Cấu trúc và đa dạng loài cây ở vùng lõi khu bảo tồn thiên nhiên na hang tuyên quang

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP Khoa Lâm học - - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CẤU TRÚC VÀ ĐA DẠNG LOÀI CÂY Ở VÙNG LÕI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN NA HANG, TUYÊN QUANG NGÀNH : LÂM SINH MÃ SỐ : 7620205 Giáo viên hướng dẫn : TS Cao Thị Thu Hiền Sinh viên thực : Nguyễn Tiến Anh Lớp : 59C - Lâm sinh Mã sinh viên : 1453011214 Khoá học : 2014 - 2018 Hà Nội, 2019 LỜI NĨI ĐẦU Để hồn thành chương trình học ngành Lâm sinh đánh giá chất lượng sinh viên trước tốt nghiệp, đồng ý Khoa Lâm học - Bộ môn Điều tra - quy hoạch rừng, em thực khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “Cấu trúc đa dạng loài vùng lõi Khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang, Tuyên Quang’’ Trong thời gian thực khóa luận, ngồi nỗ lực cố gắng thân, em nhận nhiều quan tâm giúp đỡ thầy cơ, bạn bè gia đình Với lịng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn TS Cao Thị Thu Hiền - hướng dẫn khoa học đề tài, dành thời gian, tận tình dạy cho em suốt q trình hồn thành khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu Trường ĐH Lâm nghiệp, ban lãnh đạo Khoa Lâm học, Bộ môn Điều tra - quy hoạch rừng tạo điều kiện để em hồn thành khóa luận cách tốt Cảm ơn Trung tâm thông tin Thư viện cung cấp tài liệu quý giá Cuối cùng, em muốn bày tỏ lòng biết ơn vơ hạn đến gia đình, người thân u yêu thương, tạo điều kiện tốt để em học tập, tu dưỡng trở thành cơng dân có ích cho xã hội Mặc dù có nhiều cố gắng thời gian cịn ngắn trình độ thân cịn nhiều hạn chế nên khóa luận khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý thầy bạn bè đồng nghiệp để khóa luận hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm Sinh viên thực Nguyễn Tiến Anh i MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i MỤC LỤC ii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Nghiên cứu cấu trúc rừng 1.1.2 Nghiên cứu tái sinh rừng 1.2 Trong nước 1.2.1 Nghiên cứu cấu trúc rừng 1.2.2 Nghiên cứu tái sinh Chƣơng 2: MỤC TIÊU - NỘI DUNG - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 11 2.1.1 Mục tiêu tổng quát 11 2.1.2 Mục tiêu chi tiết 11 2.1.3 Giới hạn 11 2.2 Nội dung nghiên cứu 11 2.2.1 Một số tiêu nhân tố điều tra lâm phần 11 2.2.2 Nghiên cứu cấu trúc tổ thành tầng cao 11 2.2.3 Nghiên cứu số quy luật kết cấu lâm phần 11 2.2.4 Đa dạng loài tầng cao 12 2.2.5 Đặc điểm tái sinh rừng khu vực nghiên cứu 12 2.2.6 Đề xuất số biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý, bảo vệ phát triển rừng 12 2.3 Phương pháp nghiên cứu 12 2.3.1 Kế thừa tài liệu 12 2.3.2 Điều tra ngoại nghiệp 12 ii 2.3.3 Công tác nội nghiệp 13 Chƣơng 3: ĐIỀU KIÊN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 17 3.1 Đặc điểm tự nhiên 17 3.1.1 Địa hình, địa mạo 17 3.1.2 Khí hậu, thủy văn 17 3.1.3 Địa chất, thổ nhưỡng 18 3.1.4 Thảm thực vật rừng 18 3.1.5 Cấu trúc rừng tổ thành thực vật 19 3.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 19 3.2.1 Dân tộc, dân số 19 3.2.2 Sản xuất nông, lâm nghiệp 19 Chƣơng 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THẢO LUẬN 21 4.1 Một số tiêu nhân tố điều tra lâm phần 21 4.2 Nghiên cứu cấu trúc tổ thành tầng cao 21 4.2.1 Công thức tổ thành tầng cao OTC 22 4.2.2 Công thức tổ thành tầng cao OTC 23 4.2.3 Công thức tổ thành tầng cao OTC 24 4.3 Một số quy luật kết cấu lâm phần 24 4.3.1 Một số đặc trưng mẫu phân bố N/D N/H trạng thái IIIA1 24 4.3.2 Kết mô phân bố N/D trạng thái III A1 theo phân bố Weibull 27 4.3.3 Kết mô phân bố N/H trạng thái III A1 theo phân bố Weibull 29 4.3.4 Quy luật tương quan chiều cao vút đường kính ngang ngực (H - D) 30 4.4 Đa dạng loài tầng cao theo số đa dạng 33 4.5 Đặc điểm tái sinh tự nhiên khu vực nghiên cứu 35 4.5.1 Mật độ tái sinh 35 iii 4.5.2 Chất lượng tái sinh 36 4.5.3 Nguồn gốc tái sinh 36 4.5.3 Phân bố tái sinh theo cấp chiều cao 37 4.6 Đề xuất số biện pháp kỹ thuật lâm sinh, phục hồi phát triển rừng 37 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 39 Kết luận 39 Tồn 41 Kiến nghị 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ BIỂU iv DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Điều tra gỗ 13 Bảng 2.2 Điều tra tái sinh 13 Bảng 4.1 Kết thống kê số tiêu số nhân tố điều tra lâm phần 21 Bảng 4.2 Tổ thành quần xã thực vật rừng OTC theo số IV% 22 Bảng 4.3 Tổ thành quần xã thực vật rừng OTC theo số IV% 23 Bảng 4.4 Tổ thành quần xã thực vật rừng OTC theo số IV% 24 Bảng 4.5 Một số đặc trưng mẫu phân bố N/D N/H OTC 25 Bảng 4.6 Một số đặc trưng mẫu phân bố N/D N/H OTC 26 Bảng 4.7 Một số đặc trưng mẫu phân bố N/D N/H OTC 27 Bảng 4.8 Quy luật phân bố số theo cỡ đường kính N/D1.3 theo phân bố Weibull ba tham số OTC 28 Bảng 4.9 Kết mô phân bố thực nghiệm N/H cho OTC theo hàm Weibull ba tham số 29 Bảng 4.10 Kết thử nghiệm mối tương quan Hvn - D1.3 cho OTC rừng theo dạng phương trình 30 Bảng 4.11 Kết lập phương trình tương quan Hvn - D1.3 cho trạng thái rừng theo dạng HVN = ao + a1.ln(D1.3) 31 Bảng 4.12 Tổng hợp kết tính tốn số đa dạng OTC 34 Bảng 4.13 Cấu trúc tổ thành, mật độ lớp tái sinh trạng thái rừng khu vực nghiên cứu 35 Bảng 4.14 Chất lượng tái sinh 36 Bảng 4.16 Nguồn gốc tái sinh 36 Bảng 4.17: Phân bố số theo cấp chiều cao 37 v DANH MỤC HÌNH Hình 4.1 Phân bố số theo cỡ đường kính ba OTC theo hàm Weibull ft, flt số theo phân bố thực nghiệm phân bố lý thuyết 29 Hình 4.2 Mối quan hệ chiều cao vút đường kính ngang ngực theo dạng hàm logarithm 33 vi ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng hệ sinh thái mà quần xã rừng giữ vai trò chủ đạo mối quan hệ tương tác sinh vật với mơi trường Rừng có vai trị quan trọng sống người mơi trường: cung cấp nguồn gỗ, củi, điều hịa, tạo oxy, điều hòa nước, nơi cư trú động thực vật tàng trữ nguồn gen quý hiếm, bảo vệ ngăn chặn gió bão, chống xói mòn đất, đảm bảo cho sống, bảo vệ sức khỏe người… Theo thống kê Liên Hợp Quốc, hàng năm giời có 11 triệu rừng bị phá huỷ, riêng khu vực Châu Á Thái Bình Dương hàng năm có 1,8 triệu rừng bị phá huỷ, tương đương ngày 5000 rừng nhiệt đới Ở Việt Nam, vòng 50 năm qua, diện tích rừng bị suy giảm nghiêm trọng Năm 1943 độ che phủ rừng 43%, đến năm 1993 26% Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến rừng quản lí lỏng lẻo, lực lượng bảo vệ rừng tương đối mỏng dẫn đến tình hình khai thác trái phép, bừa bãi, đốt nương làm rẫy địa phương ngày đáng báo động Nhận thấy yếu hạn chế cơng tác bảo vệ quản lí rừng Những năm gần Đảng Nhà nước đưa nhiệm vụ số giải pháp nhằm khắc phục cải thiện hệ sinh thái rừng số yêu cầu cấp uỷ, tổ chức đảng, quyền, Mặt trận Tổ quốc, tổ chức trị - xã hội, đồn thể nhân dân quán triệt thực nghiêm túc, đẩy nhanh tiến độ điều tra, đo đạc, xây dựng hồ sơ quản lý, phân định, đánh mốc ranh giới loại rừng đồ thực địa đến đơn vị hành xã, phường, thị trấn; ranh giới lâm phận quốc gia ranh giới quản lý rừng chủ rừng Khắc phục giải dứt điểm tình trạng tranh chấp, lấn chiếm đất rừng trái pháp luật; hoàn thành việc giao đất, giao rừng, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất lâm nghiệp cho tổ chức, cá nhân, hộ gia đình cộng đồng vào năm 2018 Việc nghiên cứu xây dựng sở khoa học cho công tác quản lý, bảo vệ, phục hồi sử dụng hợp lý rừng tự nhiên cần thiết, nghiên cứu cấu trúc tái sinh rừng khâu thiếu, đặc biệt vườn quốc gia, khu bảo tồn thiên nhiên nhằm bảo vệ lưu giữ nguồn gel quý đa dạng sinh học Đồng thời đánh giá tiềm nguồn tài nguyên từ biết cách sử dụng cách hợp lý Khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang Được thành lập định số 274/UB-QĐ ngày 09/05/1994 UBND tỉnh Tuyên Quang, Khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang có diện tích 22.401,5 nằm địa bàn xã Khau Tinh, Côn Lôn, Sơn Phú, ThanhTương huyện Na Hang Chức là: Bảo tồn, nghiên cứu khoa học Khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang Quỹ bảo tồn thiên nhiên giới Mỹ (WWF-US) xác định 223 hệ sinh thái có giá trị đa dạng sinh học cao giới Tại có nhiều lồi thực vật q đưa vào Sách đỏ Việt Nam Trai (Garcinia fragraeoides), Mun (Diospyrus mollis), Nghiến (Burretiodendron hsienmu), Lát Hoa (Chukrasiatabularis A.juss), Đinh (Markhamia stipulata), Thơng tre (Podocarpus neriifolius), Hồng đàn, Trầm gió Cùng với số lồi động vật nằm tình trạng đe dọa cao Chính thế, cho phép trường Đại học Lâm nghiệp, Khoa lâm học, môn Điều tra quy hoạch rừng, tơi thực khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “Cấu trúc đa dạng loài vùng lõi Khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang, Tuyên Quang’’ nhằm cung cấp số liệu cần thiết, đồng thời đánh giá tình trạng rừng để từ đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm bảo vệ, phục hồi, phát triển bền vững tài nguyên rừng Khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang, Tuyên Quang Chƣơng TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Nghiên cứu cấu trúc rừng Cấu trúc rừng xếp tổ chức nội thành phần sinh vật hệ sinh thái rừng mà qua lồi có đặc điểm sinh thái khác sinh sống khoảng không gian định giai đoạn phát triển rừng Cấu trúc rừng vừa kết vừa thể mối quan hệ đấu tranh sinh tồn thích ứng lẫn thành phần hệ sinh thái với với môi trường Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái cấu trúc tuổi - Cơ sở sinh thái cấu trúc rừng Quy luật cấu trúc rừng sở quan trọng để nghiên cứu sinh thái học, sinh thái rừng đặc biệt để xây dựng mơ hình lâm sinh cho hiệu sản xuất cao Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia làm dạng cấu trúc là: cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian cấu trúc thời gian Cấu trúc thảm thực vật kết trình đấu tranh sinh tồn thực vật với thực vật thực vật với hồn cảnh sống Trên quan điểm sinh thái cấu trúc rừng hình thức bên ngồi phản ánh nội dung bên hệ sinhthái rừng, thực tế cấu trúc rừng có tính quy luật theo trật tự quần xã Các nghiên cứu cấu trúc sinh thái rừng mưa nhiệt đới P W Richards (1952), G N Baur (1964), E P Odum (1971) tiến hành Những nghiên cứu nêu lên quan điểm, khái niệm mô tả định tính tổ thành, dạng sống tầng phiến rừng G N Baur (1964) nghiên cứu vấn đề sở sinh thái nói chung sở sinh thái học kinh doanh rừng nói riêng, sâu nghiên cứu cấutrúc rừng, kiểu xử lý mặt lâm sinh áp dụng cho rừng KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Nhằm đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh cách khoa học để quản lý, sử dụng rừng bên vững, đồng thời tăng khả phòng hộ rừng tự nhiên vùng lõi Khu bảo tồn thiên nhiên Na Hang Tuyên Quang, đề tài tiến hành nghiên cứu nội dung rút số kết luận sau: 1.1 Một số tiêu nhân tố điều tra rừng Mật độ OTC dao động từ 558 cây/ha đến 1141cây/ha Đường kính trung bình dao động từ 13,02 cm đến 15,79 cm, chiều cao trung bình nằm khoảng từ 9,30 m đến 10,90 m, tổng tiết diện ngang lâm phần từ 12,55 m2/ha đến 13,48 m2/ha trữ lượng rừng biến động từ 73,75 m3/ha đến 99,80 m3/ha Như vậy, theo kết phân chia đối tượng nghiên cứu đề tài rừng gỗ tự nhiên rộng thường xanh kiểu phụ IIIA1 Với đặc điểm kiểu phục rừng bị khai thác kiệt quệ, tán rừng bị phá vỡ mảng lớn Tầng cịn sót lại số cao to phẩm chất xấu, nhiều dây leo bụi rậm, tre nứa xâm lấn Rừng nghèo kiệt có trữ lượng gỗ 50 - 100 m3/ha 1.2 Cấu trúc tổ thành tầng cao Kết nghiên cứu cấu trúc tổ thành đề tài cho thấy tính phong phú, phức tạp rừng địa bàn khu bảo tồn Tổ thành số lồi có giá trị như: Nghiến, Trai Lý… giảm sút đáng kể, ngược lại loài giá trị chiếm số lượng lớn Các loài chủ yếu tham gia vào công thức tổ thành như: Mý, Trẩu xẻ, Ô rô xanh, Trai lý, Bồ đề, Trương hôi…Điều đặt vấn đề cần phải nhanh chóng khơi phục lại lồi có giá trị biện pháp nuôi dưỡng, làm giàu rừng, điều chỉnh cấu trúc tổ thành đưa rừng tới cấu trúc ổn định với tổ thành loài đơn giản với loài có giá trị kinh tế phịng hộ tổ thành 39 1.3 Quy luật phân bố 1.3.1 Phân bố số theo cỡ đường kính N/ Quy luật phân bố số theo đường kính (N/D1.3) OTC khu vực nghiên cứu mô tốt phân bố Weibull ba tham số Phân bố Weibull ba tham số mô tốt cho 2/3 OTC Với OTC phân bố lý thuyết chưa mô tốt cho phân bố N/D, điều giải thích số phân bố cấp không liên tục OTC 1.3.2 Phân bố số theo cấp chiều cao N/ Phân bố Weibull ba tham số chưa mô tốt cho phân bố thực nghiệm N/H 1.3.3 Tương quan chiều cao vút đường kính ngang ngực ( - ) Trên sở liệu thu thập 03 OTC, luận văn thử nghiệm dạng phương trình để biểu diễn mối tương quan chiều cao vút với đường kính thân Các OTC khác có sai khác giá trị hệ số xác định phương trình lớn, sáu dạng phương trình thể quan hệ HVN - D1.3 mức chặt đến chặt điều chứng tỏ dạng phương trình mơ tả tốt quan hệ HVN - D1.3 Vậy phương trình cụ thể để biểu diễn mối quan hệ HVN - D1.3 cho OTC sau: OTC 1: HVN = -7,772 + 6,939.ln(D1.3) OTC 2: HVN = -9,108 + 7,868.ln(D1.3) OTC 3: HVN = -5,707 + 6,264.ln(D1.3) 1.4 Đặc trƣng mức độ phong phú đa dạng loài Trên trạng thái rừng, số lượng loài số phong phú lồi OTC có sai khác Tính đa dạng số lồi tầng cao theo số Shannon-Wiener OTC có sai khác rõ rệt, đa dạng trạng thái OTC (H = 3,7), thấp OTC (H = 2,35) 40 Chỉ số Simpson (D) OTC lớn 0,80 chứng tỏ quần xã thực vật rừng khu vực nghiên cứu đa dạng, có tham gia nhiều loài số lượng cá thể loài đồng Chỉ số đa dạng Margalef (d): OTC có mức độ đa dạng lồi cao nhất; OTC mức độ đa dạng loài thấp OTC 1.5 Đặc điểm tái sinh khu vực nghiên cứu Mật độ tái sinh OTC tương đối lớn, khẳng định với mật độ tái sinh kể đảm bảo cho trình tái sinh phục rừng sau Cây tái sinh có phẩm chất trung bình trạng thái rừng chiếm tỉ lệ cao, tỷ lệ phần trăm tái sinh có phẩm chất xấu chiếm thấp đặc biệt OTC khơng có tái sinh có phẩm chất xấu, điều dẫn đến khả lớp tái sinh tham gia vào tầng cao cao Hầu hết tái sinh có nguồn gốc từ hạt Chiều cao tái sinh tập trung chủ yếu cấp