Luận án tiến sĩ sinh học nghiên cứu một số đặc trưng cơ bản và đề xuất biện pháp bảo tồn, phát triển bền vững thảm thực vật trên núi đá vôi ở khu vực thành phố

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HOÀNG VĂN HẢI NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG CƠ BẢN VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP BẢO TỒN, PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG THẢM THỰC VẬT TRÊN NÚI ĐÁ VÔI Ở KHU VỰC THÀNH PHỐ CẨM PHẢ, TỈNH QUẢNG NINH Ngành: Sinh thái học Mã số: 9420120 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Thế Hƣng PGS.TS Lê Ngọc Công THÁI NGUYÊN - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết phân tích nêu luận án trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình để bảo vệ luận án Thạc sỹ hay Tiến sỹ Những số liệu kế thừa đƣợc rõ nguồn đƣợc cho phép sử dụng tác giả Tác giả luận án Hoàng Văn Hải ii LỜI CẢM ƠN Luận án đƣợc hoàn thành kết học tập nghiên cứu nỗ lực thân, với giúp đỡ vô to lớn thầy hƣớng dẫn khoa học, thầy cô giảng viên Trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên, nhà khoa học bạn đồng nghiệp Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Thế Hƣng, Trƣờng Đại học Tài nguyên Môi trƣờng; PGS.TS Lê Ngọc Công, Trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên, ngƣời hƣớng dẫn khoa học dành nhiều thời gian cơng sức giúp đỡ tơi q trình thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi để tơi học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn Tập thể cán giảng viên khoa Sinh học trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình học tập nghiên cứu Luận án Cảm ơn quan tâm chia sẻ, động viên ủng hộ gia đình, bạn bè mặt tinh thần vật chất để tơi hồn thành luận án iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC vii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Ý nghĩa luận án Đóng góp luận án Bố cục luận án Chƣơng 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Những nghiên cứu thảm thực vật 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Ở Việt Nam 1.2 Những nghiên cứu thảm thực vật núi đá vôi 12 1.2.1 Trên giới 12 1.2.2 Ở Việt Nam 17 1.3 Những nghiên cứu thảm thực vật tỉnh Quảng Ninh 26 1.3.1 Những nghiên cứu thảm thực vật nói chung 26 1.3.2 Những nghiên cứu thảm thực vật núi đá vôi 28 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 32 iv 2.2 Nội dung nghiên cứu 32 2.2.1 Nghiên cứu trạng thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 32 2.2.2 Nghiên cứu cấu trúc thảm thực vật núi đá vôi thông qua kết cấu số tiêu mật độ tiêu sinh trƣởng (N-D, N-H, H-D) 32 2.2.3 Đánh giá khả tái sinh tự nhiên gỗ thảm thực vật núi đá vôi khu vực thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh 32 2.2.4 Nghiên cứu khả sinh trƣởng gỗ thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh 32 2.2.5 Đánh giá tổng hợp giá trị, tình hình quản lý sử dụng xác định nguy gây thối hóa thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 33 2.2.6 Đề xuất biện pháp quản lý, bảo tồn, sử dụng phát triển thảm thực vật núi đá vôi khu vực thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh 33 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 33 2.3.1 Phƣơng pháp kế thừa 33 2.3.2 Phƣơng pháp ô tiêu chuẩn, phƣơng pháp điều tra theo tuyến 33 2.3.3 Phƣơng pháp phân loại xác định độ che phủ thảm thực vật 35 2.3.4 Xác định thành phần loài thành phần kiểu dạng sống (life form formula) thực vật 35 2.3.5 Phƣơng pháp tính số Sorensen 35 2.3.6 Phƣơng pháp xác định cấu trúc tổ thành 36 2.3.7 Phƣơng pháp mô quy luật cấu trúc đƣờng kính, chiều cao 36 2.3.8 Phƣơng pháp mô quy luật tƣơng quan chiều cao đƣờng kính (Hvn/D1.3) 38 2.3.9 Phƣơng pháp đánh giá khả sinh trƣởng gỗ thảm thực vật núi đá vôi 39 v 2.3.10 Phƣơng pháp nghiên cứu khả tái sinh gỗ thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả 41 2.3.11 Phƣơng pháp đánh giá tổng hợp giá trị, tình hình quản lí bảo tồn xác định nguy gây thối hóa thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 43 Chƣơng 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN- KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 47 3.1 Điều kiện tự nhiên 47 3.1.1 Vị trí địa lí 47 3.1.2 Địa hình 48 3.1.3 Núi đá vôi 48 3.1.4 Khí hậu 49 3.1.5 Thủy văn 57 3.1.6 Địa chất thổ nhƣỡng 57 3.1.7 Thủy triều 59 3.1.8 Độ mặn nƣớc biển 60 3.1.9 Tài nguyên khoáng sản 60 3.1.10 Tài nguyên rừng thực vật rừng 61 3.2 Điều kiện kinh tế xã hội 64 3.2.1 Dân số dân tộc 64 3.2.2 Cơ cấu lao động 65 3.2.3 Thực trạng phát triển kinh tế 67 3.2.4 Thực trạng sở hạ tầng 67 3.3 Cơ cấu tổ chức quản lí tài nguyên rừng 67 3.4 Thuận lợi khó khăn việc quản lí sử dụng bền vững tài nguyên rừng núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 68 vi Chƣơng 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 70 4.1 Đặc trƣng cấu trúc không gian thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh 70 4.2 Đặc trƣng thành phần loài thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh 72 4.3 Đặc trƣng dạng sống thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả 79 4.4 Đặc trƣng yếu tố địa lí thảm thực vật núi đá vơi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 80 4.5 Đặc trƣng cấu trúc thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 82 4.5.1 Đặc trƣng cấu trúc tổ thành 82 4.5.2 Đặc trƣng cấu trúc mật độ 86 4.5.3 Cấu trúc N/D1.3 87 4.5.4 Cấu trúc N/Hvn 89 4.5.5 Quy luật tƣơng quan chiều cao đƣờng kính (Hvn/D1.3) thảm thực vật thung lũng núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 91 4.6 Khả sinh trƣởng loài gỗ thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 92 4.6.1 Khả sinh trƣởng gỗ thảm thực vật núi đá vơi thành phố Cẩm Phả theo biến đƣờng kính (D1.3) 93 4.6.2 Khả sinh trƣởng gỗ theo biến chiều cao vút (Hvn) 97 4.7 Khả tái sinh gỗ thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 101 4.7.1 Cấu trúc tổ thành mật độ gỗ tái sinh 101 4.7.2 Nguồn gốc phẩm chất gỗ tái sinh 102 4.7.3 Phân bố gỗ tái sinh theo cấp chiều cao 103 4.7.4 Phân bố gỗ tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang 105 4.7.5 Một số nhân tố tác động đến khả tái sinh 106 vii 4.8 Đánh giá tổng hợp giá trị, tình hình quản lí sử dụng xác định nguy gây thối hóa thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 112 4.8.1 Giá trị thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 112 4.8.2 Tình hình quản lí bảo tồn thảm thực vật núi đá vôi 116 4.8.3 Các nguy gây thối hóa thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 121 4.9 Một số biện pháp bảo tồn phát triển thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 125 4.9.1 Nhóm biện pháp nâng cao nhận thức quản lí bảo tồn đa dạng sinh học 125 4.9.2 Nhóm biện pháp nâng cao lực quản lí 126 4.9.3 Nhóm biện pháp chế sách 127 4.9.4 Nhóm biện pháp phát triển kinh tế- xã hội 128 4.9.5 Nhóm biện pháp khoa học kĩ thuật 130 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ 132 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH LẤY MẪU iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ BC : Bãi Cháy CO : Cửa Ông CR : Cấp độ nguy hiểm D1.3 : Đƣờng kính ngang ngực EN : Cấp độ nguy hiểm Hvn : Chiều cao vút IIa + IIb : Rừng phục hồi IIIa1 : Rừng nghèo Lp : Cây dây leo ODB : Ô dạng OTC : Ô tiêu chuẩn Ph : Cây chồi SL : Số lƣợng TL : Tỉ lệ Th : Cây sống năm VU : Cấp độ nguy hiểm EN : Cấp độ nguy cấp CR : Cấp độ nguy cấp NDĐ : Nƣớc dƣới đất AIC :Akaike’s information criterion v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Danh sách địa hình Karst giới 12 Bảng 1.2 Thống kê trữ lƣợng rừng núi đá vôi 21 Bảng 2.1 Tổng hợp phƣơng trình đƣợc áp dụng mô sinh trƣởng thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả 39 Bảng 2.2 Tiêu chí xác định thối hóa thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả 44 Bảng 2.3 Bảng điểm đánh giá mức độ thối hóa rừng 45 Bảng 3.1 Nhiệt độ (0C) trung bình tháng, năm (2009-2014) 49 Bảng 3.2 Lƣợng mƣa (mm) trung bình tháng, năm (2009-2014) 51 Bảng 3.3 Độ ẩm(%) trung bình tháng, năm (2009-2014) 53 Bảng 3.4 Tốc độ gió (m/s) trung bình tháng, năm (2009-2014) 55 Bảng 3.5 Hiện trạng diện tích loại rừng phân theo loại rừng 62 Bảng 3.6 Hiện trạng diện tích loại rừng phân theo chủ quản lí 63 Bảng 3.7 Dân số, dân tộc mật độ 16 đơn vị hành cấp phƣờng (xã) thành phố Cẩm Phả 64 Bảng 3.8 Lực lƣợng lao động độ tuổi lao động, nhóm tuổi 65 Bảng 3.9 Số lao động có việc làm tuổi lao động, nhóm tuổi 66 Bảng 4.1 Sự phân bố taxon hệ thực vật núi đá thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh 72 Bảng 4.2 So sánh hệ thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả với hệ thực vật núi đá vôi khu vực khác 73 Bảng 4.3 So sánh hệ số chi, hệ số họ thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả với khu hệ thực vật núi đá vôi khác 74 Bảng 4.4 Các họ thực vật giàu loài hệ thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả 74 Bảng 4.5 Các loài thực vật đặc hữu thảm thực vật núi đá vôi thành phố Cẩm Phả 75 Phụ lục 4.17 Bảng đánh giá mức độ thoái hóa thảm thực vật thung lũng núi đá vơi TT OTC Điểm đánh giá Mức độ thối hóa 26 90 Thối hóa 27 93 Thối hóa 28 96 Thối hóa 29 94 Thối hóa 30 86 Thối hóa 31 11 90 Thối hóa 32 13 92 Thối hóa 33 15 84 Thối hóa 34 17 65 Thối hóa trung bình 35 19 66 Thối hóa trung bình 36 21 82 Thối hóa 37 23 86 Thối hóa 38 25 84 Thối hóa 39 28 84 Thối hóa 40 30 72 Thối hóa trung bình 41 32 75 Thối hóa trung bình 42 33 76 Thối hóa trung bình 43 36 84 Thối hóa 44 38 86 Thối hóa 45 40 90 Thối hóa 46 42 38 Thối hóa nghiêm trọng 47 44 88 Thối hóa 48 46 88 Thối hóa 49 49 38 Thối hóa nghiêm trọng 50 50 84 Thối hóa 80,4 Thối hóa Trung bình Phụ lục 4.18 Bảng đánh giá mức độ thối hóa thảm thực vật chân núi đá vơi OTC Điểm đánh giá Mức độ thối hóa 26 90 Thối hóa 27 92 Thối hóa 28 91 Thối hóa 29 90 Thối hóa 30 10 92 Thối hóa 31 12 86 Thối hóa 32 14 85 Thối hóa 33 16 86 Thối hóa 34 18 92 Thối hóa 35 20 84 Thối hóa 36 22 88 Thối hóa 37 24 94 Thối hóa 38 26 36 Thối hóa nghiêm trọng 39 27 94 Thối hóa 40 29 84 Thối hóa 41 31 69 Thối hóa trung bình 42 34 66 Thối hóa trung bình 43 35 84 Thối hóa 44 37 58 Thối hóa trung bình 45 39 88 Thối hóa 46 41 88 Thối hóa 47 43 68 Thối hóa trung bình 48 45 38 Thối hóa nghiêm trọng 49 47 93 Thối hóa 50 48 89 Thối hóa Trung bình 81 Thối hóa TT Phụ lục 4.19 Bảng đánh giá mức độ thối hóa thảm thực vật sƣờn vách núi đá vôi Tuyến Điểm đánh giá Mức độ thối hóa 66 Thối hóa trung bình 20 66 Thối hóa trung bình 21 54 Thối hóa trung bình 22 11 56 Thối hóa trung bình 23 12 66 Thối hóa trung bình 24 13 76 Thối hóa trung bình 25 14 36 Thối hóa nghiêm trọng 26 15 46 Thối hóa nghiêm trọng 27 18 44 Thối hóa trung bình 28 19 42 Thối hóa trung bình 29 22 45 Thối hóa trung bình 30 23 43 Thối hóa trung bình 31 24 34 Thối hóa nghiêm trọng 32 25 55 Thối hóa trung bình 33 26 32 Thối hóa nghiêm trọng 34 27 65 Thối hóa trung bình 35 28 36 Thối hóa nghiêm trọng 36 34 34 Thối hóa nghiêm trọng 49,7 Thối hóa trung bình TT 19 Trung bình MỘT SỐ HÌNH ẢNH LẤY MẪU Tác giả Các cộng xác định loài trường Các cộng xác định loài trường CẢNH QUAN THẢM THỰC VẬT TRÊN NÚI ĐÁ VÔI THÀNH PHỐ CẨM PHẢ Cảnh quan sườn vách núi Cảnh quan chân núi Toàn cảnh Cảnh quan thung lũng CÁC HOẠT ĐỘNG GÂY ẢNH HƢỞNG ĐẾN THẢM THỰC VẬT TRÊN NÚI ĐÁ VÔI THÀNH PHỐ CẨM PHẢ Khai thác gỗ củi Khai thác đá Xả thải bùn đất Lấp đất lấn biển MỘT SỐ LỒI THỰC VẬT ĐẶC HỮU TRÊN NÚI ĐÁ VƠI THÀNH PHỐ CẨM PHẢ Alpinia calcicola Cycas tropophylla Chirita drakei Chirita gemella Chirita halongensis Chirita hiepii Chirita modesta Ficus alongensis Impatiens halongensis Kiew & T H Nguyên Jasminum alongens Munronia petiolata Paraboea halongensis Schefflera alongensis Hibiscus tiliaceus L Ficus subpisocarpa Boniodendron parviflorum ... số đa dạng gỗ tái sinh, mật độ, nguồn gốc chất lƣợng tái sinh, phân bố tái sinh theo cấp chiều cao, phân bố tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang đánh giá đƣợc triển vọng tái sinh khu vực nghiên cứu... chất gỗ tái sinh 102 4.7.3 Phân bố gỗ tái sinh theo cấp chiều cao 103 4.7.4 Phân bố gỗ tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang 105 4.7.5 Một số nhân tố tác động đến khả tái sinh ... sinh trƣởng đƣờng kính gỗ 15 năm 96 Hình 4.11 Biểu đồ dự đoán sinh trƣởng chiều cao gỗ 15 năm 100 Hình 4.12 Phân bố số gỗ tái sinh theo cấp chiều cao 104 Hình 4.13 Phẩm chất gỗ tái sinh