TÊN TIỂU LUẬN: “NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH RỪNG TỰ NHIÊN TRẠNG THÁI RỪNG TRUNG BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHỤC HỒI VÀ PHÁT TRIỂN RỪNG”

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ PHỊNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC TIỂU LUẬN CAO HỌC MÔN HỌC ĐIỀU TRA RỪNG TÊN TIỂU LUẬN: “NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH RỪNG TỰ NHIÊN TRẠNG THÁI RỪNG TRUNG BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHỤC HỒI VÀ PHÁT TRIỂN RỪNG” Huế, tháng 08 năm 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ PHỊNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC TIỂU LUẬN CAO HỌC MÔN HỌC ĐIỀU TRA RỪNG TÊN TIỂU LUẬN: “NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH RỪNG TỰ NHIÊN TRẠNG THÁI RỪNG TRUNG BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHỤC HỒI VÀ PHÁT TRIỂN RỪNG” Gíao viên hướng dẫn: TS Hồng Văn Dưỡng Học viên thực hiện: Phạm Xuân Thủy Lớp: Khóa học: Lâm Học 22C 2016-2018 Huế, tháng 08 năm 2017 ĐẶT VẤN ĐỀ Vấn đề sử dụng bến vững nguồn tài nguyên mục tiêu quan trọng người Rừng nguồn tài nguyên tái tạo được, trở nên vơ q giá Xã hội phát triển vai trò rừng trở nên quan trọng Con người ngày nhận thức rõ vai trò ảnh hưởng nhiều mặt rừng Do cần có xem xét nhìn nhận đứng đắn nguồn tài nguyên quí báu Hiện nay, giới Việt Nam, diện tích chất lượng rừng ngày suy giảm Nguyên nhân hậu chiến tranh sai lầm, lỏng lẻo việc quản lý, bảo vệ, khai thác sử dụng không hợp lý cộng với gia tăng dân số, nạn thiếu lương thực, trình độ văn hóa yếu kém, phong tục tập quán canh tác lạc hậu làm cho rừng ngày suy kiệt diện tích, chất lượng lẫn đa dạng sinh học Ngày nay, xã hội phát triển, người với kiến thức nhìn nhận đứng đắn vai trị rừng ngày đánh giá cao Con người biết sử dụng tài nguyên rừng cách hợp lý cách sâu nghiên cứu giải pháp lâm sịnh tác động vào rừng Tuy nhiên, trước đối tượng nghiên cứu phức tạp đa dạng đòi hỏi phải có q trình ngiên cứu lâu dài tỷ mỉ Trong trình nghiên cứu lâm sịnh học nghiên cứu cấu trúc rừng việc làm quan trọng nhằm tìm hiểu xếp, tổ chức nội thành phần loài lâm phần với ổn định tương đối giai đoạn phát triển định, quy luất cấu trúc rừng sở khoa học để nghiên cứu sinh thái học, sinh thái rừng đặc biệt tìm giải pháp lâm sinh hữu hiệu để tác động vào trình sinh trưởng phát triển lâm phần nhằm nâng cao suất, chất lượng kinh doanh rừng đảm bảo yêu cầu sử dụng rừng bền vững, lâu dài liên tục nhằm đáp ứng, phục vụ ngày tốt nhu cầu sử dụng người Nhằm góp phần vào việc phục vụ sản xuất kinh doanh rừng Trong môn học này, thực tiểu luận” Nghiên cứu số đặc điểm cấu trúc tái sinh rừng tự nhiên trạng thái rừng trung bình đề xuất giải pháp phục hồi phát triển rừng” Phần TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Cấu trúc rừng tự nhiên nhiều tác giả nước nghiên cứu từ năm đầu thê kỷ XX nhà nghiên cứu quan tâm đến xây dựng cấu trúc tối ưu, tận dụng triệt để không gian dinh dưỡng tạo điều kiện cho rừng sinh trưởng phát triển tốt Dưới xin trích dẫn số cơng trình nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên nước 1.1 Trên giới Đã có nhiều nhà khoa học lâm nghiệp nghiên cứu vấn đề này, tiêu biểu Baur.G.N (1964) O.dum EP (1971) Qua đó, làm sáng tỏ khái niệm hệ sinh thái rừng, sở nghiên cứu nhân tố cấu trúc đứng quan điểm sinh học Richard P.W (1952) nghiên cứu cấu trúc rừng mưa nhiệt đới mặt hình thái.Theo tác giả, đặc điểm bật rừng mưa nhiệt đới tuyệt đại phận thực vật thuộc thân gỗ Ông chia rừng mưa nhiệt đới Nigeria thành tầng dựa dạng sống, tầng phiến, tầng thứ … , nhiên thực chất lớp chiều cao 1.2 Ở Việt Nam * Nghiên cứu cấu trúc tầng thứ Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978) mô tả cấu trúc tầng thứ rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới Việt Nam với tầng vượt tán (A1), tầng ưu sinh thái (A2), tầng tán (A3), tầng bụi (B) tầng cỏ Nguyễn Văn Trương (1983) nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài xem xét định lượng, phân tầng theo cấp chiều cao cách giới Cịn theo Vũ Đình Phương (1988) rừng rộng thường xanh miền Bắc nước ta giai đoạn ổn định có tầng * Nghiên cứu qui luật phân bố tương quan lâm phần * Nghiên cứu phân bố số theo đường kính Thống kê cơng trình nghiên cứu rừng tự nhiên Việt Nam cho thấy phân bố N/D tầng cao có dạng sau: - Dạng phân bố giảm liên tục có nhiều đỉnh cưa - Dạng đỉnh hình chữ J Từ kết nghiên cứu rừng tự nhiên Đồng Sỹ Hiền (1974) cho thấy dạng tổng quát phân bố N/D phân bố giảm, q trình khai thác chọn thơ khơng theo quy tắc nên đường thực nghiệm có dạng hình cưa ông sử dụng hàm Meyer để mô quy luật cấu trúc đường kính rừng Nguyễn Hải Tuất (1986) sử dụng phân bố khoảng cách mô tả phân bố thực nghiệm dạng đỉnh sát cỡ kính bắt đầu đo Bảo huy (1993) cho phân bố khoảng cách thích hợp dang phân bố khác Trần Văn Con (1999), Trần Xuân Thiệp (1995), Lê Sáu (1996), Trần Cẩm Tú (1999) lại cho hàm Weibull thích hợp Đào Cơng Khanh (1996) cho dạng tần số tích lũy thích hợp biến động đường thực nghiệm nhỏ nhiều so với biến động số hay phần trăm số cỡ kính Việc nghiên cứu phân bố N/D thời gian gần không dừng lại mục đích phục vụ cơng tác điều tra, xác định tổng tiết diện ngang , trữ lượng mà xây dựng sở khoa học cho giải pháp kỹ thuật lâm sinh nuôi dưỡng rừng, làm giàu rừng * Nghiên cứu phân bố số theo chiều cao Theo nghiên cứu Đồng Sỹ Hiền (1974), phân bố số theo chiều cao lâm phần tự nhiên hay loài thường có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu phức tạp rừng chặt chọn [10] Các tác giả: Bảo Huy (1993), Đào Công Khanh (1996), Lê Sáu (1996), Trần Cẩm Tú (1999) có nhận xét chung phân bố N/H có dạng đường cong đỉnh, nhiều đỉnh cưa mơ tả thích hợp hàm Weibull [35] * Nghiên cứu tương quan chiều cao vút với đường kính ngang ngực Giữa chiều cao đường kính ngang ngực lâm phần tồn mối liên hệ chặt chẽ Mối liên hệ không giới hạn lâm phần mà tồn ngẫu nhiên nhiều lâm phần, nhiều lồi Khi nghiên cứu khơng cần xét đến điều kiện lập địa tuổi Nếu xếp lâm phần vào đồng thời vào cỡ kính cỡ chiều cao thu bảng tương quan H-D; biểu thị bảng tương quan lên biểu đồ đường zíc zắc Đó sở để xác định đường cong chiều cao lâm phần Vũ Nhâm (1988) Ngọc Giao (1995) dùng phương trình logarit chiều xác lập tương quan H-D cho lâm phần thông đuôi ngựa Bảo Huy (1993) nghiên cứu tương quan H/D số loài ưu lăng, cẩm xe, Kháo, … rừng rụng nửa rụng vùng tây nguyên * Nghiên cứu tương quan đường kính tán đường kính ngang ngực Đường kính tán tiêu quan trọng việc xác định mật độ tối ưu tiêu khác, đường kính tán đại lượng khó đo đếm Vì vậy, có cơng trình nghiên cứu nước tương quan Dt với đại lượng khác Vũ Đình Phương khẳng định mối quan hệ mật thiết Dt D rừng tồn dạng đường thẳng, tác giả thiết lập quan hệ cho số loài rộng như: Ràng ràng, Vạng trứng, Lim xanh, Chò chỉ, … lâm phần hỗn giao khác tuổi để phục vụ công tác điều chế rừng [31] 1.2.3 Nghiên cứu tái sinh rừng Trần Ngũ Phương (1965) nghiên cứu rừng nhiệt đới Việt Nam nhấn mạnh, rừng tự nhiên có nhiều tầng, tầng rừng bắt đầu già cỗi chuẩn bị cho thân lớp tái sinh để sau thay bị tiêu vong [32] Phùng Ngọc Lan (1964) nêu kết tra dặm hạt Lim xanh tán rừng lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn Ngay từ giai đoạn nảy mầm, bọ xít nhân tố gây ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ nảy mầm [29] Thái Văn Trừng (1978) [43] nghiên cứu “Thảm thực vật rừng Việt Nam” kết luận: Ánh sáng nhân tố sinh thái khống chế điều khiển trình tái sinh tự nhiên rừng Khi điều kiện môi trường đất rừng, nhiệt độ, độ ẩm tán rừng chưa thay đổi lồi tái sinh khơng có biến đổi lớn khơng diễn cách tuần hồn khơng gian theo thời gian mà diễn theo phương thức tái sinh có quy luật nhân sinh vật môi trường Vũ Tiến Hinh (1991) [17] nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên Hữu Lũng (Lạng Sơn) vùng Ba Chẽ (Quảng Ninh) nhận thấy rằng, hệ số tổ thành tính theo % số tầng tái sinh tầng cao có liên quan chặt chẽ với Các lồi có hệ số tổ thành tầng cao lớn hệ số tổ thành tầng tái sinh Ở nước ta, nhiều khu vực phải dựa vào tái sinh tự nhiên tái sinh nhân tạo triển khai quy mơ hạn chế Vì vậy, nghiên cứu đầy đủ tái sinh tự nhiên cho đối tượng rừng cụ thể cần thiết để từ đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp 8 Phần ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Trong phạm vi giới hạn thời gian, theo yêu cầu tiểu luận mong đợi đóng góp bước đầu nghiên cứu số đặc điểm cấu trúc tái sinh rừng làm sở đề xuất giải pháp phục hồi phát triển rừng Vì vậy, tiểu luận giới hạn phạm vi đối tượng sau: * Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu số liệu điều tra trạng thái rừng trung bình cho trước với 03 tiêu chuẩn diện tích 2000m2 15 ô dạng điều tra tái sinh khu bảo tồn thiên nhiên Bà Nà Núi Chúa Phần MỤC TIÊU - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Mục tiêu chung Tiểu luận thực góp thêm hiểu biết cấu trúc rừng tự nhiên khu bảo tồn thiên nhiên Bà Nà Núi Chúa; làm sở đề xuất biện pháp kỹ thuật làm sở đề xuất giải pháp phục hồi phát triển rừng khu vực nghiên cứu 3.2 Mục tiêu cụ thể + Xác định số đặc điểm cấu trúc tầng cao; + Xác định số đặc điểm cấu trúc tái sinh rừng; + Đề xuất đề xuất giải pháp phục hồi phát triển rừng khu vực nghiên cứu 3.3 Nội dung nghiên cứu 2.3 Nội dung nghiên cứu 2.3.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cao 2.3.1.1 Nghiên cứu quy luật cấu trúc đường kính - Phân bố số theo đường kính - Phân bố số lồi theo đường kính - Phân bố số theo chiều cao - Phân bố số loài theo chiều cao 2.3.1.2 Nghiên cứu quy luật tương quan chiều cao với đường kính 2.3.1.3 Xác định cơng thức tổ thành 2.3.2 Nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng 2.3.2.1 Tổ thành tái sinh 2.3.2.2 Nguồn gốc, số lượng, chất lượng tái sinh 2.3.2.3 Phân bố tái sinh theo chiều cao 2.3.2.4 Xác định mật độ phân bố tái sinh có triển vọng theo chiều cao 2.3.2.5 Phân bố hình thái tái sinh mặt đất 2.3.3 Đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh góp phần quản lý tài nguyên rừng bền vững 2.4 Phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Phương pháp luận tổng quát Từ số liệu điều tra rừng cho trước, sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý, phân tích, tổng hợp số liệu tính tốn đảm bảo độ xác cần thiết nghiên cứu khoa học nhằm đáp ứng mục tiêu nghiên cứu tiểu luận 10 2.4.3 Phương pháp xử lý số liệu 2.4.3.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cao a Xác định công thức tổ thành Tổ thành nhân tố biểu thị tỷ trọng lồi hay nhóm lồi chiếm lâm phần Lâm phần có lồi gọi lâm phần loài, lâm phần có lồi trở lên gọi lâm phần hỗn giao Việc xác định công thức tổ thành cần thiết nghiên cứu cấu trúc lâm phần, biết lồi chiếm chủ yếu, lồi mục đích chiếm tỉ lệ bao nhiêu, từ đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý tác động vào rừng Công thức biểu thị hệ số tổ thành lồi gọi cơng thức tổ thành Nó bao gồm chữ viết tên lồi hệ số phần 10 trữ lượng tiết diện ngang loài lâm phần Trong tiểu luận, hệ số tổ thành xác định theo công thức: IV % = Ni % + Gi % Trong đó: + IV%: hệ số tổ thành + Ni%: tỉ lệ % số loài i OTC + Gi%: tỉ lệ % tổng tiết diện ngang loài i OTC Theo Daniel Marmill, loài có IV>5% lồi có ý nghĩa mặt sinh thái Theo Thái Văn Trừng (1978), lâm phần nhóm lồi chiếm từ 40-50% tổng cá thể tầng cao lồi hay nhóm lồi coi nhóm lồi ưu b Quy luật cấu trúc đường kính 11 Có nhiều phương pháp khác để mô tả quy luật cấu trúc, phương pháp mô tả thực nghiệm phương pháp mơ hình hố Phương pháp mơ tả thực nghiệm đơn giản dễ thực sử dụng rộng rãi nghiên cứu sinh thái học Phương pháp mô hình hố xác có nhiều trường hợp phức tạp, khó sử dụng thực tế Trong phạm vi nghiên cứu đề tài, để mô qui luật phân bố rừng, đề tài sử dụng phương pháp mơ hình hố b1 Quy luật phân bố số theo đường kính Lập phân bố, tính tốn đặc trưng mẫu: - Phân bố số theo đường kính xác định Excel (Tools\ Data Analysis\ Histogram) - Tính tốn đặc trưng mẫu Excel (Tools\ Data Analysis\ Descriptve Statistics) - Mơ hình hóa quy luật phân bố Qua tham khảo cơng trình nghiên cứu tác giả trước, sau khảo sát phân bố thực nghiệm đề tài sử dụng hàm Meyer khoảng cách để mô quy luật phân bố số theo đường kính ngang ngực, số lồi theo đường kính ngang ngực * Sử dụng hàm Meyer để mơ hình hóa quy luật phân bố: Trong lâm nghiệp, người ta thường vận dụng phân bố giảm dạng hàm Meyer để nắn phân bố thực nghiệm số theo đường kính Hàm Meyer có dạng: Y = α e − βx 12 Trong α β tham số hàm Meyer Để xác định tham số này, logarit hóa phương trình trên: lg Y = lg α − β x Đặt: lny = yˆ ; lg α =a; - β = b Nhận phương trình hồi quy tuyến tính lớp: yˆ = a + bx Kiểm tra giả thuyết luật phân bố tiêu chuẩn χ n2 : m χ n2 = ∑ i =1 ( fi − fl )2 fl - Nếu: χ n2 ≤ χ 052 ⇒ H 0+ (tra bảng với bậc tự k=m-r-1) phân bố lý thuyết phù hợp với phân bố thực nghiệm - Nếu: χ n2 > χ 052 ⇒ H 0− (tra bảng với bậc tự k=m-r-1) phân bố lý thuyết không phù hợp với phân bố thực nghiệm (m: số tổ sau gộp, r: số tham số phân bố) * Sử dụng phân bố khoảng cách để mô tả phân bố thực nghiệm: Phân bố khoảng cách hàm phân bố xác xuất biến ngẫu nhiên đứt qng, hàm tốn học có dạng: x −1 với x =  x ≥ ; α = 1− (n − f ) ∑ f i xi y F(x) =  (1 − α )(1 − γ ).α Trong đó: γ= f0 n 13 Với: f0 tần số quan sát tổ thứ n dung lượng mẫu Nắn phân bố thực nghiệm theo phân bố khoảng cách: D ft Xi = xi fixi Px fl (ft-fl)2/fl Di − D K Kiểm tra giả thuyết luật phân bố tiêu chuẩn χ n2 : b2 Quy luật phân bố loài theo đường kính Tổng hợp số lồi theo cỡ đường kính: Tiểu luận xếp rừng vào cấp kính với cự ly sau: + Nhóm I: gồm lồi cho gỗ cấp kính: D