Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh của quần thể Sến mủ trong các trạng thái thảm thực vật rừng thứ sinh, tại Khu bảo tồn thiên nhiên Bình Châu Phước Bửu

i LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Trần Thanh Hùng xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác ii LỜI CẢM ƠN Sau hai năm tham gia theo học khoa đào tạo bậc Cao học, chuyên ngành lâm học Phân hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp, khoảng thời gian thực luận văn cáo với chủ đề: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tái sinh quần thể Sến mủ trạng thái thảm thực vật rừng thứ sinh, Khu bảo tồn thiên nhiên Bình Châu Phước Bửu Cho đến nay, đạt yêu cầu khóa đào tạo Để có kết học tập, nghiên cứu này, nỗ lực thân, tơi cịn nhận giúp đỡ quý báu tập thể, cá nhân, q thầy cơ, gia đình bạn bè đồng nghiệp suốt trình học tập nghiên cứu Nhân dịp này, tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc đến Lãnh đạo Trường Đại học Lâm nghiệp, quý lãnh đạo Phân hiệu trường Đại học Lâm nghiệp Đồng Nai, tập thể quý thầy cô giáo, quý thầy cô phòng KHCN&HTQT, nhà khoa học giúp đỡ việc học tập, nghiên cứu Tôi xin bày tỏ cảm ơn đến đơn vị công tác tạo điều kiện cho tơi theo học khóa học Tôi đặc biệt xin cảm ơn đến TS Phạm Văn Hường, người trực tiếp đạo hướng dẫn làm đề tài luận văn Cũng nhân đây, xin cảm ơn đến tập thể anh chị em học viên lớp LH-K24B, cán bộ, công nhân viên Khu bảo tồn Bình Châu Phước bửu, giúp đỡ tơi q trình thu thập số liệu Tơi xin bày tỏ lịng tri ân đến cha mẹ người sinh thành, cảm ơn vợ anh chị em đồng hành, sát cánh động viên tôi, hỗ trợ nhiều mặt thời gian qua Trân trọng cảm ơn! Đồng Nai, tháng 11 năm 2018 Trần Thanh Hùng iii TÓM TẮT Đề tài luận văn: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tái sinh quần thể Sến mủ trạng thái thảm thực vật rừng thứ sinh, Khu bảo tồn thiên nhiên Bình Châu Phước Bửu" tiến hành nghiên cứu đối tượng quần thể Sến mủ phân bố tự nhiên trạng thái rừng thứ sinh, thuộc kiểu rừng kín thường xanh, nửa rụng ẩm nhiệt đới, khu bảo tồn thiên nhiên BCPB Bằng phương pháp luận dựa lý thuyết sinh thái, kết điều tra OTC trạng thái rừng nơi Sến mủ phân bố để mô tả trạng thái rừng nơi sên mủ phân bố Đồng thời tiến hành thiết lập 150 OTC loài (100m2), chọn mẫu từ 50 lỗ trống để tiến hành xem xét ảnh hưởng yếu tố sinh thái đến đặc điểm tầng tái sinh Sến mủ Kết hợp với phương pháp xử lý phân tích số liệu khác Kết nghiên cứu rằng, đặc điểm lâm học trạng thái rừng nơi Sến mủ phân bố cho thấy trạng thái rừng nghèo hình thành 44 loài gỗ khác nhau; mật độ trung bình 368 cây/ha, Sến mủ có mật độn 68 cây/ha, tổng tiết diện ngang 12,7 m2/ha, trữ lượng 54,9 m3/ha, Sến mủ đóng góp 17,7 m3/ha Đường cong N-D trạng thái rừng nghèo phù hợp với phân bố giảm Trạng thái rừng trung bình có 32 lồi khác nhau, mật độ trung bình 389 cây/ha, Sến mủ có 124 cây/ha, tiết diện ngang 23,38 m2/ha, Sến mủ đóng góp 9,2 m2/ha; trữ lượng 134,8 m3/ha, Sến mủ góp 55,6 m3/ha phân bố N-D gỗ có dạng phân bố nhiều đỉnh hình cưa, giảm; rừng Giàu có 40 lồi cây, Sến mủ chiếm 36,1%; mật độ 335 cây/ha, Sến mủ có 96 cây/ha; tiêt diện ngang 36,4 m2/ha, Sến mủ đóng góp 13,9 m2/ha; trữ lượng 262,4 m3/ha, Sến mủ đóng góp 108,8 m3/ha Phân bố N-D có dạng giảm nhiều đỉnh, hình cưa Đặc điểm cấu trúc phân bố N-D, N-H Sến mủ rừng nghèo phù hợp với dạng phân bố giảm, rừng trung bình, Sến mủ có đường kính nhỏ từ 8-12cm, lớn từ 40-44cm, rừng giàu, đường kính nhỏ từ 8-12cm, lớn từ 68-72cm Đặc điểm Sến mủ tái sinh trạng thái rừng có khác Mật độ iv Sến mủ tái sinh giảm dần cấp tuổi tăng dần, tỷ lệ triển vọng rừng Giàu > rừng Trung bình > rừng Nghèo Sến mủ tái sinh có sức sinh trưởng tốt, phẩm chất chiếm tỷ lệ thấp; Sến mủ tái sinh thông qua phương thức tái sinh hạt tái sinh chồi, Sến mủ tái sinh hạt chiếm tỷ lệ giao động từ 91,8% đến 97,7% Sến mủ phân bố mặt đất trạng thái rừng có dạng phân bố cụm Sến mủ trạng thái rừng Nghèo có xu hướng chuyển dần sang dạng phân bố đều, trạng thái rừng trung bình giàu xu hướng Sến mủ chuyển từ dạng phân bố cụm sang phân bố ngẫu nhiên Kích thước lỗ trống có ảnh hưởng đến mật độ Sến mủ tái sinh Trong đó, lỗ trống có diện tích q nhỏ (S 400m2) không thực lý tưởng cho Sến mủ tái sinh Kích thước lỗ trống có ảnh hưởng đến mật độ Sến mủ cấp tuối khác Sến mủ trung tâm lỗ trống cao mép lỗ trống, xu hướng chung mật độ hướng Đông > Nam > Bắc > Tây Độ tàn che (DTC) tán rừng có ảnh hưởng đến độ bắt gặp tái sinh Sến mủ cấp tuổi khác Ở trạng thái rừng, mối quan hệ độ bắt gặp Sến mủ với độ tàn che tán rừng tồn mơ hình Logit gauss Thảm cỏ thảm khơ có ảnh hưởng đến phân bố Sến mủ Độ bắt gặp Sến mủ cấp tuổi khác trạng thái rừng phụ thuộc vào độ ẩm tầng đất mặt, phương trình mơ có dạng logit gauss Ở rừng nghèo, tối ưu độ ẩm tầng đất mặt cho cấp tuổi Sến mủ lần lượt: SeM1 82,9%, SeM2 82,4%, SeM3 69,2%, SeM4 72,2% SeM5 70,3% SeM1 thích nghi 77,65 – 88,19%, SeM2 là75,57 – 89,07%, SeM3 58,86 – 79,64%, SeM4 62,48 – 81,96% SeM5 63,36 – 77,2% Ở rừng trung bình, giai đoạn địi hỏi độ ẩm cao, tối ưu độ ẩm 92,29%, thích nghi từ 77,8% - bão hịa; SeM2 tối ưu 67,7%, thích nghi từ 63,5 – 71,9%; tối ưu SeM3 62,6%, thích nghi 55,3% - 69,9%, SeM4 59,9% 48,73 – 71,1%; SeM5 có tối ưu độ ẩm đất mặt 68,5% thích nghi với độ ẩm đất mặt 55,2% - 81,9% Ở rừng giàu, tối ưu cho SeM1 73,39%, thích nghi từ 70,6 – 76,2%; SeM2 tối ưu 72,5%, thích nghi từ v 65,9 – 78,6%; ối ưu cho SeM3 72,6%, thích 60,6% - 84,7%, tối ưu SeM4 73,9%, thích nghi 65,8 – 82,0%; SeM5 có tối ưu 69,2% thích nghi 49,5% - 88,9% vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x DANH MỤC CÁC BẢNG – BIỂU xi DANH MỤC CÁC HÌNH xiii ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Lịch sử nghiên cứu giới 2.1.1 Nghiên cứu tái sinh 2.1.2 Nghiên cứu họ Sao – Dầu 2.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng nhân tố sinh thái 2.2 Lịch sử nghiên cứu Việt Nam 2.2.1 Nghiên cứu cấu trúc rừng - tái sinh rừng 2.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nhân tố sinh thái đến họ Sao – Dầu 2.3 Thảo luận 15 Chương ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 17 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 17 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 17 2.2 Mục tiêu ý nghĩa nghiên cứu 17 2.2.1 Mục tiêu tổng quát 17 2.2.2 Mục tiêu cụ thể 17 2.2.3 Ý nghĩa nghiên cứu 18 vii 2.3 Nội dung nghiên cứu 18 2.4 Phương pháp nghiên cứu 19 2.4.1 Quan điểm phương pháp luận 19 2.4.2 Phương pháp thu thập số liệu 19 2.4.2.1 Phương pháp thừa kế tài liệu 19 2.4.2.2 Phương pháp điều tra ngoại nghiệp 20 4.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 24 4.2.3.1 Tính tốn đặc trưng lâm học trạng thái rừng 24 4.2.3.2 Tính tốn đặc điểm cấu trúc quần thể Sến 24 4.2.3.3 Tính tốn ảnh hưởng nhân tố sinh thái đến Sến mủ tái sinh 25 4.2.4 Công cụ xử lý số liệu 28 4.2.5 Sơ đồ Logic kỹ thuật nghiên cứu 29 Chương ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 30 3.1 Vị trí địa lý, ranh giới, diện tích 30 (1) Vị trí 30 (2) Ranh giới 30 (2) Diện tích 30 3.2 Địa hình, địa mạo 30 3.3 Địa chất thổ nhưỡng 31 Khí hậu thuỷ văn 31 Hiện trạng rừng đất lâm nghiệp 33 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 4.1 Đặc điểm lâm học trạng thái rừng nơi Sến mủ phân bố 35 4.1.1 Đặc điểm lâm học trạng thái rừng Nghèo 35 4.1.1.1 Đặc điểm tổ thành loài 35 4.1.1.2 Đặc điểm phân bố cấu trúc 36 4.1.2 Đặc điểm lâm học trạng thái rừng trung bình 37 viii 4.1.2.1 Đặc điểm tổ thành loài 37 4.1.2.2 Đặc điểm phân bố cấu trúc 38 4.1.3 Đặc điểm lâm học trạng thái rừng giàu 40 4.1.3.1 Đặc điểm tổ thành loài 40 4.1.3.2 Đặc điểm phân bố cấu trúc 42 4.2 Đặc điểm lâm học cấu trúc Sến mủ 44 4.2.1 Đặc điểm tầng Sến mủ trưởng thành 44 4.2.1.1 Ở trạng thái rừng Nghèo 44 4.2.1.2 Ở trạng thái rừng Trung bình 46 4.2.1.3 Ở trạng thái rừng Giàu 48 4.2.2 Đặc điểm tầng Sến mủ tái sinh 49 4.2.2.1 Đặc điểm phân bố theo cấp tuổi 49 4.2.2.2 Đặc điểm phân bố theo nguồn gốc 52 4.2.2.3 Đặc điểm phân bố theo phẩm chất 52 4.2.3 Đặc điểm phân bố không gian Sến mủ mặt đất 54 4.3 Ảnh hưởng số nhân tố sinh thái đến tái sinh Sến mủ 55 4.3.1 Ảnh hưởng lỗ trống 55 4.3.1.1 Ảnh hưởng kích thước lỗ trống 55 4.3.1.2 Ảnh hưởng kích thước lỗ trống đến mật độ cấp tuổi 56 4.3.1.3 Ảnh hưởng vị trí tương đối lỗ trống 58 4.3.2 Ảnh hưởng độ tàn che tán rừng đến phân bố Sến mủ tái sinh 59 (1) Trong trạng thái rừng nghèo 60 4.3.4 Ảnh hưởng thảm tươi, thảm khô đến mật độ Sến mủ tái sinh 66 4.3.4.1 Ảnh hưởng đặc điểm thảm cỏ, thảm khô đến Sến mủ tái sinh 66 4.3.4.2 Ảnh hưởng chiều cao độ tàn che thảm cỏ 73 4.3.4.3 Ảnh hưởng chiều cao độ độ đầy thảm cỏ 75 4.3.4.4 Ảnh hưởng độ đầy độ tàn che thảm cỏ 78 ix 4.3.4.5 Ảnh hưởng độ dày khối lượng thảm khô mục 81 4.3.5 Ảnh hưởng độ ẩm tầng đất mặt 84 (1) Trong trạng thái rừng nghèo 84 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ 90 Kết luận 91 Tồn 95 Kiến nghị 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 MỘ SỐ HÌNH ẢNH a PHỤ LỤC d x DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu viết tắt KBT: BCPB: MH: Nghĩa nguyên Khu bảo tồn Bình Châu Phước Bửu Mơ hình TNHH: Trách nhiệm hữu hạn UBND: Ủy ban nhân dân OTC: OTC1: Ô tiêu chuẩn hình vng có diện tích 2500m2 Ơ tiêu chuẩn hình trịn có diện tích 100m2 ODB: Ơ dạng bản, có diện tích m2 D1.3: Đường kính ngang ngực (cm) Hvn: Chiều cao thân vút (m) G: Tiết diện ngang thân (m2) M: Thể tích (m3) N: Mật độ (cây/ha, cây/OTC) Ntv: Mật độ triển vọng, có Hvn> 100 cm ΔD: Tăng trưởng bình qn tương đối đường kính (cm/năm) C: I: Iƍ: Hệ số phân tán Chỉ số độ tụ hợp Chỉ số độ phân tán SeM: Sến mủ SeMi Sến mủ tái sinh cấp chiều cao i DTC: Độ tàn che Doday: Độ đầy TK: Tiểu khu Sk: Độ lệch phân bố/hình độ xiên đường cong Ku: Độ nhọn phân bố/độ nhọn đường cong IUCN: Liên minh Quốc tế bảo tồn thiên nhiên tài nguyên thiên nhiên z 13.0 15.0 15.0 17.0 17.0 19.0 above 19.0 Chi-Squared = 24.3604 with d.f 12.80 3.61 8.90 0.00 4.96 0.78 3.31 4.12 P-Value = 0.000448248 SEN Uncensored Data - A.DS1 Data variable: A.DS1 22 values ranging from 9.6 to 75.2 Fitted Distributions Normal mean = 40.4091 standard deviation = 21.6333 Goodness-of-Fit Tests for A.DS1 Chi-Squared Test Lower Upper Observed Expected Limit Limit Frequency Frequency at or below 12.0 2.08 12.0 24.0 2.85 24.0 32.0 2.74 32.0 40.0 3.16 40.0 48.0 3.18 48.0 56.0 2.80 56.0 64.0 2.15 above 64.0 2.22 Chi-Squared = 4.16594 with d.f P-Value = 0.525781 Uncensored Data - A.DS2 Data variable: A.DS2 31 values ranging from 8.5 to 75.3 Fitted Distributions Normal mean = 35.1258 standard deviation = 18.6308 Goodness-of-Fit Tests for A.DS2 Chi-Squared Test Lower Upper Observed Expected Limit Limit Frequency Frequency at or below 8.0 2.25 8.0 16.0 2.47 16.0 24.0 3.81 24.0 28.0 2.35 28.0 32.0 2.55 32.0 36.0 2.65 36.0 40.0 2.62 40.0 44.0 2.48 44.0 48.0 2.24 48.0 56.0 3.52 above 56.0 4.07 Chi-Squared = 12.6314 with d.f P-Value = 0.125176 Data variable: A.DS3 20 values ranging from 10.9 to 71.5 Fitted Distributions Chi-Squared 1.77 0.25 1.11 0.22 0.44 0.01 0.33 0.02 Chi-Squared 2.25 5.06 0.37 0.05 0.94 0.69 2.62 0.09 0.26 0.08 0.21 aa Normal mean = 40.73 standard deviation = 17.9275 Goodness-of-Fit Tests for A.DS3 Chi-Squared Test Lower Upper Observed Expected Limit Limit Frequency Frequency at or below 20.0 2.48 20.0 28.0 2.30 28.0 36.0 3.14 36.0 44.0 3.53 44.0 52.0 3.26 52.0 60.0 2.47 above 60.0 2.82 Chi-Squared = 4.59848 with d.f P-Value = 0.331029 Uncensored Data - A.HS1 Data variable: A.HS1 22 values ranging from 5.7 to 22.5 Fitted Distributions Normal mean = 14.1818 standard deviation = 5.61161 Goodness-of-Fit Tests for A.HS1 Chi-Squared Test Lower Upper Observed Expected Limit Limit Frequency Frequency at or below 7.0 2.21 7.0 11.0 4.07 11.0 13.0 2.89 13.0 15.0 3.11 15.0 17.0 2.95 17.0 19.0 2.47 above 19.0 4.30 Chi-Squared = 5.88736 with d.f P-Value = 0.20772 Uncensored Data - A.HS2 Data variable: A.HS2 Chi-Squared 0.11 0.21 0.42 0.66 2.31 0.88 0.01 Chi-Squared 0.02 2.11 1.23 1.43 0.31 0.11 0.68 31 values ranging from 5.5 to 23.5 Fitted Distributions Normal mean = 13.4032 standard deviation = 5.1771 Goodness-of-Fit Tests for A.HS2 Chi-Squared Test Lower Upper Observed Limit Limit Frequency at or below 7.0 7.0 9.0 9.0 11.0 11.0 13.0 13.0 15.0 15.0 17.0 Expected Frequency 3.35 2.77 3.84 4.58 4.72 4.19 Chi-Squared 0.04 6.44 0.18 2.80 0.11 0.16 bb 17.0 19.0 19.0 21.0 above 21.0 Chi-Squared = 10.0339 with d.f Uncensored Data - A.H3 Data variable: A.H3 3.22 0.01 2.13 0.01 2.21 0.29 P-Value = 0.123231 79 values ranging from 4.6 to 23.7 Fitted Distributions Normal mean = 11.7038 standard deviation = 4.21871 Goodness-of-Fit Tests for A.HS3 Chi-Squared Test Lower Upper Observe Expected d Limit Limit Frequen Frequency cy at or below 9.0 2.83 9.0 11.0 2.66 11.0 13.0 3.52 13.0 15.0 3.73 15.0 17.0 3.17 above 17.0 4.08 Chi-Squared = 4.80926 with d.f P-Value = 0.186306 Chi-Squared 0.48 0.04 0.66 0.80 2.53 0.29 Phụ lục Tính tốn tương quan thảm tươi Sến mủ tái sinh Nonlinear Regression Data Source: Data in Notebook5 Equation: Exponential Decay, Single, Parameter f=1349.5141+116446.0987*exp(-0.1260*x) R Rsqr Adj Rsqr Standard Error of Estimate 0.4332 0.1877 0.1275 Coefficient y0 a b 895.7922 Std Error t P VIF 1349.5141 559.4800 2.4121 0.0229 11.7024< 116446.0987 451371.7891 0.2580 0.7984 303.0859< 0.1260 0.1163 1.0834 0.2882 393.0848< Analysis of Variance: Uncorrected for the mean of the observations: DF SS MS Regression 120254020.8497 40084673.6166 Residual 27 21665979.1503 802443.6722 Total 30 141920000.0000 4730666.6667 Corrected for the mean of the observations: DF SS MS F P Regression 5006020.8497 2503010.4248 Residual 27 21665979.1503 802443.6722 3.1192 0.0604 cc Total 29 26672000.0000 919724.1379 Nonlinear Regression Data Source: Data in Notebook5 Equation: Exponential Decay, Single, Parameter f=542.9021+4047.2019*exp(-0.0745*x) R Rsqr Adj Rsqr Standard Error of Estimate 0.5510 0.3036 0.2520 829.4471 Coefficient Std Error t P VIF y0 542.9021 2270.4850 0.2391 0.8128 224.7922< a 4047.2019 1183.2262 3.4205 0.0020 8.4905< b 0.0745 0.1208 0.6165 0.5427 223.5520< Analysis of Variance: Uncorrected for the mean of the observations: DF SS MS Regression 123344474.0202 41114824.6734 Residual 27 18575525.9798 687982.4437 Total 30 141920000.0000 4730666.6667 Corrected for the mean of the observations: DF SS MS F P Regression 8096474.0202 4048237.0101 5.8842 0.0076 Residual 27 18575525.9798 687982.4437 Total 29 26672000.0000 919724.1379 RUNG TRUN GBINH Nonlinear Regression - Dynamic Fitting Data Source: Data in bieu Equation: Exponential Decay, Single, Parameter f=-2000-2000 *exp(-b*x) Dynamic Fit Options: Total Number of Fits 200 Maximum Number of Iterations 200 Parameter Ranges for Initial Estimates: Minimum Maximum y0 -2000.0000 6000.0000 a -2000.0000 6000.0000 b 0.0000 0.1733 Summary of Fit Results: Converged Singular Solutions Ill-Conditioned Solutions Iterations Exceeding 200 8.5% 4.5% 4.0% 91.5% Results for the Overall Best-Fit Solution: R Rsqr Adj Rsqr Standard Error of Estimate 0.7338 0.5385 0.5043 916.9736 Coefficient y0 Std Error 0.0000 (NAN) (-inf) t