Các nghiên cứu về động thái tái sinh trên thế giới tập trung nghiên cứu các nội dung: mật độ, tổ thành cây tái sinh và mối quan hệ giữa cây tái sinh và tầng cây cao; Các hì[r]
(1)BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -
Nguyễn Tiến Dũng
NGHIÊN CỨU ĐỘNG THÁI CẤU TRÚC HỆ SINH THÁI RỪNG LÁ RỘNG THƯỜNG XANH TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN HANG KIA - PÀ CÒ
VÀ VƯỜN QUỐC GIA XUÂN SƠN
Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 42 01 20
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
(2)
Cơng trình hồn thành tại: Học viện Khoa học Cơng nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam
Người hướng dẫn khoa học 1: PGS TS Trần Văn Con Người hướng dẫn khoa học 2: PGS TS Nguyễn Văn Sinh
Phản biện 1: … Phản biện 2: … Phản biện 3: …
Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Học viện, họp Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam vào hồi … ’, ngày … tháng … năm 201…
Có thể tìm hiểu luận án tại:
(3)MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết luận án
Rừng điều hồ khí hậu, bảo vệ mơi trường sinh thái, bảo vệ điều hòa nguồn nước, bảo vệ đất chống xói mịn, phịng ngừa giảm thiểu thiên tai Tại Việt Nam, diện tích rừng có thay đổi lớn qua thời kỳ Năm 1943, diện tích rừng Việt Nam 14,1 triệu (độ che phủ đạt 43%), nhiên đến năm 1990 diện tích rừng suy giảm nghiêm trọng cịn 9,18 triệu (độ che phủ đạt 27,2%), năm 1980 – 1990, trung bình năm nước ta 100.000ha rừng Sau năm 1995 đến nay, nhờ nỗ lực to lớn Nhà nước phủ Việt Nam, diện tích rừng tăng lên 14,6 triệu với độ che phủ toàn quốc đạt 41,89% Tuy nhiên chất lượng rừng tự nhiên thấp, tiếp tục suy giảm trữ lượng gỗ đa dạng sinh học Chất lượng rừng suy giảm dẫn đến vai trò rừng với đời sống người suy giảm theo, thiên tai liên tiếp xảy ảnh hưởng nặng nề đến đời sống cong người
(4)về động thái rừng, chưa có nghiên cứu động thái cấu trúc của rừng Xuất phát từ lý trên, đề tài: “Nghiên cứu động thái cấu trúc hệ sinh thái rừng rộng thường xanh Khu bảo tồn thiên nhiên Hang Kia - Pà Cò Vườn Quốc gia Xuân Sơn" thực 2 Mục tiêu nghiên cứu luận án
- Mục tiêu chung: Góp phần tìm hiểu quy luật, động thái cấu trúc rừng tự nhiên rộng thường xanh làm sở đề xuất biện pháp quản lý rừng theo hướng bền vững
- Mục tiêu cụ thể: Xác định số đặc điểm cấu trúc, đặc điểm động thái cấu trúc rừng Khu bảo tồn thiên nhiên Hang Kia – Pà Cò khu vực Vườn Quốc gia Xuân Sơn Đề xuất số giải pháp quản lý rừng theo hướng bền vững
3 Các nội dung nghiên cứu luận án
- Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng tính đa dạng lồi - Nghiên cứu động thái cấu trúc tầng cao
- Nghiên cứu động thái tái sinh bổ sung, trình chuyển cấp trình chết
- Đề xuất ứng dụng kết nghiên cứu - Đề xuất số giải pháp quản lý rừng 4 Bố cục luận án
Mở đầu: Luận giải cần thiết luận án, mục tiêu luận án, ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án (3 trang)
Chương Tổng quan vấn đề nghiên cứu (30 trang)
Chương Đối tượng, phạm vi, giới hạn nội dung phương pháp nghiên cứu (14 trang)
(5)Kết luận, kiến nghị: trình bày kết luận rút từ kết nghiên cứu, nêu hạn chế tồn kiến nghị (3 trang)
Luận án có 27 bảng 39 hình Tham khảo 92 tài liệu tiếng Việt tiếng nước
CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Nghiên cứu động thái rừng giới
1.1.1 Nghiên cứu động thái tái sinh
Các nghiên cứu động thái tái sinh giới tập trung nghiên cứu nội dung: mật độ, tổ thành tái sinh mối quan hệ tái sinh tầng cao; Các hình thức tái sinh rừng nhiệt đới; Nghiên cứu khả tái sinh bổ sung lớp tái sinh cho tầng cao nhân tố ảnh hưởng đến khả tái sinh; Nghiên cứu biến đổi tính đa dạng thực vật lớp tái sinh sau thời gian khai thác khác nhau; Nghiên cứu sinh trưởng tái sinh điều kiện sinh thái khác nhau; Sử dụng mơ hình toán học để dự đoán tỉ lệ tái sinh bổ sung… Các nghiên cứu động thái tái sinh giới tiến hành ô tiêu chuẩn định vị thiết lập nghiên cứu lâu dài Phương pháp nghiên cứu chưa sử dụng nhiều Việt Nam
1.1.2 Nghiên cứu động thái sinh trưởng rừng
(6)nghiên cứu tiến hành ô tiêu chuẩn định vị Đối với vấn đề động thái sinh trưởng có nhiều tác giả khác sử dụng mơ hình tốn học để mơ động thái Đây vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu Việt Nam
1.1.3 Nghiên cứu động thái diễn
Các nghiên cứu động thái diễn rừng giới tập trung vào nội dung: biến đổi tổ thành lồi, tính đa dạng thực vật, tái sinh sinh trưởng rừng giai đoạn diễn khác Một số tác giả sử dụng tốn học để mơ q trình động thái rừng có Modul diễn rừng Các nghiên cứu diễn rừng theo dõi thời gian dài bản, tốn nhiều thời gian công sức Việc nghiên cứu bổ sung, tìm quy luật động thái diễn đặc trưng rừng nhiệt đới việc làm có ý nghĩa lớn thực tiễn quản lý rừng
1.2 Nghiên cứu động thái rừng Việt Nam
1.2.1 Nghiên cứu động thái tái sinh Việt Nam
Các cơng trình nghiên cứu động thái tái sinh rừng Việt Nam nghiên cứu từ lâu Các tác giả tập trung nghiên cứu động thái tái sinh đất rừng sau nương rẫy, tái sinh tán rừng tự nhiên, nghiên cứu ảnh hưởng nhân tố đến trình tái sinh Nhìn chung, nghiên cứu động thái tái sinh Việt Nam chưa nhiều Các nghiên cứu tiêu chuẩn định vị cịn Vì cần tiếp tục nghiên cứu bổ sung vấn đề động thái tái sinh ô tiêu chuẩn định vị để có hiểu biết trình với đối tượng cụ thể khác
(7)Nền tảng nghiên cứu động thái nghiên cứu nguyên lý lâm sinh hệ sinh thái rừng giai đoạn trước năm 1990 tác giả tập trung nghiên cứu vấn đề tăng trưởng rừng với phương pháp nghiên cứu sử dụng rộng rãi giải tích Sau năm 1990 tác giả tập trung nghiên cứu động thái sinh trưởng Đã có nghiên cứu mơ quy luật cấu trúc động thái giai đoạn Gần nghiên cứu động thái tiến hành ô tiêu chuẩn (OTC) định vị, nhiên cịn Vì việc nghiên cứu trình động thái rừng OTC định vị cần tiếp tục quan tâm nghiên cứu
1.2.3 Nghiên cứu động thái diễn
Các nghiên cứu động thái diễn rừng thường tiến hành thời gian dài tốn nhiều thời gian, cơng sức Trong điều kiện khơng có thời gian theo dõi lâu dài sử dụng phương pháp lấy không gian thay thời gian, nghiên cứu hệ sinh thái rừng có nhiều đểm tương đồng, phục hồi sau nhiều giai đoạn khác Vấn đề cần nghiên cứu cách lâu dài OTC định vị để có thơng tinh xác q trình 1.3 Thảo luận xác định vấn đề nghiên cứu
(8)- Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng thời điểm bắt đầu lập OTC hai địa điểm VQG Xuân Sơn KBTTN Hang Kia – Pà Cò - Nghiên cứu động thái cấu trúc tổ thành nhằm thấy biến đổi tổ thành theo thời gian loài ưu rừng
- Nghiên cứu động thái cấu trúc N/D1.3 nhằm xác định xu hướng biến đổi nhân tố cấu trúc tương lai
- Nghiên cứu động thái tái sinh bổ sung, trình chuyển cấp q trình chết để có nhìn tổng quát động thái cấu trúc rừng
- Đề xuất số giải pháp quản lý rừng sở kết nghiên cứu luận án
CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, GIỚI HẠN NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Đối tượng phạm vi, giới hạn nghiên cứu
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu
Trên quan điểm sinh thái phát sinh thảm thực vật, đối tượng nghiên cứu luận án rừng tự nhiên rộng thường xanh KBTTN Hang Kia – Pà Cị tỉnh Hịa Bình khu vực VQG Xuân Sơn tỉnh Phú Thọ
2.1.2 Phạm vi, giới hạn nghiên cứu
(9)phần Đối với tái sinh bổ sung, quan tâm đến số lượng tái sinh bổ sung vào tầng cao
- Giới hạn nội dung: nghiên cứu đặc điểm cấu trúc, nghiên cứu động thái cấu trúc, trình tái sinh bổ sung, chuyển cấp trình chết tầng cao
- Giới hạn thời gian nghiên cứu: từ năm 2007 đến năm 2018
2.2 Nội dung nghiên cứu
2.2.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng, tính đa dạng loài 2.2.2 Nghiên cứu động thái cấu trúc tầng cao (Tổ thành,
N/D1.3)
2.2.3 Nghiên cứu động thái tái sinh bổ sung, trình chuyển cấp và trình chết tầng cao
2.2.4 Đề xuất ứng dụng kết nghiên cứu
2.2.5 Đề xuất số giải pháp quản lý rừng 2.3 Phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu
Lập OTCĐV có kích thước 100x100m Đo đường kính ngang ngực (D1,3): Tồn có D1.3 > 10cm OTC Đo
chiều cao vút (Hvn) có D1.3 > 10cm OTC
Trong lần đo thứ (năm 2018), thống kê đo tái sinh bổ sung vào tầng cao chết thực tế
2.3.2 Các phương pháp xử lý thông tin công cụ sử dụng
(10)Thử nghiệm dạng hàm tốn học cụ thểđể tìm dạng hàm phù hợp mơ q trình động thái Sử dụng phần mềm MM&S để mơ mơ q trình động thái
CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên
3.1.1 Vị trí địa lí
3.1.1.1 Khu bảo tồn thiên nhiên Hang Kia – Pà Cò
Nằm phía Bắc huyện Mai Châu, phía Tây tỉnh Hồ Bình, địa giới hành xã: Hang Kia, Pà Cò, Tân Sơn, Bao La, Cun Pheo, Piềng Vế Tổng diện tích là: 7.091 ha, bao gồm phân khu:
- Phân khu Bảo vệ nghiêm ngặt: 2.680 - Phân khu phục hồi sinh thái: 4.411 3.1.1.2 Vườn Quốc gia Xuân Sơn
Vườn quốc gia Xuân Sơn nằm phía Tây huyện Tân Sơn, vùng tam giác ranh giới tỉnh: Phú Thọ, Hồ Bình Sơn La Tổng diện tích tự nhiên 15.048 ha; đất sản xuất nông nghiệp 312,4 ha; đất lâm nghiệp 14.617,5 ha; đất phi nông nghiệp 118,1
3.1.2 Địa hình, địa 3.1.3 Địa chất thổ nhưỡng 3.1.4 Điều kiện khí hậu, thuỷ văn
3.2 Hệ thực vật
3.3 Nhận xét chung điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu Khó khăn:
(11)vụ mục đích dân sinh làm nhà, lấy gỗ củi gia tăng gây thách thức lớn cho việc quản lí bảo vệ tài nguyên thiên nhiên KBT
- Tại VQG Xuân Sơn: phạm vi vườn, có chủ thể quản lý diện tích đất làm cho công tác quản lý sử dụng đất cịn phức tạp khó khăn Ngồi số vị trí phân khu chức chưa phù hợp
CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Đặc điểm cấu trúc rừng khu vực nghiên cứu
4.1.1 Đặc điểm cấu trúc tổ thành tính đa dạng 4.1.1.1 Cấu trúc tổ thành
a, Tầng cao (cây gỗ)
Kết nghiên cứu cho thấy, tổ thành rừng khu vực nghiên cứu có khác biệt Sự khác biệt thể loài chiếm ưu số lượng loài quần xã Tổng quát đặc điểm cấu trúc tổ thành cho ô thể sau:
Bảng 4.1 Tổ thành thực vật khu vực nghiên cứu
OTC Địa điểm
Số loài
Mật độ
Tỉ lệ
HL Tổ thành
1 HB01 67 608 1/9
17,3 Dẻ ấn + 9,6 Trai lý + 6,8 Sao trung hoa + 5,8 Thị rừng, +
5,6 Vàng tâm + 54,9 khác
2 HB03 56 571 1/10
21,8 Dẻ trắng + 16,3 Dẻ ấn + 11,6 Hu đay + 7,8 Dẻ đỏ + 42,4
khác
3 HB06 70 466 1/7
24,8 Thị rừng + 10,0 Dẻ trắng + 8,2 Trai lý + 7,3 Táu mật + 5,6
Dẻ đỏ + 44,1 khác
4 XS01 71 344 1/5
20,8 Vàng anh + 6,8 Gội bốn cánh + 5,9 Sâng + 5,8 Lộc vừng
+ 60,7 khác
5 XS02 86 352 1/4 9,2 Vàng anh + 6,9 Chùm bạc +
(12)6 XS03 106 487 1/5
6,6 Vải rừng + 5,7 Gội bạc + 5,2 Thừng mực lông mềm + 82,5
khác
- Tại Vườn Quốc gia Xuân Sơn thành phần loài đa dạng phong phú khu vực Hang Kia - Pà Cị Số lồi OTC biến động từ 71 đến 106 loài tương ứng với mật độ từ 344 đến 487 cây/ha Tại khu vực Hang Kia, Pà Cị, số lồi biến động từ 56 (OTC HB03) đến 70 loài (OTC HB06), mật độ biến động từ 466 đến 608 cây/ha
- Tại khu vực Hang Kia – Pà Cò, mức độ ưu rõ rệt so với khu vực Xuân Sơn, thể thông qua hệ số tổ thành lớn, tổng hệ số tổ thành loài chiếm ưu cao Tại khu vực Xuân Sơn, hầu hết OTC lồi thực vật khơng thể rõ ưu
- Về tổ thành có khác biệt hai khu vực cách biệt địa lý khu hệ thực vật
b, Tầng bụi, thảm tươi
Về đặc điểm tầng bụi, thảm tươi hai khu vực có khác biệt đáng kể Tầng bụi Hang Kia – Pà Cị có chiều cao từ 1,2 – 2,0m Độ che phủ từ 20 – 30% Khu vực Xuân Sơn có khác biệt đáng kể Tầng bụi có chiều cao trung 0,5 – 1,2m, độ che phủ từ 10 – 20% Nhìn chung tầng bụi thảm tươi khu vực Hang Kia – Pà Cị có chiều cao lớn dày đặc khu vực Xuân Sơn mức độ lọt sáng xuống tán rừng Hang Kia – Pà Cò lớn
Như vậy, hai địa điểm nghiên cứu có khác biệt tổ thành loài mức độ ưu Để có nhìn tồn diện hơn, cần có nghiên cứu sâu tính đa dạng thực vật khu vực nghiên cứu 4.1.1.2 Tính đa dạng lồi khu vực nghiên cứu
(13)kiểm tra cho OTC dựa phương pháp diện tích đại diện tối thiểu MÜLLER-DOMBOIS ELLENBERG, (1974) [85] đề xuất, trình bày hình 4.1 4.2 Qua số liệu thống kê số loài xuất diện tích OTC tăng ta thấy rằng: Khi tăng diện tích OTC từ 7.600m2 lên 8.400m2 (tăng 800m2 tương đương với > 10% diện
tích OTC) số lồi xuất OTC mức 10% Như thấy cần diện tích OTC đạt 8.400m2
đã đủ đại diện cho đối tượng nghiên cứu
Hình 4.1: Biến đổi số lồi tại Hang Kia – Pà Cò diện
tích OTC thay đổi
Hình 4.2: Biến đổi số lồi tại Xn Sơn diện tích
OTC thay đổi Kết tính tốn số đa dạng loài sau:
Bảng 4.2 Tính đa dạng thực vật khu vực nghiên cứu Stt điểm Địa loài Số (cây/ha) Mật độ Tỷ lệ
HL H D
1 HB01 67 608 1/9 3.31126 0.92541 HB03 56 571 1/10 2.68794 0.86451 HB06 70 466 1/7 2.93660 0.88831 XS01 71 344 1/5 3.38190 0.92425 XS02 86 352 1/4 3.84813 0.96488 XS03 106 487 1/5 4.13520 0.97539
0 20 40 60 80 ,0 ,1 ,2 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8 Số loà i
(14)Nhận xét: Nhìn chung khu vực Xn Sơn có số lồi tính đa dạng cao khu vực Hang Kia – Pà Cò Mức độ biến động tính đa dạng hai khu vực có khác biệt rõ rệt Khu vực Hang Kia – Pà Cị có mức độ biến động lớn hơn, thể số H, D, có chênh lệch lớn
Một số tổng hợp số Rényi (H) Tính tốn số
H cho OTC ta thu kết hình 4.3:
Hình 4.3: Biểu đồ số đa dạng Rényi OTC Trên đồ thị đường cong nằm cao mức độ đa dạng cao Nếu đường cong dốc chứng tỏ đồng số lượng cá thể loài OTC thấp
4.1.2 Phân bố số theo cấp đường kính (N/D1.3)
Phân bố số theo cấp đường kính khu vực nghiên cứu có đặc điểm: Đường cong phân bố số theo cấp đường kính có dạng giảm dần Số lớn tập trung cấp đường kính cấp
0 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5
0 0,25 0,5 vc
Rényi HB01HB03
(15)đường kính thứ 2, sau giảm dần So sánh cấu trúc N/D1.3 hai khu
vực nghiên cứu cho thấy: khu vực nghiên cứu nhiều có tác động người làm thay đổi cấu trúc tự nhiên vốn có rừng Đường kính trung bình khu vực VQG Xuân Sơn lớn nhiều so với KBT Hang Kia - Pà Cò
4.1.3 Phân bố số theo cấp chiều cao (N/Hvn)
Kết thử nghiệm sử dụng hàm toán học hàm Meyer, Weibull Khoảng cách để mô tả phân bố số theo cấp chiều cao khu vực nghiên cứu cho thấy: khơng có hàm thích hợp để mô tả phân bố N/Hvn khu vực Hang Kia - Pà Cị Khu vực Xn Sơn dùng hàm Weilbul để mô phân bố N/Hvn
Thực tiễn cho thấy, OTC trạng thái IIIB trạng thái IV, tầng thứ phân làm tầng rõ rệt Tại OTC trạng thái IIIA, tầng rừng tạo thành khối liên tục, không phân biệt rõ tầng A1, A2, A3 Tại khu vực VQG Xuân Sơn chênh lệch lớp tầng tán với lớp vượt tán, tầng tán nhỏ so với khu vực Hang Kia – Pà Cò Về trạng thái IIIB, IV QXCG rừng giữ cấu trúc tầng thứ vốn có
4.2 Động thái cấu trúc rừng
4.2.1 Động thái cấu trúc tổ thành
Phân tích diễn biến động thái rừng 11 năm ô tiêu chuẩn khu vực nghiên cứu thu kết quả:
Bảng 4.8: Biến đổi tổ thành khu vực nghiên cứu
OTC
Năm 2007 Năm 2018
Tỷ lệ
HL Tổ thành
Tỷ lệ
HL Tổ thành
HB01 1/9
17,3 Dẻ ấn + 9,6 Trai lý + 6,8 Sao trung hoa + 5,8 Thị rừng + 5,6 Vàng tâm + 54,9 khác
1/8
17,6 Dẻ ấn + 9,5 Trai lý + 6,2 Thị rừng + 6,2
(16)HB03 1/10
21,8 Dẻ trắng + 16,3 Dẻ ấn + 11,6 Hu đay + 7,8 Dẻ đỏ + 42,4
khác
1/11
20,1 Dẻ trắng + 16,3 Dẻ ấn + 10,1 Hu đay +
7,0 Dẻ đỏ + 46,6 khác
HB06 1/7
24,8 Thị rừng + 10,0 Dẻ trắng + 8,2 Trai lý
+ 7,3 Táu mật + 5,6 Dẻ đỏ + 44,1 khác
1/6
24,3 Thị rừng + 8,0 Dẻ trắng + 7,8 Trai lý +
6,9 Táu mật + 53,0 khác
XS01 1/5
20,8 Vàng anh + 6,8 Gội bốn cánh + 5,9 Sâng + 5,8 Lộc vừng
+ 60,7 khác
1/5
21,5 Vàng anh + 6,7 Gội bốn cánh + 5,8 Lộc vừng + 5,6 Sâng +
60,4 khác
XS02 1/4
9,2 Vàng anh + 6,9 Chùm bạc + 6,5 Lộc
vừng + 77,4 khác
1/4
8,9 Vàng anh + 6,7 Chùm bạc + 6,7 Lộc
vừng + 77,7 khác
XS03 1/5
6,6 Vải rừng + 5,7 Gội bạc + 5,2 Thừng mực lông mềm + 82,5
khác
1/5
6,0 Vải rừng + 5,2 Thừng mực lông mềm + 5,1 Gội bạc + Ngát
+ 78,7 khác Như vậy, QXCG rừng VQG Xn Sơn có biến động tổ thành loài Ngược lại khu vực Hang Kia – Pà Cị, QXCG rừng có biến động tổ thành loài đặc điểm khác Nhìn chung OTC, gần khơng có biến động loài chiếm ưu thời điểm Có xu hướng giảm dần mức độ ưu loài chiếm ưu sinh thái (hệ số tổ thành giảm), có gia tăng mức độ ưu lồi khác chưa có mặt tổ thành
4.2.2 Động thái cấu trúc N/D1.3
Động thái cấu trúc N/D1.3 khu vực nghiên cứu có
điểm tương đồng Xu hướng biến đổi cấu trúc N/D1.3 theo
chiều hướng: giảm mạnh số cấp đường kính đầu tiên, số cấp đường kính lớn tăng dần qua thời gian Quá trình biến đổi cấu trúc N/D1.3 kéo theo biến đổi nhân tố khác tổng
(17)4.3 Động thái tái sinh bổ sung, chuyển cấp trình chết lâm phần
4.3.1 Đặc điểm trình động thái tái sinh bổ sung, chuyển cấp và trình chết lâm phần
Đặc điểm động thái hai khu vực VQG Xuân Sơn KBTTN Hang Kia – Pà Cị có khác biệt Tại VQG Xn Sơn QXCG rừng giai đoạn tương đối ổn định, tiêu động thái có biến đổi nhỏ, mật độ lâm phần tương đối thấp có đường kính trung bình lớn Ngược lại KBTTN Hang Kia – Pà Cò rừng giai đoạn phát triển mạnh mẽ, có thay đổi lớn nhân tố cấu trúc rừng Các tiêu động thái rừng có biến động lớn
4.3.2 Mơ q trình động thái lâm phần 4.3.2.1 Mơ q trình tái sinh bổ sung
Trong khuôn khổ luận án thử nghiệm thăm dò mối quan hệ số tái sinh bổ sung mật độ, mối quan hệ số tái sinh bổ sung tổng tiết diện ngang khu vực nghiên cứu Kết thử nghiệm khu vực Hang Kia – Pà Cò VQG Xn Sơn cho thấy: khơng có hàm phù hợp để mô mối quan hệ số tái sinh bổ sung mật độ, tổng tiết diện ngang lâm phần Để ước lượng số tái sinh bổ sung, ước lượng từ tỉ lệ tương đối số tái sinh bổ sung mật độ lâm phần
4.3.2.2 Mô trình chuyển cấp
(18)Kết kiểm tra hàm mơ tốt mối quan hệ số chuyển cấp với đường kính ta kết quả:
Ok = -0,318 + 0,599 * Nk - 0,002* Nk2 + 4,971*10-6* Nk3 (4-2)
Với trạng thái IV, hàm bậc lựa chọn để thể mối quan hệ (Ok-Nk) với phương trình:
Ok = -0,374 + 0,388 * Nk -0,00046* Nk2 (4-3)
Như vậy, khu vực Hang Kia – Pà Cò, số chuyển cấp phụ thuộc chặt chẽ vào số cỡ đường kính trạng thái IIIA trạng thái IV
Phương trình mơ mối quan hệ số chuyển cấp cấp đường kính Xuân Sơn sau:
Ok = 95,739 – 3,915* Dk + 0,054* Dk2 – 0,00025* Dk3 (4-5)
Ngoài nghiên cứu thử nghiệm mô mối quan hệ tỉ lệ chuyển cấp cấp đường kính Tuy nhiên kết nghiên cứu cho thấy mối quan hệ có tồn hệ số tương quan R2 < 0,4 nên không thực mô mối quan hệ (phụ
lục 5.3)
4.3.2.3 Mơ q trình chết lâm phần
Kết kiểm tra cho thấy khơng tìm thấy mối liên hệ số chết, tỉ lệ chết với mật độ tiết diện ngang lâm phần Thử nghiệm nghiên cứu mối quan hệ số chết cấp đường kính (Mk-Dk) cho trạng thái IIIA3, kết quả: phương trình sử dụng để mơ mối quan hệ số chết cấp đường kính cho thấy hàm tuyến tính lớp lựa chọn để mơ với phương trình sau:
Mk = 0,236 + 0,126 * Nk (4-7)
(19)Mk = -0,905 + 0,182 * Nk (4-8)
Kết kiểm tra, thử nghiệm tương tự khu vực Xuân Sơn cho thấy có tồn mối quan hệ Mk – Dk: Hàm nghịch đảo
phù hợp để mô tả mối quan hệ số chết theo cấp đường kính:
Mk = -2,279 + 153,338/Dk (4-11)
4.4 Đề xuất ứng dụng kết nghiên cứu
4.4.1 Mô động thái cấu trúc rừng phần mềm MM&S
Số liệu thu thập năm 2007 – 2018 OTC HB06 KBTTN Hang Kia – Pà Cò sử dụng để mơ hình hóa mơ Để tiến hành mô động thái cấu trúc rừng, trước hết ta cần nhận diện yếu tố hệ thống
Hình 4.1: Sơ đồ mơ động thái cấu trúc rừng
(20)Quá trình tái sinh bổ sung: R = 0,135*N0 (4-12)
Số chuyển cấp cấp đường kính (Ok - Nk):
Ok = -0,374 + 0,388 * Nk -0,00046* Nk2
Số chết cấp kính mô hàm: Mk = -0,905 + 0,182 * Nk
Sau có phương trình này, ta tiến hành nạp yếu tố mơ hình vào sơ đồ mơ
Sau hồn thiện sơ đồ mơ ta xuất mơ hình tệp văn
Kết chạy mơ hình phản ánh động thái hệ thống thấy xu hướng biến đổi yếu tố qua thời gian, từ có nhìn khái quát động thái hệ thống Số liệu nghiên cứu thu thập theo giai đoạn 11 năm, bước thời gian tương ứng với biến đổi rừng 11 năm
Để thấy rõ quy luật biến động này, ta tiến hành vẽ đồ thị để thấy quy luật cách khái quát
(21)sử dụng phương pháp tính thủ cơng cách sử dụng phương trình tương quan nhân tố điều tra phát hỗ trợ phần mềm Microsoft Excel trình bày chi tiết
4.4.2 Sử dụng phương trình xác định để mô động thái cấu trúc lâm phần
Mơ hình tỷ lệ chết xây dựng sở số liệu quan sát từ ô định vị định kỹ định mô hàm tổng qt là: M=f(G,N)
Mơ hình tái sinh bổ sung mô với hàm tổng quát R=f(G,N)
Q trình chuyển cấp đường kính thay đổi cấu trúc rừng tính theo cơng thức (2-11):
Nk,t+1 = Nk,t + Rk – Ok – Mk
Thử nghiệm tính tốn q trình động thái cho trạng thái IV Hang Kia – Pà Cò Các phương trình sử dụng để tính tốn sau:
- Quá trình tái sinh bổ sung: 13,5%*N0 (trạng thái IV)
- Số chuyển cấp xác định công thức: Ok = -0,374 + 0,388 * Nk -0,00046* Nk2
- Số chết xác định công thức: Mk = -0,905 + 0,182 * Nk
(22)(23)4.5 Đề xuất số giải pháp quản lý rừng
4.5.1 Đề xuất mẫu định hướng
Luận án chọn ba mẫu định hướng N/D1.3 cho lâm
phần nghiên cứu tương ứng với trạng thái Các tiêu chí để lựa chọn, đề xuất mẫu định hướng bao gồm:
1 Tổ thành loài đa dạng, gồm loài địa chiếm ưu
2 Tổng tiết diện ngang trữ lượng cao
3 Có phân bố N/D theo phân bố giảm, mô tốt phân bố khoảng cách
4 Đặc trưng lâm phần mẫu mang tính phổ biến
Các mẫu định hướng sở cho việc áp dụng biện pháp kỹ thuật lâm sinh trình chăm sóc, ni dưỡng rừng
4.5.2 Đề xuất số biện pháp quản lý rừng khu vực nghiên cứu
Trên sở kết nghiên cứu, đề tài đề xuất số biện pháp quản lý rừng sau:
- Giải pháp kỹ thuật điều tiết cấu trúc: Là giải pháp kỹ thuật tác động nhằm dẫn dắt rừng đạt cấu trúc rừng định hướng
+ Đối với lâm phần đạt ngưỡng mong muốn, cần trì trạng thái ổn định, cần tiến hành khoanh nuôi bảo vệ rừng Tránh tác động xấu tới rừng
(24)Với trạng thái rừng khác biện pháp kỹ thuật lâm sinh áp dụng cần phù hợp với đặc trưng trạng thái rừng Trên sở nghiên cứu đề tài đề xuất số biện pháp kỹ thuật lâm sinh cho đối tượng rừng cụ thể
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1 Kết luận
1.1 Về đặc điểm cấu trúc rừng
Số loài khu vực nghiên cứu biến động từ 56 đến 106 loài Số loài chiếm ưu rõ rệt ô tiêu chuẩn từ - loài Tổ thành thực vật có khác biệt đáng kể ô khu vực nghiên cứu
Phân bố N/D1.3 có dạng giảm Số lớn tập trung cấp
đường kính thứ cấp đường kính thứ hai Đường kính trung bình Hang Kia - Pà Cò thấp Tại Xuân Sơn Hàm khoảng cách phù hợp để mô tả phân bố số theo cấp đường kính
Phân bố N/Hvn có dạng đường cong nhiều đỉnh, không đồng ô nghiên cứu Cả ba hàm phân bố không phù hợp để mô tả phân bố N/Hvn Hang Kia - Pà Cị Hàm Weilbul thích hợp để mơ tả phân bố khu vực Xuân Sơn
1.2 Về động thái cấu trúc rừng
(25)Biến động số theo cấp đường kính OTC có chênh lệch khơng đáng kể, có tập trung số lớn cấp đường kính từ 10 cm đến 20 cm Tỉ lệ chết tự nhiên cao cấp đường kính nhỏ
1.3 Về động thái tái sinh bổ sung, chuyển cấp tỉ lệ chết: số
cây chết khu vực Hang Kia – Pà Cị 222 cây, bình qn năm chết 20 toàn khu vực nghiên cứu (khoảng cây/ha/năm) Tỉ lệ chết tương ứng khoảng 9,7% Tại khu vực VQG Xuân Sơn, số chết 90 cây, bình quân 2,7 cây/ha/năm Tỉ lệ chết tương ứng khoảng 7,5%
Tỉ lệ tái sinh bổ sung Hang Kia – Pà Cò khoảng 15,5% (tương đương 1,4%/năm) Xuân Sơn 12% (tương đương 1,1%/năm) Tỉ lệ chuyển cấp có khác biệt cỡ đường kính đối tượng OTC khác
Chưa tìm thấy tồn mối quan hệ số tái sinh bổ sung nhân tố khác Tồn mối quan hệ số chuyển cấp, số chết cấp đường kính, số cấp đường kính
Các phương trình phù hợp để mơ động thái: - Trạng thái IIIA3:
Ok = -0,318 + 0,599 * Nk - 0,002* Nk2 + 4,971*10-6* Nk3
Mk = 0,236 + 0,126 * Nk
- Trạng thái IV:
Ok = -0,374 + 0,388 * Nk -0,00046* Nk2
M
k = -0,905 + 0,182 * Nk
- Trạng thái IIIB:
Ok = 95,739 – 3,915* Dk + 0,054* Dk2 – 0,00025* Dk3
M
(26)1.4 Đề xuất ứng dụng kết nghiên cứu
Sử dụng phần mềm MM&S phương trình tìm để mơ động thái cấu trúc rừng
1.5 Đề xuất số biện pháp quản lý rừng
Nghiên cứu động thái cấu trúc làm sở đề xuất biện pháp tác động nhằm mục đích dẫn dắt rừng theo mẫu định hướng Căn vào tiêu động thái thực tế, vào phương trình tương quan tìm ra, dự đốn kết cấu lâm phần tương lai, phục vụ cho công tác quản lý bền vững tài nguyên rừng Trên sở đề xuất số giải pháp quản lý rừng theo hướng bền vững 2 Tồn
- Chưa thực nghiên cứu tương tự nhiều địa điểm khác
- Nghiên cứu OTCĐV với thời gian 11 năm nên quy luật động thái chưa thể rõ ràng
3 Kiến nghị
- Tiếp tục theo dõi OTC định vị năm để nhận định xác kết q trình động thái
(27)NHỮNG ĐĨNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
1 Đã xác định đặc điểm động thái, cấu trúc tầng gỗ quần xã thực vật rừng Khu Bảo tồn thiên nhiên Hang Kia – Pà Cò Vườn Quốc gia Xuân Sơn
2 Đã xác định số phương trình tốn học mơ động thái cấu trúc tầng gỗ dự đoán cấu trúc rừng tương lai
3 Đã xác định thay đổi lớp tái sinh, số lượng chết số lượng bổ sung vào tầng gỗ quần xã thực vật Khu Bảo tồn thiên nhiên Hang Kia – Pà Cò Vườn Quốc gia Xuân Sơn
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ
1 Nguyễn Tiến Dũng, “Một số đặc điểm động thái cấu trúc rừng tự nhiên Khu bảo tồn thiên nhiên Hang Kia – Pà Cò”, Tạp chí khoa học Lâm nghiệp, Viện Khoa học Lâm nghiệp, 2013, số 04/2013
2 Nguyễn Tiến Dũng, “Mô số trình động thái cấu trúc rừng tự nhiên Vườn quốc gia Xuân Sơn – Phú Thọ”, Tạp chí Nơng nghiệp phát triển nông thôn, 2014, Số 05/2014 (236) 3 Nguyễn Tiến Dũng, Trần Văn Con, “Một số đặc điểm cấu trúc rừng tính đa dạng thực vật khu bảo tồn thiên nhiên Hang Kia – Pà Cò”, Tạp chí Nơng nghiệp phát triển nơng thơn, 2014, Số 06/2014 (237)
4 Nguyen Tien Dung, “Visualization and simulation of structural dynamics of natural broad-leaved evergreen forest at Xuan Son national park”, Academia Journal of Biology, 2018, Vol 40, No (2018)