Nghiên cứu đặc điểm sinh thái sinh trưởng của loài Mây nếp (Calamus tetradactylus Hance) tại tỉnh Hòa Bình và Hà Giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - TRẦN KHOA PHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH THÁI - SINH TRƯỞNG CỦA LOÀI MÂY NẾP (CALAMUS TETRADACTYLUS HANCE) TẠI TỈNH HỒ BÌNH VÀ HÀ GIANG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội - 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - TRẦN KHOA PHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH THÁI - SINH TRƯỞNG CỦA LOÀI MÂY NẾP (CALAMUS TETRADACTYLUS HANCE) TẠI TỈNH HỒ BÌNH VÀ HÀ GIANG Ngành: Lâm học Mã ngành: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM VĂN ĐIỂN Hà Nội - 2010 ĐẶT VẤN ĐỀ Nghiên cứu đặc điểm sinh thái - sinh trưởng lồi rừng có ý nghĩa lớn sản xuất lâm nghiệp Kết thu giúp cho việc xác định ảnh hưởng nhân tố chủ yếu đến tồn tại, phân bố sinh trưởng Từ làm sở khoa học cho việc chọn lựa điều kiện lập địa, đề xuất biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp với giai đoạn sinh trưởng, góp phần nâng cao sản lượng, chất lượng trồng Ở nước ta, mây lâm sản gỗ xếp hàng thứ ba sau gỗ tre nứa Do đặc tính bền, bóng đẹp, dẻo, dễ uốn, nên mây nguồn nguyên liệu dùng để làm nhiều mặt hàng làm đồ gia dụng, bàn ghế, trang trí, sản phẩm mỹ nghệ xuất ưa chuộng Việt Nam có 30 loài mây, phân bố rộng khắp vùng sinh thái (Phạm Văn Điển, 2006) [7] Đây tiềm lớn tài nguyên rừng Việt Nam, có vai trị quan trọng đời sống, sản xuất xuất Nhiều lồi yếu tố xố đói giảm nghèo đóng góp tích cực vào sinh kế cho cộng đồng vùng cao, có lồi Mây nếp (Calamus tetradactylus Hance) - nguồn nguyên liệu quan trọng cho việc trì phát triển làng nghề thủ công mỹ nghệ Ngày nay, việc phát triển loài nhận thức lựa chọn có triển vọng kinh doanh rừng theo hướng cho thu nhập sớm có hiệu kinh tế cao Tuy nhiên, nguồn tài nguyên Mây nếp bị cạn kiệt với suy thoái nghiêm trọng tài nguyên rừng Một nguyên nhân trực tiếp dẫn đến tài nguyên bị cạn kiệt thiếu thơng tin đặc điểm lồi Người ta bảo vệ, phát triển gây trồng mây đặc điểm sinh trưởng, sinh thái loài mối quan hệ chúng, có giống tốt Trong năm gần đây, việc gây trồng loài mây quan tâm đầu tư, lồi Mây nếp trồng nhiều nơi như: Thái Bình, Hà Nội, Hưng n, Hồ Bình, Hải Dương, Hà Giang, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Lâm Đồng… Tuy nhiên, quan tâm đặc điểm sinh thái - sinh trưởng nên hiệu đầu tư chưa cao Đặc biệt việc đánh giá tác động nhân tố sinh thái, sức sinh trưởng Mây nếp, nắm rõ đặc điểm sinh trưởng phát triển, việc lựa chọn lập địa gây trồng lồi cịn hạn chế nên chưa đủ sở khoa học cho việc trồng thâm canh Mây nếp quy mơ lớn Vì vậy, nghiên cứu đặc điểm sinh thái - sinh trưởng loài cần thiết, làm sở để đưa biện pháp kỹ thuật tác động hợp lý cho trồng thâm canh nguyên liệu Mây nếp tán rừng trồng rừng tự nhiên theo hướng có hiệu cao bền vững Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài: "Nghiên cứu đặc điểm sinh thái sinh trưởng loài Mây nếp (Calamus tetradactylus Hance) tỉnh Hồ Bình Hà Giang" lựa chọn triển khai thực Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Ở nước 1.1.1 Thành nghiên cứu 1.1.1.1 Nghiên cứu đặc điểm sinh thái - sinh trưởng rừng Theo tổng hợp kết nghiên cứu nước vùng nhiệt đới, tổ chức Nông lương giới (FAO, 2004) rằng, khả sinh trưởng rừng trồng, đặc biệt rừng trồng nguyên liệu công nghiệp phụ thuộc rõ vào nhân tố chủ yếu có liên quan tới điều kiện lập địa là: khí hậu, địa hình, loại đất trạng thực bì, điển hình cơng trình nghiên cứu Laurie (1974), Julian Evans (1974), 1992) [27, 28], Pandey (1983) [34], Golcalves J.L.M cộng (2004) [30] FAO (1979), xuất cẩm nang hướng dẫn “Đánh giá đất đai cho nông nghiệp nhờ nước trời” “Đánh giá đất đai cho Lâm Nghiệp” năm 1984 sở số nội dung: - Đánh giá tiềm đất đai (Land capability): Xác định mức độ thích hợp cao hay thấp kiểu sử dụng đất cho đơn vị đất đai tổng hợp cho toàn khu vực dựa so sánh yêu cầu kiểu sử dụng đất với đặc điểm đơn vị đất đai Phương pháp đánh giá sử dụng nhiều giới nghiên cứu đánh giá đất đai Ngồi cịn có số phương pháp đánh giá khác nhiều nơi áp dụng.Việc nghiên cứu có nhiều quan điểm phương pháp khác nhau, tạm chia số phương pháp sau: Các phương pháp đánh giá sinh trưởng quan điểm sinh thái Theo Jones (1960) có ba trường phái phân chia đánh giá rừng đất rừng (Evaluation of site): - Trường phái phân chia cấp đất (Site index approach): Theo Cajender (1962), việc phân loại đánh giá rừng tiêu cấp đất (Site Index) Huber thực lần nước Đức năm 1824 Đến đầu kỷ 20, phương pháp phổ biến rộng rãi Châu Âu, lan truyền sang Bắc Mỹ Phương pháp đánh giá đơn giản có hiệu Từ Eichhorn (1904) theo Assman [25] phát quy luật “Trữ lượng rừng hàm số chiều cao bình quân lâm phần”, phương pháp phân chia cấp đất củng cố sở lý luận bền vững chắn Nội dung phương pháp xây dựng hàm sinh trưởng theo tuổi nhân tố điều tra lựa chọn đó, thơng thường chiều cao bình quân, chiều cao tầng trội (dominant height)… Nhân tố lựa chọn phải tiêu có quan hệ chặt chẽ với trữ lượng rừng (site) Trên sở đường cong trung bình này, chia thành số cấp khác theo thứ tự tốt đến xấu gọi cấp đất Các phương trình cấp đất phản ánh khái niệm trực quan sinh trưởng chiều cao, từ suy trữ lượng Theo Erteld 1966 [29], Prodan (1951) Mitscherlich [22] sử dụng tiêu tăng trưởng trung bình đường kính để chia cấp đất cho rừng chặt chọn Đức Thực chất phân chia điều kiện lập địa (ĐKLĐ) đánh giá phân chia trực tiếp mức độ sinh trưởng rừng, dùng tiêu sinh trưởng để đánh giá mức độ tốt, xấu ĐKLĐ Do hiệu việc phân chia đánh giá thường cao - Trường phái phân chia thực bì (Vegetation approach): Theo Manstroem (1949), việc phân loại thực bì rừng áp dụng từ cuối kỷ 19 cho vùng Bắc Âu (theo báo Post 1862 Norlin 1861) Từ đầu kỷ 20, với cơng trình nghiên cứu Cajander (1909, 1926), trường phái phát triển mạnh Phần Lan Sau phát triển rộng rãi sang Bắc Mỹ lục địa Châu Âu… Một số tác Krajian (1960, 1963, 1964, 1965) cho phân chia thực bì phân chia hệ sinh thái Vì thực bì nhân tố thị cho hệ sinh thái loại đất Có hai kiểu phân chia thực bì phân loại (vegetation classification) phân hạng (vegetation ordination) Phân loại chia đối tượng nghiên cứu theo số tiêu chuẩn cụ thể (tiêu chuẩn định tính hay định lượng) Mỗi đối tượng xếp đơn vị phân loại Phân loại rừng thực chất phân loại thực bì vấn đề lớn, nên phát triển nội dung khoa học riêng biệt với lý thuyết khác như: học thuyết kiểu rừng Morodov (1912), lý thuyết hệ sinh thái (Ecosytem) Tansley (1935), học thuyết sinh địa quần lạc thực vật (Biogeocenose) Sukasov (1944), học thuyết lâm hình Sukasov… Trường phái sinh học Thuỵ Điển phân hạng thực bì miền Bắc nước theo hai trrục độ phì (4 cấp), độ ẩm (5 cấp) định nghĩa 16 hạng thực bì theo tổ hợp độ phì - độ ẩm khác (cơng trình Armberg 1953) Một số nhà khoa học Mỹ như: Behusis 1962, Wering Major 1964… (theo Jones 1969) nghiên cứu quan hệ số cấp đất lâm phần (ứng với loại rừng đó) với số mơi trường như: độ phì, độ ẩm… Bảng phân hạng kiểu lập địa Progrepnhick theo độ phì (4 cấp) độ ẩm (6 cấp) bảng phân hạng thực bì Đặc biệt thực hành để đánh giá độ phì độ ẩm, sử dụng đến yếu tố thực vật thị: rừng thị độ phì, thảm tươi, thị độ ẩm - Trường phái phân chia môi trường (Environmental apparoch): Các nhân tố môi trường (nhân tố sinh thái) sử dụng để phân chia, đánh giá sức sản xuất hay đặc trưng hồn cảnh rừng Có hai hướng nghiên cứu mơi trường: nghiên cứu nhân tố (Factorial approach) nghiên cứu tiểu hoàn cảnh (Holistic approach) Nghiên cứu nhân tố: Lần Haig áp dụng để nghiên cứu quan hệ số cấp đất với số hàm lượng limonset (silt plus clay) đất trồng rừng Thông đỏ (Red pine) đất rừng mầu nâu Conecticut (theo Jones 1969 [32] Ngày trường phái phát triển với nhiều nghiên cứu đa dạng khác, đặc biệt với số lý hố tính đất với cơng cụ tốn học phép phân tích hồi quy nhiều biến số Những cơng trình tiêu biểu lĩnh vực tác giả: Caile (1935,1955); Gysel Arend (1963), Carmean (1963); Hermsnik (1966)… Trước thập kỷ 70 này, có nhầm lẫn việc sử dụng phương pháp phân tích tương quan hay hồi quy, người ta sử dụng biến không ngẫu nhiên (như số cấp đất, mã loại đất… ) đóng vai trị hàm số phương tình tương quan hồi quy hay nhiều biến số Từ cuối thập kỷ 60, phát triển lý thuyết phân tích tách biệt (Discrimiant analyse) để xử lý cho trường hợp hàm số biến khơng ngẫu nhiên Nghiên cứu tồn cảnh (Holistic approach): Môi trường phân chia cách nhìn tổng hợp Có trường phái nhỏ theo hướng này: + Phân loại đất (soil servey): phân chia đất thành loại đất hay hạng đất + Phân hạng lập địa theo kiểu Đức (German site mapping): Đã phát triển từ cuối kỷ 19 vùng nói tiếng Đức Đơn vị phân chia hệ thống “dạng lập địa” (site unit), đơn vị thống điều kiện hoàn cảnh khí hậu, thổ nhưỡng, địa hình… thể thực bì che phủ Đã phát triển hệ thống phân chia bao gồm vùng sinh trưởng (growth distrist) đến dạng lập địa cấp I, cấp II, cấp III… + Phân loại địa văn theo Hills (Hills physiographic site type): Nhà lâm hình Canada Hills đề xuất hệ thống phân loại kiểu lập địa tổng hợp (total site), định nghĩa phức hợp kiểu lập địa kiểu rừng, bao gồm yếu tố khí hậu thuỷ văn, địa chất, địa hình, q trình hình thành đất, nước ngầm, quần thể động thực vật tác động người… (Hills 1955, 1961 - theo Jones 1969) + Phân hạng môi trường (Environmental ordination): Trong phân hạng môi trường, hay nhiều nhân tố môi trường định nghĩa, phân cấp trở thành gradient phân hạng (theo mục tiêu lựa chọn) Phân hạng mơi trường khác phân hạng thực bì chỗ phân hạng thực bì, mục tiêu phân chia để phát đánh giá loại hình thực bì khác Trong phân hạng môi trường thể tìm tịi người ảnh hưởng nhân tố môi trường Nhiều tác giả sử dụng nhiều nhân tố môi trường khác nghiên cứu như: chế độ nước đất, độ hút ẩm đất, độ phì nhiêu đát, mức độ rửa trơi, xói mịn hay tích tụ chất đất… Jones, 1967 xây dựng phương trình dự báo số cấp đất cho loài Aspen (Popolus sp.) vùng Curolado Bắc New Mexico từ nhân tố môi trường Chế độ nhiệt ảnh hưởng đến sinh trưởng Loucks xây dựng tiêu chế độ ẩm cho vùng sông Green New Brunswick dựa độ dốc thoát nước (Loucks 1962, theo Jones 1969) Năm 1986, Peler.R.Stevens (1986) viết “Sổ tay để phân hạng lập địa đánh giá mức độ thích hợp lập địa áp dụng Bangladet” áp dụng lập địa để đề xuất trồng đánh giá độ thích hợp trồng với dạng lập địa thông qua tiêu suất,… Trung tâm lâm nghiệp Quốc tế (CIFOR) tiến hành nghiên cứu quản lý lập địa sản lượng rừng cho rừng trồng nước nhiệt đới đối tượng là: Bạch đàn, Thơng, Keo trồng lồi lập địa nước Brazil, Công gô, Nam Phi, Trung Quốc, Indonesia,… bắt đầu nghiên cứu Việt Nam Kết nghiên cứu cho thấy biện pháp xử lý lập địa khác loài trồng khác có ảnh hưởng khơng giống đến độ phì, cân nước, phân huỷ thảm mục chu trình dinh dưỡng khống… [23] Khi đánh giá khả sinh trưởng lồi Thơng (P.patula) Swaziland, Evans (1974) [19] chứng minh khả sinh trưởng chiều cao lồi Thơng có quan hệ chặt (R = 0,81) với yếu tố địa hình đất Khảo sát rừng trồng điều kiện lập địa khác nhau, Pandey (1983) [34] cho thấy Bạch Đàn E.camaldulensis trồng vùng nhiệt đới khô với chu kỳ kinh doanh 10 - 20 năm thường đạt từ - 10m3/ha/năm, vùng nhiệt đới ẩm đạt 30m3/ha/năm Khi nghiên cứu sản lượng rừng trồng Bạch đàn Brazil, GolcavesJ.L.M cộng (2004) [30] cho suất trồng “kết hơn” thích hợp kiểu gen với điều kiện lập địa kỹ thuật canh tác Ngồi tác giả cịn giới hạn sản lượng rừng có liên quan tới yếu tố môi trường theo thứ tự mức độ quan trọng sau: nước > dinh dưỡng > độ sâu tầng đất Qua nghiên cứu cho thấy việc xác định điều kiện lập địa phù hợp với trồng có ý nghĩa quan trọng Điều kiện lập địa có ý nghĩa định tới suất, sản lượng rừng trồng Vì vậy, việc lựa chọn điều kiện lập địa phù hợp với trồng nhằm nâng cao suất, sản lượng rừng cần thiết 1.1.1.2 Nghiên cứu đặc điểm sinh thái - sinh trưởng Mây nếp Hầu hết loài mây mọc cụm, thân ngầm nằm đất hình dạng củ gừng, mặt thâm ngầm có mang rễ, rễ khoẻ nên mọc đựơc nơi đất cứng khơ Khóm mây già thân ngầm lớn có nhiều rễ Thân ngầm có xu hướng ăn dần mặt đất Ở nơi đất tốt sâu ẩm rễ ăn nông lớp đất mặt, dễ đánh trồng nơi khác Với đặc điểm thuận lợi cho việc đánh trồng nơi khác Mỗi cụm mây thường có nhiều thân khí sinh mọc lên từ thân ngầm Thường năm từ đầu thân ngầm mọc chồi, chồi phát triển thành thân khí sinh Đây đặc điểm cần ý tách chồi mây Sau trồng - năm mây hoa kết Mây đơn tính khác gốc, đực riêng rẽ Cây sai vào năm thứ - 10 sau trồng (Xu Huangcan cộng sự, 2000) [36] Một số nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến phục hồi sinh trưởng mây nghiên cứu Lồi Calamus egregius khơng thể phơi sáng hồn toàn Cây loài C simplicifolius cần che sáng 50% Ánh sáng đầy đủ kích thích sinh trưởng lồi C truchycoleus Đất bồi tụ thích hợp cho loài C caesius, C scipionum C tumidus Đất ẩm, giàu dinh dưỡng thích hợp cho lồi C egregius, C ornatus, C tetradactylus (Mây nếp) Lồi C javensis thích nghi rộng với nhiều loại đất Loài C ovoideus sinh trưởng mạnh nơi đất nước, cịn lồi C wuilong sinh trưởng tốt nơi nhiều 96 mây Vì vậy, phát dọn thực bì định kỳ hàng năm công việc vô quan trọng nhằm giảm bớt cạnh tranh khơng đáng có này, qua tạo thuận lợi cho mây sinh trưởng Các mơ hình thâm canh Hà Giang Hồ Bình có tầng bụi thảm tươi phát triển mạnh nên thời gian tới cần phải tiến hành phát dọn để tạo điều kiện cho mây phát triển - Khai thác Mây nếp: Khi chiều dài thân mây H T ≥ (m) tiến hành khai thác Theo kết nghiên cứu tương ứng với chiều dài thân nhỏ khai thác (2m) chiều dài lóng mây bé điều kiện lập địa, ta tính số lóng mây tối thiểu Mây nếp, từ xác định tuổi bắt đầu khai thác cho lập địa Tổng hợp kế tính tốn qua bảng 3.30 Bảng 3.30 Tuổi khai thác hợp lý lập địa Mây nếp (Nếu tuổi đem trồng đạt 18 tháng tuổi) * Tại Bắc Quang - Hà Giang Cấp ĐKLĐ N S3 S2 S1 18 18,8 19,6 20,4 11,11 10,64 10,20 9,80 3,7 3,6 3,5 3,4 N S3 S2 S1 Llóngmin (cm) 20,05 21,04 22 22,92 Số lóng 9,98 9,51 9,09 8,73 Tuổi KTmin (năm) 3,5 3,4 3,3 3,2 Chỉ tiêu Llóngmin (cm) Số lóng Tuổi KTmin (năm) * Tại Bình Thanh - Hồ Bình Cấp ĐKLĐ Chỉ tiêu 97 Chương KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Qua nghiên cứu đặc điểm sinh thái - sinh trưởng Mây nếp tỉnh Hồ Bình Hà Giang, đề tài rút số kết sau đây: Quá trình sinh trưởng Mây nếp thành giai đoạn: (i) giai đoạn mầm; (ii) giai đoạn mầm đến lúc đầu tiên; (iii) giai đoạn cỏ; (iv) giai đoạn trưởng thành, (v) giai đoạn già cỗi Với giai đoạn sinh trưởng mây có đặc điểm sinh trưởng đặc trưng khác Và vào đặc điểm đặc trưng, biến đổi mây đề tài đưa bảng ứng dụng xác định nhanh tuổi Mây nếp vườn ươm (cây mọc từ hạt) Mây nếp lồi có đực riêng biệt Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng theo giới tính Mây nếp đực Mây nếp cho thấy, Mây nếp đực sinh trưởng phát triển nhanh Mây nếp cái, cho sinh trưởng nhanh từ 8,5 - 25,7% Nghiên cứu sinh trưởng Mây theo tuổi cho thấy tuổi khác sức sinh trưởng Mây nếp khác có tuổi lớn cho sinh trưởng lớn Ở vườn ươm 12 tháng tuổi cho sinh trưởng chiều cao đường kính gốc, tổng số lớn Ở rừng trồng với độ tuổi khác cho sức sinh trưởng khác Kết nghiên cứu rừng trồng cho thấy: tiêu chuẩn đem trồng 24 tháng cho kết sinh trưởng cao chiều cao đường kính thân Ở giai đoạn vườn ươm, nhân tố ánh sáng hỗn hợp ruột bầu nhân tố sinh thái chi phối trình sinh trưởng Mây nếp Đề tài đánh giá nhu cầu ánh sáng dinh dưỡng vườn ươm thông qua nghiên cứu công thức che sáng khác công thức hỗn hợp ruột bầu khác Kết cho thấy công thức che sáng 50% 75% hỗn hợp ruột 98 bầu: 89% đất vườn ươm + 10% phân chuồng hoai + 2% supe lân cơng thức thích hợp cho sinh trưởng mây - Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng khí hậu, địa hình, đất, tàn che, thảm thực vật tới sinh trưởng Mây nếp + Điều kiện khí hậu Mây nếp lồi có biên độ sinh thái rộng, thích hợp nơi có nhiệt độ từ 20 - 300c, lượng mưa trung bình 1000 - 2300 mm/năm, độ ẩm khơng khí >79%, số nắng 1900 - 2400 giờ/năm + Điều kiện địa hình, đất đai Mây nếp sinh trưởng phát triển nơi có độ cao 600 m, độ dốc thích hợp