Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của một số trạng thái rừng tự nhiên tại tỉnh bắc giang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - - LÝ TRƯỜNG THÀNH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN TẠI TỈNH BẮC GIANG LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC Thái Nguyên, 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - - LÝ TRƯỜNG THÀNH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN TẠI TỈNH BẮC GIANG Ngành: Lâm học Mã ngành: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:TS Hoàng Văn Thắng Thái Nguyên, 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu số đặc điểm cấu trúc trạng thái rừng tự nhiên tỉnh Bắc Giang cơng trình nghiên cứu nghiêm túc thân tơi, cơng trình thực hướng dẫn TS Hoàng Văn Thắng thời gian từ năm 2018 đến 2020 Các số liệu, kết nêu luận văn là trung thực và chưa công bố cơng trình khác Các thơng tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Thái Nguyên, tháng năm 2020 Tác giả Lý Trường Thành ii LỜI CẢM ƠN Luận văn này hoàn thành Trường Đại học Nơng Lâm Thái Ngun theo chương trình đào tạo Cao học Lâm nghiệp, chuyên ngành Lâm học, khoá 26B (2018 - 2020) Trong trình học tập hoàn thành luận văn, tác giả nhận quan tâm, giúp đỡ Ban giám hiệu, Khoa Đào tạo Sau đại học và thầy giáo, cô giáo thuộc Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Nhân dịp này tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu Trước tiên, tác giả xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới TS Hoàng Văn Thắng với tư cách là người hướng dẫn khoa học, tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tác giả suốt trình thực luận văn này Tác giả xin chân thành cảm ơn tập thể Ban quản lý rừng phịng hộ huyện Ngun Bình, tỉnh Cao Bằng tạo điều kiện giúp đỡ cho tác giả suốt trình học tập và hoàn thành luận văn Cuối tác giả xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè và người thân gia đình giúp đỡ, động viên tác giả suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn Tôi xin cam đoan số liệu thu thập, kết nghiên cứu tính tốn, thơng tin trích dẫn luận văn dẫn có nguồn gốc Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 10 năm 2020 Tác giả Lý Trường Thành iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu chung: 2.2.Mục tiêu cụ thể: .2 Ý nghĩa đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài: 3.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài Chương 1.TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Nghiên cứu cấu trúc tổ thành 1.1.2 Nghiên cứu cấu trúc tầng thứ 1.1.3 Nghiên cứu cấu trúc mật độ 1.1.4 Nghiên cứu phân bố số theo đường kính chiều cao 1.1.5 Nghiên cứu tái sinh rừng 1.2 Ở Việt Nam 12 1.2.1 Nghiên cứu cấu trúc tổ thành 12 1.2.2 Về nghiên cứu cấu trúc tầng thứ 13 1.2.3 Nghiên cứu cấu trúc mật độ 14 1.2.4 Nghiên cứu định lượng mối quan hệ nhân tố cấu trúc 15 1.2.5 Nghiên cứu tái sinh rừng 16 1.3 Nhận xét chung 18 Chương 2.ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 21 2.1 Khái quát đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu 21 2.1.1 Điều kiện tự nhiên 21 1.2 Địa hình, địa mạo: 21 1.3 Đặc điểm khí hậu: 22 1.4 Thủy văn: .22 iv 1.5 Đặc điểm thiên tai: 23 Các nguồn tài nguyên 23 2.1 Tài nguyên đất 23 2.2 Tài nguyên nước: 24 2.3 Tài nguyên rừng: 25 2.4 Tài nguyên khoáng sản: .26 2.5 Tài nguyên nhân văn: 26 Các nguồn lực người 26 3.1 Dân số : 26 Chương 3.ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 3.1 Đối tượng giới hạn nghiên cứu 28 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 28 3.1.2 Giới hạn nghiên cứu 28 3.2 Nội dung nghiên cứu 28 3.2.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cao 28 3.2.2 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng tái sinh 28 3.2.3 Đề xuất biện pháp lâm sinh tác động phù hợp 28 3.4 Phương pháp nghiên cứu 29 3.4.1 Phương pháp thu thập số liệu 29 3.4.2 Phương pháp xử lý số liệu 32 Chương 4.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36 4.1 Đặc điểm cấu trúc tầng cao 36 4.1.1 Cấu trúc mật độ tiêu sinh trưởng lâm phần 36 4.1.2 Cấu trúc tổ thành loài tầng cao 39 4.1.3 Cấu trúc tầng thứ 41 4.1.4 Cấu trúc N/D1.3, N/Hvn 43 4.1.5 Kiểu phân bố tầng cao 50 4.2 Đặc điểm cấu trúc tầng tái sinh 51 4.2.1 Mật độ tái sinh 51 4.2.2 Tổ thành tái sinh 54 4.2.3 Phân bố cấp chiều cao tái sinh 57 4.2.4.Kiểu phân bố tầng tái sinh 61 4.3 Đề xuất biện pháp lâm sinh tác động phù hợp .61 4.3.1 Đề xuất biện pháp lâm sinh tác động tầng cao 62 4.3.2 Đề xuất biện pháp lâm sinh tác động tầng tái sinh 62 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ 64 KẾT LUẬN .64 KHUYẾN NGHỊ .65 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU T T Giải nghĩa Từ viết tắt BG Bộ NN&PTNT Bắc Giang Bộ Nông nghiệp Phát triển nơng thơn D1.3 Dt Đường kính đo vị trí 1.3m Đường kính tán Fi% G Tỷ lệ phần trăm số ô điều tra có lồi i xuất tổng số điều tra Tiết diện ngang Gi% Hvn Hvn Tỷ lệ phần trăm theo tiết diện ngang Chiều cao vút Chiều cao vút 10 11 12 IV% LRTX M Trị số mức độ quan trọng Lá rộng thường xanh Trữ lượng 13 14 15 16 N N/D N/H Ni% Số Phân bố số theo cấp đường kính Phân bố số theo cấp chiều cao Tỷ lệ phần trăm theo số 17 OTC Ô tiêu chuẩn 18 QĐ-UBND Quyết định-Ủy ban nhân dân 19 20 S% TB-VPCP Hệ số biến động Thơng báo-Văn phịng phủ vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1: Mật độ số tiêu sinh trưởng trạng thái rừng tự nhiên khu vực nghiên cứu 36 Bảng 4.2: Bảng phẩm chất trạng thái rừng khu vực nghiên cứu 38 Bảng 4.3: Bảng tổ thành loài tầng gỗ ô tiêu chuẩn trạng thái rừng tự nhiên khu vực nghiên cứu 40 Bảng 4.4: Phân bố cấu trúc tầng cao trạng thái rừng khu vực nghiên cứu 42 Bảng 4.5 Xác định phân bố N/D1.3 cho OTC thuộc trạng thái rừng tự nhiên điều tra khu vực nghiên cứu 45 Bảng 4.6 Kết mô phân bố lý thuyếtN/Hvn trạng thái rừng tự nhiêntại khu vực nghiên cứu 49 Bảng 4.7: Kiểu phân bố tầng trạng thái rừng tự nhiên khu vực nghiên cứu 51 Bảng 4.8: Mật độ số tiêu sinh trưởng tầng tái sinh trạng thái rừng tự nhiên khu vực nghiên cứu 53 Bảng 4.9: Tổ thành tầng tái sinh trạng thái rừng tự nhiên khu vực nghiên cứu 55 Bảng 4.10: Phân cấp tái sinh theo cấp chiều cao trạng thái rừng 58 Bảng 4.11: Kiểu phân bố mặt đất tầng tái sinh trạng thái rừng khu vực nghiên cứu 61 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1 Biểu đồ so sánh chất lượng sinh trưởng lâm phần rừng tự nhiên khu vực nghiên cứu 39 Hình 4.2: Rừng phục hồi sau khai thác kiệt (IIB) khu vực nghiên cứu 39 Hình 4.3: Biểu đồ phân bố N/D1.3 theo hàm Mayer trạng thái IIB khu vực nghiên cứu 46 Hình 4.4: Biểu đồ phân bố N/D1.3 theo hàm Mayer trạng thái IIIA2 khu vực nghiên cứu 46 Hình 4.5: Biểu đồ phân bố N/D1.3 theo hàm Mayer trạng thái IIIA3 khu vực nghiên cứu 47 Hình 4.6 Biểu đồ phân bố thực nghiệm số theo cấp chiều cao trạng thái rừng khu vực nghiên cứu .48 Hình 4.7 Biểu đồ phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm N/Hvn trạng thái IIB .49 Hình 4.8 Biểu đồ phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm N/Hvn trạng thái IIIA2 50 Hình 4.9 Biểu đồ phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm N/Hvn trạng thái IIIA3 50 Hình 4.10 Biểu đồ phân bố số tái sinh theo cấp chiều cao trạng thái rừng tự nhiên điều tra tỉnh Bắc Giang 60 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mất rừng suy thoái rừng tự nhiên và gây nhiều hệ lụy nghiêm trọng kinh tế, xã hội, môi trường và đa dạng sinh học Trong giai đoạn 1945 1975, Việt Nam triệu rừng tự nhiên, tương đương 100.000 ha/năm; giai đoạn 1975 - 1.990, 2,8 triệu rừng tự nhiên, tương đương 140.000 ha/năm; và giai đoạn từ năm 2005 đến diện tích rừng tự nhiên nước ta trì quanh ngưỡng 10,2 - 10,3 triệu chất lượng rừng tiếp tục suy giảm mạnh (Tổng cục Lâm nghiệp, 2020) Trước năm 1945, phần lớn diện tích rừng tự nhiên nước ta rừng giàu với trữ lượng gỗ khoảng 200 – 300m3/ha, loài gỗ q Đinh, Lim, Sến, Táu, Nghiến, Trai, Gụ phổ biến đến năm 2016 có tới 66,8% diện tích rừng gỗ tự nhiên nước ta rừng nghèo, nghèo kiệt rừng phục hồi (trữ lượng 10 - 100 m3/ha), diện tích rừng giàu (201 - 300 m3/ha) chiếm 8,7% cịn lại 24,5% rừng có trữ lượng trung bình (101 - 200 m3/ha) (Bộ NN&PTNT, 2016) Chính phủ định dừng khai thác rừng tự nhiên theo thơng báo số 511/TB-VPCP ngày 01/11/2017 Văn Phịng Chính phủ rừng có thời gian phục hồi phát triển Tuy nhiên áp dụng biện pháp khoanh ni bảo vệ hiệu phục hồi rừng chậm Con người cần có nhiều biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động xúc tiến tái sinh tự nhiên, trồng bổ sung, làm giàu rừng, vệ sinh rừng,… nhằm thúc đẩy trình tái sinh tự nhiên, cải thiện mật độ, tổ thành tầng tái sinh, tầng cao, bước nâng cao chất lượng rừng theo mục đích kinh doanh Để giải pháp kỹ thuật đưa đạt hiệu cao chủ rừng cần có hiểu biết tốt đặc điểm trạng khu rừng mình, bao gồm đặc điểm cấu trúc tầng cao (mật độ, tổ thành, phân bố số theo cấp đường kính, số theo cấp chiều cao, cấu trúc tầng thứ,…), cấu trúc tầng tái sinh (mật độ tái sinh, tổ thành tái sinh, phân bố tái sinh theo cấp chiều cao tỷ lệ tái sinh có triển vọng, mạng hình phân bố tái sinh,…) Các đặc điểm cấu trúc tái sinh có khác theo khu vực, điều kiện lập địa, trạng thái rừng, 58 Bảng 4.10: Phân cấp tái sinh theo cấp chiều cao trạng thái rừng Phân cấp chiều cao tái sinh Kiểu rừng OTC Tổng < 1m (cây/ha) Cây/ha IIB IIIA2 IIIA3 - 2m Tỷ lệ (%) Cây/ha - 3m Tỷ lệ (%) Cây/ha > 3m Tỷ lệ (%) Cây/ha Tỷ lệ (%) BG1 11.989 8.333 69,5 856 7,1 600 5,0 2.200 18,4 BG2 10.644 8.611 80,9 1.033 9,7 500 4,7 500 4,7 BG3 11.533 5.000 43,4 3.733 32,4 - - 2.800 24,3 TB 11.389 7.315 64,6 1.874 16,4 367 3,2 1.833 15,8 BG4 13.000 7.222 55,6 2.778 21,4 500 3,8 2.500 19,2 BG5 8.400 4.167 49,6 1.233 14,7 700 8,3 2.300 27,4 BG6 10.000 5.833 58,3 1.767 17,7 200 2,0 2.200 22,0 TB 10.467 5.741 54,5 1.926 17,9 467 4,7 2.333 22,9 BG7 8.567 5.278 61,6 1.589 18,5 200 2,3 1.500 17,5 BG8 11.856 4.167 35,1 4.211 35,5 1.178 9,9 2.300 19,4 BG9 9.588 4.444 46,3 2.144 22,4 300 3,1 2.700 28,2 TB 10.004 4.630 47,7 2.648 25,5 559 5,1 2.167 21,7 59 Từ kết bảng 3.10 cho thấy, nhìn chung số lượng tái sinh giảm xuống theo cấp chiều cao tất trạng thái ô tiêu chuẩn nghiên cứu Số lượng tái sinh cấp chiều cao 1m chiếm chủ yếu dao động từ 35,1-80,9% tổng số lượng tái sinh ô tiêu chuẩn Tiếp đến, cấp chiều cao từ 1-2m chiếm tỷ lệ 7,1-35,5%, cấp chiều cao từ 2-3 m có tái sinh phân bố chiếm khoảng 0-9,9%, mật độ tái sinh có chiều cao 3m lớn cấp 2-3m, chiếm từ 4,7-28,2% Đối với trạng thái IIB, mật độ tái sinh 1m đạt từ 5.000-8.611 cây/ha, chiếm từ 40,3-80,9%; cấp chiều cao 1-2m mật độ tái sinh dao động từ 8563.733 cây/ha chiếm 7,1-32,4%; tiếp đến cấp chiều cao từ 2-3m mật độ tái sinh đạt thấp, có khoảng từ 0-600 cây/ha, chiếm 0-5,0%; chiều cao 3m, mật độ tái sinh 500-2.800 cây/ha chiếm 4,7-24,3% Cũng trạng thái IIB, mật độ tái sinh trạng thái IIIA2 có số lượng cấp nhỏ 1m là lớn nhất, dao động từ 4.167-7.222 cây/ha, chiếm 49,6-58,3% tổng số lượng tái sinh ô tiêu chuẩn; cấp chiều cao 1-2m dao động từ 1.233-2.778 cây/ha, chiếm 14,7-21,4%; chiếm tỷ lệ thấp từ 2,0-8,3% cấp chiều cao từ 2-3m có khoảng 200-700 cây/ha; cấp chiều cao lớn 3m số lượng tái sinh dao động từ 2.200-2.500 cây/ha, chiếm 19,2-27,4% tổng số tái sinh lâm phần Đối với trạng thái IIIA3 tầng tái sinh có chiều cao 1m chiếm số lượng lớn nhất, đạt từ 4.167-5.278 cây/ha, chiếm từ 35,1-61,6%; cấp chiều cao 1-2m mật độ tái sinh dao động từ 1.589-4.211 cây/ha, chiếm 18,5-35,5%; cấp chiều cao từ 2-3m mật độ tái sinh đạt thấp, có khoảng từ 200-1.178 cây/ha, chiếm 3,1-9,9%; chiều cao 3m, mật độ tái sinh 1.500-2.700 cây/ha chiếm 17,5-28,2% Kết mô phân bố số tái sinh theo cấp chiều cao thể trực quan thơng qua biểu đồ hình 4.10 60 Hình 4.10 Biểu đồ phân bố số tái sinh theo cấp chiều cao trạng thái rừng tự nhiên điều tra tỉnh Bắc Giang Từ kết phân tích rút số nhận xét sau: - Cả trạng thái điều tra có số lượng tái sinh giảm mạnh theo cấp chiều cao, đặc biệt cấp chiều cao 3m và cấp chiều cao lại Do đó, khơng có biện pháp tác động phù hợp tương lai lớp kế cận lớp có chiều cao >3m để tham gia vào tổ thành tầng cao sẽ bị thiếu hụt, làm cho lâm phần phát triển không bền vững Mặt khác, tổ thành tầng tái sinh cho thấy, phần lớn loài tái sinh chiếm ưu công thức tổ thành là tái sinh phi mục đích, có giá trị kinh tế Một số loài tái sinh mục đích Lim xanh, Xoan đào, Táu mặt quỷ lại chiếm hệ số tổ thành thấp, dao động từ 5-10% mẹ loài này lại chiếm ưu tầng cao Ngoài ra, tái sinh trạng thái điều tra có phân bố cụm Như vậy, số biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động tầng tái sinh khu vực sau: - Thực phát luỗng dây leo, bụi, thảm tươi, tỉa bớt mạ tái sinh phi mục đích nhằm tạo điều kiện cho lớp tái sinh là mạ, tái sinh có chiều cao 1-2m phát triển để bổ sung vào cấp chiều cao 2-3m bị thiếu hụt tái sinh trạng thái rừng điều tra - Tỉa bớt tái sinh phi mục đích nhằm tạo điều kiện cho tái sinh mục đích phát triển từ cải thiện tổ thành tầng tái sinh theo định hướng kinh doanh nhằm cung cấp gỗ có giá trị kinh tế (Lim xanh, Xoan đào, Táu mặt quỷ, ) cho tổ thành tầng cao tương lai - Chặt gieo giống, chặt mở tán tầng cao nhằm tạo điều kiện cho mẹ Lim xanh, Xoan đào, Táu mặt quỷ, tăng cường khả gieo giống để bổ sung tái sinh có giá trị cho tầng tái sinh 64 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu đạt được, đề tài có số kết luận sau đây: - Rừng tự nhiên khu vực nghiên cứu thuộc trạng thái rừng nghèo (trạng thái IIB), rừng trung bình (trạng thái IIIA2, IIIA3) Mật độ tầng cao dao động từ 827-1.044 cây/ha, sinh trưởng đường kính trung bình từ 12,6-14,9cm; chiều cao trung bình từ 10,9-12,4m; tổng tiết diện ngang từ 12,1-22,7m2/ha; trữ lượng rừng dao động từ 68,4-159,6 m3/ha - Số loài gỗ thuộc tầng cao tiêu chuẩn dao động từ 43-92 lồi/OTC Xét theo trạng thái rừng IIB có 50 lồi, trạng thái IIIA2 có 73 lồi trạng thái IIIA3 có 79 loài, tùy theo trạng thái rừng có 0-8 loài ưu tham gia vào cơng thức tổ thành 2/3 OTC thuộc trạng thái rừng IIB hình thành ưu hợp với từ 4-7 lồi, trạng thái IIIA2 IIIA3 khơng có hình thành ưu hợp - Cả trạng thái rừng điều tra hình thành tầng tán rõ ràng (tầng vượt tán, tầng tán tầng tán) Có thể sử dụng phân bố khoảng cách phân bố Mayer để mô phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIA2 IIIA3 khu vực nghiên cứu sử dụng phân bố này để mô quy luật phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIB Phân bố N/D1.3 tầng cao trạng thái rừng tự nhiên khu vực nghiên cứu có giảm mạnh cấp kính lớn, số gỗ có trạng thái rừng này tập trung chủ yếu cỡ kính nhỏ 16 cm Các trạng thái rừng điều tra bị tác động mạnh và sử dụng hàm Mayer, Weibull và khoảng cách để mô phân bố lý thuyết N/Hvn - Chỉ có 2/9 OTC điều tra thuộc trạng thái IIB IIIA3 tầng cao có phân bố cách đều, OTC cịn lại có phân bố ngẫu nhiên Tuy nhiên tiến hành kiểm tra đồng gộp mẫu theo trạng thái để kiểm tra mạng hình phân bố trạng thái IIB, IIIA2 IIIA3 có phân bố cách - Mật độ tái sinh trạng thái rừng tự nhiên tỉnh Bắc Giang cao, trung bình trạng thái điều tra dao động từ 10.004-11.389 cây/ha có tới chiếm 70,3-78,0% mạ có D1.3