ diện tích rừng Những kết luận trên đây

có thể sử dụng để tham khảo cho những đề xuất biện pháp mở tán rừng, chặt cây gieo giống, phát dọn dây leo cây bụi và sau khi khai thác phải tiến hành dọn vệ sinh rừng Những kết luận trên đây có thể sử dụng để tham khảo cho những đề xuất biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng khi nghiên cứu phân bố cây tái sinh theo chiều cao và phân bố cây tái sinh trên mặt đất của loài Mắc khén tự nhiên thuộc đề tài này

Trần Ngũ Phương (2000) [20] khi nghiên cứu các quy luật phát triển rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam đã nhấn mạnh quá trình diễn thế thứ sinh của rừng tự nhiên như sau: "Trường hợp rừng tự nhiên có nhiều tầng, khi tầng trên già cỗi, tàn lụi rồi tiêu vong thì tầng kế tiếp sẽ thay thế; trường hợp nếu chỉ có một tầng thì trong khi nó già cỗi một lớp cây con tái sinh xuất hiện và

sẽ nó sau khi nó tiêu vong, hoặc cũng có thể một thảm thực vật trung gian xuất hiện thay thế, nhưng về sau, dưới lớp thảm thực vật trung gian này sẽ

17

xuất hiện một lớp cây con tái sinh lại rừng cũ trong tương lai và sẽ thay thế thảm thực vật trung gian này, lúc bấy giờ rừng cũ sẽ được phục hồi" Tuy nhiên, sau một thời gian nghiên cứu tìm hiểu quy luật phát triển của các loại hình rừng tự nhiên, xây dựng bảng cân đối giữa một bên là mặt thoái hoá và một bên là mặt phục hồi tự nhiên, tác giả này và các cộng tác viên đã kết luận:

"mặt phục hồi tự nhiên không bao giờ cân đối được với mặt thoái hoá về số lượng cũng như chất lượng, nên muốn đảm bảo cho đất nước một độ che phủ thích hợp, chúng ta không thể trông cậy vào quy luật tự tái sinh tự nhiên mà chỉ có thể đi theo con đường tái sinh nhân tạo và phương thức chặt tỉa kết hợp với tái sinh tự nhiên hiện nay phải bị lên án"

Thực tế cho thấy, với điều kiện nước ta hiện nay, nhiều khu vực vẫn phải trông cậy vào tái sinh tự nhiên còn tái sinh nhân tạo mới chỉ được triển khai trên quy mô hạn chế Vì vậy, những nghiên cứu đầy đủ về tái sinh tự nhiên cho từng đối tượng rừng cụ thể là rất cần thiết nếu muốn đề xuất biện pháp kỹ thuật chính xác

1.3 Nhận xét và đánh giá chung

Điểm qua các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về những vấn

đề có liên quan đến đề tài luận văn có thể rút ra một số nhận xét sau đây:

Các công trình nghiên cứu về đặc điểm sinh học và phân bố của loài Mắc khén trên thế giới còn ít và chưa có hệ thống, tuy nhiên các nghiên cứu

đó cũng đã bước đầu giúp chúng ta có những nhìn nhận cơ bản về loài Mắc khén và là cơ sở quan trọng cho những nghiên cứu về loài cây này

Các công trình nghiên cứu trên thế giới về phân bố, cấu trúc và tái sinh

tự nhiên được tiến hành tương đối có hệ thống, đa dạng và phong phú, trong

đó đáng chú ý là có những nghiên cứu cơ sở sinh thái và mô tả hình thái cấu trúc rừng, các nghiên cứu về định lượng cấu trúc rừng Các kết quả nghiên cứu này đã góp phần quan trọng vào thực tiễn kinh doanh rừng của các nước

18

trên thế giới

Ở nước ta nghiên cứu về phân bố, cấu trúc và tái sinh tự nhiên cũng rất được quan tâm nghiên cứu, đặc biệt là từ cuối những năm 1980 trở lại đây Các nghiên cứu đã chuyển hướng từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng với sự sử dụng công cụ máy tính và phương pháp thống kê toán học trong lâm nghiệp Đây là những kết quả nghiên cứu rất quan trọng làm cơ

sở cho việc áp dụng vào đề tài

Mặc dù Mắc khén là loài cây đa tác dụng, gần gũi với đồng bào các dân tộc vùng Tây Bắc nhưng nghiên cứu về Mắc khén ở nước ta chưa nhiều, chưa

có hệ thống và thiếu chiều sâu, chủ yếu mới tiến hành một số nghiên cứu về sinh lý, sinh thái, mô tả hình thái, thử nghiệm gây trồng quy mô nhỏ, thị trường tiêu thụ , đặc biệt ở nước ta vấn đề phân bố và tái sinh tự nhiên của loài Mắc khén chưa được nghiên cứu nhiều, vì vậy thiếu cơ sở khoa học cho việc kinh doanh và phát triển cây Mắc khén ở nước ta nói chung, Sơn La nói riêng, tuy nhiên đây cũng là cơ hội cho những nghiên cứu tiếp cận nhằm phát huy hết tiềm năng của loài cây này

Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài "Nghiên cứu đặc điểm phân bố và tái sinh

tự nhiên của Cây Mắc khén (Zanthoxylum rhetsa (Roxb.) DC) tại Thuận Châu - Sơn La" được đặt ra là rất cần thiết và có ý nghĩa cả về lý luận và thực tiễn nhằm

phục vụ trực tiếp việc nghiên cứu phát triển cây Mắc khén ở Việt Nam

19

Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

- Về lí luận: xác định được đặc điểm phân bố, cấu trúc và tái sinh tự nhiên của cây Mắc khén tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La

- Về thực tiễn: đề xuất được định hướng một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh trong bảo tồn và phát triển rừng tự nhiên có cây Mắc khén phân bố tại huyện Thuận Châu - Sơn La

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Những quần xã thực vật rừng tự nhiên có loài cây Mắc khén phân bố tại Thuận Châu - Sơn La

2.3 Nội dung nghiên cứu

Đề tài đặt ra các nội dung nghiên cứu sau đây:

- Nghiên cứu đặc điểm phân bố cây Mắc khén tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La

- Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc tầng cây cao rừng tự nhiên có Mắc khén phân bố tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La

- Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên của cây Mắc Khén tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La

- Đề xuất định hướng một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm bảo tồn

20

và phát triển cây Mắc khén tại huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Cách tiếp cận của đề tài

- Mỗi trạng thái rừng đều có đặc điểm phân bố và tái sinh tự nhiên khác nhau, do vậy cách tiếp cận của đề tài là theo các đai cao khác nhau, cụ thể là các đai cao <700m, 700 - 1000m và > 1000m (theo Thái Văn Trừng), ngoài ra theo nguồn gốc hình thành các trạng thái rừng cụ thể như rừng phục hồi sau nương rẫy (các giai đoạn phục hồi khác nhau), rừng phục hồi sau khai thác,

- Tái sinh rừng là quá trình diễn thế lâu dài, do điều kiện thời gian nghiên cứu ngắn nên đề tài đã vận dụng quan điểm lấy không gian thay thế thời gian để nghiên cứu tái sinh

Các bước tiến hành của đề tài được sơ đồ hoá theo hình 2.1:

Hình 2.1: Sơ đồ các bước tiến hành đề tài

Phân tích và xử lý các số liệu thu được

Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc

Đề xuất các giải pháp

Điều tra khảo sát sơ bộ khu vực nghiên cứu

21

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể

2.4.2.1 Phương pháp kế thừa

Đề tài kế thừa các tài liệu sau:

- Các báo cáo, các tài liệu khoa học đã công bố

- Kế thừa các tài liệu, kết quả nghiên cứu, đánh giá về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội và tài nguyên rừng của tỉnh Sơn La

- Kế thừa các kết quả nghiên cứu về loài Mắc khén trong và ngoài nước, đặc biệt là các nghiên cứu về các đặc điểm sinh thái và tái sinh rừng

2.4.2.2 Phương pháp điều tra ngoại nghiệp

a Điều tra đặc điểm phân bố

Kế thừa các công trình nghiên cứu về phân bố và sinh thái của cây Mắc khén và bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng của tỉnh Sơn La, tiến hành điều tra tại hiện trường về vùng phân bố của Mắc khén, định vị trên máy GPS, thu thập số liệu về vị trí địa lý, địa hình, độ cao, độ dốc, loại rừng,….Thu thập số liệu khí hậu thủy văn tại các trạm quan trắc của khu vực nghiên cứu (Trạm khu vực Tây Bắc) từ năm 2005 -2011

Trong mỗi địa điểm nghiên cứu chọn vị trí đại diện cho từng đai cao để tiến hành đào phẫu diện đất (3 phẫu diện/ 3 đai cao), mô tả và lấy mẫu phân tích, kích thước rộng 0,8m; dài 1,6 - 2m; sâu 0,9-1,2m (tùy theo độ dày tầng đất) Mẫu đất được lấy ở tất cả các tầng đất, mỗi tầng lấy một mẫu và mỗi mẫu lấy 0,5-1 kg Các chỉ tiêu phân tích gồm: Hàm lượng mùn (%) theo phương pháp Walkley-Black; Đạm (N%) bằng phương pháp Kjendhal; P2O5

dễ tiêu theo phương pháp Bray II; K2O dễ tiêu theo phương pháp Flame photometer; Độ chua trao đổi theo ISRie; độ chua thủy phân theo phương pháp Kappen; pH đo trên máy pH metress; Cation trao đổi (Ca++ và Mg++) bằng phương pháp chuẩn độ Trilon B, rút tinh bằng NaCl 1N; thành phần cơ giới theo phương pháp USDA và phân cấp theo 3 bậc của Mỹ (FAO)

22

Mẫu đất được phân tích tại Viện Nông hóa thổ nhưỡng

b.Điều tra cấu trúc tầng cây cao

Điều tra cây gỗ lớn trên các đai cao nơi có Mắc khén phân bố, mỗi đai cao điều tra 3 ÔTC điển hình tạm thời, vị trí các ÔTC được định vị bằng máy GPS, diện tích ÔTC là 2500 m2 (50m x 50m), trong ÔTC chia thành mạng lưới 25 ô thứ cấp diện tích 100 m2 (10m x10m) Trong các ô thứ cấp xác định tên cây và đo đếm toàn bộ theo các chỉ tiêu: D1,3; Hvn; Hdc; Dt

* Thu thập các thông tin cơ bản về ÔTC

Thu thập các thông tin cơ bản về ÔTC như vị trí, tọa độ địa lí, đặc điểm cây bụi thảm tươi như loài cây, chiều cao trung bình, độ tàn che, độ che phủ,

độ dốc, Các số liệu thu thập được ghi vào phiếu điều tra rừng

- Điều tra đo đếm tầng cây cao

Trong mỗi ÔTC thu thập các số liệu về sinh trưởng chiều cao, đường kính thân cây, đường kính tán Mắc khén và các loài cây khác Cấu trúc rừng Mắc khén được tập trung nghiên cứu là cấu trúc tổ thành, cấu trúc mật độ, trữ lượng, được tính toán thông qua chỉ tiêu IV%

- Đường kính thân cây (D1.3, cm) được đo bằng thước kẹp kính với độ chính xác đến mm, đo theo hai hướng Đông Tây và Nam Bắc, sau đó tính trị

số bình quân

- Chiều cao vút ngọn (HVN, m) và chiều cao dưới cành (HDC, m) được

đo bằng thước đo cao Blumleiss

- Đường kính tán lá (DT, m) được đo bằng thước dây có độ chính xác đến cm, đo hình chiếu tán lá trên mặt phẳng nằm ngang theo hai hướng Đông Tây và Nam Bắc, sau đó tính trị số bình quân

Kết quả đo đếm được thống kê vào phiếu điều tra tầng cây cao

- Xác định độ tàn che

Sử dụng phương pháp điều tra theo điểm bằng dụng cụ xác định độ tàn

23

che Trên mỗi ÔTC, xác định 100 điểm phân bố đều, nhìn vào kính của dụng

cụ xác định độ tàn che nếu thấy tán lá tầng cây cao che kín, thì điểm đó ghi số

1, nếu không có gì che lấp, ghi số 0 và nếu những điểm còn nghi ngờ thì ghi 0,5

c Điều tra đặc điểm tái sinh

Điều tra cây tái sinh được tiến hành đồng thời với điều tra ÔTC Trong mỗi ÔTC thiết lập 30 ô dạng bản (ÔDB) diện tích 4m2 (2m x 2m), các ÔDB được bố trí hệ thống trên 5 tuyến song song cách đều, khoảng cách mỗi tuyến

là 10m, mỗi tuyến được bố trí 6 ÔDB, mỗi ÔDB cách nhau 5m, 2 ô dạng bản ngoài cùng cách cạnh ÔTC là 6,5m Các chỉ tiêu xác định: Loài cây, Hvn, phẩm chất cây, nguồn gốc cây tái sinh Phẩm chất cây tái sinh phân làm 3cấp:

+ Cây tốt (A): là cây sinh trưởng tốt, thân tròn thẳng, tán lá phát triển đều, không sâu bệnh, khuyết tật

+ Cây trung bình (B): là cây sinh trưởng bình thường, ít khuyết tật + Cây xấu (C): là cây sinh trưởng kém, cong queo, khuyết tật, sâu bệnh Cây triển vọng là cây thuộc loài mục đích, sinh trưởng tốt, chiều cao vượt trên lớp cây bụi, thảm tươi xung quanh, và có phẩm chất trên trung bình

2.4.2.3 Phương pháp xử lí số liệu

Đề tài sử dụng phần mềm Microsoft office Excel 2007 để xử lí số liệu trên máy tính

* Cấu trúc rừng tự nhiên có cây Mắc khén phân bố:

- Xác định tổ thành loài cây gỗ ưu thế:

Tổ thành loài được tính theo phương pháp của Curtis Mc Intosh, 1951 (dẫn theo Bảo Huy, 1993, 1997) Tổ thành loài cây được xác định theo phần trăm (%) giá trị quan trọng IV (Importance Value) của một loài cây nào đó trong tổ thành của rừng Theo Daniel Marmilod thì những loài có giá trị IV ≥ 5% là loài cây ưu thế trong tổ thành của lâm phần

24 Trị số IV được tính theo công thức:

(2.2)

(2.3)

Để định lượng mối quan hệ giữa 2 loài A và B với nhau (cặp loài) đề tài dựa vào hệ số tương quan theo công thức sau:

     

 A P AP B  P B 

P

B P A P AB P

1 ).

-( -

1

-



Trong đó  là hệ số tương quan giữa 2 loài A và B

Gọi: + nA là số ÔTC chỉ xuất hiện loài A

+ nB là số ÔTC chỉ xuất hiện loài B

+ nAB là số ÔTC đồng thời xuất hiện cả loài A và B

+ n là tổng số ÔTC quan sát ngẫu nhiên

Ta có:

25

 

n

n B A

P  AB (2.6)

 

n

nAB n

B

P  B

(2.8)Nếu:  = 0 thì loài A và B không có quan hệ với nhau (độc lập nhau) Nếu 0 <  < 1 thì loài A và B có liên kết dương và  càng lớn thì mức

 

a bc da cb d

n bc

.

5 ,

 thì mối quan hệ giữa 2 loài có quan hệ lẫn nhau

Vì vậy, đề tài sử dụng đồng thời 2 tiêu chuẩn  và 2 để xem xét mối quan hệ theo từng cặp loài Dùng tiêu chuẩn 2 kiểm tra sự tồn tại mối quan

hệ từng cặp loài; Dùng hệ số tương quan  vừa để đánh giá mức độ quan hệ qua giá trị , vừa định hướng chiều hướng mối quan hệ theo dấu của  (- hay +) nếu tiêu chuẩn 2 kiểm tra cho kết quả chúng có quan hệ (Nguyễn Hải Tuất, 1983) [34]

* Đặc điểm tái sinh tự nhiên:

- Xác định tổ thành loài cây tái sinh

Tổ thành loài cây tái sinh được đánh giá theo hệ số 10 – hệ số tổ thành

26 của mỗi loài được tính bằng công thức:

  10

n

m

Trong đó: A: Hệ số tổ thành tầng cây cao hoặc cây tái sinh

m: Số cá thể mỗi loài trong ô tiêu chuẩn n: Tổng số cây trong ô tiêu chuẩn

- Mật độ tái sinh được tính theo công thức:

4

30

120 )

/

n ha

cây N

i



Trong đó: ni: là số cây trong ÔDB

- Phân bố số cây tái sinh theo chiều cao

Đề tài chia chiều cao theo 4 cấp: Cấp I (H < 1m); Cấp II (1,0- 2,0m); Cấp III (2,0-3,0m); Cấp IV (>3m) Số cây từng cấp chiều cao được tính như sau:

30 1 10 120 )

/

n ha

cây N

i



Trong đó: ni là số cây từng cấp trong ÔDB

- Chất lượng cây tái sinh và nguồn gốc tái sinh

Số cây tái sinh ở từng cấp chất lượng và nguồn gốc được tính theo công thức sau:

30

120 )

/

n ha

cây N

27

Chương 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI

KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.1 Điều kiện tự nhiên

3.1.1 Vị trí địa lý

Huyện Thuận Châu nằm ở phía Tây Bắc của tỉnh Sơn La, theo quốc lộ

6 cách thành phố Sơn La 34 km về phía Tây Bắc và cách huyện Tuần Giáo - tỉnh Điện Biên 52 km về phía Đông Nam, nằm trong toạ độ địa lý:

- Từ 21012' - 210 41' vĩ độ Bắc

- Từ 1030 20' - 1030 59' kinh độ Đông

Ranh giới của huyện như sau:

- Phía Đông: Giáp thành phố Sơn La - tỉnh Sơn La

- Phía Tây: Giáp huyện tuần Giáo - tỉnh Điện Biên

- Phía Nam: Giáp huyện Sông Mã - tỉnh Sơn La

- Phía Bắc: Giáp huyện Quỳnh Nhai - tỉnh Sơn La

Là một huyện nằm cuối tỉnh Sơn La (có trên 80 km đường địa giới tiếp giáp với tỉnh bạn) tuyến đường quốc lộ 6 được nâng cấp sẽ tạo điều kiện cho Thuận Châu những cơ hội giao lưu, trao đổi hàng hoá với các huyện, thị khác trong tỉnh và vùng Tây Bắc Nhìn chung, Thuận Châu có vị trí quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Sơn La

3.1.2 Địa hình, thổ nhưỡng

3.1.2.1 Địa hình

Thuận Châu có địa hình đặc trưng của các tỉnh miền núi phía Bắc, dốc

và chia cắt mạnh Điển hình có các dãy núi chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam có độ cao trung bình 700 - 750m so với mặt nước biển, dãy núi cao nhất

là dãy Côpia có đỉnh cao nhất 1.821m chia địa hình của Thuận Châu làm 2 phần: Phần phía Tây thuộc lưu vực sông Mã, phần phía Đông thuộc lưu vực

28

sông Đà Hướng dốc của địa hình thấp dần theo hướng từ Tây sang Đông, thấp nhất là khu vực giáp sông Đà với độ cao trung bình 140m so với mặt nước biển, xen kẽ giữa những dãy núi là những thung lũng, phiêng bãi, ruộng nước tương đối bằng phẳng có diện tích không lớn

Nhìn chung, địa hình huyện Thuận Châu khá phức tạp, bị chia cắt mạnh, phần lớn là địa hình cao và dốc, diện tích đất bằng chiếm tỷ lệ nhỏ và phân tán, tạo

ra nhiều tiểu vùng cho phép phát triển nhiều loại hình sản xuất nông lâm nghiệp khác nhau Tuy nhiên, với kiểu địa hình trên thì việc xây dựng và phát triển cơ sở

hạ tầng gặp rất nhiều khó khăn, tốn kém, ảnh hưởng đến quá trình phát triển kinh

tế - xã hội của huyện

3.1.2.2 Thổ nhưỡng

Diện tích tự nhiên của toàn huyện là 153.589,5 ha Cơ cấu sử dụng đất của huyện được thể hiện qua bảng 3.1

Bảng 3.1: Hiện trạng sử dụng đất của huyện Thuận Châu, tỉnh Sơn La

(Nguồn: Phòng Tài nguyên huyện Thuận Châu, năm 2010)

Huyện Thuận Châu có đất đai tương đối thuần nhất do phát triển trên cùng một loại đá mẹ, đất Feralit phát triển trên đá mẹ phiến thạch, sa thạch, đá vôi, tầng đất trung bình nhưng vẫn còn mang tính chất của đất rừng rất thích hợp để các loài cây sinh trưởng phát triển

29

Đất đai gồm các loại chủ yếu:

+ Đất mùn vàng xám núi cao phát triển trên đá mẹ Mắcma axit có độ cao trên 1500 m so với mặt nước biển

+ Đất Feralit màu vàng xẫm phát triển trên đá sét và đá biến chất ở độ cao từ 700-1700 m so với mặt nước biển Độ dày tầng đất từ 50-100 cm, độ dốc khoảng từ 30-350

+ Đất Feralit vàng nâu phát triển trên núi đá vôi cũng ở độ cao từ

700-1700 m so với mặt nước biển

+ Đất Feralit vàng nhạt phát triển trên đá sét và đá biến chất phân bố tập trung trên vùng núi đất, độ dày tầng đất từ 50-100 cm

+ Đất Feralit vàng sáng phát triển trên nhóm đá cát thuộc vùng đồi và núi thấp, độ dày tầng đất từ 50-100 cm

+ Đất Feralit màu vàng xám phát triển trên đá Mắcma axit, độ dày tầng đất từ 50-100 cm

3.1.3 Khí hậu, thủy văn

3.1.3.1 Khí hậu

Thuận Châu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng núi, với hai mùa rõ rệt: Mùa mưa bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 9, mùa khô từ tháng 10 năm trước đến tháng 3 năm sau Do địa hình bị chia cắt mạnh đã tạo cho huyện Thuận Châu có 3 tiểu vùng khí hậu tương đối khác nhau

+ Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình trong năm là 21,40C, nhiệt độ tối cao trung bình là 30,60C vào tháng 5, nhiệt độ tối thấp 110C vào tháng 12

+ Nắng: Tổng số giờ nắng trung bình trong năm là 2052 giờ/năm, trung bình số ngày nắng/tháng là 26 ngày

+ Mưa: Tổng lượng mưa bình quân là 1.371,8 mm/năm với lượng mưa phân bố không đều ở các tháng trong năm chủ yếu mưa nhiều vào các tháng 6, 7,

8 trong năm

3.1.3.2 Thủy văn

Thuận Châu có 3 suối chủ yếu là suối Muội, suối Nậm Tỵ, suối Hét cùng các chi lưu phụ tạo nên một mạng lưới khá dày nhưng phân bố không đều, mặt nước thấp hơn so với mặt đất canh tác và các điểm dân cư, bởi vậy

để sử dụng có hiệu quả nguồn nước cần đầu tư các đập hồ chứa, ống dẫn trạm bơm,… trong các con suối Bên cạnh đó, Thuận Châu là một huyện có nguồn nước ngầm khá phong phú, hầu hết các phiềng bãi lớn thiếu nước đều có trữ lượng nước ngầm khá nếu được đầu tư khai thác sẽ phục vụ đắc lực cho sản xuất và đời sống

+ Đất có rừng: 3,233,4 ha

+ Đất chưa có rừng: 3.823,6 ha

- Đất rừng phòng hộ: 83.587,4 ha, chiếm 75,99% tổng diện tích đất lâm nghiệp, tập trung nhiều ở tại các xã như: Co Mạ, Liệp Tè, Long Hẹ, Nậm