Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài của các trạng thái rừng tự nhiên khu bảo tồn thiên nhiên pù luông, bá thước, thanh hóa

Xuất phỏt từ thực tiễn đú, tụi tiến hành thực hiện luận văn: “Nghiờn cứu một số đặc điểm cấu trỳc và đa dạng loài của cỏc trạng thỏi rừng tự nhiờn tại khu bảo tồn thiờn nhiờn Pự Luụng, B

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 22 tháng 10 năm 2014

Tác giả

Đinh Thị Thuỳ Dung

Tôi xin chân thành cảm ơn Khoa Sau đại học, các thầy cô trực tiếp giảng dạy, Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông đã giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập số liệu và thực hiện luận văn

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè và người thân trong gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn

Mặc dù đã nỗ lực hết mình, nhưng thời gian thực tập và năng lực của bản thân còn hạn chế nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Tôi kính mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô giáo và bạn bè để luận văn được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 22 tháng 10 năm 2014

Tác giả

Đinh Thị Thuỳ Dung

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các từ viết tắt v

Danh mục các bảng vi

Danh mục các hình vii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Quan điểm về cấu trúc quần xã thực vật rừng 3

1.2 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 4

1.2.1 Trên thế giới 4

1.3 Nghiên cứu về đa dạng sinh học 12

1.3.1 Nhận thức về ĐDSH 12

1.3.2 Nghiên cứu về đa dạng khu hệ thực vật 12

Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 14

2.1.1 Mục tiêu tổng quát 14

2.1.2 Mục tiêu cụ thể 14

2.2 Đối tượng và phạm vi, giới hạn nội dung nghiên cứu: 14

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 14

2.2.2 Phạm vi nghiên cứu 14

2.2.3 Giới hạn nội dung nghiên cứu 14

2.3 Nội dung nghiên cứu 14

2.3.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng 14

2.3.2 Nghiên cứu mức độ đa dạng loài 15

2.3.3 Đề xuất một số giải pháp quản lý bảo vệ và nuôi dưỡng rừng tại khu bảo

tồn thiên nhiên Pù Luông – Bá Thước – Thanh Hoá 15

2.4 Phương pháp nghiên cứu 15

2.4.1 Quan điểm và phương pháp luận 15

2.4.2 Phương pháp thu thập số liệu 16

2.4.3 Phương pháp xử lý số liệu 17

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 24

3.1 Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu 24

3.1 1 Vị trí địa lý 24

3.1.2 Đặc điểm địa hình 24

3.1.3 Khí hậu thuỷ văn 24

3.1.4 Đặc điểm đất đai 25

3.1.5 Đặc điểm tài nguyên thiên nhiên 26

3.1.6 Tình hình sản xuất nông lâm nghiệp 31

3.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 33

3.2.1 Dân số và lao động 33

3.2.2 Văn hóa – xã hội 33

3.2.3 Thực trạng cơ sở hạ tầng 34

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37

4.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng 37

4.1.1 Phân loại trạng thái rừng 37

4.1.2 Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao 37

4.1.3 Đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh 57

4.2 Nghiên cứu mức độ đa dạng loài 61

4.3 Đề xuất biện pháp quản lý tài nguyên rừng tại KBTTN Pù Luông 63

4.3.1 Quản lý bảo vệ 63

4.3.2 Kỹ thuật 64

KẾT LUẬN, KHUYẾN NGHỊ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

K-W Kruskal - Wallis

3.1 Số lượng các nhóm thực vật rừng ghi nhận được tại 28 3.2 Đa dạng các họ của hệ thực vật tại Khu BTTN Pù Luông 28 3.3 Đa dạng các chi của hệ thực vật rừng tại Khu BTTN Pù Luông 29

3.5 So sánh các loài động vật tại các khu rừng đặc dụng tỉnh Thanh

Hóa

Error! Bookmark not defined

4.2 Tổng hợp các đặc trưng nhân tố điều tra 3 trạng thái rừng 39

4.4 Các loài quý hiếm có mặt trong 15 ÔTC nghiên cứu 41

4.6 Kiểm tra thuần nhất về đường kính của 3 trạng thái Error!

Bookmark not defined

4.7 Kiểm tra sự phù hợp của phân bố thực nghiệm N /D1.3 Error!

Bookmark not defined

4.8 Kiểm tra thuần nhất về chiều cao của 3 trạng thái Error!

Bookmark not defined

4.9 Kiểm tra sự phù hợp của phân bố thực nghiệm N – Hvn Error!

Bookmark not defined

4.10 Tổng hợp độ đồng đều đường kính, chiều cao của 3 trạng thái 57 4.11 Kiểm tra thuần nhất về chiều cao cây tái sinh của 3 trạng thái Error!

Bookmark not defined

4.12 Kết quả nghiên cứu tổ thành cây tái sinh trạng thái IIB 58 4.13 Kết quả nghiên cứu tổ thành cây tái sinh trạng thái IIIA3 58 4.14 Kết quả nghiên cứu tổ thành cây tái sinh trạng thái IV 58

4.16 Tổng hợp các chỉ số về mức độ phong phú và đa dạng 61

DANH MỤC CÁC HÌNH

4.1 Phân bố N/D1.3 bằng phân bố khoảng cách của trạng thái IIB Error!

Bookmark not defined

4.2 Phân bố N/D1.3 bằng phân bố khoảng cách của trạng thái IIIA3 Error!

Bookmark not defined

4.3 Phân bố N/D1.3 bằng phân bố khoảng cách của trạng thái IV Error!

Bookmark not defined

4.4 Phân bố N/Hvn bằng phân bố khoảng cách của trạng thái IIB Error!

Bookmark not defined

4.5 Phân bố N/Hvn bằng phân bố khoảng cách của trạng thái IIIA3 Error!

Bookmark not defined

4.6 Phân bố N/Hvn bằng phân bố khoảng cách của trạng thái IV Error!

Bookmark

not defined

4.8 Phân bố cây tái sinh theo chiều cao của 3 trạng thái 61

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đõy bảo tồn đa dạng sinh học đang trở thành một trong số cỏc hành động được ưu tiờn hàng đầu của rất nhiều cỏc tổ chức chớnh phủ,

tổ chức phi chớnh phủ và ban quản lý của cỏc khu rừng đặc dụng Đa dạng sinh học

cú tầm quan trọng về giỏ trị kinh tế, sinh thỏi, văn húa, nghiờn cứu khoa học đảm bảo cho thế hệ sau cú một tương lai tốt đẹp Thiờn nhiờn ưu đói cho nước ta cú nguồn tài nguyờn sinh vật phong phỳ Tuy nhiờn, sự phỏt triển nhanh chúng và mạnh mẽ của cỏc hoạt động kinh tế, xó hội cựng với nhận thức chưa đầy đủ về đa dạng sinh học nờn đó gõy nờn nhiều tỏc động to lớn, sõu sắc tới đa dạng sinh học

Bảo vệ rừng là biện phỏp cơ bản quyết định đến hiệu quả của việc bảo tồn tớnh

đa dạng sinh học của hệ sinh thỏi rừng nhiệt đới Gần đõy, quản lý rừng bền vững đó trở thành nguyờn tắc trong quản lý kinh doanh rừng Đõy cũng là nhiệm vụ chớnh của cỏc ban quản lý rừng đặc dụng tại cỏc Vườn quốc gia và Khu bảo tồn thiờn nhiờn, nơi lưu trữ nguồn gen sinh vật rừng, mẫu chuẩn hệ sinh thỏi rừng quốc gia

Nghiờn cứu về quy luật cấu trỳc bờn trong cỏc hệ sinh thỏi rừng nhiệt đới ẩm

và cỏc mối quan hệ qua lại giữa cỏc thành phần bờn trong và bờn ngoài hệ sinh thỏi luụn được cỏc nhà lõm học quan tõm Ngày nay, cỏc quy luật vận động này đó được làm sỏng tỏ bằng việc ứng dụng phương phỏp định lượng trong nghiờn cứu sự phong phỳ và đa dạng sinh học loài đó hỗ trợ hữu ớch trong việc quản lý bền vững, trước hết là tầng cõy gỗ - yếu tổ chủ đạo của rừng Đõy chớnh là cơ sở khoa học cho cỏc giải phỏp điều tiết cú lợi về sinh trưởng và phỏt triển của cỏ thể cũng như quần

xó Vỡ vậy, việc ứng dụng phương phỏp này là rất cần thiết, vừa cú ý nghĩa lý luận vừa cú ý nghĩa thực tiễn

Pự Luụng được đỏnh giỏ là KBTTN cú giỏ trị về khoa học, kinh tế xó hội và

du lịch sinh thỏi Cựng với rừng ở khu vực KBTTN Pự Hu, rừng ở khu vực KBTTN

Pự Luụng đúng vai trũ quan trọng trong việc phũng hộ đầu nguồn sụng Mó ở tỉnh Thanh Húa Với rừng tự nhiên nói chung và rừng Pù Luông nói riêng, khi độ cao thay đổi sẽ kéo theo sự thay đổi của các yếu tố ngoại cảnh tác động vào rừng Bởi vậy, việc tìm ra quy luật thay đổi của một số đặc điểm cấu trúc rừng ở khu bảo tồn

thiên nhiên Pù Luông làm cơ sở đề xuất các biện pháp quản lý, bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng ở Pù Luông cũng nh- ở các vùng khác có điều kiện tự nhiên t-ơng

tự là việc làm rất cần thiết

Xuất phỏt từ thực tiễn đú, tụi tiến hành thực hiện luận văn: “Nghiờn cứu một số đặc điểm cấu trỳc và đa dạng loài của cỏc trạng thỏi rừng tự nhiờn tại khu bảo tồn thiờn nhiờn Pự Luụng, Bỏ Thước, Thanh Hoỏ” nhằm gúp phần cung

cấp thờm những thụng tin cần thiết phục vụ cho cỏc hoạt động bảo tồn đa dạng sinh học ở khu vực một cỏch hiệu quả

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Hệ sinh thái rừng tự nhiên là một hệ sinh thái rất đa dạng, phong phú, phức tạp cả về cấu trúc, đa dạng loài và đặc điểm tái sinh Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật theo không gian và theo thời gian Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc thời gian Để sử dụng và quản lý bền vững các hệ sinh thái rừng tự nhiên, chúng ta cần phải dựa trên sự hiểu biết về các nhóm nhân tố cơ bản sau:

* Nhóm nhân tố nội tại của hệ sinh thái rừng (các đặc trưng, quy luật cấu trúc

và động thái: tăng trưởng, tái sinh, diễn thế của hệ sinh thái rừng);

* Nhóm nhân tố bên ngoài có ảnh hưởng đến hệ sinh thái rừng (cơ cấu xã hội, các chính sách sử dụng rừng…)

- Nhóm nhân tố thứ nhất là cơ sở quan trọng để xây dựng các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng nhằm sử dụng bền vững tài nguyên rừng

- Nhóm nhân tố thứ hai giúp chúng ta xây dựng các giải pháp kinh tế - xã hội thích hợp cho từng điều kiện sinh thái - nhân văn cụ thể

Để góp phần quản lý rừng bền vững, phục vụ công tác kinh doanh rừng có hiệu quả, đáp ứng được yêu cầu về kinh tế - xã hội và môi trường sinh thái các tác giả trong và ngoài nước đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề này Dưới đây tôi xin đề cập một cách tổng quát những vấn đề có liên quan đến nội dung nghiên cứu, cụ thể:

1.1 Quan điểm về cấu trúc quần xã thực vật rừng

Cấu trúc rừng là một khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian Còn trên quan điểm sản lượng: cấu trúc là sự phân bố kích thước của loài và cá thể trên diện tích rừng

Cấu trúc quần xã thực vật rừng bao gồm cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng thứ, cấu trúc tuổi, cấu trúc mật độ, cấu trúc theo mặt phẳng nằm ngang… nhìn chung,

nghiên cứu cấu trúc đã chuyển từ mô tả định tính sang phân tích định lượng dưới dạng mô hình toán học để khái quát hoá các quy luật của tự nhiên; trong đó, các quy luật phân bố, tương quan của một số nhân tố điều tra được quan tâm nghiên cứu

1.2 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

1.2.1 Trên thế giới

1.2.1.1 Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D 1,3 )

Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1,3) là quy luật sắp xếp tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian Đây là quy luật cơ bản nhất của kết cấu lâm phần Hầu hết các tác giả đều sử dụng hàm toán học để mô phỏng cho quy luật phân bố này Có thể điểm qua một số công trình tiêu biểu như sau:

Meyer (1934), sử dụng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục để mô tả phân bố số cây theo cỡ đường kính, về sau gọi là phương trình Meyer hay hàm Meyer, (dẫn theo Hoàng Thị Phương Lan, 2004) [18]

Naslund (1936-1937) đã xác lập luật phân bố Chiarlier kiểu A để nắn phân

bố số cây theo cỡ kính của các lâm phần rừng thuần loài đều tuổi, (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [8]

Balley (1973) đã sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính loài Thông theo mô hình của Schumacher và Coile, (dẫn theo Bùi Văn Chúc, 1995) [4]

Loestchau (1973) đã dùng hàm Beta để nắn các phân bố thực nghiệm

Diatchenko, Z.N sử dụng phân bố Gamma để biểu thị phân bố số cây theo cỡ đường kính lâm phần Thông ôn đới J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1992), đã dùng hàm Weibull để mô phỏng phân bố N/D1,3 khi nghiên cứu rừng nhiệt đới tại Marsanhoo – Brazin, (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [8]

Ngoài ra, một số tác giả sử dụng các hàm Hyperbol, đường cong Poisson, phân bố Poisson, hàm charlier A, hàm charlier B để mô phỏng qui luật phân bố này

1.2.1.3 Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/H vn )

Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn) dùng để biểu thị quy luật kết cấu lâm phần theo chiều thẳng đứng Phương pháp kinh điển được nhiều nhà khoa học

sử dụng là vẽ phẫu đồ đứng mà điển hình là công trình của Richards (1952) [40]

1.2.1.4 Hình thái phân bố cây trên mặt đất

Đây là vấn đề được rất nhiều nhà sinh thái học và lâm học quan tâm trong nghiên cứu sinh thái quần thể, cụ thể là một số công trình sau:

Các phương pháp được tiến hành với mẫu là những ô vuông có độ lớn xác định Nói chung, đây là những phương pháp đơn giản nhưng có độ chính xác lại phụ thuộc vào

độ lớn của các ô vuông Mức độ phù hợp theo tiêu chuẩn χ2 thường phụ thuộc vào hệ số gộp tổ đối của các tổ có tần số lý thuyết nhỏ hơn 5 Như trong công trình Greig – Smith (1957) đã đề cập đến một số phương pháp hình vuông và khoảng cách Blackman (1935)

và một số tác giả khác thì sử dụng phân bố χ2 để so sánh phân bố thực nghiệm Clapham (1936) và Blackman (1942) đã vận dụng phương sai tương đối

Moore (1953) sử dụng tiêu chuẩn I-Test Tiêu chuẩn này dựa vào tần số của

tổ thứ nhất và thứ 3 trong bảng phân bố thực nghiệm David và Moore (1954) đề nghị sử dụng chỉ số nhóm (Idex of Clumping) Tiêu chuẩn này chủ yếu phụ thuộc vào hệ số biến động

Mc Ginneig (1936) sử dụng tỷ số bình phương chênh lệch giữa mật độ lý thuyết

và thực tế với bình phương của mật độ lý thuyết Whitford (1949) đề xuất ứng dụng tỷ số phong phú về tần số

Hopkin (1854) sử dụng quan hệ giữa bình phương trung bình khoảng cách từ những điểm chọn xác định trên cây bên cạnh và trung bình bình phương khoảng cách từ cây chọn ngẫu nhiên đến cây bên lân cận Pielou (1959) đã phát triển một chỉ số không ngẫu nhiên dựa vào phương pháp khoảng cách của Skellam (1952) Prodan (1962) thì lại quan tâm đến quan hệ giữa những khoảng cách có thứ bậc khác nhau từ một điểm chọn xác định ngẫu nhiên và từ cây chọn ngẫu nhiên

Holgate (1965) đề nghị sử dụng hai phương pháp kiểm tra dựa vào quan hệ giữa khoảng cách thứ s và khoảng cách thứ t từ một điểm chọn ngẫu nhiên

Những phương pháp này tương đối đơn giản và chủ yếu là dựa vào mẫu các ô quan sát ngẫu nhiên hoặc khoảng cách giữa các cây , một số nhà lâm học nước ta đã vận dụng phương pháp này để kiểm tra hình thái phân bố nhiều loại rừng khác nhau

1.2.2 Ở Việt Nam

1.2.2.1 Phân loại rừng

Năm 1960, Loeschau đã đưa hệ thống phân loại rừng theo trạng thái hiện tại

để đáp ứng các khâu điều tra rừng gỗ nhỏ ở Quảng Ninh Năm 1966 công trình đã được chính tác giả bổ sung mang tên: Phân chia kiểu trạng thái và phương hướng kinh doanh rừng hỗn giao thường xanh lá rộng nhiệt đới Sau khi được sử dụng phổ biến, Viện Điều Tra Quy hoạch rừng đã có những cải tiến hệ thống phân loại phù hợp hơn với đặc điểm rừng nước ta

Thái Văn Trừng (1978) đưa ra hệ thống phân loại sinh thái phát sinh, tác giả chia rừng Việt Nam thành 14 kiểu thảm thực vật, nhưng các đơn vị cấp thấp phục

vụ cho kinh doanh lợi dụng rừng chưa được nghiên cứu đầy đủ

H Thomoius (1978) đã căn cứ vào chỉ số khô hạn của M.I Buduko (1956) để sắp xếp rừng Việt Nam thành 16 dạng thực bì trong đó có 12 dạng thực bì khí hậu, 4 dạng thực bì thổ nhưỡng; Nguyễn Hồng Quân, Trương Hồ Tố, Hồ Viết Sắc (1981)

đã dựa vào các chỉ tiêu chính: Trạng thái hiện tại, mức độ bị tác động, cấp sản xuất của lâm phần và các chỉ tiêu phụ: Khả năng tái sinh tự nhiên, tình trạng đất đai (độ dốc và độ dày tầng đất) tiến hành phân loại rừng Khộp (Rừng thưa lá rộng rụng lá) nhằm phục vụ cho công tác điều chế rừng Khộp

Vũ Đình Huề (1984) [14] đã đề nghị lấy kiểu rừng (Forest type) làm đơn vị phân loại trên chỉ tiêu phụ: Khả năng tái sinh tự nhiên, tình hình đất đai (độ dốc và

độ dày tầng đất) cơ sở hai chỉ tiêu là trạng thái rừng loại hình xã hợp thực vật

Vũ Biệt Linh (1984) [20] khi bàn về vấn đề phân chia rừng theo hệ thống phân loại kinh doanh đã được xác định cho rằng cần phân chia rừng và đất rừng theo mục đích, nội dung, phương thức, biện pháp kinh doanh, tạo điều kiện kinh doanh có hiệu quả

Vũ Đình Phương (1985-1988) [25], [26] dựa vào 5 nhân tố là nhóm sinh thái

tự nhiên, các giai đoạn phát triển và sinh thái của rừng, khả năng tái sinh bằng con đường tái sinh tự nhiên, đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng để phân chia rừng thành các

lô rừng khác nhau phục vụ thiết thực cho công tác điều chế rừng ở các khu rừng Tây Nguyên và Quảng Ninh, rất hiệu quả khi cường độ kinh doanh cao

Bảo Huy (1993) [16] đã xác định trạng thái rừng hiện tại của các lâm phần rừng Bằng Lăng (Lagerstroemia Speciosa) ở Tây Nguyên theo hệ thống phân loại của Loeschau, tác giả cũng xác định các loại hình xã hợp thực vật với các ưu hợp khác nhau thông qua chỉ số IV%

Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT, ngày 10/6/2009 của Bộ Nông nghiệp

và Phát triển nông thôn quy định tiêu chí xác định và phân loại rừng; Thông tư này quy định về tiêu chí xác định rừng và hệ thống phân loại rừng phục vụ cho công tác điều tra, kiểm kê, thống kê rừng, quy họach bảo vệ và phát triển rừng, quản lý tài nguyên rừng và xây dựng các chương trình, dự án lâm nghiệp [38]

Như vậy, có nhiều tác giả trong và ngoài nước đều cho rằng việc phân chia loại hình rừng tự nhiên ở nước ta là rất cần thiết đối với nghiên cứu cũng như trong sản xuất, đặc biệt là bảo tồn ĐDSH Tuy nhiên, tuỳ từng mục tiêu đề ra mà xây dựng các phương pháp khác nhau nhưng đều nhằm mục đích làm rõ thêm các đặc điểm của đối tượng nghiên cứu Cấu trúc của thảm thực vật rừng đã đặt nền móng cho việc phân chia rừng tự nhiên nước ta một cách tổng quát Phương pháp phân chia loại hình rừng của Loeschau đơn giản, dễ sử dụng và không đòi hỏi người thực hiện phải có trình độ cao, rất hữu hiệu trong thống kê tài nguyên rừng nhưng lại không định hướng được cho các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào đối tượng Phương pháp của Vũ Đình Phương tỷ mỉ hơn và cho ta những thông số về thực trạng rừng hiện tại không chỉ ở góc độ về trữ lượng vì vậy người quản lý dễ phác hoạ được các biện pháp quản lý lâm sinh tác động vào rừng Phương pháp này

tỏ ra hữu hiệu ở nơi có trình độ kinh doanh cao và tương đối ổn định

1.2.2.2 Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N/D 1,3 )

Ở nước ta, vài ba thập kỷ trở lại đây, nghiên cứu qui luật phân bố số cây theo

cỡ kính mới được các nhà lâm sinh học quan tâm, cụ thể:

Ở nước ta, trong những năm qua nhiều nhà Lâm học nước ta đã có những đóng góp quan trọng trong việc nghiên cứu cấu trúc nhất là rừng tự nhiên Cụ thể:

Đồng Sỹ Hiền (1974) dùng hàm Meyer và họ đường cong Poisson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ đường kính làm cơ sở cho việc lập biểu thể tích

và độ thon cây đứng rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam

Nguyễn Hải Tuất (1986,1990) [32], [33] đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân

bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và vận dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể

Nguyễn Văn Trương (1983, 1984) [36], [37] đã thử nghiệm dùng các hàm

mũ, logarit và phân bố Poisson để biểu thị cấu trúc số cây theo cấp kính của rừng tự nhiên hỗn loài, kết quả cho thấy chỉ có riêng phân bố Poisson không đem lại hiệu quả cao

Bảo Huy (1993) [16] thử nghiệm 5 dạng phân bố lý thuyết là Poisson, Khoảng cách, Hình học, Meyer và Weibull để mô phỏng cấu trúc rừng Bằng Lăng ở Tây Nguyên

Trần Văn Con (1991) [5]; Lê Minh Trung (1991) [34] đã thử nghiệm một số phân bố xác suất mô tả phân bố N/D1,3 đều cho nhận xét là phân bố Weibull thích hợp nhất cho rừng tự nhiên ở Đắk Lắk

Nguyễn Ngọc Lung (1991) [21] khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ở Hương Sơn, Kon Hà Nừng và một số địa phương khác thấy rằng: phân bố số cây theo cỡ đường kính tuân theo phân bố giảm kiểu Meyer ở rừng nguyên sinh và thường xuất hiện một đỉnh ngay sau cỡ đường kính nhỏ nhất và có thể có một đỉnh quá thành thục ở cỡ đường kính lớn

Lê Sáu (1996) [28] sử dụng hàm Weibull mô phỏng phân bố đường kính và chiều cao cho rừng tự nhiên ở Kon Hà Nừng, Tây Nguyên

Trần Cẩm Tú (1999) sử dụng hàm Weibull và hàm Khoảng cách để mô phỏng quy luật phân bố N/D1,3 cho tổng thể rừng tự nhiên phục hồi sau khai thác đã khẳng định: cả hai hàm đều mô phỏng tốt quy luật phân bố N/D1,3 Tuy nhiên, với việc xuất hiện phổ biến đỉnh đường cong ở cỡ kính 12cm thì hàm Khoảng cách đã thể hiện tính phù hợp hơn

Phạm Ngọc Giao (1995) [8] khi nghiên cứu quy luật phân bố N/D1,3 cho rừng thông đuôi ngựa vùng Đông Bắc đã chứng minh tính thích ứng của hàm Weibull và xây dựng mô hình cấu trúc đường kính cho lâm phần thông đuôi ngựa

Vũ Tiến Hinh, Phạm Ngọc Giao (1997); Vũ Tiến Hinh (2003) đã thử nghiệm một số phân bố lý thuyết để nắn phân bố N/D1,3 một số loài cây trồng và đi đến kết luận: Phân bố Weibull là phân bố thích hợp nhất

Nhìn chung, khi xây dựng mô hình cấu trúc N/D1,3, với rừng trồng thuần loài đều tuổi, các tác giả thường sử dụng hàm Weibull còn với rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi thì sử dụng phân bố khoảng cách, phân bố Mayer là phù hợp hơn

1.2.2.3 Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/H vn )

Phần lớn các tác giả khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng

đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn) Richards P.W (1952) đã dùng phương pháp vẽ các phẫu diện đồ đứng với các kích thước khác nhau tùy theo mục đích nghiên cứu Các phẫu đồ đã mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng, từ đó rút ra nhận xét và đề xuất ứng dụng

Việc mô phỏng phân bố (N/Hvn) bằng hàm toán học cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu; song, việc sử dụng hàm nào tuỳ thuộc vào kinh nghiệm của từng tác giả

và đối tượng cụ thể; nhìn chung, các nghiên cứu về cấu trúc theo hướng định lượng trên cơ sở thống kê sinh học vẫn tập trung vào phân bố số cây theo đường kính và chiều cao Các hàm toán học được sử dụng để mô phỏng rất đa dạng và phong phú, nhưng khi kiểm tra bằng tiêu chuẩn phù hợp của thống kê toán học thường chỉ đạt ở mức trung bình Xu hướng nghiên cứu các quy luật phân bố của nhân tố điều tra chủ yếu tập trung vào tìm các hàm toán học thích hợp để mô phỏng

Các nghiên cứu của Đồng Sỹ Hiền (1974) cho thấy, phân bố số cây theo cỡ chiều cao ở các lâm phần rừng tự nhiên hay trong từng loài cây thường có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu tầng phức tạp của rừng chặt chọn

Thái Văn Trừng (1978) [35] trong công trình nghiên cứu của mình đã đưa ra kết quả nghiên cứu cấu trúc tầng cây gỗ rừng loại IV

Gần đây, một số tác giả như Bảo Huy (1993) [16], Đào Công Khanh (1996) [17] đã nghiên cứu phân bố N – Hvn để tìm tầng tích tụ tán cây Các tác giả đều đi đến nhận xét chung là phân bố N – Hvn có dạng một đỉnh, nhiều đỉnh phụ hình răng cưa và mô tả thích hợp bằng hàm Weibull

Lê Sáu (1996) [28] cũng đã sử dụng hàm Weibull để mô phỏng quy luật phân bố N – Hvn ở rừng tự nhiên Kon Hà Nừng – Tây Nguyên và đi đến kết luận: Hàm Weibull rất phù hợp để mô phỏng phân bố N – Hvn thực nghiệm

Trần Cẩm Tú (1999) khi nghiên cứu quy luật phân bố N – Hvn đã sử dụng phương pháp vẽ phẫu diện đồ đứng của rừng kết hợp với việc sử dụng hàm Weibull

để nắn phân bố N – Hvn Kết quả cho thấy, hàm Weibull mô phỏng tốt cho quy luật cấu trúc N – Hvn

Nguyễn Thành Mến (2005) [23] sử dụng các hàm Weibull, Meyer và hàm khoảng cách để mô phỏng quy luật phân bố N – Hvn thực nghiệm ở các khu rừng tự nhiên lá rộng thường xanh sau khai thác ở Phú Yên Kết quả cho thấy, hàm Meyer

và hàm khoảng cách không phù hợp, riêng hàm Weibull với độ mềm dẻo hơn đã mô phỏng tốt cho quy luật phân bố N – Hvn

1.2.2.4 Hình thái phân bố cây trên mặt đất

Nghiên cứu hình thái phân bố cây trên mặt đất đã được một số chuyên gia lâm học nước ta quan tâm nhưng chưa có nhiều kinh nghiệm

Lê Sáu (1996) sử dụng phương pháp ô ngẫu nhiên hệ thống đã phát hiện nhiều kiểu phân bố khác nhau ở Kon Hà Nừng nhưng chủ yếu là dạng phân bố ngẫu nhiên và cách đều kể cả trường hợp có ưu hợp thực vật

Bằng phương pháp kiểm tra mức độ sai khác giữa số trung bình khoảng cách

từ một cây chọn ngẫu nhiên đến cây gần nhất đến số trung bình lý thuyết dễ dàng xác định sự thành thục của rừng tự nhiên Kết quả nghiên cứu ở một số trạng thái rừng ở Hoàng Bồ, Quảng Ninh cho thấy: phần lớn trạng thái rừng loại IV, IIIA3,…

có kiểu phân bố cách đều Trái lại, một số loại rừng non IIA, IIB đang phân hóa mạng về chiều cao và đường kính cũng như về khoảng cách sống hoặc những nơi khai thác mạnh thì có phân bố cụm

1.3 Nghiên cứu về đa dạng sinh học

1.3.1 Nhận thức về ĐDSH

Đa dạng sinh học (Biodiversity) theo Công ước ĐDSH 1992, ĐDSH là sự phong phú của mọi cơ thể sống có từ tất cả các nguồn trong tất cả các hệ sinh thái trên cạn, hệ sinh vật biển, hệ sinh thái dưới nước và các hệ sinh thái khác mà chúng tạo nên ĐDSH bao gồm: sự đa dạng trong loài (đa dạng di truyền hay còn gọi là đa dạng gen), đa dạng giữa các loài (đa dạng loài) và đa dạng hệ sinh thái (đa dạng các

Ấn Độ gồm 7 tập (1872), Thực vật chí Miến Điện (1877), Thực vật chí Đông Nam (1977) Ở Nga, A.I.Tolmachop (1928 – 1932) khi nghiên cứu hệ thực vật rừng nhiệt đới đưa ra nhận định, số loài trong hệ thực vật thường là 1500 – 2000 loài

của hệ thực vật Trong năm đó, công trình nghiên cứu ngành rêu (Bryophyta) của

T.Pocs đã công bố 556 loài rêu ở Việt Nam

Công trình đầu tiên hoàn chỉnh nhất trong nghiên cứu thực vật ở Việt Nam là công trình “Thảm thực vật rừng Việt Nam” của cố GS.TS Thái Văn Trừng (1963 – 1978) Dựa trên các công trình đã nghiên cứu trước đây kết hợp với nghiên cứu riêng của mình, tác giả đã thống kê được ở Việt Nam có 7004 loài thực vật bậc cao

có mạch thuộc 1850 chi và 290 họ Đồng thời, tác giả cũng khẳng định ưu thế ngành hạt kín trong hệ thực vật Việt Nam với 6336 loài (90,9%), 1727 chi (93,4%)

và 239 họ (82,7%) trong tổng số các taxon mỗi bậc

Năm 2000, tập thể tác giả trong và ngoài ngành lâm nghiệp đã biên soạn cuốn sách “Tên cây rừng Việt Nam” nhằm phục vụ nhu cầu nghiên cứu và tìm hiểu cây rừng nước ta

Như vậy, điểm qua những nghiên cứu cho thấy các công trình nghiên cứu về

hệ thực vật và thảm thực vật ở Việt Nam giai đoạn nửa đầu và cuối thế kỷ 20 chỉ dừng lại ở việc thống kê thành phần loài trên phạm vi một vùng, một khu vực nào

đó Việc nghiên cứu ĐDSH nhất là đa dạng thực vật bằng phương pháp định lượng còn là vấn đề rất mới mẻ ở nước ta Một phần bởi đây là vấn đề phức tạp, hơn nữa lại chưa có hệ thống lý luận hoàn chỉnh được đưa ra Do đó, các công trình nghiên cứu chỉ mang tính chất lý luận, khả năng ứng dụng còn rất hạn chế

Ngày nay, ứng dụng phương pháp định lượng để nghiên cứu sinh thái học đã

hỗ trợ việc nghiên cứu các quy luật vận động của tự nhiên như nghiên cứu quy luật cấu trúc rừng, nghiên cứu định lượng đa dạng sinh học,… bằng cách thiết lập các

mô hình toán học Đây là căn cứ giúp các nhà Lâm học phát hiện nhanh chóng và hiển thị một cách tường minh các quy luật vận động của sinh vật rừng, mối quan hệ qua lại giữa chúng và giữa chúng với sinh cảnh để nghiên cứu và điều tiết có lợi về mặt sinh trưởng, phát triển cá thể cũng như quần xã một cách bền vững

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

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

2.1.1 Mục tiêu tổng quát

Xác định được một số đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài nhằm bổ sung cơ sở

lý luận và thực tiễn để đề xuất một số biện pháp quản lý, bảo vệ và nuôi dưỡng rừng

tự nhiên thuộc cho khu Bảo tồng thiên nhiên Pù Luông – Bá Thước – Thanh Hoá

2.1.2 Mục tiêu cụ thể

- Xác định được một số đặc điểm cấu trúc của một số trạng thái đã lựa chọn

- Xác định được mức độ đa dạng loài của một số trạng thái rừng tự nhiên

- Đề xuất một số giải pháp quản lý, bảo vệ và nuôi dưỡng rừng tự nhiên

2.2 Đối tượng và phạm vi, giới hạn nội dung nghiên cứu:

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu tập trung cho một số trạng thái rừng tự nhiên đại diện tại khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Luông – Bá Thước – Thanh Hoá

2.2.2 Phạm vi nghiên cứu

Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông – Bá Thước – Thanh Hoá

2.2.3 Giới hạn nội dung nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và nghiên cứu mức độ đa dạng loài cho tầng cây cao và cây tái sinh

2.3 Nội dung nghiên cứu

Căn cứ vào đặc điểm của đối tượng nghiên cứu, mục tiêu, phạm vi và giới hạn của đề tài, nội dung nghiên cứu được xác định:

2.3.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng

2.3.1.1 Phân loại trạng thái rừng

2.3.1.2 Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao

a Tổ thành loài:

Xác định công thức tổ thành theo chỉ số quan trọng nhất của loài (IV%)

b Nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo cấp đường kính (N/ D1.3), cấp chiều cao (N/Hvn)

2.3.1.3 Đặc điểm cấu trúc lớp cây tái sinh

a Tổ thành loài

b Phân bố số cây theo chiều cao (N/H)

2.3.2 Nghiên cứu mức độ đa dạng loài

2.3.2.1 Chỉ số phong phú của loài

2.3.2.2 Chỉ số đa dạng loài

a Hàm số liên kết Shannon-Wiener;

b Chỉ số Simpson

c So sánh các chỉ số đa dạng loài giữa các trạng thái đã nghiên cứu

2.3.2.3 Danh sách các loài thực vật trong Sách đỏ Việt Nam, 2007 cần bảo tồn tại khu vực nghiên cứu

2.3.3 Đề xuất một số giải pháp quản lý bảo vệ và nuôi dưỡng rừng tại khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông – Bá Thước – Thanh Hoá

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Quan điểm và phương pháp luận

Vận dụng quan điểm sinh thái phát sinh quần thể trong thảm thực vật rừng nhiệt đới của Thái Văn Trừng (1978): Thảm thực vật rừng là tấm gương phản chiếu một cách trung thành nhất, mà lại tổng hợp được các điều kiện của hoàn cảnh tự nhiên, đã thông qua sinh vật để hình thành những quần thể thực vật Quá trình hình thành, sinh trưởng và phát triển của hệ sinh thái rừng diễn ra lâu dài và liên tục, không thể theo dõi thường xuyên được Do vậy vận dụng phương pháp dãy phát triển tự nhiên, lấy không gian thay thế thời gian để nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng Đề tài vận dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp: kết hợp nghiên cứu những cái mới, kế thừa kết quả đã có và tổng kết thực tiễn sản xuất tại địa phương để đề xuất giải pháp kỹ thuật có hiệu quả và

có tính khả thi

Vận dụng quan điểm và phương pháp luận đã trình bày ở trên để phân chia đối tượng nghiên cứu theo hiện trạng thực tế mà ở đây chính là phân chia rừng theo từng trạng thái cụ thể

Khái quát phương pháp nghiên cứu theo sơ đồ 2-1

2.4.2 Phương pháp thu thập số liệu

2.4.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu cơ bản

Kế thừa các tài liệu, số liệu điều tra về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu, các tài liệu tham khảo liên quan đến đề tài của các tác giả trong và ngoài nước

Trên cơ sở tài liệu thu thập được về diện tích đất đai và bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng, chúng tôi tiến hành xác định tuyến điều tra, khảo sát sơ bộ khu vực nghiên cứu, lập OTC

2.4.2.2 Điều tra thực tế

* Lập ô tiêu chuẩn (ÔTC):

Khu bảo tồn có rất nhiều trạng thái rừng tự nhiên khác nhau: Trạng thái I (IA, IB, IC); trạng thái II (IIA, IIB); trạng thái III (IIIA1, IIIA2, IIIA3), trạng thái IV Đề tài lựa chọn 3 trạng thái chủ yếu tại khu vực nghiên cứu để lập ÔTC đó là: IIB, IIIA3, IV Với mỗi một trạng thái rừng tự nhiên tiến hành lập 5 ÔTC điển hình ở các vị trí chân đồi, sườn đồi, đỉnh đồi có diện tích 2000 m2 theo phương pháp điều tra lâm học

Hình 2.1 Sơ đồ khái quát phương pháp nghiên cứu

THU THẬP THÔNG TIN CƠ BẢN

- Điều kiện khí hậu - thổ nhưỡng

- Điều kiện kinh tế - xã hội

- Thông tin về diện tích rừng

ĐIỀU TRA KHẢO SÁT TỔNGTHỂ KHU VỰC NGHIÊNCỨU

CHỌN ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

PHÂN CHIA THEO

TRẠNG THÁI

RỪNG

ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC, ĐA DẠNG SINH HỌC

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP

* Điều tra tầng cây cao:

Trong các ÔTC mô tả các chỉ tiêu như vị trí, độ dốc, hướng phơi, độ cao, lịch

sử canh tác nương rẫy, thời gian bỏ hoá, sau đó xác định tên loài và các chỉ tiêu sinh trưởng của tầng cây cao, nếu loài nào chưa rõ thì thu thập tiêu bản để giám định:

- Đường kính ngang ngực (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 độ chính xác đến dm, HVN của cây rừng được xác định từ gốc cây đến đỉnh sinh trưởng của cây, HDC được xác định từ gốc cây đến cành cây đầu tiên tham gia vào tán của cây rừng

* Điều tra cây tái sinh:

Trên ÔTC, lập 5 ÔDB có diện tích 25m2 phân bố đều trên ÔTC Thống kê tất

cả cây tái sinh vào phiếu điều tra theo các chỉ tiêu:

- Tên loài cây tái sinh, loài nào chưa rõ thì thu thập tiêu bản để giám định

- Đo chiều cao cây tái sinh bằng thước sào

- Chất lượng cây tái sinh:

+ Cây tốt là cây có thân thẳng, không cụt ngọn, sinh trưởng phát triển tốt, không sâu bệnh

+ Cây xấu là những cây cong queo, cụt ngọn, sinh trưởng phát triển kém, sâu bệnh, còn lại là những cây có chất lượng trung bình

- Xác định nguồn gốc cây tái sinh

2.4.3 Phương pháp xử lý số liệu

2.4.3.1 Phân loại trạng thái rừng

Phân loại các trạng thái rừng nhằm kiểm chứng sự phân chia trạng thái rừng ngoài thực địa Để phân loại trạng thái rừng, đề tài sử dụng phương pháp phân loại của Loeschau (1960) được Viện Điều tra-Quy hoạch rừng nghiên cứu và bổ sung Căn cứ vào tổng tiết diện ngang (Gm2/ha), trữ lượng (M m3/ha), độ tàn che (P) và một số thông tin điều tra ngoài thực địa, tiến hành phân chia trạng thái rừng cụ thể theo tiêu chuẩn như sau:

* Kiểu trạng thái II: Rừng non phục hồi sau nương rẫy hoặc sau khai thác trắng kiệt, kiểu rừng này rừng cây gỗ có đường kính nhỏ, chủ yếu là những cây tiên phong hoặc có tính chất tiên phong ưa sáng, mọc nhanh, chia thành 2 kiểu phụ:

- Kiểu phụ IIA: Rừng phục hồi còn non và đặc trưng bởi lớp cây tiên phong

ưa sáng, mọc nhanh, thường đều tuổi và kết cấu một tầng, đường kính D < 10 cm,

G < 10 m2/ha, rừng có trữ lượng nhỏ Thuộc đối tượng nuôi dưỡng

- Kiểu phụ IIB: Rừng cây tiên phong phục hồi phát triển đã lớn, đặc trưng tổ thành gồm những cây tiên phong hoặc có tính chất tiên phong ưa sáng, mọc nhanh, thành phần loài đã phức tạp, đã có sự phân hoá về tầng thứ và tuổi Đường kính cây cao phổ biến bình quân D > 10cm, G > 10m2/ha Thuộc đối tượng nuôi dưỡng

* Kiểu trạng thái III: Trạng thái rừng đã qua khai thác chọn, là kiểu trạng thái

đã bị tác động của con người ở nhiều mức độ khác nhau, làm cho kết cấu rừng có sự thay đổi Tuỳ theo mức độ tác động, khả năng tái sinh và cung cấp lâm sản mà có thể phân loại trạng thái rừng khác nhau:

- Kiểu phụ IIIA: Rừng thứ sinh qua khai thác chọn kiệt, đang phục hồi, khả năng khai thác bị hạn chế, cấu trúc rừng bị phá vỡ hoặc thay đổi cơ bản, trạng thái này có thể chia thành một số dạng trạng thái:

- Trạng thái IIIA1: Rừng mới qua khai thác chọn kiệt, cấu trúc rừng đã bị phá

vỡ hoàn toàn, tán rừng bị phá vỡ thành từng mảng lớn, tầng trên còn sót lại một số cây cao nhưng phẩm chất xấu, nhiều dây leo bụi rậm, tre nứa xâm lấn Độ tàn che S

< 0,3; ∑G< 10 m2/ha; ∑GD > 40< 2m2/ha; trữ lượng M< 80m3/ha Tuỳ thuộc vào mật

độ tái sinh mà nó có thể chia nhỏ hơn nữa

- Trạng thái IIIA2: Rừng qua khai thác kiệt bắt đầu phục hồi, đặc trưng của trạng thái này là đã hình thành tầng giữa vươn lên chiếm ưu thế với lớp cây đại bộ phận có đường kính 20-30cm Rừng có 2 tầng trở lên, tầng trên tán không liên tục được hình thành chủ yếu từ những cây cũ còn lại, còn có những cây to khoẻ vượt tán Độ tàn che của rừng S = 0,3-0,5, ∑G = 10-15 m2/ha, ∑GD > 40 < 2 m2/ha, trữ lượng M từ 80-120 m3/ha Cũng tuỳ vào mật độ tái sinh có thể chia nhỏ hơn nữa

- Trạng thái IIIA3: Rừng đã có quá trình phục hồi tốt (rừng trung bình, rừng

có từ 2 tầng trở lên) Độ tàn che S = 0,5-0,7, ∑G = 16-21 m2/ha, ∑GD > 40 < 2 m2/ha, trữ lượng M > 120 m3/ha

- Kiểu phụ IIIB: Rừng bị tác động với mức độ thấp, trữ lượng rừng còn cao, cấu trúc rừng chưa bị phá vỡ, rừng còn giàu trữ lượng, độ tàn che S > 0,7; ∑G = 21-

26 m2/ha, trữ lượng M > 250 m3/ha

* Kiểu trạng thái IV: Rừng nguyên sinh hoặc thứ sinh phục hồi, đã phát triển đến giai đoạn ổn định, trữ lượng và sản lượng cao, có độ tàn che S > 0,7, ∑G > 26

p1.L1 + p2.L2 + … + pn.Ln (2.1)

Ở đây: p1, p2, pn lần lượt tỷ lệ của loài thứ i (L1, L2,…, Ln) trong tổng thể

Công thức tổ thành theo chỉ số quan trọng ( IV%)

Chỉ số quan trọng (IV%) được xác định theo phương pháp của Daniel Marmillod (Vũ Đình Huề, (1984) và Đào Công Khanh, (1996) với trạng thái rừng nhiệt đới loài cây nào đó có N% + G% > 10% là loài đó có ý nghĩa về mặt sinh thái, tương đồng với tỷ lệ tổ thành theo chỉ số

Trong đó: IV%: là chỉ số quan trọng của loài i (Important Value)

N% là phần trăm số cá thể ở tầng cây cao của loài nào đó so với tổng số cây trong ÔTC;

G% là phần trăm tiết diện ngang của loài cây nào đó so với tổng tiết diện ngang của ÔTC

(2.4)

Theo Daniel Marmillod, những loài cây nào có IV% > 5% mới thực sự có ý nghĩa về mặt sinh thái trong lâm phần Mặt khác, theo Thái Văn Trừng (1978) trong một lâm phần, nhóm loài cây nào đó chiếm trên 50% tổng số cá thể của tầng cây cao thì nhóm loài đó được coi là nhóm loài ưu thế; đây là những chỉ dẫn quan trọng làm cơ sở xác định loài và nhóm loài ưu thế Tính tổng chỉ số quan trọng (IV%) của những loài có chỉ số lớn hơn 5% từ cao đến thấp và dừng lại khi IV% đạt 50%

2.4.3.3 Nghiên cứu quy luật cấu trúc

Có nhiều phương pháp khác nhau để mô tả quy luật cấu trúc như phương pháp mô tả bằng thực nghiệm, phương pháp mô hình hoá Phương pháp mô tả bằng thực nghiệm đơn giản dễ thực hiện đã được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu sinh thái học Phương pháp mô hình hoá khá chính xác nhưng có nhiều trường hợp rất phức tạp, khó sử dụng trong thực tế Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, để mô phỏng quy luật phân bố cây rừng, đề tài sử dụng phương pháp mô hình hoá Nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo đường kính (N/D1,3 ) và theo chiều cao (N/Hvn)

Quy luật cấu trúc đường kính và chiều cao bao gồm quy luật phân bố số cây

và số loài theo cỡ đường kính và chiều cao Phương pháp mô phỏng theo các bước: thiết lập dãy phân bố thực nghiệm, căn cứ vào dạng phân bố cụ thể, lựa chọn hàm phân bố lý thuyết hợp lý để mô phỏng cấu trúc rừng Các hàm lý thuyết được đề tài thử nghiệm:

Hàm phân bố có dạng: X

e x

Với  : đặc trưng cho độ nhọn của phân bố

: đặc trưng cho độ lệch của phân bố ( 3 phân bố có dạng lệch trái,

3



 phân bố có dạng lệch phải,  3 phân bố có dạng đối xứng)

Giá trị  và  được ước lượng bằng phần mềm SPSS

x

x

F( )(1). với x ≥ 0 (2.9) Bằng phương pháp tối đa hợp lý có thể xác định được tham số của phân bố khoảng cách như sau:

f n

)(

f

f f

(1 – ).(1 – γ) x1 với x ≥ 1

- Nếu 2

) 3 ( 1 0

0 k m

 thì giả thuyết bị bác bỏ, nghĩa là phân bố

lý thuyết không phù hợp với phân bố thực nghiệm

) 3 ( 1 0

0 k m

 thì chấp nhận giả thuyết, nghĩa là phân

bố lý thuyết phù hợp với phân bố thực nghiệm

e Xác định số loài theo cỡ đường kính và chiều cao

Sau khi thiết lập được phân bố số loài theo cỡ đường kính và chiều cao, tiến hành tính toán chỉ số đồng đều của các loài theo kích cỡ Cách tính như sau:

+ Phương sai (độ đồng đều) của phân bố đều được xác định theo công thức:

Trong đó: b là kích thước lớn nhất và a là kích thước bé nhất Nếu là phân bố

số loài theo cỡ đường kính thì a = D1.3 min và b = D1.3 max trong dãy phân bố Gọi S2

là phương sai của phân bố thực nghiệm được tính theo công thức:

i i i

i

m m

X m X

m S

2 2

2

Đây là chỉ số đa dạng sinh học thường được vận dụng để đánh giá đa dạng

loài trong mỗi quần xã và được Shannon-Wiener đề xuất vào năm 1963; chỉ số này

được tính thông qua đại lượng H: 

1

log

pi = ni/N; ni là số cá thể của loài i trong quần xã;

N là tổng số cá thể của các loài quan sát

Hoặc hàm tương đương  N Nn i n i

Nếu n có số lượng không quá lớn so với ni thì nên dùng công thức:

n D

1 2

1

1

Qua công thức trên cho D = 0 khi mẫu chỉ có một loài duy nhất (tính đa dạng

thấp nhất) Với D =1 khi trong mẫu quan sát có số loài nhiều nhất với số cá thể thấp nhất (chỉ một cá thể )

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.1 Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu

3.1 1 Vị trí địa lý

Khu BTTN Pù Luông (20021’–20034’ vĩ độ Bắc, 105002’–105020’ kinh độ Đông) thuộc hai huyện Quan Hoá và Bá Thước, tỉnh Thanh Hoá Pù Luông bao gồm các phần đất thuộc 5 xã huyện Quan Hoá: Phú Lệ, Phú Xuân, Thanh Xuân, Hồi Xuân, Phú Nghiêm và 5 xã huyện Bá Thước: Thành Sơn, Thành Lâm, Cổ Lũng, Lũng Cao và xã Lâm Xa

- Phía Đông giáp huyện Lạc Sơn, tỉnh Hoà Bình;

- Phía Bắc giáp huyện Mai Châu, Tân Lạc; tỉnh Hoà Bình;

- Phía Tây giáp với phần đất còn lại của các xã Phú Lệ, Phú Xuân, Thanh Xuân, Hồi Xuân;

- Phía Nam giáp với phần đất còn lại của các xã Thành Lâm, Phú Nghiêm

3.1.2 Đặc điểm địa hình

Địa hình của Khu BTTN bao gồm 2 dãy núi chạy song song theo hướng Tây

Bắc-Đông Nam, được “ngăn cách” với nhau bởi một thung lũng ở giữa Địa hình

của KBT cao dốc, mức độ chia cắt mạnh, có nhiều đỉnh cao trên 1000m, cao nhất là đỉnh Pù Luông có độ cao 1.700m Thấp nhất là khu vực xã Cổ Lũng có độ cao 60

m Địa thế khu vực nghiêng dần từ Tây Bắc sang Đông Nam Độ dốc bình quân 300, nhiều nơi độ dốc trên 450 Với đặc điểm địa hình như vậy rất khó khăn cho công tác PCCCR nếu xảy ra

3.1.3 Khí hậu thuỷ văn

Khu BTTN Pù Luông có đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, có ảnh hưởng khí hậu của vùng Tây Bắc, chịu ảnh hưởng sâu sắc của gió Lào

Chế độ nhiệt: Nhiệt độ trung bình năm 230C; nhiệt độ trung bình cao nhất

380C; nhiệt độ tối thấp trung bình: 00C

Lượng mưa bình quân năm biến động từ 1.500 mm đến 1.600 mm

Gió: Có 2 loại gió chính là gió mùa Đông Nam và gió mùa Đông Bắc, ngoài

ra còn có gió Lào cũng xuất hiện Mùa Hè có gió Đông Nam, Tây Nam kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10; mùa Đông có gió mùa Đông Bắc kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Do lượng mưa vào mùa khô rất thấp, đồng thời lượng bốc hơi lại cao, do đó khu vực này thường có mùa khô, nóng kéo dài, lại bị ảnh hưởng của gió Lào Đây cũng là thời điểm rất dễ xảy ra cháy rừng Bên canh đó, do thiếu nước vào mùa khô nên đã ảnh hưởng đến các loài thú lớn

Hệ thống thuỷ văn: Đặc điểm chủ yếu của hệ thống nước Khu BTTN Pù Luông là trong thung lũng có một đường yên ngựa tại vùng biên chung giữa các xã Phú Lệ và Thành Sơn Đặc điểm này tạo ra đường phân thủy giữa hai phụ lưu Pung (chảy theo hướng Tây Bắc) và Cham (chảy theo hướng Đông Nam) trước khi hợp dòng vào sông Mã Sông Mã bao quanh vùng đệm của Khu BTTN Pù Luông về phía Tây, phía Nam và Đông Nam Đây là điều kiện thuận lợi cho phát triển đường thủy phục vụ đi lại và đối với du lịch du khách cũng có thể du thuyền trên sông Mã vòng quanh Khu BTTN thăm rừng Pù Luông ven sông Mã

Hệ thống nước của vùng lõi đá vôi rất phức tạp và không thể có mối quan hệ trực tiếp nào giữa hệ thống nước trên bề mặt và dưới lòng đất Các nghiên cứu gần đây đã cho rừng có sự tồn tại của hai hệ thống sông ngầm có quy mô đáng kể (Trần Tân Văn và cộng sự, 2003) cũng như các hệ thống sông ngầm khác Những dòng sông ngầm này cho thấy nhiều hệ thống nước trong và xung quanh Khu BTTN Pù Luông được nối liền với nhau

Do đặc điểm tự nhiên, khả năng giữ nước của các suối nhỏ rất kém, thường cạn kiệt vào mùa khô Vì vậy, việc xây dựng các hồ chứa và các đập tràn quy mô vừa và nhỏ trên các suối này có ý nghĩa quan trọng trong việc điều tiết dòng chảy trong mùa lũ và tạo dòng chảy về mùa kiệt, phòng chống cháy rừng, cung cấp nước cho các loài động vật rừng vào mùa khô, góp phần cải thiện môi trường sinh thái và phục vụ cho phát triển du lịch sinh thái

3.1.4 Đặc điểm đất đai

Do đặc điểm địa chất, địa mạo khá đa dạng nên lớp đất phủ ở Khu BTTN Pù Luông phong phú Theo các bảng phân loại của FAO, UNESCO, WRB và của Việt

Nam, lớp đất phủ trong vùng hình thành từ các loại đá nêu trên có thể chia thành các kiểu loại chính sau: (1) Đất Renzit mầu nâu vàng, mầu đen, phát triển trên đá vôi; (2) Đất Luvisol mầu vàng xám, phát triển trên đá vôi; (3) Đất Leptosol mầu vàng xám, phát triển trên các sườn đá vôi; (4) Đất Cabisol mầu xám đen, mầu vàng xám, phát triển trên đá macma; (5) Đất Acrisol mầu xám nâu, phát triển trên đá macma; (6) Đất Acrisol mầu vàng xám, xám nâu, phát triển trên đá lục nguyên và (7) Đất Fluvisol và Gleysol mầu vàng xẫm đến nâu xẫm, phát triển dọc các thung lũng (Trần Tân Văn và cộng sự, 2003)

3.1.5 Đặc điểm tài nguyên thiên nhiên

3.1.5.1 Đặc điểm hiện trạng rừng

Căn cứ vào kết quả theo dõi diễn biến tài nguyên rừng, kết quả giải đoán ảnh

vệ tinh Spot5 và kết quả phúc tra ngoài thực địa tháng 10- 11/2013 Hiện trạng sử dụng đất và tài nguyên rừng Khu BTTN Pù Luông được tổng hợp trong bảng 3.1

Bảng 3.1: Diện tích các loại đất loại rừng

1 Đất trống trảng cỏ (IA) 143,68 143,68

(Nguồn: Quyết định 2755/QĐ-UBND về việc phê duyệt kết quả rà soát quy hoạch 3 loại rừng và Quyết định 3001/QĐ-UB về việc cấp GCN quyền sử dụng đất cho Khu BTTN)

a Đất có rừng

Khu BTTN Pù Luông diện tích đất có rừng 16.675,34 ha, độ che phủ là

97,11%, chủ yếu là rừng tự nhiên Đây là nguồn tài nguyên thiên nhiên có giá trị để bảo tồn, là nơi có các hệ sinh thái rừng, nơi phân bố, cư trú và môi trường sống của các loài động vật rừng, những sinh cảnh cần được bảo tồn

Trữ lượng rừng: Tổng trữ lượng các loại rừng 637.772,9 m3, tre nứa 160.113 ngàn cây, trong đó; rừng giầu: 163.627 m3 bình quân 180 m3/ha; rừng trung bình 199.804 m3 bình quân 130 m3/ha; rừng nghèo 236.019 m3 bình quân 70 m3/ha; rừng phục hồi 37.267 m3, 65m3/ha; rừng tre nứa 52.740 cây, bình quân 50-60m3/ha, 3000

Diện tích đất khác là 309,03 ha, trong đó diện tích phân khu hành chính dịch

vụ là 215,53 ha, 80,3 ha đất sông suối và 13,2 ha được UBND tỉnh Thanh Hóa thu hồi để chuyển đổi mục đích sử dụng

3.1.5.2 Hiện trạng tài nguyên thực vật đặc trưng

a Những đặc trưng cơ bản hệ thực vật rừng

- Đa dạng về các taxon thực vật

Kết quả điều tra về thành phần loài thực vật Khu BTTN Pù Luông, bước đầu

đã xác định được 1.109 loài, thuộc 447 chi, 152 họ

Bảng 3.2: Số lượng các nhóm thực vật rừng ghi nhận được tại

Khu BTTN Pù Luông

TT Tên khoa học Tên tiếng Việt

Số lượng

Tỷ lệ (%)

Số lượng

Tỷ lệ (%)

Số lượng

Tỷ lệ (%)

Để thấy được tính đa dạng hệ thực vật Pù Luông, với 10 họ đa dạng nhất (từ

19 đến 46 loài) chiếm 6,57% tổng số họ nhưng với 255 loài (chiếm 22,9%) tổng số

loài Các họ điển hình là họ Cà phê (Rubiaceae) 46 loài; họ Đậu (Fabaceae), 35 loài,

họ Long não (Lauraceae) 27 loài, họ Ba mảnh vỏ (Euphorbiaceae) 27 loài

Bảng 3.3: Đa dạng các họ của hệ thực vật tại Khu BTTN Pù Luông

TT Tên khoa học Tên Việt Nam Số loài Tỷ lệ (%)

3 Lauraceae Họ Long não 27 2,43

- Đa dạng về chi thực vật

Với 10 chi đa dạng nhất của hệ thực vật (từ 9 - 21 loài) chiếm 2,23%, tổng số chi nhưng chiếm 13% tổng số loài, được thể hiện qua bảng 3.3

Bảng 3.4: Đa dạng các chi của hệ thực vật rừng tại Khu BTTN Pù Luông

- Các loài thực vật quý hiếm

Dựa vào Sách Đỏ Việt Nam (2007, phần Thực vật), IUCN 2009, NĐ 32-CP,

hệ thực vật Khu BTTN Pù Luông có 28 loài thực vật quý hiếm chiếm 2,52% tổng

số loài Đây là những loài có nguy cơ bị tuyệt chủng cao nhất ở Việt Nam Vì những loài thực vật này sử dụng làm thuốc, lấy gỗ cho nên nó bị khai thác quá mức dẫn đến trong tự nhiên đang bị cạn kiệt dần và có nguy cơ tuyệt chủng Do vậy, cần

có những chính sách hợp lý để bảo vệ và nhân giống nuôi trồng trong tự nhiên

b Đa dạng về động vật rừng

Hệ động vật hiện có 598 loài, thuộc 130 họ, 31 bộ, bao gồm 162 loài chim,

55 loài cá, 28 loài bò sát, 13 loài lưỡng cư, 24 loài dơi, 62 loài thú, 158 loài côn trùng, 96 loài ốc cạn Có 51 loài động vật quý hiếm và đặc hữu xếp trong SĐVN

(2000) và Sách Đỏ Thế giới (2003) như: Voọc mông trắng (Trachypithecus

delacouri), Voọc xám (Trachypithecus phayrei), Báo gấm (Pardofelis nebulosa),

Beo lửa (Catopuma temminckii), Sơn dương (Capricornis sumatraensis),Gấu đen châu Á (Ursus thibetanus) và các loài thú nhỏ hơn như Cầy vằn Bắc (Hemigalus

owstoni) và Nhím đuôi ngắn (Hystrix brachyura)

Bảng 3.5: Khu hệ động vật ở Khu BTTN Pù Luông

Dựa vào Sách Đỏ Việt Nam (2007, phần Động vật), IUCN 2009, NĐ 32 -CP,

hệ động vật Khu BTTN Pù Luông có 39 loài động vật quý hiếm chiếm 6,52% tổng

số loài; trong đó 37 loài có tên trong Sách Đỏ, 19 loài có tên trong IUCN 2009, 28 loài có tên trong NĐ 32, 27 loài có tên trong Công ước Cites

3.1.6 Tình hình sản xuất nông lâm nghiệp

Hiện nay, ngành nông nghiệp vẫn có một vị trí quan trọng trong nền kinh tế của vùng và là ngành đóng góp phần lớn giá trị sản xuất và đảm bảo nhu cầu lương thực, thực phẩm cho dân cư trong vùng Đây là nguồn thu nhập chính của người dân, tập trung chủ yếu vào trồng trọt và chăn nuôi

Trồng trọt: Đối với trồng trọt còn nhỏ lẻ, manh mún, chưa tập trung; lựa chọn cây trồng chưa phù hợp, hệ thống kênh mương còn thiếu nên người dân không chủ động được nguồn nước tưới Các loài cây trồng chủ yếu là lúa nước, cây ngô, cây sắn với mục tiêu chính là tạo ra các lương thực phục vụ nhu cầu trước mắt; tuy nhiên phương thức trồng chủ yếu là quảng canh, không áp dụng các biện pháp thâm canh tăng năng xuất Diện tích lúa bình quân 611,25 m2/người, năng xuất lúa trung bình trong vùng chỉ đạt 4,12 tấn/ha, sản lượng lúa bình quân 260 kg/người/năm; diện tích ngô bình quân 328,75 m2/người, năng suất ngô bình quân chỉ đạt 3,32 tấn/ha, sản lượng ngô bình quân 95,75 kg/người/năm Tổng sản lượng lương thực thấp hơn nhiều so với bình quân chung của cả tỉnh

Chăn nuôi: Chăn nuôi chính là các nguồn thu nhập có vị trí quan trọng cho sinh hoạt gia đình và đối với đời sống của người dân Chăn nuôi trâu bò là những thế mạnh của địa phương Trong những năm gần đây số lượng đàn bò có xu hướng