Nghiên cứu một số đặc điểm tái sinh tự nhiên của cây dẻ gai ấn độ (castanopsis indica a.d.c) tại vườn quốc gia tam đảo - vĩnh phúc

Nghiên cứu một số đặc điểm tái sinh tự nhiên của cây dẻ gai ấn độ (castanopsis indica a.d.c) tại vườn quốc gia tam đảo - vĩnh phúc

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -  -

NGUYỄN THỊ THU TRANG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM TÁI SINH TỰ NHIÊN

CỦA CÂY DẺ GAI ẤN ĐỘ (CASTANOPSIS INDICA A.D.C)

TẠI VƯỜN QUỐC GIA TAM ĐẢO - VĨNH PHÚC

CHUYÊN NGÀNH LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS NGÔ QUANG ĐÊ

THÁI NGUYÊN, NĂM 2009

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa hề sử dụng cho bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đều được cảm ơn Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc

Thái Nguyên, ngày 05 tháng 10 năm 2009

TÁC GIẢ

Nguyễn Thị Thu Trang

Lời nói đầu

Trong nhiệm vụ bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững của các Vườn Quốc gia, việc bảo tồn các thực vật quý hiếm và có nguy cơ bị đe doạ giữ một vị trí quan trọng đặc biệt không chỉ về mặt khoa học mà còn liên quan toàn diện, lâu dài đến sự tồn tại và phát triển của các Vườn quốc gia

Để góp phần bảo vệ nguồn tài nguyên sinh vật Vườn quốc gia Tam Đảo có hiệu quả, nhất là nguồn gen quý hiếm và có nguy cơ đe doạ, tôi chọn đề tài luận

văn thạc sĩ “ Nghiên cứu một số đặc điểm tái sinh tự nhiên của cây Dẻ gai Ấn

Độ (Castanopsis Indica A.D.C) tại Vườn Quốc gia Tam Đảo”

Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của GS TS Ngô Quang Đê trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, cùng với sự giúp đỡ của PGS TS Đặng Kim Vui và các thầy cô giáo khoa Lâm nghiệp trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, TS Hà Huy Thịnh Viện khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam và cán bộ công nhân viên Vườn Quốc gia Tam Đảo Nhân dịp này tôi chân thành cảm ơn GS TS Ngô Quang Đê, PGS TS Đặng Kim Vui, GS TS Lê Đình Khả, TS hà Huy Thịnh, khoa sau đại học trường Đại học Nông Lâm, Ban giám đốc và các đồng nghiệp Vườn Quốc gia Tam Đảo Cảm ơn bạn bè và người thân đã động viên giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này

Do năng lực, thời gian và điều kiện phương tiện nghiên cứu còn thiếu nên kết quả đạt được của đề tài không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các nhà khoa học và những người quan tâm về vấn đề này

TÁC GIẢ

Nguyễn Thị Thu Trang

Chương 2 – MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1 Mục tiêu nghiên cứu……… 15

2.1.1 Về mặt lý luận……… 15

2.1.2 Về mặt thực tiễn……… 15

2.2 Đối tượng nghiên cứu……… 15

2.3 Nội dung nghiên cứu……… 15

2.4 Phương pháp nghiên cứu 16

2.4.1 Quan điểm về phương pháp luận……… 16

2.4.2 Phương pháp xác định vị trí nghiên cứu 17

2.4.3 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu 18

Chương 3: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 30

3.1 Đặc điểm tự nhiên 30

3.1.1 Vị trí địa lý, đất đai nơi có Dẻ gai Ấn Độ tái sinh phân bố 30

3.1.2 Khí hậu, thủy văn 31

3.1.3 Đặc điểm về tài nguyên thực vật rừng 32

3.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 34

3.2.1 Dân cư và lao động……… 34

3.2.2 Đời sống kinh tế 36

3.2.3 Hiện trạng sử dụng đất……… 36

3.2.4 Hiện trạng sản xuất lâm nghiệp……… 37

4.1 Đặc điểm hình thái và vật hậu của Dẻ gai Ấn Độ……… 38

4.1.1 Đặc điểm hình thái cây……… 38

4.1.2 Đặc điểm vật hậu……… 39

4.2 Đặc điểm sinh thái nơi loài Dẻ gai Ấn Độ tái sinh phân bố……… 41

4.2.1 Đặc điểm khí hậu nơi có Dẻ gai Ấn Độ phân bố……… 41

4.2.2 Đặc điểm đất đai nơi có Dẻ gai Ấn Độ phân bố……… 42

4.3 Một số đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng ảnh hưởng đến tái sinh 43

4.3.1 Một số đặc điểm cấu trúc của rừng có Dẻ gai Ấn Độ phân bố……… 43

4.3.2 Cấu trúc tổ thành tầng cây cao 44

4.3.3 Cấu trúc tầng thứ 49

4.3.4 Cấu trúc mật độ tầng cây cao của lâm phần và Dẻ gai Ấn Độ 51

4.3.5 Thành phần loài cây đi kèm với Dẻ gai Ấn Độ 52

4.3.6 Đặc điểm phân bố số cây theo đường kính của lâm phần 55

4.3.7 Cấu trúc độ tàn che tầng cây cao 59

4.4 Một số đặc điểm tái sinh của loài Dẻ gai Ấn Độ ở 2 khu vực 60

4.4.1 Cấu trúc tổ thành cây tái sinh 60

4.4.2 Mật độ cây tái sinh của loài Dẻ gai Ấn Độ 64

4.4.3 Số lượng cây tái sinh 65

4.4.4 Ảnh hưởng của tầng cây bụi, thảm tươi với tái sinh tự nhiên 69

4.4.5 Phân bố tần suất cây tái sinh của Dẻ gai Ấn Độ 72

4.4.6 Chất lượng cây tái sinh của lâm phần và Dẻ gai Ấn Độ 73

4.5 Đề xuất một số biện pháp bảo vệ tái sinh tự nhiên cho cây Dẻ gai Ấn Độ ở các trạng thái rừng IIIA2 và IIIA3 74

4.5.1 Điều kiện gây trồng cây Dẻ gai Ấn Độ 74

4.5.2 Một số biện pháp bảo vệ tái sinh tự nhiên cho cây Dẻ gai Ấn Độ 75

Chương 5: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ TỒN TẠI 76

DANH MỤC BẢNG

Trang Chương III: Điều kiện cơ bản của khu vực nghiên cứu

Chương IV: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Bảng 4.7 Thành phần loài cây đi kèm với Dẻ gai Ấn độ trạng thái IIIA2 53 Bảng 4.8 Thành phần loài cây đi kèm với Dẻ gai Ấn độ trạng thái IIIA3 54 Bảng 4.9 Phân bố số cây theo đường kính của lâm phần ở 2 khu vực nghiên cứu 56

Bảng 4.12 Ảnh hưởng của độ tàn che đến mật độ và tỷ lệ cây tái sinh 60 Bảng 4.13 Tổ thành cây tái sinh của Dẻ gai Ấn Độ trạng thái rừng IIIA2 61 Bảng 4.14 Tổ thành cây tái sinh của Dẻ gai Ấn Độ trạng thái rừng IIIA3 63 Bảng 4.15 Mật độ cây tái sinh của Dẻ gai Ấn Độ ở cả hai trạng thái rừng 65 Bảng 4.16 Số lượng cây tái sinh của lâm phần và Dẻ gai Ấn Độ phân

Bảng 4.18 Ảnh hưởng của cây bụi thảm tươi đến TSTN theo các trạng thái rừng 70

Bảng 4.21 Phân bố tần suất xuất hiện Dẻ gai Ấn Độ tái sinh xung quanh

DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ ẢNH

Trang DANH MỤC ĐỒ THỊ

NHỮNG TỪ VIẾT TẮT

TSTN - Tái sinh tự nhiên

NN & PTNT - Nông nghiệp và phát triển Nông thôn

Bộ NN&PTNT

VƯỜN QUỐC GIA TAM ĐẢO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Trong thời gian thực tập, học viên Nguyễn Thị Thu Trang đã:

- Chấp hành tốt nội quy, quy chế làm việc của cơ quan có tính kỷ luật cao - Quan hệ tốt với cán bộ và nhân dân tại địa điểm nghiên cứu

- Thực hiện quá trình thu thập số liệu ngoại nghiệp nghiêm túc - Hoàn thành đúng tiến độ đề ra của đợt thực tập

Vĩnh Phúc, ngày 17 tháng 04 năm 2009

TM/ BGĐ VƯỜN QUỐC GIA TAM ĐẢO

Phó Giám Đốc

Đặt vấn đề

Khoa học ngày nay đã chứng tỏ các biện pháp bảo vệ, sử dụng và tái tạo lại rừng chỉ có thể được giải quyết thỏa đáng khi có một sự hiểu biết đầy đủ về bản chất các qui luật sống của rừng trước hết là các quá trình tái sinh, sự hình thành và động thái biến đổi của rừng tương ứng với những điều kiện tự nhiên môi trường khác nhau

Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái Nó bảo đảm cho nguồn tài nguyên rừng có khả năng tái sản xuất mở rộng, nếu chúng ta nắm được qui luật tái sinh, chúng sẽ điều khiển qui luật đó phục vụ cho các mục tiêu kinh doanh Vì vậy, tái sinh rừng trở thành vấn đề then chốt trong việc xác định các phương thức kinh doanh rừng

Hiện nay trong nhiều vùng rừng tự nhiên của nước ta đã mất rừng do sử dụng phương thức khai thác - tái sinh không đáp ứng được những lợi ích lâu dài của nền kinh tế và bảo vệ môi trường Các phương thức khai thác - tái sinh không hợp lý đã và đang làm cho rừng tự nhiên suy giảm cả về số lượng và chất lượng Ở Việt Nam, năm 1943 diện tích rừng còn khoảng 14,3 triệu ha, tỷ lệ che phủ khoảng 43% Đến năm 1999, theo số liệu thống kê chỉ còn 10,9 triệu ha rừng, trong đó 9,4 triệu ha rừng tự nhiên và 1,5 triệu ha rừng trồng với độ che phủ tương ứng là 33,2% Do vậy, việc tái sinh tự nhiên là một trong những biện pháp và nhiệm vụ quan trọng

Vườn Quốc gia Tam Đảo được thành lập theo quyết định 194/CT của Chủ tịch Hội đồng bộ trưởng (nay là Chính phủ) với tổng diện tích là 36.883 ha Tam Đảo là phần cuối của dãy núi cánh cung thượng nguồn sông Chảy Tam Đảo như bức bình phong chắn gió mùa đông bắc cho vùng đồng bằng, gồm trên 20 mươi đỉnh núi với độ cao trên 1000m Cao nhất là đỉnh Tam Đảo Bắc (1592m), vùng trung tâm có 3 đỉnh: Thiên Thị (1375m), Thạch Bàn (1388m) và Phù Nghĩa (1300m), sườn núi dốc, địa hình chia cắt mạnh Sự phức tạp của địa hình, hướng phơi, độ cao, khí tượng thủy văn, mức độ tác động của con người khác nhau…cùng với đặc tính sinh vật học của từng loài cây đã tạo cho Tam Đảo có

một hệ thực vật hết sức phong phú và đa dạng Theo số liệu thống kê cho thấy đã phát hiện ở đây 1288 loài thực vật bậc cao thuôc 179 họ, 660 chi nằm trong 3 ngành Dương Xỉ, Hạt trần và Hạt kín trong đó có nhiều loài được thu thập mẫu và lần đầu tiên được mô tả ở Tam Đảo, 38 loài mang nguồn gien quý hiếm nguy cấp cần ưu tiên bảo tồn [6] Điều này đã nói lên tính đa dạng về số loài, số chi, số họ và tầm quan trọng của hệ thực vật Tam Đảo

Trong những năm gần đây công tác nghiên cứu, đánh giá thành phần loài, tính đa dạng thực vật tại Tam Đảo diễn ra tương đối mạnh mẽ Tuy nhiên, các công trình đó mới chỉ dừng lại ở mức độ khái quát, chưa nghiên cứu sâu về đặc điểm tái sinh, thành phần loài, sự phân bố và giá trị của từng họ từng loài

Dẻ Gai Ấn Độ (Castanopsis indica A.D.C) thuộc Họ Dẻ (Fagaceae) là

một họ lớn gồm rất nhiều loài Ở Việt Nam có 5 chi khoảng 120 loài, hầu hết là cây thân gỗ Họ Dẻ nói chung và loài Dẻ Gai Ấn Độ nói riêng không những có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái rừng mà còn có ý nghĩa quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Sự có mặt của loài Dẻ Gai Ấn Độ góp phần làm phong phú đa dạng về thành phần loài, giúp cho các quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong hệ sinh thái rừng được ổn định, phát huy tốt chức năng bảo vệ môi trường Đối với nền kinh tế quốc dân, loài cây này có khả năng cung cấp gỗ cho xây dựng nhà cửa, đóng đồ đạc [3] …

Ở Vườn Quốc gia Tam Đảo loài Dẻ Gai Ấn Độ được phân bố hầu như khắp các trạng thái rừng, các đai khí hậu, nên khả năng tái sinh tương đối tốt Đó

là lý do tại sao tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu một số đặc điểm tái sinh tự nhiên

của cây Dẻ Gai Ấn Độ (Castanopsis Indica A.D.C) tại Vườn Quốc gia Tam Đảo - Vĩnh Phúc”

Đầu thế kỷ 19 khi công nghiệp phát triển mạnh, nhu cầu gỗ đòi hòi quá lớn, con người phải tập trung khai thác rừng tự nhiên và tiến hành tái sinh nhân tạo Nhưng từ những thất bại tái sinh rừng nhân tạo ở Đức nhiều nhà khoa học

ủng hộ và đồng nhất quan điểm “Hãy quay trở lại với tái sinh tự nhiên”

Khi nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên nhiệt đới, Van steenis.J (1956)[59] đã nêu hai đặc điểm tái sinh phổ biến: Tái sinh phân tán liên tục của các loài cây chịu bóng và kiểu tái sinh vệt của các loài cây ưa sáng Ngoài ra theo nhận xét của A Obrevin (1938) khi nghiên cứu các khu rừng nhiệt đới ở Châu Phi, còn đưa ra lý luận bức khảm hay lý luận tái sinh tuần hoàn

Đặc điểm tái sinh rừng được nhiều nhà lâm sinh quan tâm đến là thế hệ cây tái sinh có tổ thành giống hay khác biệt với lớp cây mẹ, Richards,P,W (1965)[57]

Ở rừng nhiệt đới số lượng loài cây trên một đơn vị diện tích quá lớn, nên kinh doanh tất cả các loài cây đó rất có thể mang lại hiệu quả mong muốn Trong thực tiễn lâm sinh, người ta chỉ khảo sát những loài cây có giá trị kinh tế và đáp ứng nhu cầu thị trường

Có rất nhiều công trình nghiên cứu đã đề cập những nguyên nhân ảnh hưởng tới tái sinh tự nhiên và có thể chia thành hai nhóm tác động chính:

a Nhóm nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến tái sinh rừng không có sự can thiệp con người

Nhân tố sinh thái được nhiều tác giả quan tâm và tìm hiểu là sự thiếu hụt ánh sáng của cây con dưới tán rừng Nếu ở trong rừng, cây con chết vì thiếu nước thì cũng không nên loại trừ do thiếu ánh sáng Trong rừng mưa nhiệt đới, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng chủ yếu đến phát triển cây con, còn đối với sự nảy mầm và phát triển mầm non thường không rõ (Baur G, N 1962)[2]

Khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên (TSTN) của rừng, các tác giả nhận định tầng cây cỏ và cây bụi đã ảnh hưởng tới cây tái sinh các loài cây gỗ Ở quần thụ kín tán, tuy thảm cỏ phát triểm kém nhưng cạnh tranh dinh dưỡng và ánh sáng của chúng vẫn ảnh hưởng đến cây tái sinh Những lâm phần đã qua khai thác, thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh mẽ sẽ trở ngại lớn cho tái sinh rừng Ngoài ra Ghent, A.W (1969)[60] còn nhận xét: Thảm mục, chế độ thủy nhiệt, tầng đất mặt quan hệ với tái sinh rừng cũng cần được làm rõ Hiển nhiên, trong những trường hợp cụ thể ảnh hưởng của động vật và lửa rừng có thể gây những tác hại đến TSTN ở mức độ khác nhau

Cấu trúc của quần thụ ảnh hưởng tới tái sinh đã được Andel S (1981)[58] chứng minh độ dầy tối ưu cho sự phát triển bình thường cây gỗ là 0,6-0,7m Độ khép tán của quần thụ có quan hệ với mật độ và sức sống của cây con Trong sự cạnh tranh giữa thực vật về dinh dưỡng khoáng, ánh sáng, ẩm độ tùy thuộc vào đặc tính sinh vật học, tuổi của mỗi loài và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật

Trong công trình nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa cây con và quần thụ V.G Karpov (1969) đã chỉ ra đặc điểm phức tạp trong quan hệ cạnh tranh về dinh dưỡng của đất, ánh sáng, độ ẩm và tính chất thuần nhất của quan hệ qua lại giữa các thực vật tùy thuộc đặc tính sinh vật học, tuổi và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật Năm 1973 I.N.Nakhteenko cho rằng sự trùng hợp cao của sự hấp thụ dinh dưỡng giữa 2 loài có thể gây cho nhau sự kìm hãm sinh trưởng và làm tăng áp lực cạnh tranh giữa 2 loài

Trong đa số các nghiên cứu tái sinh tự nhiên của rừng, người ta đều nhận thấy rằng cỏ và cây bụi, qua thu nhận ánh sáng, độ ẩm và các nguyên tố dinh dưỡng khoáng của tầng đất mặt đã ảnh hưởng xấu đến cây tái sinh của các loài cây gỗ Những quần thụ kín tán, đất khô và nghèo dinh dưỡng khoáng, thảm cỏ phát triển kém nên ảnh hưởng của nó đến các cây gỗ non không đáng kể Ngược lại những lâm phần thưa, rừng đã qua khai thác thì thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh mẽ, trong điều kiện này chúng là nhân tố gây trở ngại rất lớn cho tái sinh rừng Bannikov, 1967; Vipper 1973

Cây rừng ra hoa mang tính định kỳ rõ rệt, cây rừng ra hoa quả nhiều hay ít bị ảnh hưởng sâu sắc của thời tiết Nhiều nhà lâm học cho rằng biến động mùa hoa quả cây rừng cần nghiên cứu theo các vùng địa lý khác nhau và các khía cạnh cấu trúc, độ dày, độ khép tán, tuổi lâm phần

b Nhóm nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh rừng có sự can thiệp của con người:

Đó là việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm tác động có mục đích vào các lâm phần rừng tự nhiên Từ các xử lý lâm sinh tác động vào các loài cây tái sinh mục đích, các nhà lâm sinh học đã xây dựng thành công nhiều phương thức chặt tái sinh điển hình như: Công trình của Kennedy (1935), Taylor (1954), Rosevear (1974) ở Nigiêria và Gana (1960) ở Xurinam với phương thức chặt dần tái sinh dưới tán lá, Brooks (1941), Ayolife (1952) với phương thức chặt dần nhiệt đới ở Trinidat, Wayatt Smith (1961, 1963)[62] với phương thức chặt rừng đều tuổi ở Malaysia, Donis và Maudouz (1951, 1954) với phương thức đồng nhất hóa tầng trên ở Zava

Catinot (1974) một chuyên gia hàng đầu về lâm sinh nhiệt đới với nhiều thập kỷ kinh nghiệm ở rừng nhiệt đới Châu Phi, khi áp dụng các biện pháp lâm sinh cho rừng tự nhiên, ông rất quan tâm đến lớp cây tái sinh phía dưới tán rừng Ông cho rằng các nhà lâm sinh nhiệt đới sẽ không hoàn thành trách nhiệm của mình nếu họ chỉ thay thế rừng tự nhiên bằng các khu rừng trồng Thông và Bạch Đàn, ông cũng cho rằng bắt buộc phải làm, tuyệt đối cần thiết là tìm ra phương

pháp cho phép sử dụng các hệ sinh thái nguyên sinh vốn có của nhiệt đới một cách có hiệu quả mà không phá vỡ nó

Theo quan điểm như vậy, Rovet (1984) đã đưa ra những yêu cầu tối thiếu, bắt buộc các giấy phép khai thác rừng phải thể hiện được cụ thể là: muộn nhất là 2 năm trước khai thác phải tiến hành điều tra kết hợp với chặt bỏ dây leo cây bụi; chỉ được khai thác những lâm phần có ít nhất 10 - 15 cây thuộc loại giá trị kinh tế có D1.3 ≥ 60cm và phải có tái sinh đạt yêu cầu; phải để lại ít nhất 5 - 7 cây mẹ gieo trồng có kích thước lớn, phân bố đều trên diện tích; trong trường hợp cần thiết các lỗ trống hình thành do khai thác phải được mở rộng thêm để thúc đẩy xúc tiến tái sinh tự nhiên Quá trình sinh trưởng, phát triển cây tái sinh, trên các lỗ trống phải được kiểm soát và cần thiết phải chăm sóc ít nhất 10 năm sau khai thác

Nghiên cứu về phân bố cây tái sinh tự nhiên cũng đã có rất nhiều công trình đề cập đến, đáng chú ý là công trình nghiên cứu của Richards P W (1965)[57], tác giả cuốn rừng mưa nhiệt đới, Bernard Roller (1974) tổng kết các công trình nghiên cứu về phân bố số cây tái sinh tự nhiên đã nhận xét: trong các ô tiêu chuẩn kích thước nhỏ (1 x 1m, 1 x 1,5m) cây tái sinh tự nhiên có dạng phân bố cụm, một số ít có phân bố poisson Ở Châu Phi, trên cơ sở các số liệu thu thập Taylor (1954), Barnard (1955) xác định số lượng cây tái sinh trong rừng nhiệt đới thiếu hụt, cần thiết phải bổ sung bằng trồng rừng nhân tạo Ngược lại, các tác giả nghiên cứu về tái sinh tự nhiên nhiệt đới Châu Á như: Bava (1954), Budowski (1956), Kationt (1965) lại nhận định dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ số lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, do vậy các biện pháp lâm sinh đề ra cần thiết để bảo vệ và phát triển cây tái sinh có sẵn dưới tán rừng

Về phương pháp điều tra tái sinh nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống do Lowdermilk (1972) đề nghị, với diện tích ô dạng bản thông thường từ 1 - 4m2 Bên cạnh đó cũng có nhiều tác giả đề nghị sử dụng phương pháp điều tra theo dải hẹp với các ô đo đếm có diện tích biến động từ 10 - 100m2 Phương pháp này trong điều tra tái sinh sẽ khó xác định được quy luật

phân bố hình thái của lớp cây tái sinh trên mặt đất rừng Để giảm sai số trong khi thống kê Barnard (1950) đã đề nghị một phương pháp “điều tra chẩn đoán”, theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tùy theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau Phương pháp này được áp dụng nhiều hơn vì nó thích hợp cho từng đối tượng rừng cụ thể

Về điều tra và đánh giá tái sinh tự nhiên trong rừng nhiệt đới M Loeschau (1977)[43] đã đưa ra một số đề nghị như: để đánh giá một khu bằng cách rút mẫu ngẫu nhiên, trừ trường hợp đặc biệt có thể dựa vào những nhận xét tổng quát về mật độ tái sinh như nơi có lượng cây tái sinh rất lớn Các số liệu này sẽ là cơ sở cho các quyết định trong từng kế hoạch lâm sinh cụ thể, đặc biệt là xét lâm phần có xứng đáng được chăm sóc hay không? việc chăm sóc cấp bách đến mức độ nào? cường độ chăm sóc phải ra sao? Tác giả cũng đề nghị những chỉ tiêu cần phải điều tra gồm có mật độ, chất lượng cây tái sinh cũng như đường kính ngang ngực của những cây có giá trị kinh tế lớn trong khoảng từ 1 cm (cây tái sinh đã đảm bảo) đến 12,6 cm (giới hạn dưới của kích thước sản phẩm)

Từ những tính toán về mặt sai số cũng như về mặt tổ chức thực hiện thì các ô được chọn là những hình vuông có diện tích là 25 m2

dễ dàng xác lập bằng gậy tre Tất cả những cây tái sinh của những loài có giá trị kinh tế (đường kính gốc = 1 ÷ 2,5 cm) có nguồn gốc hạt và thân thẳng đẹp sẽ được đếm và đo hay ước lượng đường kính theo hai cấp 1 - 5cm và 5 - 12,5cm Các ô đo đếm được xác lập theo từng nhóm, mỗi nhóm gồm 4 ô, bố trí liên tiếp theo kiểu phân bố hệ thống không đồng đều Như vậy các ô vừa đại diện được đầy đủ toàn bộ khu vực điều tra, mặt khác những nhân tố điều tra vừa có dạng gần với phân bố chuẩn

Nhìn chung những kết quả nghiên cứu về tái sinh rừng ở trên đã làm sáng tỏ phần nào các đặc điểm tái sinh, các nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh và những nguyên lý chung để xây dựng phương thức xúc tiến tái sinh rừng Tuy nhiên những nghiên cứu về tái sinh rừng nhiệt đới nói chung vẫn chưa thật đầy đủ hệ thống cho từng loại rừng cụ thể

2.2 Ở Việt Nam

Nghiên cứu về tái sinh rừng ở Việt Nam cũng chỉ mới bắt đầu từ những năm 1960 Nổi bật có công trình của Thái Văn Trừng (1963, 1978) về “Thảm thực vật rừng Việt Nam”, Ông đã nhấn mạnh ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên ở cả rừng nguyên sinh và thứ sinh §ång thêi theo ông, có một nhóm nhân tố sinh thái trong nhóm khí hậu đã khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên trong thảm thực vật rừng, đó là nhân tố ánh sáng Nếu các điều kiện khác của môi trường như đất rừng, nhiệt độ, độ ẩm dưới tán rừng chưa thay đổi thì tổ hợp các loài cây tái sinh không có những biến đổi lớn và cũng không diễn thế một cách tuần hoàn trong không gian và thời gian như A.Ôbrêvin đã nhận định và diễn thế theo phương thức tái sinh không có quy luật “nhân quả” giữa sinh vật và hoàn cảnh Vì lẽ trên P.W Risa đã nói rất có lý: “Lý luận tuần hoàn tái sinh đã ứng dụng rộng rãi được đến mức độ nào, vấn đề này hiện nay phải tạm gác lại chưa giải quyết được”

Từ năm 1962 - 1969, Viện Điều tra Qui hoạch rừng đã có điều tra tình hình tái sinh tự nhiên cho các vùng kinh tế trọng điểm ở miền Bắc Việt Nam như: Yên Bái (1965), Quỳ Châu sông Hiếu Nghệ An (1962 - 1964), Quảng Bình (1969), Lạng Sơn (1969)

Nguyễn Hữu Hiến (1970)[20] đã đưa ra phương pháp đánh giá tố thành rừng nhiệt đới, tác giả cho rằng loài cây tham gia vào loại hình thì nhiều, trên diện tích một ha có khi có tới hàng trăm loài, cùng một lúc không thể kể hết được Vì vậy, người ta chỉ kể đến loài nào có số lượng cá thể nhiều nhất trong các tầng quan trọng (tính theo loài cây ưu thế hoặc nhóm loài ưu thế) tác giả đã đưa ra công thức tính tổ thành là X ≥ N/a với X là trị số bình quân cá thể của một loài, N là số cây điều tra và a là số loài điều tra Một loài được gọi là thành phần chính của một loại hình phải có số lượng cá thể bằng hoặc lớn hơn X Đây là một cách đánh giá thuận tiện trong khi phân tích nghiên cứu phân bố các loài, diễn thế và sự phân bố các quần lạc thực vật

Vũ Đình Huề (1975)[29] kết luận: Tái sinh tự nhiên rừng miền Bắc Việt Nam có đặc điểm tái sinh của rừng nhiệt đới Trong rừng nguyên sinh tổ thành cây tái sinh tương tự như tầng cây gỗ, ở rừng thứ sinh tồn tại nhiều cây gỗ mềm kém giá trị Hiện tượng tái sinh theo đám tạo nên sự phân bố số cây không đều trên mặt đất rừng Từ những kết quả trên tác giả xây dựng tiêu chuẩn đánh giá tái sinh tự nhiên áp dụng cho các đối tượng rừng lá rộng ở miền Bắc nước ta

Phùng Ngọc Lan (1984)[36] đã nghiên cứu về bảo đảm tái sinh trong khai thác rừng, tác giả cho biết do cây mẹ có tính chịu bóng, cho nên một số lượng lớn cây tái sinh phân bố chủ yếu ở cấp chiều cao thấp, trừ một số loài cây ưa sáng cực đoan, tổ thành loài tái sinh dưới tán rừng ít nhiều đều lặp lại giống tổ thành tầng cây cao của quần thể Kết quả điều tra khu rừng chưa khai thác ở Tam Tấu, Lâm trường Bắc Sơn - Lạng Sơn cho thấy có gần 30 loài tái sinh với số lượng từ 14.000 - 16.000 cây/ha Điều đó chứng tỏ tiềm năng phong phú của tái sinh rừng ở nước ta, tác giả cũng đã nhận xét phương thức khai thác có ảnh hưởng quyết định đến tái sinh rừng và thực tiễn đã cho thấy: Thông qua việc xác định tổ thành loài cây giữ lại gieo giống, điều tiết độ khép tán hợp lý không chỉ có tác dụng điều khiển số lượng, chất lượng tái sinh mà còn điều khiển được tổ thành loài cây tái sinh phù hợp với ý muốn và tác giả cũng đã đưa ra đề nghị Nếu số lượng và chất lượng cây mục đích tái sinh hiện có không đủ thì cần tiến hành trồng dặm để đảm bảo trữ lượng cho các luân kỳ khai thác tiếp theo và phương án tối ưu là lựa chọn những loài cây mục đích phù hợp với loài cây ưu thế của quần thể vì nguồn giống có nhiều và đã thích hợp với hoàn cảnh sinh thái

Nguyễn Hồng Quân (1984)[45] đã nghiên cứu kết hợp chặt chẽ khai thác với tái sinh và nuôi dưỡng rừng, đối với rừng không đồng tuổi cần thực hiện cả 4 nội dung chủ yếu là: Thu hoạch cây thành thục, chặt tái sinh, chặt nuôi dưỡng và chuẩn hóa cấu trúc rừng về trạng thái mong muốn Đối chiếu 4 nội dung nói trên vào thực tế kinh doanh rừng ở nước ta thì cách khai thác của ta chỉ đạt được một nội dung duy nhất là thu hoạch sản phẩm còn 3 nội dung kia hầu như bị bỏ

ngày càng tăng, kích thước cây tái sinh ngày càng giảm và từ đó tác giả cũng đã đưa ra những biện pháp trước mắt khắc phục tình trạng trên để khai thác vẫn bảo đảm được tái sinh và nuôi dưỡng rừng

Nghiên cứu về đặc điểm tái sinh của rừng tự nhiên tác giả Vũ Tiến Hinh (1991)[24] đã đề cập đến đặc điểm tái sinh theo thời gian của cây rừng và ý nghĩa của nó trong điều tra cũng như trong kinh doanh rừng Tác giả đã sử dụng phương pháp chặt hết cây gỗ D1.3 ≥ 8cm ở hai ô tiêu chuẩn (một ô là lâm phần sau phục hồi trên đất rừng tự nhiên sau khai thác kiệt và một ô thuộc trạng thái rừng IIIA3 Kết quả nghiên cứu tác giả cho biết: Với đối tượng rừng Sau sau phục hồi phân bố số cây theo đường kính và theo tuổi đều là dạng phân bố giảm Điều đó, chứng tỏ mặc dù là loài cây ưa sáng mạnh, loài Sau sau vẫn có đặc điểm tái sinh liên tục qua nhiều thế hệ, càng về sau tốc độ tái sinh càng mạnh Đối với rừng tự nhiên thứ sinh hỗn giao thì phân bố số cây theo tuổi của cây cao và cây tái sinh đều có dạng phân bố giảm và nhìn chung toàn lâm phần tự nhiên cây rừng tái sinh liên tục và càng ở tuổi nhỏ số cây càng tăng Tác giả còn cho biết hệ số tổ thành tính theo phần trăm của tầng cây cao và tầng cây tái sinh có sự liên hệ chặt chẽ Đa phần các loài có hệ số tổ thành tầng cây cao càng lớn thì hệ số tổ thành tầng cây tái sinh cũng vậy và chúng có quan hệ đường thẳng theo phương trình: n% = a + b.N% (với n% và N% lần lượt là hệ số tổ thành tính theo phần trăm số cây của tầng tái sinh, tầng cây tự nhiên và tác giả có đưa ra đề nghị: Do khó nhận biết tên cây của tầng tái sinh nên có thể sử dụng quan hệ giữa hệ số tổ thành tầng tái sinh và tầng cây cao để xác định hệ số tổ thành tầng tái sinh

Nguyễn Duy Chuyên (1995)[10] đã nghiên cứu quy luật phân bố cây tái sinh tự nhiên rừng lá rộng thường xanh hỗn loài vùng Quỳ Châu - Nghệ An: Kết quả nghiên cứu về phân bố cây tái sinh theo chiều cao, nguồn gốc và chất lượng, tác giả cho biết trong tổng số 13.657 ô đo đếm có 8.444 ô có ít nhất một cây tái sinh Thống kê tập hợp số lượng cây này theo chiều cao, nguồn gốc và chất lượng tác giả cho thấy 35% cây tái sinh có chiều cao từ 2m trở lên, 80% cây tái sinh có nguồn gốc hạt, 20% cây chồi, 47% cây tái sinh chất lượng tốt, 37%

cây tái sinh có chất lượng trung bình và 16% cây chất lượng xấu Phân bố tổ thành cây tái sinh tác giả cho thấy cây tái sinh tự nhiên trong khu vực gồm 46 loài thuộc 22 họ Trong đó có 24 loài cây có giá trị kinh tế và 22 loài cây có giá trị kinh tế thấp, Ràng ràng và Máu chó là 2 loài có tần số xuất hiện thực tế lớn nhất trên 20% Về phân bố số lượng cây tái sinh tác giả cho thấy ở rừng giàu, có chất lượng tốt (rừng loại IV và IIIB) có số cây tái sinh lớn nhất (3.200 - 4.000 cây/ha) Ở rừng nghèo số cây tái sinh chỉ có 1.500 cây/ha (rừng IIIA1), trong rừng thuần tre nứa số cây lá rộng tái sinh tự nhiên thấp nhất 527 cây/ha Trong toàn lâm phần phân bố lý thuyết của cây tái sinh tự nhiên ở rừng trung bình (IIIA2) cây tái sinh tự nhiên có dạng phân bố Possion, các loại rừng khác cây tái sinh có phân bố cụm

Nguyễn Văn Trương (1993)[55] đã đề cập đến cơ sở sinh thái rừng trong tái sinh rừng, tác giả cho rằng muốn phát huy tái sinh tự nhiên và nhân tạo thì phải hiểu biết hoàn cảnh sinh thái của các loài cây mục đích mà chúng ta cần tái sinh Khi khai thác cây đủ kích thước cho phép đã gây nên một sự thay đổi đột ngột nguy hại cho cây tái sinh, chỗ trống mở ra làm cho đất nóng và khô, không cho phép hạt nảy mầm, những hạt nảy mầm thì bị nắng đốt; đất khô mà chết rụi hết, ngược lại chỗ có ít cây lớn thì lại quá rậm rạp, cây thảm tươi, dây leo, cây bụi chằng chịt, hạt nảy mầm được thì cây con lại không có khoảng sống Tác giả cho rằng ta vẫn đánh giá đúng ý nghĩa kinh tế và sinh thái của tái sinh tự nhiên nhưng trong hành động thực tiễn thì chính chúng ta lại vi phạm quy luật sinh thái chi phối chặt chẽ sự tái sinh và tăng trưởng cây rừng vốn lâu đời thích nghi với hoàn cảnh sinh thái rừng Vì thế, tác giả đã nhấn mạnh cần hiểu biết đầy đủ về hoàn cảnh sinh thái để phát huy tái sinh tự nhiên được tốt nhất

Trần Xuân Thiệp (1996) [51] đã tiếp tục nghiên cứu vai trò của tái sinh và phục hồi rừng tự nhiên ở các vùng miền Bắc Kết quả nghiên cứu của tác giả đã cho biết: Ở vùng Tây Bắc, dù ở vùng thấp hay vùng cao đều có khả năng tái sinh tự nhiên khá tốt về số lượng cây từ 500 - 8.000 cây/ha Rừng Tây Bắc thể hiện rõ các mặt ảnh hưởng đến chất lượng tái sinh: Nghèo về trữ lượng, diễn thế rừng

nhỏ và nhỡ là chủ yếu và nhóm loài cây lá kim rất khó tái sinh phục hồi trở lại do thiếu lớp cây mẹ Vùng trung tâm tác giả nhận xét sự nghèo kiệt nhanh chóng của rừng đưa đến số lượng và chất lượng tái sinh tự nhiên vào loại thấp, số lượng cây tái sinh thấp hơn nhiều so với khu vực Tây Bắc nhưng khác với Tây Bắc vùng này môi trường rừng còn giữ được tốt hơn nên ít thể hiện chiều hướng cây ưa sáng chịu hạn xuất hiện trong tái sinh Vùng Đông Bắc, tác giả cho thấy số lượng cây tái sinh trong rừng tự nhiên biến động bình quân từ 8.000 - 12.000 cây/ha lớn hơn các vùng khác, về chất lượng: có một tập đoàn cây thứ sinh kích thước trung bình chiếm tổ thành ưu thế trong các địa phương như: Chẹo, Giẻ, Trám, Sồi phảng, Sau sau, Lõi thọ,…phát triển thành cây tái sinh có triển vọng (H ≥ 1,5m) So với các vùng khác, vùng Đông Bắc có khả năng tái sinh tự nhiên tốt Đối với các vùng Bắc Trung Bộ tác giả nhận xét tái sinh tự nhiên ở vùng này khá thuận lợi và đây là vùng có tái sinh tự nhiên tốt nhất ở miền Bắc nước ta Số lượng cây tái sinh từ 7.000 ÷ 10.000 cây/ha, trong đó 25% là số cây có triển vọng trở thành gỗ lớn, rừng IIIA1 nghèo tái sinh nhất là ở Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình cũng đạt được đến 4.000 ÷ 5.000 cây/ha với số cây triển vọng từ 1.000 ÷ 1.200 cây/ha, về chất lượng tỷ lệ cây gỗ tái sinh xuất hiện với tần suất cao

Lâm Công Định (1987)[18] trong nghiên cứu về tái sinh, ông cho rằng tái sinh là chìa khóa để quyết định nội dung điều chế rừng Tác giả kết luận hiệu quả của việc điều chế đối với một khu rừng cụ thể là phải hướng tới đạt được 3 yêu cầu mấu chốt sau đây: 1- Giữ vững được vốn rừng về cả mấy mặt hiện tại trong đó: Địa bàn, diện tích, thành phần loài cây mục đích, năng suất sinh học, sản lượng, phẩm chất vật liệu và giá trị môi sinh 2 - Đảm bảo được sản lượng khai thác hàng năm theo chu kỳ ổn định 3 - Nâng thêm được giá trị vốn rừng chủ yếu về 3 mặt: Thành phần loài cây mục đích, năng suất sinh học và sản lượng thu hoạch Ông nhấn mạnh tất cả 3 yêu cầu trên hoàn toàn tùy thuộc vào khả năng phương pháp và điều kiện đảm bảo tái sinh Nghĩa là cuối cùng tùy thuộc vào đặc tính sinh học của từng loài cây, quy luật lâm học của rừng, hiệu lực tác động của các biện pháp kinh tế và ảnh hưởng tốt xấu của từng cách thức

khai thác cùng với từng loại dụng cụ máy móc thi công, không có đầy đủ hiểu biết trên để làm cơ sở lựa chọn con đường tái sinh khai thác tối ưu chắc chắn không thể đảm bảo được tái sinh

Ngô Văn Trai (1999)[54] đã nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng tự nhiên sau khai thác chọn làm cơ sở đề xuất một số biện pháp kinh tế xúc tiến tái sinh tự nhiên cho kinh doanh gỗ lớn ở Lâm trường Trạm Lập huyện K’ Bang – Gia Lai Tác giả đã có một số kết luận: Cấu trúc cấu thành loài cây gỗ lớn ở rừng IIIB và IVB trước và sau khai thác không có sự thay đổi lớn Tổ thành cây mẹ sau khai thác có quan hệ chặt chẽ với tổ thành loài cây tái sinh Mật độ cây tái sinh sau khai thác ở trạng thái IIIB và IVB ở các rừng độ khai thác khác nhau biến động từ 6.500 - 16.480 cây/ha Đặc biệt có một số loài cây tái sinh lớn có tái sinh cao đạt trên 500 cây/ha như: Ràng ràng mít, Re bầu, Giổi xanh, Thông nàng,…về chất lượng thì tỷ lệ cây tốt ở 2 trạng thái trên chiếm trên 62,46%, cây cao nhất ở rừng IVB đạt 79%, tỷ lệ cây tái sinh xấu đều dưới 15% Các loài cây tái sinh gỗ lớn xuất hiện lớn hơn 50% ở trạng thái IIIB (cường độ khai thác 26%) là 6 loài và cường độ khai thác là 45% là 6 loài còn trạng thái IVB với cường độ khai thác là 30% là 8 loài và cường độ khai thác 39% là 7 loài thấp nhất là ở cường độ khai thác 51% chỉ có 5 loài từ đó tác giả cũng đưa ra một số đề nghị về các biện pháp xúc tiến tái sinh tự nhiên để kinh doanh gỗ lớn ở Lâm trường Trạm Lập

Các nghiên cứu có liên quan đến khu vực Vườn Quốc gia Tam Đảo:

Đinh Việt Phương (1998) đã nghiên cứu, điều tra thành phần loài, phân bố các loài trong họ Dẻ và đã phát hiện, mô tả đặc điểm hình thái, đánh giá được sự phân bố của 13 loài Dẻ có ở đây Theo tác giả số lượng 13 loài Dẻ nơi diện tích rộng lớn, địa hình phức tạp như Tam Đảo chưa phản ánh được đầy đủ thành phần loài trong họ Dẻ ở VQG Tam Đảo

Lê Anh Công (2003) đã nghiên cứu, điều tra phát hiện thành phần loài, đặc điểm phân bố và tình hình tái sinh các loài trong họ Dẻ và đã phát hiện, mô tả, điều tra đánh giá phân bố của 17 loài Dẻ có trong khu vực VQG Tam Đảo

Họ Dẻ tuy đã được rất nhiều nhà khoa học nghiên cứu Song do địa hình, tiểu khí hậu từng vùng đã tạo nên khu phân bố riêng Tình hình sinh trưởng và phát triển của mỗi vùng đã tạo nên các tài liệu đó chỉ có ý nghĩa tham khảo, đặc biệt là các tài liệu nghiên cứu tái sinh về từng loài trong họ Dẻ là chưa có Ở Vườn Quốc Gia Tam Đảo từ báo cáo của Đinh Việt Phương, danh mục thực vật Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn Vườn Quốc gia Tam Đảo như đã nói trên các thông tin đại chúng về loài Dẻ còn nhiều hạn chế cần được nghiên cứu sâu hơn

Nhìn chung, những kết quả nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của Việt Nam nói chung và khu vực Tam Đảo nói riêng còn ít Đặc biệt là các công trình nghiên cứu riêng về loài Dẻ Gai Ấn Độ chưa có, phần lớn các tác giả mới chỉ nghiên cứu về đặc điểm lâm học Vì vậy, để bổ xung thêm cho các nghiên cứu trên, luận văn này tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm tái sinh tự nhiên của

cây Dẻ gai Ấn Độ (Castanopsis Indica A.D.C) tại Vườn Quốc gia Tam Đảo

-Vĩnh Phúc

2.2 Đối tƣợng nghiên cứu

Là cây Dẻ gai Ấn Độ (Castanopsis Indica A.D.C) thuộc phân khu phục hồi

sinh thái VQG Tam Đảo - huyện Tam Đảo - Vĩnh Phúc

2.3 Nội dung nghiên cứu

Căn cứ vào mục tiêu và đối tượng nghiên cứu, nội dung của đề tài được xác định như sau:

2.3.1 Một số đặc điểm hình thái và vật hậu của loài Dẻ gai Ấn Độ 2.3.2 Một số đặc điểm sinh thái nơi loài Dẻ gai Ấn Độ phân bố

2.3.3 Một số đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng ảnh hưởng đến TSTN của cây Dẻ gai Ấn Độ ở các trạng thái IIIA2 và IIIA3:

- Một số đặc điểm cấu trúc của rừng - Cấu trúc tổ thành tầng cây cao - Cấu trúc tầng thứ

- Mật độ tầng cây cao

- Thành phần loài cây đi kèm

- Đặc điểm phân bố số cây n/D1.3, n/Hvn của Dẻ gai Ấn Độ

- Cấu trúc độ tàn che tầng câu cao

2.3.4 Một số đặc điểm tái sinh của loài Dẻ gai Ấn Độở trạng thái rừng IIIA2 và IIIA3

- Cấu trúc tổ thành loài cây tái sinh - Mật độ cây tái sinh

- Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao và theo nguồn gốc - Ảnh hưởng của tầng cây bụi, thảm tươi

- Phân bố tần suất cây tái sinh - Chất lượng cây tái sinh

2.3.5 Đề xuất một số biện pháp bảo vệ tái sinh tự nhiên cho cây Dẻ gai Ấn Độ ở các trạng thái rừng IIIA2 và IIIA3

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Quan điểm về phương pháp luận

- Về quan niệm tái sinh rừng: Rừng là một hệ sinh thái, tái sinh rừng là tái sinh của một hệ sinh thái Tái sinh rừng là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, biểu hiện đặc trưng của tái sinh rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng, lỗ trống trong rừng, rừng sau khai thác, trên đất rừng sau nương rẫy….Phùng Ngọc Lan (1986) [35] tái sinh rừng thúc đẩy quá trình hình thành cân bằng sinh học trong rừng, đảm bảo cho rừng tồn tại liên tục và sử dụng tài nguyên rừng bền vững

- Khái niệm về cây tái sinh được quan niệm trong đề tài này bao gồm những cây con của loài Dẻ gai Ấn Độ sống dưới tán rừng, chiều cao thấp hơn tán rừng chính

- Tái sinh rừng có quy luật riêng và trải qua nhiều giai đoạn khác nhau Tái sinh hạt trải qua 3 giai đoạn : Ra hoa kết quả và phân tán hạt giống, giai đoạn hạt giống nảy mầm, giai đoạn sinh trưởng cây tái sinh Giai đoạn sinh

trưởng cây tái sinh gồm có 2 thời kỳ: Cây mạ và cây con Thời kỳ cây mạ là giai đoạn cây tái sinh có hình thái chưa ổn định, dễ bị thảm tươi cạnh tranh về dinh dưỡng khoáng, độ ẩm và ánh sáng Thời kỳ cây con là giai đoạn cây tái sinh có tính chịu bóng giảm, tính ổn định cao vượt khỏi tầng thảm tươi Sử dụng đồng hoá tổng hợp chất hữu cơ từ môi trường để nuôi cấy đến khi cây rừng đạt chiều cao tham gia vào tán rừng thì kết thúc giai đoạn tái sinh

- Về chất lượng tái sinh: Căn cứ vào hình thái chia thành 3 cấp [54]:

+ Cây tốt (A) là những cây có tán lá phát triển đều đặn, tròn, xanh biếc, có trục chính rõ ràng

+ Cây trung bình (B) là những cây có tán lá thưa, số lá ít, tăng trưởng chiều cao ít hơn hoặc bằng so với chồi bên

+ Cây xấu (C) là những cây có tán lá kém phát triển, chồi ngọn gần như không phát triển, lá gần như tập trung ở ngọn, cây cong queo, bị sâu bệnh

- Tiểu hoàn cảnh rừng như tiểu điều kiện khí hậu luôn là những nhân tố có ảnh hưởng quyết định đến số lượng và chất lượng của quá trình tái sinh rừng

Trong đó tầng cây cao và cây bụi thảm tươi là nhân tố chi phối tiểu hoàn cảnh rừng Các biện pháp bảo vệ tái sinh rừng nhằm giải quyết mối quan hệ giữa các tầng cây của quần xã thực vật khác nhau Vì vậy, việc tìm ra các nhân tố ảnh hưởng của tầng cây cao và cây bụi thảm tươi đến cây tái sinh là việc làm hết sức cần thiết

- Tái sinh rừng tự nhiên là quá trình tạo thành thế hệ rừng mới bằng con đường tự nhiên, về cơ bản không có sự tác động của con người Kết quả của tái sinh tự nhiên phụ thuộc vào qui luật khách quan của tự nhiên Quá trình tái sinh tự nhiên thì ít đạt được kết quả mong muốn Chúng ta cần phải tìm hiểu, nghiên cứu đặc điểm của tái sinh tự nhiên, nhằm lợi dụng được năng lực gieo giống và tiểu hoàn cảnh rừng sẵn có đồng thời kết hợp với các biện pháp bảo vệ tái sinh tự nhiên Muốn giải quyết vấn đề trên thì cần phải nắm được các đặc điểm tái sinh tự nhiên của loài Dẻ gai Ấn Độ trong từng trạng thái rừng cụ thể

2.4.2 Phương pháp xác định vị trí nghiên cứu :

Căn cứ vào thảm thực vật và địa hình đề tài nghiên cứu chia làm 2 khu: - Khu vực 1: Trạng thái IIIA2 thuộc xã Đại Đình huyện Tam Đảo tỉnh Vĩnh Phúc

- Khu vực 2: Trạng thái IIIA3 thuộc xã Đại Đình huyện Tam Đảo tỉnh Vĩnh Phúc

2.4.3 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu:

2.4.3.1 Phương pháp kế thừa:

Thu thập tài liệu cơ bản về khu vực nghiên cứu có liên quan đến đề tài + Tài liệu về điều kiện tự nhiên và dân sinh kinh tế trong khu vực nghiên cứu

+ Các loại bản đồ chuyên dùng của khu vực nghiên cứu

+ Các tài liệu tham khảo về lĩnh vực nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước

+ Các công trình nghiên cứu của các tác giả khác liên quan đến khu vực và vấn đề nghiên cứu

2.4.3.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể:

2.4.3.2.1 Lập ô tiêu chuẩn (OTC) và dung lượng mẫu:

a Lập OTC điển hình để nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng có Dẻ gai Ấn Độ tái sinh phân bố:

- Ô tiêu chuẩn phải bố trí tại các vị trí có tính đại diện cao ở 2 khu vực nghiên cứu Địa hình trong ô phải tương đối đồng đều, các loài cây phân bố tương đối đều, cây sinh trưởng bình thường, ô tiểu chẩn không đi qua các khe, qua đỉnh hoặc có đường mòn hay ô tô chạy qua

- Phương pháp lập OTC: Sử dụng địa bàn, thước dây để đo đạc

- Tổng số OTC là 12 ô, trong đó khu vực 1 là 6 ô, khu vực 2 là 6 ô Diện

tích mỗi OTC là 1.000m2 (20m x 50m)

Để thuận lợi cho việc đo đếm đề tài tiến hành lập OTC với chiều dài cùng với đường đồng mức, chiều rộng vuông góc với đường đồng mức

b Điều tra cây tái sinh:

- Phương pháp lập ô dạng bản (ODB): Trong OTC lập 5 ODB để điều tra cây tái sinh theo vị trí: 1 ô ở tâm, 4 ô ở 4 góc của ô tiêu chuẩn Cụ thể như hình vẽ sau:

- Lập ODB để điều tra cây tái sinh Diện tích mỗi ODB là 16 m2 (4m x 4m) Số ODB ở khu vực 1 là 6 x 5 = 30 ô và số ô ở khu vực 2 là 6 x 5 = 30 ô Tổng số ODB ở cả 2 khu vực là 60 ô

- Lập ODB để điều tra cây Dẻ gai Ấn Độ tái sinh xung quanh gốc cây mẹ Chọn các cây mẹ có sinh trưởng bình thường, không sâu bệnh, không cụt ngọn làm tâm, từ tâm lập 4 tuyến điều tra theo 4 hướng Đ - T - N - B, trên tuyến lập các ODB với diện tích là 16 m2 (4m x 4m), 4 ô ở trong tán, 4 ô ở mép tán, 4 ô ở ngoài tán cây mẹ

Do đề tài chỉ nghiên cứu tái sinh xung quanh gốc cây mẹ ở khu vực 1, 2 là trạng thái IIIA2 và IIIA3 Mỗi khu vực điều tra tái sinh xung quanh 4 gốc cây mẹ với số ODB là 4 x 3 x 8 = 96 ODB

2.4.3.2.2 Phương pháp thu thập số liệu ngoại nghiệp:

Nội dung thu thập số liệu cho từng nội dung, cụ thể như sau: a Nghiên cứu một số đặc điểm hình thái của cây Dẻ gai Ấn Độ

Đề tài sử dụng phương pháp quan sát thực địa, lấy mẫu về đo đếm đồng thời thu thập các thong tin từ cán bộ lâm nghiệp có kinh nghiệm trong vùng nghiên cứu nhằm xác định được các nội dung sau:

- Đặc điểm hình thái: Thân cây, tán cây, vỏ cây, cành cây, lá cây, rễ và hoa quả của cây Dẻ gai Ấn Độ…

- Đặc điểm vật hậu: Mùa ra lá, mùa ra hoa kết quả,…

b Điều tra một số nhân tố sinh thái nơi cây Dẻ gai Ấn Độ tái sinh tự nhiên (TSTN)

- Đặc điểm nhân tố khí hậu: Tiến hành thu thập tài liệu khí tượng của trạm khí tượng thủy văn của VQG Tam Đảo Kết quả được ghi vào bảng 2.1 sau:

Bảng 2.1: Nhiệt độ (T) và lượng mưa (P) trung bình ở 2 khu vực

T(0C) P(mm)

- Điều tra nhân tố đất đai: Tiến hành đào 2 phẫu diện điển hình cho 2 khu vực nghiên cứu và lấy mẫu về phân tích các chỉ tiêu như P205, Ca2+, kết hợp tham khảo tài liệu nghiên cứu về đất của Vườn quốc gia Tam Đảo Kết quả được ghi vào bảng 2.2 dưới đây:

Bảng 2.2: Đặc điểm đất nơi có Dẻ gai Ấn Độ phân bố Phẫu

diện

Tầng

(độ sâu) pH

Mùn (%)

Chất dễ tiêu (ppm)

Cation trao đổi (me/100g)

Độ chua trao đổi (me/100g) P205 K20 Ca2+ Mg2+ H+ Al3+

c Điều tra đặc điểm tái sinh tự nhiên của cây Dẻ gai Ấn Độ * Điều tra đặc điểm tái sinh của lâm phần:

Cây tái sinh được điều tra trong các ODB, gồm các cây có đường kính < 6 cm Các chỉ tiêu xác định là:

- Xác định tên loài cây theo tên phổ thông và tên khoa học, loài không biết lấy tiêu bản để giám định, chiều cao vút ngọn, tình trạng sinh trưởng, nguồn gốc tái sinh (theo hạt hay theo chồi)

- Đo chiều cao vút ngọn (Hvn) bằng thước sào, lấy đến cm

- Xác định phẩm chất cây tái sinh với từng cá thể và phân chia làm 3 cấp chất lượng là: Tốt, trung bình và xấu

Tỷ lệ % cây tái sinh tốt, trung bình, xấu được tính theo công thức: N % =

x 100 (2.1) Trong đó: N% là tỷ lệ phần trăm cây tốt, trung bình, xấu

n là tổng số cây tốt, trung bình, xấu N là tổng số cây tái sinh

- Xác định nguồn gốc cây tái sinh: Được xác định theo tái sinh hạt hoặc tái sinh chồi

- Xác định tần xuất cây tái sinh loài Dẻ gai Ấn Độ được tình theo công thức:

Khu vực: OTC số: ODB số:

2 3 … Tổng

* Điều tra sinh trưởng của cây mẹ (Dẻ gai Ấn Độ):

Chọn 8 cây mẹ có đủ tiêu chuẩn DT ≥ 8m, cây sinh trưởng bình thường, không sâu bệnh, không cụt ngọn làm tâm Xác định: Hvn, D1.3, Hdc, DT, phẩm

chất Kết quả điều tra được ghi vào bảng 2.4:

Bảng 2.4: Bảng điều tra sinh trưởng của cây mẹ (DÎ gai Ên §é)

Chất lượng sinh trưởng

1 2 3 …

* Điều tra đặc điểm tái sinh của loài Dẻ gai Ấn Độ xung quanh gốc cây mẹ: Cây tái sinh được điều tra trong các ô dạng bản xung quanh gốc cây mẹ gồm các cây có đường kính < 6cm Các chỉ tiêu xác định là: Chiều cao vút ngọn, tình trạng sinh trưởng, nguồn gốc cây tái sinh (theo hạt hay theo chồi), phẩm chất cây tái sinh Kết quả điều tra được ghi vào bảng 2.5:

Bảng 2.5: Bảng điều tra cây DÎ gai Ên §é tái sinh

tự nhiờn xung quanh gốc cõy mẹ Khu vực: OTC số: ODB số:

1 2 3 … Tổng

* Điều tra tầng cõy cao:

Theo quan điểm lõm học, cõy tầng cao là những cõy cú tỏn tham gia vào tầng chớnh (tầng A) và D1.3 ≥ 6cm

Xỏc định tờn cõy: Tên cây đ-ợc ghi theo tên phổ thông và tên khoa học, loài ch-a biết tên đ-ợc lấy tiêu bản giám định

Đo Hvn, D1.3, Hdc phẩm chất cõy Cụng cụ đo đường kớnh là thước kẹp kớnh, đo chiều cao vỳt ngọn và chiều cao dưới cành là thước Blumeleiss kết hợp với sào đo cao Kết quả điều tra được ghi vào bảng 2.6 như sau:

Bảng 2.6: Bảng điều tra tổ thành loài cõy cao Khu vực: OTC số:

1 2 3 …

Tổng

* Điều tra độ tàn che rừng:

Độ tàn che được xỏc định theo hệ thống xấp xỉ 200 điểm điều tra và bằng phương phỏp mục trắc tại 5 điểm, một điểm ở tõm cõy Dẻ gai Ấn Độ tỏi sinh, 4 điểm ở 4 gúc vuụng cỏch cõy tỏi sinh 2m

Tại khu vực 1 đề tài xỏc định 3 tuyến điều tra, khu vực 2 xỏc định 4 tuyến điều tra Cỏc tuyến được bố trớ song song với đường đồng mức, mỗi

tuyến điều tra cú bề rộng là 1m Dọc theo tuyến vị trớ của mỗi cõy Dẻ gai ấn Độ, được xỏc định là 1 điểm điều tra

Tại mỗi điểm điều tra độ tàn che, dựng thước ngắm lờn theo phương thẳng đứng Cỏc điểm phõn bố đều, trong tỏn là 1 điểm, mộp tỏn là 0,5 và ngoài tỏn là 0 điểm Độ tàn che tầng cõy cao chớnh là tỷ lệ số điểm mà giỏ trị tàn che là 1 trờn tổng số điểm điều tra

* Điều tra cõy bụi:

- Cõy bụi là cõy thõn gỗ thuộc tầng thấp Chỉ tiờu xỏc định là: Tờn loài cõy, số lượng, phẩm chất, Hvn được đo bằng thước một, độ che phủ bỡnh quõn chung cỏc loài được tớnh theo tỷ lệ phần trăm bằng phương phỏp ước lượng

- Lập ODB: Trờn ODB, tụi tiến hành đo đếm tất cả cỏc tầng cõy bụi và được ghi vào bảng 2.7 d-ới đây:

Bảng 2.7: Bảng điều tra tầng cõy bụi

Khu vực: OTC số: ODB số:

STT

Tờn loài cõy chủ yếu Hvn Số lượng

Độ che phủ (%)

Chất lượng sinh trưởng

1 2 3 … Tổng

* Điều tra thảm tươi:

- Thảm tươi là lớp cõy cỏ phủ trờn bề mặt đất rừng Chỉ tiờu điều tra: Tờn loài cõy, chiều cao trung bỡnh, độ che phủ của loài, độ che phủ chung được xỏc định bằng phương phỏp ước lượng

- Lập ODB: Tương tự với phương phỏp điều tra tầng cõy bụi, tụi cũng tiến hành xỏc định tờn loài cõy được kết quả ghi vào bảng 2.8, loài nào không biết tên đ-ợc lấy tiêu bản về giám định

Bảng 2.8: Bảng điều tra thảm tươi

Khu vực: OTC số: ODB số:

Độ che phủ (%)

Độ nhiều

(%)

Chất lượng sinh trưởng

1 2 3 …

Tổng

2.4.3.2.3 Phương pháp xử lý số liệu:

Việc chỉnh lý số liệu, lập các dãy phân bố thực nghiệm, tính toán các đặc trưng mẫu được xử lý đồng bộ trên máy vi tính theo chương trình ứng dụng phần mềm “Xử lý thống kê kết quả nghiên cứu thực nghiệm trong Nông - lâm nghiệp trên máy vi tính của GS.TS Nguyễn Hải Tuất và TS Ngô Kim Khôi Phần mềm “SPSS 13.0” [31]

a Kiểm tra sự thuần nhất của các giá trị quan sát:

Tiêu chuẩn phi tham số 2của Kruskal Wallis để kiểm tra sự thuần nhất: H =

 thì các mẫu không thuần nhất Nếu H < 2

so sánh tần số quan sát rơi vào các mẫu

( 2.4) Trong đó:

fthuyet là tần số lý thuyết

fthuyet =

( 2.5) fqsat là tần số quan sát

Tai là tổng hàng thứ i

Tbi là tổng cột thứ i TS là tổng số Nếu 2

 > 205

 tra bảng với bậc tự do K = (a-1)(b-1), thì các mẫu không thuần nhất

Nếu 2

 < 205

 tra bảng với bậc tự do K = (a-1)(b-1), thì các mẫu thuần nhất b Xác định tổ thành theo số cá thể của mỗi loài:

Để xác định công thức tổ thành loài theo số cá thể, tôi áp dụng công thức sau:

Ki =

*10 (2.6) Trong đó: Ki là tỷ lệ tổ thành của loài thứ i

mi là số cây của loài thứ i N là tổng số cây điều tra

Sau đó sử dụng dãy các giá tri Ki để viết công thức tổ thành theo quy định của giáo trình Lâm học Trường Đại học Lâm nghiệp:

c Xác định hệ số chờm lợp:

Hệ số chờm lợp tán cây được tính theo công thức: K =

(2.7)

Trong đó:

SLL là tỷ lệ che phủ của tán cây và được tính theo công thức: SLL =

(2.8) STh là độ tàn che thực tế

∑SC là tổng diện tích tán/ ha:

∑SC = SC x N (2.9) N là mật độ cây lớn/ha

DTTB là đường kính tán trung bình 1 cây

d Xác định phân bố n/D1.3, n/Hvn của lâm phần và Dẻ gai Ấn Độ

Xác định phân bố n/D1.3, n/Hvn của lâm phần và Dẻ gai Ấn Độ để biết lâm phần và Dẻ gai Ấn Độ này tốt hay xấu, xây dựng mô hình cấu trúc tần số theo một số phân bố lý thuyết thường gặp trong lâm nghiệp

* Phân bố khoảng cách:

P(x) =  với x = 0 (2.11) P(x) = ( 1- ) (1 -  ) x1 với x 1 (2.12) Với  và  là tham số

 (2.14)

Trong đó :

- f0 là tần số quan sát ứng với tổ đầu tiên

- xi =

kddi  1

(2.15) - di là cỡ kính thứ i

- d1 là cỡ kính của tổ thứ nhất

- k là cự ly tổ * Phân bố Weibull:

Phân bố Weibull là phân bố của biến ngẫu nhiên liên tục với hàm mật độ và hàm phân bố có dạng:

Hàm mật độ:

fx (x) = ..x1.e.xa

(2.16) Hàm phân bố:

F(x) = 1- e.xa (2.17) Trong đó:

 và  là 2 tham số của phân bố Weibull Tham số  đặc trưng cho độ nhọn phân bố Tham số  đặc trưng cho độ lệch của phân bố Nếu: = 1 phân bố có dạng giảm theo hàm mũ  = 3 phân bố có dạng đối xứng

 > 3 phân bố có dạng lệch phải

 < 3 phân bố có dạng lệch trái * Phân bố mũ (hàm Meyer):

Vận dụng phân bố giảm hàm Meyer để mô hình hóa các phân bố thực nghiệm của một số nhân tố điều tra

Hàm meyer có dạng:

y = x

e .

. 

  (2.18) Trong đó:

Y là tần số quan sát x là đại lượng quan sát

 và là 2 tham số của hàm * Kiểm tra giả thuyết về luật phân bố:

Để kiểm tra mức độ phù hợp giữa phân bố lý thuyết là hàm Meyer với phân bố thực nghiệm số cây theo đường kính thực nghiệm có thể dùng tiêu chuẩn phù hợp2

fff 

(2.19) Trong đó:

ft là tần số thực nghiệm

fLt là tần số lý thuyết M là số tổ

Chương 3

ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Vườn Quốc gia Tam Đảo có tọa độ địa lý Từ 210

21’ đến 21042’ vĩ độ Bắc

Từ 105023’ đến 105044’ kinh độ Đông

Phía Đông Bắc Vườn Quốc gia Tam Đảo được giới hạn bởi Quốc lộ 13A, từ ranh giới huyện Phổ Yên qua Đại Từ (Thái Nguyên) đến Đèo Khế (Tuyên Quang)

Phía Tây Nam là đường ô tô kéo dài từ đường 13A (giáp Đèo Khế) chạy dọc chân Tam Đảo đến xã Mỹ Khê ranh giới giữa huyện Bình Xuyên (Vĩnh Phúc) và huyện Mê Linh (Hà Nội)

Trung tâm vườn cách Hà Nội 75km về phía Tây Bắc, cách thành phố Vĩnh Yên 13 km về phía Bắc

Tổng diện tích tự nhiên: 36.883 ha chia làm 3 phân khu:

- Phân khu bảo vệ nghiêm ngặt có diện tích là 17.295 ha ở độ cao > 400m - Phân khu phục hồi sinh thái có diện tích là 17.286 ha ở độ cao từ 100m – 400m - Phân khu nghỉ mát, du lịch có diện tích là 2.302 ha

Ngoài ra vùng đệm Vườn Quốc gia Tam Đảo có ranh giới phía ngoài là

ranh giới của các xã tiếp giáp với Vườn Quốc gia Tam Đảo Cho đến nay vùng đệm Tam Đảo gồm 23 xã thị trấn với diện tích 35.717 ha

Huyện Tam Đảo: Diện tích đất của huyện năm 2003 là 23.573,07 ha Địa giới hành chính của huyện có 9 đơn vị cấp xã nằm chọn trong vùng chính và

vùng đệm phía Tây Nam Vườn Quốc gia Tam Đảo Cụ thể như sau: Phía Đông giáp huyện Bình Xuyên và tỉnh Thái Nguyên Phía Tây giáp huyện Tam Dương và huyện Lập Thạch Phía Nam giáp huyện Tam Dương và huyện Bình Xuyên Phía Bắc giáp tỉnh Thái Nguyên và tỉnh Tuyên Quang

3.1.1.2 Đặc điểm đất đai nơi có Dẻ gai Ấn Độ tái sinh phân bố:

Huyện Tam Đảo gồm 7 xã: Đạo Trù, Đại Đình, Tam Quan, Hồ Sơn, Hợp Châu, Minh Quang và thị trấn Tam Đảo Hiện trạng sử dụng đất là:

+ Hiện trạng đất đai phân theo đơn vị hành chính: Huyện có tổng diện tích đất tự nhiên là 10.612,9 ha; trong đó diện tích đất có rừng là 7.858,49 ha, diện tích đất không có rừng là 2.252,77 ha, còn lại là diện tích các loại đất khác

+ Hiện trạng đất đai phân theo các khu chức năng: Tại phân khu phục hồi sinh thái VQG Tam Đảo có tổng diện tích đất tự nhiên là 15.398 ha, trong đó diện tích đất có rừng là 7.537,17 ha, diện tích đất không có rừng là 6.329,5 ha, còn lại là diện tích các loại đất khác

3.1.2 Khí hậu, thủy văn: 3.1.2.1 Khí hậu:

Tam Đảo nằm trong vành đai khí hậu ẩm nhiệt đới mưa mùa vùng núi Lượng mưa bình quân hàng năm ở vùng thấp là 1.603 mm Lượng mưa ở đai cao của núi Tam Đảo khá lớn 2.600 mm vì ở đây có thêm lượng mưa địa hình Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10, chiếm trên 90% lượng mưa cả năm Mưa tập trung vào các tháng 6,7,8,9 Cao nhất là tháng 8 Số ngày mưa khá nhiều từ 142-190 ngày/năm

Do ảnh hưởng của điều kiện địa hình, địa mạo nên nhiệt độ bình quân năm vùng dưới thấp là 23,70c trong đó tháng nóng nhất ở vùng thấp trên 280

C (tháng 7), tháng lạnh nhất > 150C (tháng 1) Vùng đỉnh có nền nhiệt độ thấp hơn, bình quân là 180C, tháng nóng nhất là 230C (tháng 7) và vùng lạnh nhất là 10,80

C (tháng 1)