Nghiên cứu đặc điểm sinh thái và tái sinh của loài vàng anh saraca dives pierre tại vuờn quốc gia cúc phuơng

LỜI NĨI ĐẦU Đƣợc trí Khoa Lâm học đơn vị tiếp nhận VQG Cúc Phƣơng em tiến hành đề tài “ Nghiên cứu đặc điểm sinh thái tái sinh loài Vàng Anh (Saraca dives Pierre) Vƣờn Quốc gia Cúc Phƣơng” Trong trình thực đề tài, em đƣợc giúp đỡ thầy cô khoa, bạn bè, lãnh đạo, ban quản lý Vƣờn Quốc gia Cúc Phƣơng, đặc biệt hƣớng dẫn tận tình thầy giáo TS Trần Việt Hà Qua em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Trần Việt Hà, đồng thời xin gửi tới Ban quản lý Vƣờn Quốc gia Cúc Phƣơng lời cảm ơn chân thành Xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ em suốt trình nghiên cứu hồn thiện đề tài Do thời gian có hạn, lực thân hạn chế nên đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc đóng góp, bổ sung từ phía thầy cô giáo, bạn bè ngƣời quan tâm để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày 03 tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Bảo Ngọc i MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC BIỂU ĐỒ vi ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng 1.TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Nghiên cứu đặc điểm sinh thái 1.1.2 Nghiên cứu tái sinh rừng 1.2 Ở Việt Nam 1.2.1 Nghiên cứu đặc điểm sinh thái 1.2.2 Nghiên cứu tái sinh rừng 1.3 Nhận xét chung Chƣơng 2.MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 2.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 2.3 Nội dung nghiên cứu 2.3.1 Đặc điểm sinh thái loài Vàng Anh (Saraca dives Pierre) 2.3.2 Đặc điểm tái sinh loài Vàng Anh (Saraca dives Pierre) 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.4.1 Phƣơng pháp điều tra thu thập số liệu 2.4.2 Phƣơng pháp xử lí số liệu 11 Chƣơng 3.ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 15 3.1 Điều kiện tự nhiên 15 3.1.1 Vị trí địa lý 15 3.1.2 Lịch sử địa chất địa hình 15 3.1.3 Thổ nhƣỡng 16 ii 3.1.4 Khí hậu thủy văn 17 3.1.5 Tài nguyên động thực vật rừng 18 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 22 4.1 Đặc điểm sinh thái loài Vàng Anh 22 4.1.1 Đặc điểm phân bố 22 4.1.2 Đặc điểm cấu trúc lâm phần 24 4.2 Đặc điểm tái sinh loài Vàng Anh 31 4.2.1 Tổ thành loài tái sinh 31 4.2.2 Phân cấp chiều cao tái sinh 32 4.2.3 Nguồn gốc chất lƣợng tái sinh 34 4.2.4 Tỷ lệ tái sinh có triển vọng 35 Chƣơng KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ 37 5.1 Kết luận 37 5.2 Tồn 38 5.3 Khuyến nghị 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu Tên từ đầy đủ ĐHLN Đại học Lâm nghiệp KHKT Khoa học kĩ thuật KHLN Khoa học Lâm nghiệp NN&PTNT Nông nghiệp phát triển nông thôn NXB Nhà xuất PTS Phó tiến sĩ VQG Vƣờn Quốc Gia iv DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Số lƣợng Taxon ngành thực vật bậc cao Cúc Phƣơng 19 Bảng 4.1: Thống kê xuất Vàng Anh theo kiểu rừng 22 Bảng 4.2: Công thức tổ thành tầng cao OTC 24 Bảng 4.3: Số ô quan sát số loài bạn loài nghiên cứu 25 Bảng 4.4: Mức độ xuất nhóm lồi 26 Bảng 4.5: Kết nghiên cứu mật độ tầng cao OTC 27 Bảng 4.6: Kết nghiên cứu độ tàn che OTC 27 Bảng 4.7: Cấu trúc tầng OTC 28 Bảng 4.8: Kết nghiên cứu đặc điểm bụi thảm tƣơi OTC 30 Bảng 4.9: Cơng thức tổ thành lồi tái sinh 31 Bảng 4.10: Kết phân bố số theo cấp chiều cao OTC 33 Bảng 4.11: Kết đánh giá nguồn gốc chất lƣợng tái sinh 34 Bảng 4.12: Kết nghiên cứu tỷ lệ tái sinh có triển vọng 35 v DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 4.1: Phân bố theo đai cao Vàng Anh VQG Cúc Phƣơng 23 Biểu đồ 4.2: Đặc điểm cấu trúc tầng OTC 29 Biểu đồ 4.3: Phân bố số tái sinh theo cấp chiều cao 33 vi ĐẶT VẤN ĐỀ Vƣờn Quốc gia Cúc Phƣơng (hay rừng Cúc Phƣơng) khu bảo tồn thiên nhiên, khu rừng đặc dụng nằm địa phận ranh giới khu vực Tây Bắc, châu thổ sông Hồng Bắc Trung Bộ thuộc ba tỉnh: Ninh Bình, Hịa Bình, Thanh Hóa Vƣờn quốc gia có hệ động thực vật phong phú đa dạng mang đặc trƣng rừng mƣa nhiệt đới Nhiều loài động thực vật có nguy tuyệt chủng cao đƣợc phát bảo tồn Đây vƣờn quốc gia Việt Nam Vƣờn quốc gia Cúc Phƣơng có nhiều loại hoa khoe sắc nhƣng bật "đặc sản" Cúc Phƣơng phải nói đến hoa Vàng Anh Lồi Vàng Anh (Saraca dives Pierre) thuộc họ Đậu (Fabaceae), có hình dáng cao lớn, cho hoa đẹp, tạo bóng mát xanh quanh năm Ngồi ra, vỏ lồi Vàng Anh cịn dùng để sắc thuốc điều trị phong thấp tốt Với màu cam đặc trƣng tạo hóa giúp cho “Vàng Anh” góp phần tơ điểm thêm nét đặc sắc cánh rừng Cúc Phƣơng Vàng Anh đƣợc sử dụng làm xanh đô thị, thƣờng đƣợc trồng ven vỉa hè, dọc lối đƣờng phố, công viên nên việc nghiên cứu đặc điểm sinh thái tái sinh lồi góp phần bảo tồn lồi tƣơng lai Xuất phát từ thực tế đề tài “ Nghiên cứu đặc điểm sinh thái tái sinh loài Vàng Anh (Saraca dives Pierre) Vƣờn Quốc gia Cúc Phƣơng” đƣợc đƣa cần thiết Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Nghiên cứu đặc điểm sinh thái Nghiên cứu sở sinh thái cấu trúc rừng: Cấu trúc rừng quy luật xếp tổ hợp thành phần cấu tạo nên quần xã thực vật rừng theo không gian thời gian (Phùng Ngọc Lan, 1986) [9] Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái cấu trúc thời gian Rất nhiều nhà khoa học dày công nghiên cứu sở sinh thái cấu trúc rừng: Richards P.W (1952) Baur G.N (1964); Odum E.P (1971) Các tác giả tập trung nghiên cứu vấn đề sinh thái sở sinh thái nói chung sở sinh thái cho kinh doanh rừng mƣa nói riêng Qua làm sáng tỏ khái niệm hệ sinh thái rừng, sở nghiên cứu nhân tố cấu trúc đứng quan điểm sinh thái học [16] Nghiên cứu mơ tả hình thái cấu trúc rừng: Hiện tƣợng thành tầng đặc trƣng cấu trúc hình thái quần thể thực vật rừng tạo nên cấu trúc tầng thứ Richards (1952) [16] phân biệt tổ thành thực vật rừng mƣa thành hai loại rừng mƣa hỗn hợp có tổ thành lồi phức tạp, rừng đơn ƣu có tổ thành lồi đơn giản, lập địa đặc biệt Cũng theo tác giả này, rừng mƣa thƣờng có nhiều tầng (thƣờng ba tầng trừ tầng bụi tầng thân cỏ) Trong rừng mƣa nhiệt đới, gỗ lớn, bụi, lồi thân cỏ cịn có nhiều lồi dây leo có đủ hình dáng kích thƣớc, nhiều lồi phụ sinh thân cành hình thành nên nhóm thực vật ngoại tầng Nghiên cứu định lƣợng cấu trúc rừng: Trong nghiên cứu rừng tự nhiên, vấn đề nghiên cứu định lƣợng quy luật phân bố số theo đƣờng kính, phân bố số theo chiều cao, phân chia tầng thứ đƣợc nhiều tác giả thực có hiệu Ngồi việc phản ánh cấu trúc nội lâm phần làm đề xuất biện pháp kinh doanh làm sở để xây dựng phƣơng pháp điều tra thống kê tài nguyên rừng Nghiên cứu cấu trúc tầng thứ: Nghiên cứu cấu trúc tầng thứ tự nhiên có nhiều ý kiến khác nhau, có tác giả lại cho rằng, kiểu rừng có tầng gỗ mà thơi, ngƣợc lại có nhiều tác giả lại cho rằng, rừng rộng thƣờng xanh có từ – tầng Richards (1939) phân chia rừng Nigiênia thành – tầng 1.1.2 Nghiên cứu tái sinh rừng Tái sinh trình sinh học mang tính đặc thù hệ sinh thái rừng, biểu xuất hệ loài thân gỗ nơi có hồn cảnh rừng, dƣới tán rừng, chỗ trống rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nƣơng rẫy Vai trò lịch sử lớp thay thế hệ già cỗi Vì vậy, tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp trình phục hồi thành phần bản, chủ yếu tầng gỗ rừng Về phân bố tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới, đáng ý công trình nghiên cứu Richards.P.W (1952), Bernard Rollet (1974), tổng kết trình nghiên cứu phân bố tái sinh tự nhiên nhận xét: có kích thƣớc nhỏ (1m x 1m, 1m x 1,5m) tái sinh tự nhiên có dạng phân bố cụm, số có phân bố Poisson Có nhiều cơng trình nghiên cứu ảnh hƣởng nhân tố đến tái sinh rừng Trong nhân tố đƣợc đề cập nhiều ánh sáng [10] (thông qua độ tàn che rừng), độ ẩm đất, kết cấu quần phụ, bụi, dây leo thảm tƣơi nhân tố ảnh hƣởng trực tiếp đến tái sinh rừng Trong rừng nhiệt đới thiếu hụt ánh sáng ảnh hƣởng tới trình phát triển Khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên, tác giả nhận định thảm cỏ bụi ảnh hƣởng tới q trình tái sinh lồi gỗ Ở quần thụ kín, thảm cỏ phát triển nhƣng cạnh tranh dinh dƣỡng ảnh hƣởng xấu đến tái sinh rừng, Những lâm phần qua khai thác, thảm cỏ có điều kiện phát triển mạnh nhân tố ảnh hƣởng xấu tới tái sinh rừng Tóm lại, kết nghiên cứu tái sinh tự nhiên thảm thực vật rừng giới cho hiểu biết phƣơng pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh số nơi mối quan hệ qua lại thành phần cấu trúc rừng 1.2 Ở Việt Nam 1.2.1 Nghiên cứu đặc điểm sinh thái Vấn đề phân loại rừng Việt Nam từ năm đầu kỷ 20 có nhiều tác giả ngồi nƣớc nghiên cứu Thái Văn Trừng (1978) [12] dựa vào tiêu chuẩn là: dạng sống, ƣu những thực vật tầng lập quần, độ tàn che, hình thái sinh thái trạng thái mùa tán để phân chia rừng Việt Nam thành 14 kiểu thảm thực vật Khi bàn vấn đề phân chia rừng theo hệ thống phân loại kinh doanh xác định phân chia rừng đất rừng theo mục đích, nội dung, phƣơng thức, biện pháp kinh doanh, tạo điều kiện kinh doanh có hiệu H Thomasius (1978) vào số khô hạn M.I Buduko để xếp rừng Việt Nam thành 16 dạng thực bì, có 12 dạng thực bì khí hậu, dạng thực bì thổ nhƣỡng 1.2.2 Nghiên cứu tái sinh rừng Tái sinh rừng tự nhiên nƣớc ta chƣa đƣợc nghiên cứu sâu, đƣợc năm 1960 trở lại Một số cơng trình nghiên cứu tái sinh thƣờng đƣợc đề cập cơng trình nghiên cứu thảm thực vật, báo cáo khoa học phần đƣợc cơng bố báo chí Rừng nhiệt đới nƣớc ta mang đặc điểm tái sinh rừng nhiệt đới nói chung, nhƣng phần lớn rừng thứ sinh nghèo kiệt bị tác động ngƣời nên quy luật tái sinh bị đảo lộn nhiều Từ kết điều tra tái sinh, dựa vào mật độ tái sinh, (1975) phân chia khả tái sinh rừng thành năm cấp: tốt, tốt, trung bình, xấu, xấu Nhìn chung, nghiên cứu trọng đến số lƣợng mà chƣa trọng đến chất lƣợng Cũng kết trên, Vũ Đình Huề (1975) [5] tổng kết rút Bảng 4.8: Kết nghiên cứu đặc điểm bụi thảm tƣơi OTC Cây bụi thảm tƣơi OTC O1 O2 O3 O4 O5 O6 Loài chủ yếu Thiên nhiên kiện, chuối rừng, chân kim… Búng báng, hạc đính, lốt rừng… Thiên nhiên kiện, chuối rừng, chân kim… Búng báng, chuối rừng, hạc đính … Lá lốt rừng, búng báng … Thiên nhiên kiện, chuối rừng, chân kim… Trung bình Chất lƣợng tái sinh Độ che Htb phủ trung (m) A B C bình (%) 0.94 87 44.44 38.89 16.67 1.02 85 43.48 43.48 13.04 0.89 49 38.89 27.28 33.33 1.52 78 53.33 33.33 13.33 0.9 81 45.45 45.45 9.09 1.02 83 33.33 50 16.67 1.05 77.17 43.15 39.74 17.02 Qua bảng 4.8 cho thấy ảnh hƣởng tầng bụi thảm tƣơi tới sinh trƣởng phát triển tái sinh rõ ràng Tầng bụi thảm tƣơi phát triển tốt với độ che phủ trung bình cao 77,17 % chiều cao trung bình 1.05 m, bụi dây leo phát triển mạnh Nhìn chung tầng bụi thảm tƣơi phát triển tốt, cạnh tranh dinh dƣỡng không gian sống với tái sinh, làm cho tái sinh phát triển Tầng bụi thảm tƣơi OTC 30 sinh trƣởng tốt với loài chủ yếu: Búng báng, Thiên nhiên kiện, chân kim…đã làm ảnh hƣởng xấu đến sinh trƣởng phát triển tái sinh 4.2 Đặc điểm tái sinh loài Vàng Anh 4.2.1 Tổ thành loài tái sinh Tổ thành loài tái sinh tiêu quan trọng lâm phần, tổ thành tầng cao tƣơng lai nhƣ điều kiện sống thuận lợi cho sinh trƣởng phát triển tái sinh Từ kết nghiên cứu tổ thành tái sinh dự đốn đánh giá đƣợc tình hình lớp cao tƣơng lai, từ đƣa giải pháp kỹ thuật lâm sinh tác động nhằm điều chỉnh tổ thành cách hợp lý theo hƣớng có lợi cho mục đích kinh doanh rừng sau Bảng 4.9: Cơng thức tổ thành lồi tái sinh Số Mật độ (cây) N/ha(cây/ha) 28 560 6.07NV+3.57VA+0.36LK 23 460 4.09VA+1.82D+1.82TM+2.61LK 18 360 3.33NV+2.78VA+3.89LK 16 320 4.38NV+3.75VA+ 1.88LK 12 240 4.17VA+4.17NV+1.67LK 22 440 4.09VA+2.27TT+3.64LK OTC Trong đó: Cơng thức tổ thành VA – Vàng Anh NV – Nhò Vàng TM – Trƣờng Mật TT – Thẩu Tấu D – Duối LK – Lồi khác Cơng thức tổ thành tái sinh hai trạng thái rừng có kế thừa tổ thành tầng cao, với loài chủ yếu là: Vàng Anh, Nhò Vàng chiếm ƣu tổ thành tái sinh OTC có nhiều lồi tham gia vào công thức 31 tổ thành OTC cịn lại, OTC nghiên cứu OTC có số lồi lớn tham gia vào cơng thức tổ thành 3, OTC nhỏ loài tham gia vào công thức tổ thành Nguyên nhân OTC2 có cấu trúc tầng cao chƣa ổn định nên rừng có nhiều khoảng trống, ánh sáng nhiều tán rừng, tạo điều kiện cho lớp tái sinh phát triển, đặc biệt loài ƣa sáng Biến động số lƣợng loài tái sinh khơng lớn gồm lồi là: Vàng Anh, Nhị Vàng, Duối, Trƣờng Mật, Thẩu tấu số lƣợng loài tham gia tƣơng đối đồng đều, OTC2 lớn có lồi, cịn lại lồi Đáng ý OTC là: Hệ số tổ thành lồi tái sinh có giá trị nhƣ: Vàng Anh, Nhò Vàng, …cao so với hệ số tổ thành loài tầng cao Điều cho thấy, tổ thành tái sinh có cải thiện tốt sau thời gian khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên 4.2.2 Phân cấp chiều cao tái sinh Phân bố số theo cấp chiều cao phản ánh đặc trƣng sinh thái quần xã thực vật theo chiều thẳng đứng, phản ánh quy luật sinh trƣởng lớp tái sinh dƣới tán rừng Việc nghiên cứu phân bố số tái sinh theo cấp chiều cao làm sở cho việc đề xuất giải pháp kỹ thuật lâm sinh, điều chỉnh độ tàn che tầng cao đảm bảo không gian dinh dƣỡng bên dƣới cho lớp tái sinh phát triển cách tốt Qua việc xử lý số liệu ta có phân bố số tái sinh theo cấp chiều cao nhƣ sau: 32 Bảng 4.10: Kết phân bố số theo cấp chiều cao OTC Số tái sinh/OTC (cây) Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV Cấp IV Cấp VI < 0,5 0,5-1 1-1,5 1,5-2 2-2,5 (m) (m) (m) (m) (m) 4 2 4 3 4 5 10 0 OTC >2,5 (m) Ta có biểu đồ phân bố nhƣ sau: Phân bố số tái sinh theo cấp chiều cao 12 10 OTC1 OTC2 OTC3 OTC4 OTC5 OTC6 < 0,5 (m) 0,5-1 (m) 1-1,5 (m) 1,5-2 (m) 2-2,5 (m) >2,5 (m) Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV Cấp IV Cấp VI Biểu đồ 4.3: Phân bố số tái sinh theo cấp chiều cao OTC Từ biểu đồ 4.3 cho thấy số tái sinh tập trung chủ yếu cấp I đến cấp III (