Nghiên cứu xác định sinh khối quang hợp cho rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại khu bảo tồn thiên nhiên copia, huyện thuận châu, tỉnh sơn la

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM *** TRẦN QUANG TRUNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH SINH KHỐI QUANG HỢP CHO RỪNG TỰ NHIÊN LÁ RỘNG THƯỜNG XANH TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN COPIA, HUYỆN THUẬN CHÂU, TỈNH SƠN LA CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ : 60.62.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ XUÂN TRƯỜNG TS BÙI CHÍNH NGHĨA Hà Nội, năm 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM *** TRẦN QUANG TRUNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH SINH KHỐI QUANG HỢP CHO RỪNG TỰ NHIÊN LÁ RỘNG THƯỜNG XANH TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN COPIA, HUYỆN THUẬN CHÂU, TỈNH SƠN LA LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP Hà Nội, năm 2015 i LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành theo chương trình liên kết đào tạo Cao học Lâm nghiệp Trường Đại học Lâm nghiệp Trường Đại học Tây Bắc khoá 21, giai đoạn 2013 - 2015 Luận văn nội dung nghiên cứu quan trọng đề tài khoa học cấp Nhà nước: “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp tiên tiến việc xác định tiềm tích lũy sinh khối số hệ sinh thái rừng Việt Nam” TS Trần Văn Đô chủ nhiệm mà tác giả luận văn cộng tác viên Trong trình học tập hoàn thành luận văn, tác giả nhận quan tâm, giúp đỡ Khoa Đào tạo Sau đại học thầy, cô giáo Trường Đại học Lâm nghiệp, Trường Đại học Tây Bắc, cán nghiên cứu Viện Nghiên cứu Lâm sinh - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Nhân dịp tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quí báu Trước hết, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới TS Lê Xuân Trường, TS Bùi Chính Nghĩa - người hướng dẫn khoa học, trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức quí báu dành tình cảm tốt đẹp cho tác giả suốt thời gian công tác, học tập thời gian thực luận văn Xin chân thành cảm ơn TS Trần Văn Đô, ThS Nguyễn Toàn Thắng Viện Nghiên cứu Lâm sinh - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam tạo điều kiện giúp đỡ trình thu thập số liệu để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin cảm ơn Ban Quản lý khu bảo tồn thiên nhiên Copia ủy ban nhân dân xã Chiềng Bôm tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả triển khai đề tài thu thập số liệu ngoại nghiệp phục vụ cho luận văn ii Cuối tác giả xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè người thân gia đình giúp đỡ, động viên tác giả suốt thời gian học tập hoàn thành luận văn Tác giả iii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ viii DANH MỤC TÊN KHOA HỌC CÁC LOÀI CÂY DÙNG TRONG LUẬN VĂN ix ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên Thế giới 1.1.1 Sinh khối mặt đất 1.1.2 Sinh khối mặt đất 1.1.3 Khả tích lũy sinh khối mô hình hóa quan hệ sinh khối với nhân tố điều tra rừng 1.2 Ở Việt Nam 1.2.1 Nghiên cứu sinh khối rừng trồng 1.2.1.2 Sinh khối mặt đất 10 1.2.1.3 Khả tích lũy sinh khối rừng trồng 11 1.2.1.4 Mô hình hóa quan hệ sinh khối với nhân tố điều tra rừng trồng 12 1.2.2 Nghiên cứu sinh khối rừng tự nhiên 12 1.2.2.1 Sinh khối mặt đất 13 1.2.2.2 Sinh khối mặt đất 14 1.2.2.3 Khả tích lũy sinh khối, mô hình hóa sinh khối với nhân tố điều tra rừng tự nhiệm 14 1.3 Nhận xét đánh giá chung 15 CHƯƠNG 18 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 18 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 18 2.1.1 Về lý luận 18 2.1.2 Về thực tiễn 18 iv 2.2 Giới hạn nghiên cứu .18 2.3 Nội dung nghiên cứu .18 2.3.1 Đặc điểm lâm học lâm phần 18 2.3.2 Tổng lượng sinh khối quang hợp mặt đất lâm phần 18 2.3.2.1 Sinh khối vật rơi rụng 18 2.3.2.2 Tăng trưởng sinh khối mặt đất 18 2.3.3 Tổng lượng sinh khối quang hợp mặt đất lâm phần .18 2.3.3.1 Tăng trưởng sinh khối rễ lớn 19 2.3.3.2 Sinh khối rễ cám 19 2.3.4 Tổng sinh khối quang hợp 19 2.4 Phương pháp nghiên cứu .19 2.4.1 Phương pháp nghiên cứu chung 19 2.4.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể .20 2.4.2.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 20 2.4.2.2 Phương pháp thu thập số liệu 21 2.4.2.2 Phương pháp xử lý số liệu 23 CHƯƠNG 28 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI 28 3.1 Điều kiện tự nhiên .28 3.1.1 Vị trí địa lý ranh giới 28 3.1.2 Địa hình, địa 28 3.1.3 Khí hậu, thủy văn .29 3.1.3.1 Khí hậu 29 3.1.3.2 Thủy văn 29 3.1.4 Đặc điểm đất đai trạng tài nguyên rừng 30 3.1.4.1 Đặc điểm đất đai 30 3.1.4.2 Hiện trang tài nguyên rừng 31 3.1.4.3 Hệ thực vật rừng 33 3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 35 3.2.1 Dân tộc, dân số .35 3.2.2 Thực trạng sở hạ tầng .36 3.2.2.1 Thực trạng kinh tế 36 3.2.2.2 Cơ sở hạ tầng, giao thông 39 3.2.3 Văn hóa - xã hội, y tế, giáo dục 40 3.2.3.1 Y tế: 40 3.2.3.2 Điện, nước sinh hoạt: 41 3.2.3.3 Giáo dục: 41 3.2.4 Quốc phòng - An ninh .42 3.3 Đánh giá chung .42 CHƯƠNG 44 v KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 44 4.1 Đặc điểm lâm học lâm phần 44 4.2 Tổng lượng sinh khối quang hợp mặt đất lâm phần 46 4.2.1 Sinh khối vật rơi rụng 46 4.2.2 Tăng trưởng sinh khối mặt đất 48 4.3 Tổng lượng sinh khối mặt đất lâm phần 50 4.3.1 Tăng trưởng sinh khối rễ lớn 50 4.3.2 Sinh khối rễ cám 51 4.4 Tổng sinh khối quang hợp (NPP) .55 CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN MỘT SỐ HÌNH ẢNH NGOẠI NGHIỆP DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT TT Ký hiệu Giải thích BDH Đường kính ngang ngực (D1.3)(cm) Ch Consumed by herbivores - Phần thực vật bị động vật ăn CT Công thức D Dead - Cành, lá, rễ chết Dt Đường kính tán (m) Hdc Chiều cao cành (m) Hvn Chiều cao vút (m) IV Importance Value (Chỉ số quan trọng) 10 Lt Chiều dài tán 11 N Mật độ (cây/ha) 12 NPP Tổng sinh khối quang hợp - Net Primary Production 13 NEP Net Ecoystem Production – Tổng sinh khối dự trữ hàng năm 14 ÔRR Ô rơi rụng 15 ÔSC Ô sơ cấp 16 ÔTC Ô tiêu chuẩn 17 R Hệ số tương quan 18 Rs Respiration in soil - Hô hấp vi sinh vật 19 SK Sinh khối 20 TB Trung bình 21 cs cộng vii DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 3.1 Hiện trạng đất lâm nghiệp 31 3.2 Trữ lượng rừng 32 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Cấu trúc hệ thống hệ thực vật Khu rừng đặc dụng Copia Mười họ giàu loài hệ thực vật Khu rừng đặc dụng Copia Số hộ, nhân thành phần dân tộc Thống kê sử dụng đất tình hình sản xuất nông nghiệp Khu bảo tồn thiên nhiên Copia Thống kê trường học, học sinh, giáo viên xã thuộc Khu rừng đặc dụng CoPia 34 35 35 38 42 4.1 Tổng hợp số đặc trưng lâm phần 44 4.2 Sinh khối vật rơi rụng 46 4.3 Tăng trưởng sinh khối mặt đất 48 4.4 Tăng trưởng sinh khối rễ lớn 50 4.5 Sinh khối rễ cám mặt đất 51 4.6 4.7 So sánh tổng sinh khối rễ cám sản sinh đất rừng Copia với rừng khác giới Tổng sinh khối quang hợp 54 55 viii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ Số hiệu Hình 1.1 Sơ đồ 2.1 Sơ đồ 2.2 Tên hình ảnh, biểu đồ, sơ đồ Mô tả phương pháp tính sinh khối sau quang hợp (NPP) sinh khối dự trữ hàng năm hệ sinh thái rừng (NEP) Sơ đồ nghiên cứu Bố trí thí nghiệm thu thập số liệu ÔSC (30 m x 30 m) Trang 19 20 Biểu đồ 2.1 Diễn biến rễ cám đất 26 Hình 4.1 Trạng thái rừng IIIA1 45 Hình 4.2 Rừng điểm nghiên cứu 45 Biểu đồ 4.1 Vật rơi rụng theo mùa trung bình năm Cột nhỏ giá trị sai tiêu chuẩn 47 Hình 4.3 Thu thập vật rơi rụng 47 Hình 4.4 Cân vật rơi rụng 47 Biểu đồ 4.2 Sinh khối mặt đất tăng trưởng sinh khối 49 Hình 4.5 Cây gắn Dendrometer 49 Hình 4.6 Thu thập sinh khối 49 Hình 4.7 Thu thập SK rễ lớn 51 Hình 4.8 Đo đếm SK rễ lớn 51 Biều đồ 4.3 Phân bố rễ cám theo chiều thẳng đứng 52 Biểu đồ 4.4 Sinh khối rễ cám, lượng rễ chết lượng rễ bị phân hủy 53 Hình 4.9 Bố trí soil core 55 Hình 4.10 Thu thập soil core 55 54 Hà nu 28,0 8.91 9,3 4,8 2,3 2,4 TB 55 56 Hà nu Chân danh 32,0 10.19 9,2 4,7 2,3 2,3 TB 21,0 6.68 4,3 3,8 3,9 TB 57 58 59 Chân núi Hà nu Thích quế 21,0 58 20 6.68 18.46 6.37 7,8 15,8 7,8 5,0 13,2 6,2 2,5 2,3 2,4 3,6 2,2 2,6 X TB TB 60 Nhọc dài 64,5 20.53 15,8 8,4 6,2 6,0 T 61 Hà nu 16 5.09 5,8 4,2 2,0 2,1 X 62 Chân danh 20 6.37 7,8 4,4 2,5 2,6 TB 63 Côm trung hoa 149,5 47.59 15,8 12 6,8 T 64 Ba bét 20 6.37 7,8 3,2 2,2 2,3 TB 65 Hà nu 77 24.51 15,6 11 5,0 5,6 T 66 Hà nu 22 7.00 8,0 4,2 3,2 3,0 X 67 Trắc 17,0 5.41 3,8 4,3 4,4 TB 68 Nhọc dài 31,0 9.87 8,2 6,8 3,9 TB Cụt 69 Thích núi cao 90 28.65 16 13 4,6 T Cụt 70 Cồng 36,0 11.46 7,4 5,6 1,8 1,6 X Cụt 71 Kháo thon 64 20.37 18 9,3 2,0 1,8 T Lò xo/64,8 72 Bọ nẹt 27,5 8.75 4,5 6,4 6,6 T Lò xo/27,7 73 Kháo thon 81 25.78 16 4,3 4,4 T 74 Chùm bao 39 12.41 9,6 6,4 4,6 4,8 T 75 Trâm núi 76 24.19 9,7 3,2 2,8 X 76 Trâm núi 59 18.78 9,6 7,6 3,0 3,1 TB 77 Trâm núi 34 10.82 11 10 2,4 2,6 X 78 Mò hương 22 7.00 8,6 4,6 4,2 4,3 T 79 Tu hú gỗ 24,5 7.80 3,8 4,0 3,8 TB 80 Sung rừng 28,5 9.07 8,7 6,0 4,4 4,5 TB 81 Mật sa 109 34.70 15,8 13 4,3 4,6 T 82 Sung rừng 53,5 17.03 9,8 8,2 6,8 6,5 TB 83 Tu hú gỗ 18 5.73 7,8 1,4 3,8 3,6 X 84 85 86 Tu hú gỗ Sồi phảng Ba bét 20 6.37 7,7 3,0 3,7 TB 34,5 18 10.98 5.73 8,7 7,6 7,0 2,8 4,6 5,2 4,8 T TB 87 Nanh chuột 26,5 8.44 4,3 4,4 4,3 TB 88 Ba bét 22.8 7.26 7,9 4,4 2,6 2,8 TB Lò xo/21,9 Góc ô Lò xo Lò xo/77 Mẫu biểu 2.1: BIỂU ĐIỀU TRA TẦNG CÂY CAO ÔSC: ……… ; Diện tích: 900 m2 (30 m x 30 m) Ngày điều tra: 4/2015 Người điều tra: Vị trí địa lý: 21023’N – 103038 E …… ………… Độ cao: 1.200 m; Độ dốc: 150; Hướng dốc: Đông Bắc Loại rừng/Kiểu rừng: Rừng tự nhiên rộng thường xanh Trạng thái rừng: Rừng nguyên sinh Địa điểm: Khu bảo tồn thiên nhiên CoPia, Thuận Châu, Sơn La Số hiệu C1.3 D1.3 G1.3 (cm) (cm) (cm) OTC thứ cấp Tên loài Ghi Chùm bao 50.7 16.14 0.0205 Côm rừng 151 48.06 0.1814 Cọ mai 67.9 21.61 0.0367 Cà ổi bắc 167 53.16 0.2219 Trám nâu 25 7.96 0.0050 Trắc 43.7 13.91 0.0152 Côm tầng 156 49.66 0.1937 Dẻ cuống 130.9 41.67 0.1364 Cọ mai 37 11.78 0.0109 10 Bản xe 25 7.96 0.0050 11 Bọ mẩy 40 12.73 0.0127 12 Bọ mẩy 34.5 10.98 0.0095 13 Mò hải nam 54.2 17.25 0.0234 14 Ba bét 16.6 5.28 0.0022 15 Tu hú gỗ 19.6 6.24 0.0031 16 Ba bét 18.1 5.76 0.0026 17 Tu hú gỗ 20 6.37 0.0032 18 Tu hú gỗ 22.1 7.03 0.0039 19 Nanh chuột 42.5 13.53 0.0144 20 Mạ sưa 94.8 30.18 0.0715 67.9 34.6 1 21 Sồi lông nhung 85.5 27.22 0.0582 22 Sồi lông nhung 21.7 6.91 0.0037 23 Mắc niễng 19 6.05 0.0029 24 Côm trung hoa 107 34.06 0.0911 25 Sồi lông nhung 19.7 6.27 0.0031 26 Trám chim 73 23.24 0.0424 27 Trám chim 19.8 6.30 0.0031 28 Chò xanh 52.8 16.81 0.0222 29 Cà ổi bắc 116.3 37.02 0.1076 30 Cà ổi bắc 163 51.88 0.2114 31 Dẻ trùng khánh 42.4 13.50 0.0143 32 Trai lý 62 19.74 0.0306 62.2 33 Thích quế 34.5 10.98 0.0095 34.6 34 Cọ mai 28 8.91 0.0062 27.8 35 Sồi lông nhung 93.2 29.67 0.0691 36 Mắc niễng 65.5 20.85 0.0341 37 Xoan đào 89 28.33 0.0630 38 Chân danh 22.7 7.23 0.0041 39 Chân chim 42.8 13.62 0.0146 40 Chân núi 23.4 7.45 0.0044 41 Tu hú gỗ 19.5 6.21 0.0030 42 Dẻ tre 16.7 5.32 0.0022 43 Bọ mẩy 28.1 8.94 0.0063 44 Thích quế 52.8 16.81 0.0222 45 Trâm núi 40.1 12.76 0.0128 46 Bời lời vàng 33.2 10.57 0.0088 47 Bời lời vàng 31.5 10.03 0.0079 48 Côm trung hoa 89 28.33 0.0630 49 Cồng 29 9.23 0.0067 50 Xoan đào 19.6 6.24 0.0031 51 Xương cá 36 11.46 0.0103 52 Tu hú gỗ 19.9 6.33 0.0032 53 Trâm núi 60.9 19.39 0.0295 54 Hà nu 28.9 9.20 0.0066 21.9 65.7 42.5 28.2 4 52.7 34.4 10.95 0.0094 23 7.32 0.0042 23.4 7.45 0.0044 Hà nu 60 19.10 0.0286 59 Thích quế 21 6.68 0.0035 60 Nhọc dài 68.1 21.68 0.0369 61 Hà nu 17 5.41 0.0023 62 Chân danh 22.7 7.23 0.0041 63 Côm trung hoa 150.5 47.91 0.1802 64 Ba bét 21.9 6.97 0.0038 21.7 65 Hà nu 80 25.46 0.0509 80.3 66 Hà nu 25 7.96 0.0050 67 Trắc 18.6 5.92 0.0028 68 Nhọc dài 32.9 10.47 0.0086 69 Thích núi cao 91.9 29.25 0.0672 70 Cồng 36.5 11.62 0.0106 71 Kháo thon 67.8 21.58 0.0366 72 Bọ nẹt 28.7 9.14 0.0066 73 Kháo thon 81.8 26.04 0.0532 74 Chùm bao 41.5 13.21 0.0137 75 Trâm núi 76.9 24.48 0.0471 76 Trâm núi 59.8 19.03 0.0285 77 Trâm núi 34.5 10.98 0.0095 78 Mò hương 23.7 7.54 0.0045 79 Tu hú gỗ 25.9 8.24 0.0053 80 Sung rừng 29.9 9.52 0.0071 81 Mật sa 111 35.33 0.0980 82 Sung rừng 54.3 17.28 0.0235 83 Tu hú gỗ 19.1 6.08 0.0029 84 Tu hú gỗ 21 6.68 0.0035 85 Sồi phảng 36 11.46 0.0103 86 Ba bét 18.5 5.89 0.0027 87 Nanh chuột 29 9.23 0.0067 88 Ba bét 23 7.32 0.0042 55 Hà nu 56 Chân danh 57 Chân núi 58 29 Mẫu biểu 2.2: BIỂU ĐO TĂNG TRƯỞNG RỄ SỐNG ÔSC: … ; Diện tích: 900 m2 (30 m x 30 m) Ngày điều tra: 3/2014 Vị trí địa lý: 21023’N – 103038 E Người điều tra: …… Độ cao: 1.200 m; Độ dốc: 150; Hướng dốc: Đông Bắc Loại rừng/Kiểu rừng: Rừng tự nhiên rộng thường xanh Trạng thái rừng: Rừng nguyên sinh Địa điểm: Khu bảo tồn thiên nhiên CoPia, Thuận Châu, Sơn La Ô đo đếm: Ô đo đếm: TT Số hiệu Đ kính rễ (mm) Số hiệu Đ Kính rễ (mm) 10 11 12 13 14 15 16 261-262 263-264 281-282 279-280 275-276 267 265-266 268-269 270-271 277 -278 284 272-274 285-286 288-289 290 291 25,26 19,77 7,99 21,4 21,98 7,99 15,39 13,42 16,05 10,77 8,7 33,76 3,72 8,3 12,7 14,5 297-298 307-308 295-296 293-294 287-292 306 311-309 301-302 305 303-304 299-300 319 325-326 312 322 316-318 10,86 16,8 11,97 17,32 51,62 33,08 66,33 18,63 5,08 12,84 12,98 6,54 17,45 7,50 5,4 19,99 Mẫu biểu 2.2: BIỂU ĐO TĂNG TRƯỞNG RỄ SỐNG ÔSC: …… ; Diện tích: 900 m2 (30 m x 30 m) Ngày điều tra: 4/2015 Vị trí địa lý: 21023’N – 103038 E Người điều tra: …… Độ cao: 1.200 m; Độ dốc: 150; Hướng dốc: Đông Bắc Loại rừng/Kiểu rừng: Rừng tự nhiên rộng thường xanh Trạng thái rừng: Rừng nguyên sinh Địa điểm: Khu bảo tồn thiên nhiên CoPia, Thuận Châu, Sơn La TT 10 11 12 13 14 15 16 Ô đo đếm: Đ kính rễ Số hiệu (mm) 261-262 263-264 281-282 279-280 275-276 267 265-266 268-269 270-271 277-278 284 272-274 285-286 288-289 290 291 26.34 21.64 8.25 22.91 23.15 8.03 16.25 13.67 17.28 11.03 9.21 34.08 6.32 9,3 14,5 16,2 Ô đo đếm: Số hiệu Đ kính rễ (mm) 297-298 307-308 295-296 293-294 287-292 306 311-309 301-302 305 303-304 299-300 319 325-326 312 322 316-318 12.71 17.09 12.09 18.22 51.86 33.74 66.94 19.24 6.21 14.36 14.17 7.08 17.84 8.31 5.8 21.7 Ghi Đứt Đứt Mẫu biểu 2.3: BIỂU ĐO TRỌNG LƯỢNG RỄ - SOIL CORE ÔSC: ……… ; Diện tích: 900 m2 (30 m x 30 m) Ngày điều tra: 3/2014 Người điều tra: Vị trí địa lý: 21023’N – 103038 E …… ………… Độ cao: 1.200 m; Độ dốc: 150; Hướng dốc: Đông Bắc Loại rừng/Kiểu rừng: Rừng tự nhiên rộng thường xanh Trạng thái rừng: Rừng nguyên sinh Địa điểm: Khu bảo tồn thiên nhiên CoPia, Thuận Châu, Sơn La I (D