Five permanent plots (with signs ML1, ML2, ML3, ML4 and ML5) were choosed to collect litterfall samples in the secondary forest from age of 10 years to age of 25 years at[r]
(1)29(1): 40-46 T¹p chÝ Sinh häc 3-2007
Năng suất lợng rơi rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên tại Trạm đa dạng sinh học Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc
Lê Đồng Tấn, Đỗ Hoàng Chung
Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật Lợng rơi (litterfall) l mắt xÝch quan träng
của vịng tuần hồn vật chất hệ sinh thái rừng Đó đ−ờng chủ yếu di chuyển vật chất hữu chất khống từ thảm thực vật xuống đất thơng qua q trình phân hủy khống hóa L−ợng rơi cịn phận cấu trúc sinh khối phần mặt đất thảm thực vật Theo Clark D A cs (2001), l−ợng rơi chiếm đến suất sơ cấp phần mặt đất [6]
Ngay sau rơi xuống mặt đất, l−ợng rơi đ−ợc phân hủy Quá trình diễn d−ới tác động yếu tố vô sinh (nhiệt độ, độ ẩm, l−ợng m−a, độ pH môi tr−ờng, hàm l−ợng chất dinh d−ỡng chất khống có l−ợng rơi) yếu tố hữu sinh (nấm, vi sinh vật, động vật đất ) Các chất dinh d−ỡng chất khống tạo từ q trình phân hủy l−ợng rơi lại đ−ợc thực vật hấp thụ sử dụng cho trình sinh tr−ởng, phát triển [7, 8] Q
trình diễn liên tục, tạo nên chu trình khép kín - chu trình dinh d−ỡng hệ sinh thái Trong chu trình đó, phần lớn chất dinh d−ỡng th−ờng nằm thể thực vật Vì vậy, vùng đất khơ cằn, nghèo kiệt, hình thành kiểu rừng (hay kiểu thảm thực vật) có sinh khối lớn [5]
Vì vậy, việc nghiên cứu yếu tố ảnh h−ởng đến tái sinh tự nhiên rừng, khơng thể bỏ qua l−ợng rơi q trình phân hủy chúng D−ới số dẫn liệu suất l−ợng rơi rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên Trạm đa dạng sinh học Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc (Viện Sinh thái Tài nguyờn sinh vt)
I phơng pháp nghiên cứu
Chúng đl nghiên cứu l−ợng rơi ô định vị có ký hiệu ML1, ML2, ML3, ML4 ML5 (bảng 1)
B¶ng
Tọa độ, độ cao, độ dốc h−ớng phơi ô định vị thu mẫu l−ợng rơi tại Trạm đa dạng sinh học Mê Linh (Vĩnh Phúc)
Tọa độ
STT §iĨm thu
mẫu Kinh độ Vĩ độ
Độ cao so với
mặt biển Độ dốc
Hớng phơi
1 ML1 21o 23'21''' 105o 42'54'' 120 m 15o Tây - Bắc
2 ML2 21o 23'39'' 105o 43'30'' 240 m 20o T©y
3 ML3 21o 23'33'' 105o 43'10'' 230 m 15o T©y
4 ML4 21o 23'52'' 105o 43'12'' 225 m 15o T©y
5 ML5 21o 24'07'' 105o 43'18'' 285 m 20o T©y - Nam
L−ợng rơi đ−ợc thu thập theo ph−ơng pháp bẫy l−ợng rơi [3, 4] Theo ph−ơng pháp này, định vị đặt ngẫu nhiên bẫy có kích th−ớc m2
(1 m × m) Hàng tháng, thu toàn vật rơi bẫy phân chia thành phận: cành,
các phận khác (chồi, hoa, quả) Sau cân để xác định trọng l−ợng, gộp phận bẫy ô định vị, trộn đều, lấy phận 0,1-0,3 kg để làm mẫu xác định trọng l−ợng khơ tuyệt đối phân tích
(2)Xác định trọng l−ợng khô tuyệt đối: mẫu sau phơi khô nhiệt độ phòng, đ−ợc sấy tủ sấy nhiệt độ 105oC liên tục Sau
đó, 30 phút cân lần; cân liên tục trọng l−ợng không đổi
Năng suất l−ợng rơi (tổng số, cành, lá) năm đ−ợc tính g/m2/năm quy đổi thành
kg/ha/năm theo trọng l−ợng khô tuyệt đối Diễn biến l−ợng rơi theo tháng năm đ−ợc tính g/m2/tháng theo trọng l−ợng khô tuyệt
đối Số liệu đ−ợc xử lý theo ph−ơng pháp thống kê sinh học sử dụng phần mềm exel để tính tốn kt qu
II Kết thảo luận
1. Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cøu
Trạm đa dạng sinh học Mê Linh thuộc Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật, đ−ợc xây dựng xl Ngọc Thanh, huyện Mê Linh (nay thị xl Phúc Yên), tỉnh Vĩnh Phúc; có tổng diện tích tự nhiên 170,3 ha, tọa độ địa lý từ 21o23'57'' đến
21o25'15'' vĩ bắc từ 105o42'40'' đến 105o46'65''
kinh đông, độ cao từ 100-500 m so với mặt biển Địa hình: khu vực nghiên cứu s−ờn núi kéo dài theo h−ớng đông-nam dly núi Tam Đảo độ cao từ 300 m trở lên, có địa hình dốc (độ dốc trung bình 25o-30o), có nhiều đá lộ
đầu D−ới 300 m, địa hình phẳng (độ dốc trung bình 15o-20o) chủ yếu núi đất
Kết hợp với s−ờn đông nhánh núi thuộc V−ờn quốc gia Tam Đảo, toàn khu vực thung lũng dài khoảng 4-5 km rộng 1-2 km
Thổ nh−ỡng: chiếm phần lớn diện tích đất pheralit mùn đỏ vàng độ cao 300 m; tiếp đến đất pheralit vàng đỏ phát triển loại đá khác độ cao d−ới 300 m Dọc theo chân núi, độ cao d−ới 100 m, đất dốc tụ phù sa Loại đất chiếm diện tích khơng lớn, khoảng 3-4
Khí hậu: số liệu quan trắc Trạm khí t−ợng thủy văn Vĩnh Yên cho thấy nhiệt độ trung bình năm 23,9oC (trung bình mùa hè 27-29oC,
trung bình mùa đơng 16-17oC) L−ợng m−a trung
bình 1358,7 mm/năm; mùa m−a từ tháng đến tháng 10, chiếm 90% l−ợng m−a năm; m−a tập trung từ tháng đến tháng 9, cao vào tháng 8; số ngày m−a nhiều, 142 ngày/năm Độ ẩm trung bình 83%, thấp vào tháng (d−ới 80%)
Thủy văn: khu vực, có suối Quân Boong bắt nguồn từ độ cao 300 m, chảy dọc
theo thung lũng ranh giới Trạm đa dạng sinh học Mê Linh V−ờn quốc gia Tam Đảo; qua thôn Đồng Trầm (xl Ngọc Thanh) suối đổ vào hồ Đại Lải
Thảm thực vật: theo kết điều tra, toàn diện tích Trạm tr−ớc vốn đ−ợc che phủ kiểu rừng kín th−ờng xanh m−a mùa nhiệt đới; nay, đl bị phá hủy hồn toàn đ−ợc thay trạng thái thứ sinh nhân tác, bao gồm từ thảm cỏ đến thảm bụi rừng thứ sinh giai đoạn diễn lên Đặc điểm kiểu thảm thực vật đl đ−ợc mô tả chi tiết cơng trình cơng bố gần [1, 2]
Tổng hợp số liệu điều tra ô tiêu chuẩn có diện tích 2000 m2 cho thấy thảm thực vật ô
nh v l −u hợp thực vật gồm chủ yếu loài tiên phong −a sáng Đặc điểm lâm học −u hợp thực vật đ−ợc trình bày bng
2. Năng suất lợng rơi
Có nhóm tạo thành suất lợng rơi gồm lá, cành nhóm các quan sinh sản, chồi vỏ thân Thực tế nhóm quan sinh sản, chồi vỏ th©n chØ chiÕm mét tû lƯ rÊt thÊp (0,1-0,2% tỉng lợng rơi hàng năm) Vì vậy, không thống kê riêng nhóm mà gộp vào nhóm cành rơi
(3)B¶ng
Đặc điểm thảm thực vật ô định vị thu mu lng ri
tại Trạm đa dạng sinh học Mê Linh (số liệu tổng hợp ô tiêu chuẩn 2000 m2)
Loài u thế Ô
định vị
Tuæi* D (cm)
H (m)
Mật độ (cây/ha)
Độ tàn
che Tên khoa học Tên phổ thông
Toxicodendron succedanea
(L.) Mold S¬n rõng
Canarium parvum Leenh Tr¸m chim
ML1 10 8,7 ± 0,2 7,4 ± 0,3 135 ± 30 0,6
Cratoxylum polyanthum
(Kurz.) Kurz Thành ngạnh Liquidambar formosana
Hance Sau sau
Toxicodendron succedanea
(L.) Mold S¬n rõng
Actinodaphne pilosa
(Lour.) Merr Bép l«ng
ML2
15 10,2 ± 0,3 9,6 ± 0,4 1280 ± 50 0,7
Canarium parvum Leenh Tr¸m chim Styrax tonkinensis
(Pierre) Craib ex Hartwiss Bồ đề Macaranga denticulata
(Blume) Muell.-Arg L¸ nÕn Toxicodendron succedanea
(L.) Mold S¬n rõng
ML3 15 15,3 ± 0,25 12,5 ± 0,5 1130 ± 40 0,7
Syzygium sp Tr©m Neohouzeaua dullooa
(Gamble) A Camus Nøa Styrax tonkinensis
(Pierre) Craib ex Hartwiss Bồ đề
ML4 15 13,6 ± 0,4 10,4 ± 0,6 200 ± 45 0,8
Choerospondias sp Dâu gia xoan Saraca dives Pierre Vàng anh Diospyros sp ThÞ
ML5 25 20,2 ± 0,5
16,5 ± 0,6 950 ± 30 0,9
Bischofia javanica Blume Nhội
Ghi chú: * năm phục hồi; D đờng kính thân cây; H chiều cao
Bảng
Năng suất lợng rơi (tấn/ha/năm) rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên tại Trạm đa dạng sinh học Mê Linh
Lợng rơi
Lá Cành bé phËn kh¸c*
Ơ định vị Tổng số
(tấn/ha/năm) Khối lợng
(tấn/ha/năm) %
Khối lợng
(tấn/ha/năm) %
ML1 8,24 ± 0,94 6,83 ± 0,82 82,87 1,41 ± 0,34 17,13
ML2 8,69 ± 1,78 6,78 ± 1,89 78,10 1,90 ± 0,39 21,90
ML3 9,47 ± 0,84 7,75 ± 0,76 81,83 1,72 ± 0,43 18,17
ML4 13,06 ± 1,55 11,22 ± 1,33 85,89 1,84 ± 0,53 14,11
ML5 15,69 ± 2,21 11,65 ± 1,23 74,30 4,03 ± 1,06 25,70
(4)ML1
Cành 17,13%
Lá 82,87%
ML2
Cành 21,9%
Lá 78,1%
ML3
Cành 18,17%
Lá 81,83%
ML4
Cành 14,11%
Lá 85,89%
ML5
Cành 25,7%
L¸ 74,3%
Hình 1. Tỷ lệ cành, (%) suất l−ợng rơi ô định vị
Về cấu, chiếm tỷ lệ cao, từ 74,30% (ô ML5) đến 85,89% (ô ML4); cành chiếm từ 14,11% đến 21,90% (hình 1)
Năng suất l−ợng rơi có xu h−ớng tăng lên theo thời gian phục hồi thảm thực vật Cụ thể, suất l−ợng rơi ML1 có thời gian phục hồi 10 năm, 8,24 tấn/ha/năm Các ô ML2, ML3 ML4 có thời gian phục hồi 15 năm, đạt mức t−ơng ứng 8,69 tấn/ha/năm, 9,47 tấn/ha/năm 13,06 tấn/ha/năm Ơ ML5 có thời gian phục hồi lâu (25 năm), đạt 15,69 tấn/ha/năm Cành rơi có xu h−ớng tăng lên theo thời gian Tỷ lệ cành rơi ô ML1 với thời gian phục hồi 10 năm 17,13%; số tăng lên hai ô ML2 ML3 với thời gian phục hồi 15 năm 21,90% 18,17%; ML5 có thời gian phục hồi 25 năm, đạt tới 25,7%
Kết phân tích ph−ơng sai cho thấy có khác suất l−ợng rơi tổng số (F = 2,612; P = 0,0089) ô định vị Điều cho phép khẳng định suất l−ợng rơi ô định vị tăng dần theo thứ tự nh− sau: ML1 < ML2 < ML3 < ML4 < ML5 Nghĩa tổ thành loài khác có suất l−ợng rơi khác nhau; suất l−ợng rơi tổng số, tỷ lệ nhóm cành rơi tăng lên theo thời gian phục hồi thảm thực vật
3. Sù diƠn biÕn cđa l−ỵng rơi năm
Sự diễn biến lợng rơi theo tháng
nm trờn cỏc ụ nh vị đ−ợc trình bày bảng Chiều h−ớng trình đ−ợc thể hình
Sự diễn biến l−ợng rơi năm phụ thuộc vào đặc tính rụng lồi (tồn hay phần, theo mùa hay tháng năm) Các yếu tố khác nh− khí hậu, điều kiện lập địa yếu tố bất th−ờng nh− m−a blo, hạn hán kéo dài có ảnh h−ởng đến trình rụng Nghĩa diễn biến l−ợng rơi năm phụ thuộc vào đặc tính rụng loài mối t−ơng tác chúng với môi tr−ờng sống [9]
Những dẫn liệu bảng cho thấy, ô định vị, thu đ−ợc l−ợng rơi tất tháng năm Tuy nhiên, phân bố chúng lại khơng Tháng có l−ợng rơi thấp 10 g/m2 (tháng 4, ô ML2),
1,15% tổng lợng rơi năm (lợng rơi ô ML2 8,69 tấn/ha/năm) Tháng có lợng rơi cao 320 g/m2 (tháng 8, ô ML5), chiếm
20,39% tổng lợng rơi năm (lợng rơi ô ML5 15,69 tấn/ha/năm) Trung bình 68,68-130,75 g/m2/tháng
Mức chênh lệch l−ợng rơi tháng cao với tháng thấp ô định vị cao; ô ML1, thấp tháng 12 tháng 2, với l−ợng rơi trung bình 120/34g/m2/tháng (gấp 3,5 lần); ML2, cao
ML1 ML2 ML3
(5)nhất tháng tháng với lợng rơi trung bình 190/10g/m2/tháng (gấp 19 lần)
Các định vị khác có mức chênh lệch dao động khoảng 4-7 lần
Biểu đồ cho thấy, trừ ML5 có đỉnh vào tháng 8, cịn lại có đỉnh: đỉnh từ tháng đến tháng đỉnh từ tháng 11 năm tr−ớc đến tháng năm sau Đây hai thời điểm có liên quan đến chế độ khí hậu thời tiết năm Từ tháng đến tháng mùa m−a gió blo; từ tháng 11 đến tháng mùa khô Những điều kiện thời thiết bất lợi yếu tố quan trọng ảnh h−ởng đến trình rụng
Một yếu tố khác quan trọng, định suất diễn biến l−ợng rơi
năm đặc tính rụng lồi Trên ô ML1, sơn rừng, trám chim, thành ngạnh (là loài −u thế) rụng từ tháng 12 năm tr−ớc đến tháng năm sau, tạo nên đỉnh vào tháng 12; ô ML2, sau sau, sơn rừng, trám chim (là loài −u thế) rụng từ tháng đến tháng 2, tạo nên đỉnh tháng T−ơng tự, ô ML3, bồ đề, sơn rừng (là loài −u thế) rụng từ tháng 12 năm tr−ớc đến tháng năm sau, tạo nên đỉnh vào tháng 12; ô ML5, nhội loài rụng hoàn toàn nh−ng thay nhiều vào hai tháng thời điểm trùng với mùa m−a blo, tạo nên đỉnh vào tháng Nứa khơng phải lồi rụng ML4 nh−ng có đỉnh vào tháng thời gian trùng với mùa m−a blo nm
Bảng
Sự phân bố lợng rơi (g/m2) năm rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên
tại Trạm đa dạng sinh học Mê Linh
Lợng rơi (g/m2)/tháng
Ơ định
vÞ
Bé phËn
thu I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Trung b×nh
Tỉng
sè 110 34 42 38 67,50 70,5 93,4 65,7 72,8 53 57 120 68,68
L¸ 70 31 24 33 57,9 60,1 82,8 56,2 70 45,5 44,6 108 56,91
ML1
Cµnh 40 18 5,3 9,6 10,4 10,6 9,5 2,8 7,6 12,4 12 11,76
Tæng
sè 135 190 37 10 31,5 43,5 45 90 35,2 59,7 92,3 100 72,43
L¸ 125 189 7,8 30,2 35,6 68,2 22 52,1 57,9 80 56,56
ML2
Cµnh 10 35 23,7 13,3 9,4 21,8 13,2 7,6 34,4 20 15,86
Tæng
sè 91 100 27 73,5 68,4 73,6 69,6 70 110 68 74 122 78,92
L¸ 90 87,4 24 40 44,6 57,4 57,2 64,4 80 62,7 67,3 100 64,58
ML3
Cµnh 12,6 33,5 23,8 16,2 12,4 5,6 30 5,3 6,7 22 14,34
Tæng
sè 100 24,4 62 140 109,6 120,4 180 185 105 89,4 100,6 90 108,86
L¸ 98,4 21 52 80 101,2 98,8 160,4 159,7 94,5 84,1 87,9 84 93,5
ML4
Cµnh 11,6 3,4 10 60 8,4 21,6 19,6 25,3 10,5 5,3 12,7 16,2
Tæng
sè 121 80 92 100 128,6 132,4 156,5 320 126,9 86,7 94,9 130 130,75 L¸ 86 55 71 85 103,8 111,7 120,7 195,7 81,9 77,5 84,9 92,5 97,14
ML5
(6)ML1 20 40 60 80 100 120 140
I II III IV V V
I VII VIII IX X XI XII
Tháng L uợ ng r g /m
Tổng Lá Cành
ML2 50 100 150 200
I II III IV V V
I VII VIII IX X XI XII
Tháng L uợ ng r g /m
Tổng Lá Cành
ML3 20 40 60 80 100 120 140
I II III IV V V
I VII VIII IX X XI XII Tháng L ọ ng r g /m
Tổng Lá Cành
ML4 50 100 150 200
I II III IV V VI V
II VIII IX X XI XII Th¸ng L uợ ng r g /m
Tổng Lá Cành
ML5 50 100 150 200 250 300 350
I II III IV V V
I VII VIII IX X XI XII
Th¸ng L uợ ng r g /m
Tổng Lá Cành
Hỡnh 2. S din bin ca lng rơi năm ô định vị rừng th sinh phc hi t nhiờn
tại Trạm đa dạng sinh học Mê Linh
III Kết luận
1 Năng suất l−ợng rơi rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên Trạm đa dạng sinh học Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc đạt trung bình từ 8,24-15,69 tấn/ha/năm, tỷ lệ chiếm 71,04-85,89%, cành chiếm 1,41-4,03% Các phận sinh sản (hoa, quả) chiếm tỷ lệ ít, 0,1-0,2% tổng l−ợng rơi hàng năm
2 Tổ thành lồi định vị có ảnh h−ởng đến suất l−ợng rơi Điều đ−ợc thể qua số liệu l−ợng rơi thu đ−ợc ô định vị Thời gian phục hồi rừng lâu suất l−ợng rơi tổng số tỷ lệ cành rơi cao Năng suất l−ợng rơi, tỷ lệ cành rơi ô định vị tăng dần theo thứ tự: ML1 < ML2 < ML3 < ML4 < ML5
3 Về diễn biến l−ợng rơi năm, trừ ô định vị ML5 có đỉnh vào tháng 8, cịn lại có xu h−ớng đạt đỉnh: đỉnh thứ từ tháng đến tháng đỉnh thứ từ tháng 11 năm tr−ớc đến tháng năm sau
4 Mức chênh lệch l−ợng rơi tháng năm ô định vị cao, thấp 3,5 lần, cao 19 lần trung bỡnh l
4-7 lần Năng suất lợng rơi tháng thấp chiếm 1,15% tháng cao chiếm 20,39% tổng lợng rơi năm
Tài liệu tham khảo
1 Ma Thị Ngọc Mai, Lê Đồng Tấn, 2004:
Nhng nghiên cứu Khoa học sống: 818-821 Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội
2 Lê Đồng Tấn, 2003: Tạp chí Nông nghiệp
và Phát triển nông thôn: 465-467 Hà Nội
3 Nguyễn Hoàng Trí, 1986: Góp phần
nghiờn cu sinh suất quần xl rừng đ−ớc đôi (Rhizophora apiculata Bl.) Cà Mau - tỉnh Minh Hải (luận án phó tiến sỹ) Tr−ờng đại học S− phạm Hà Nội I
4 Hoàng Xuân Tý, 1988: Điều kiện đất trồng
rừng bồ đề (Styrax tonkinensis Pierre) làm nguyên liệu giấy sợi ảnh h−ởng rừng bồ đề trồng loại đến độ phì đất (luận án phó tiến sỹ) Viện Lâm nghiệp,Hà Nội
5 Richards P W., 1967: Rừng m−a nhiệt đới
(V−¬ng TÊn Nhị dịch) Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội
ML1 ML2 ML3
(7)6 Clark D A et al., 2001a: Ecological Applications, 11:356-370
7 Proctor J et al., 1983b: Journal of
Ecology, 71:261-283
8 Tanner E V J., 1980: Journal of Ecology,
68:833-848
9 Xiaoniu N Xua, Eiji Hirata, 2002: Forest
Ecology and Management, 157:165-173
Litterfall production of the Natural - recovered secondary forest at the MeLinh Station
for biodiversity, VinhPhuc Province
Le Dong Tan, Do Hoang Chung
Summary
The litterfall is an important link of the chain to transport organic materials and mineral substances from the vegetation into the soil in ecosystems There are many factors controlling the litterfall production: site conditions, fertility of the soil, growth season, composition and age of the plant.… The study of the litterfall production takes part to clear the matter cycle and the nutritive cycle in ecosystems It also defines the ability to return nutritive elements of the vegetation to the soil
Five permanent plots (with signs ML1, ML2, ML3, ML4 and ML5) were choosed to collect litterfall samples in the secondary forest from age of 10 years to age of 25 years at the Melinh station for Biodiversity, Vinhphuc province The dominant species in these plots were mainly defoliated species such as:
Toxicodendron succedanea (L.) Mold., Canarium parvum Leenh., Cratoxylum polyanthum (in ML1);
Liquidambar formosana Hance, Toxicodendron succedanea (L.) Mold., Canarium parvum Leenh.(in ML2);
Styrax tonkinensis (Pierre) Craib ex Hartwiss, Toxicodendron succedanea (L.) Mold (in ML3); Bischofia javanica Blume (in ML5). The litterfall samples were collected monthly in random distributed traps with dimension of m2 (1 m × m) in two years, from 2004 to 2005
The data showed that the litterfall production of the secondary forests was 8.24 T/ha-15.69 T/ha per year; the average was 68.68-130.75 g/m2 per month The rate of leaves was from 71.04% to 85.89% and the rate of branchs from 1.41% to 4.03% in total of the litterfall production in year There were differences in total and branch litterfall production between the plots They were in order ML1 < ML2 < ML3 < ML4 < ML5
The distribution of the litterfall production in months in plots was also presented in this report The data showed that the plot ML5 had one peak of litterfall in August and the other plots had two peaks: the first peak was from July to September and the second one was from November to February
The litterfall production depended on the composition and the defoliated particularity of species in the communities