Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện khí hậu đến sinh trưởng vòng năm của cây pơ mu tại huyện bắc yên tỉnh sơn la

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - VŨ ĐÌNH THẮNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU ĐẾN SINH TRƯỞNG VÒNG NĂM CỦA CÂY PƠ MU TẠI HUYỆN BẮC YÊN, TỈNH SƠN LA 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 VŨ ĐÌNH THẮNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU ĐẾN SINH TRƯỞNG VÒNG NĂM CỦA CÂY PƠ MU TẠI HUYỆN BẮC YÊN, TỈNH SƠN LA Chuyên ngành: Lâm học Mã ngành: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS: TRẦN QUANG BẢO Hà Nội, 2010 i LỜI CẢM ƠN Để hồn thành chương trình đào tạo cao học trường Đại học Lâm nghiệp, đồng ý Ban giám hiệu Nhà trường, Khoa Sau Đại học - Trường Đại học Lâm nghiệp, thực luận văn "Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện khí hậu đến sinh trưởng vịng năm Pơ mu huyện Bắc Yên tỉnh Sơn La" Trong thời gian thực đề tài, nỗ lực thân, nhận nhiều giúp đỡ, hướng dẫn tận tình thầy giáo, cô giáo, Cơ quan, Đơn vị, bạn bè, đồng nghiệp ngồi trường Trước tiên tơi xin trân trọng cảm ơn Tiến sỹ Trần Quang Bảo người trực tiếp hướng dẫn thường xuyên động viên suốt q trình thực hồn thành luận văn Đồng thời, xin gửi lời cảm ơn tới tập thể Lãnh đạo, cán bộ, công chức Viện Sinh thái rừng môi trường - Trường Đại học Lâm nghiệp giúp đỡ nghiên cứu luận văn Nhân dịp này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp, Khoa sau Đại học Trường Đại học Lâm nghiệp, Thầy, Cơ giáo tận tình truyền đạt cho kiến thức phương pháp quý báu nghiên cứu khoa học Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Cơ quan, Đơn vị huyện Bắc Yên tỉnh Sơn La tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình thực tập tốt nghiệp Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới tất bạn bè, đồng nghiệp người thân gia đình động viên, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Trong trình thực luận văn, thân cố gắng, song kiến thức kinh nghiệm nghiên cứu hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi cịn thiếu sót Tơi mong đón nhận tiếp thu ý kiến góp ý quý báu Nhà khoa học đồng nghiệp Tôi xin cam đoan số liệu đưa vào nghiên cứu kết nghiên cứu luận văn từ số liệu gốc chưa công bố tài liệu Tôi xin trân trọng cảm ơn! Học viên Vũ Đình Thắng ii MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn i Mục lục ii Danh mục bảng Danh mục hình iv v ĐẶT VẤN ĐỀ: - Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU - 1.1 Trên giới: - 1.2 Ở Việt Nam: - Chương 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - 2.1 Mục tiêu nghiên cứu: - 2.1.1 Mục tiêu chung: - 2.12 Mục tiêu cụ thể: - 2.2 Nội dung nghiên cứu: - 2.3 Phương pháp nghiên cứu: - 2.3.1 Phương pháp luận: - 10 2.3.2 Phương pháp thu thập số liệu: - 11 2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu: - 15 2.4 Đặc điểm đối tượng nghiên cứu: - 21 Chương 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, DÂN SINH, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU - 23 3.1 Vị trí địa lý - Điều kiện tự nhiên: - 23 3.1.1 Vị trí địa lý: - 23 3.1.2 Điều kiện tự nhiên: - 23 3.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội: - 28 3.2.1 Phân vùng phát triển kinh tế: .- 28 3.2.2 Tổ chức hành chính: - 28 3.2.3 Dân số: .- 28 3.2.4 Tiềm lao động: - 28 - iii 3.2.5 Tiềm phát triển kinh tế: - 28 3.3 Đặc điểm thảm thực vật rừng: - 293.3.1 Đặc điểm chung thảm thực vật rừng huyện Bắc yên: - 29 3.3.2 Đặc điểm tài nguyên động, thực vật rừng khu vực nghiên cứu:- 30 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN: - 34 4.1 Đặc điểm cấu trúc rừng Pơ mu khu vực nghiên cứu: - 34 4.1.1 Phân loại trạng thái rừng: … - 36 4.1.2 Cấu trúc tổ thành loài cây: - 37 4.1.3 Cấu trúc tầng thứ lâm phần: - 39 4.1.4 Mạng hình phần bố Pơ mu ô tiêu chuẩn điều tra: - 40 4.2 Đặc điểm cấu trúc vòng năm Pơ mu:…………… ………………………… - 42 4.2.1 Đặc điểm hình thái vịng năm quan sát mắt thường: - 44 4.2.2 Đặc điểm hình thái vịng năm quan sát kính lúp: - 45 4.2.2 Sự phù hợp biến động vịng năm với biến động khí hậu:.…- 46- 4.3 Quy luật biến động vịng năm lồi Pơ mu: - 48 4.3.1 Quy luật biến động bề rộng vòng năm: .… …… - 48 4.3.2 Biến động đồng điệu vòng năm Pơ mu : ………………….- 51 4.4 Quan hệ biến động vòng năm Pơ mu với tiêu khí hậu cường độ hoạt động mặt trời: - 52 4.4.1 Quan hệ biến động vòng năm với tiêu khí hậu:… - 52 4.4.2 Mối quan hệ cường độ hoạt động mặt trời đến biến động vịng năm lồi Pơ mu: - 64 4.5 Ứng dụng kết nghiên cứu để lựa chọn vùng trồng thích hợp cho phát triển lồi Pơ mu: - 67 Chương 5: KẾT LUẬN -TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ - 70 5.1 Kết luận - 70 5.2 Tồn - 71 5.3 Kiến nghị - 72 Tài liệu tham khảo Phụ lục iv DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng TT Trang 3.1 Điều kiện khí tượng khu vực nghiên cứu 25 4.1 Kết phân loại trạng thái rừng 36 4.2 Tổ thành tầng cao theo tỷ lệ phần trăm số 38 4.3 Tổ thành tầng cao theo mức độ quan trọng (IV%) 39 4.4 Biến động bề rộng vòng năm (A) số ẩm (K12) 46 4.5 Chỉ số đồng điệu bề rộng vòng năm hướng xuyên tâm 51 4.6 Biến động tiêu khí hậu khu vực nghiên cứu 55 4.7 Chỉ số đồng điệu bề rộng vòng năm với tiêu khí hậu 56 4.8 Liên hệ sinh trưởng (H3/11) với tiêu khí hậu 62 4.9 Phụ thuộc sinh trưởng vào số ẩm K5-10 63 4.10 Phân cấp điều kiện ẩm 63 v DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 4.1 Khu vực nghiên cứu vị trí lấy mẫu, lập tiêu chuẩn điều tra 35 4.2 Hình ảnh tầng tán rừng khu vực nghiên cứu 37 4.3 Cây Pơ mu tái sinh ngồi bìa rừng 40 4.4 Mạng hình mơ phân bố tầng cao ô tiêu chuẩn 41 4.5 Hình ảnh Pơ mu lấy mẫu thớt giải tích 43 4.6 4.7 Hình ảnh thớt giải tích vị trí lấy mẫu sau xử lý sơ Thớt giải tích Pơ mu chọn để nghiên cứu sau xử lý 43 44 4.8 Vòng năm Pơ mu quan sát kính lúp có gắn thước 45 4.9 Liên hệ biến động vòng năm (A) với số ẩm (K) 47 4.10 Biến động bề rộng vòng năm Pơ mu qua năm 48 4.11 4.12 4.13 4.14 Biến động bề rộng vịng năm giá trị trung bình trượt theo thời gian Biến động số tương đối bề rộng vòng năm theo thời gian Biến động bề rộng vòng năm theo tuyến xuyên tâm giá trị tuyệt đối bề rộng vòng năm Biến động số tương đối bề rộng vòng năm (H1/11) (H3/11) theo thời gian 49 50 51 53 4.15 Biến động tiêu khí hậu theo thời gian 56 4.16 Biến đổi đồng điệu sinh trưởng Pơ mu với tiêu khí hậu 57 4.17 Quan hệ số tương đối H1/11 H3/11 với tiêu khí hậu 58 4.18 Liên hệ H3/11 với nhiệt độ trung bình năm Ttb12 59 4.19: Liên hệ H3/11 với tổng tích nhiệt T12 59 vi Tên hình TT Trang Liên hệ H3/11 với tổng tích nhiệt từ tháng đến tháng 10 4.20 4.21 4.22 4.23 4.24 (T5-10) Liên hệ H3/11 với tổng lượng mưa trung bình năm (R12) Liên hệ H3/11 với tổng lượng mưa từ tháng đến tháng 10 (R5-10) Liên hệ H3/11 với số ẩm năm (K12) Liên hệ H3/11 với số ẩm từ tháng đến tháng 10 (K510) 60 60 60 61 61 4.25 Biến động số tương đối (H21/33) số Vollfa (W) 66 4.26 Liên hệ số tương đối (H21/33) với số Vollfa (W) 66 4.27 Bản đồ phân vùng khí hậu thích hợp cho phát triển Pơ mu 69 ĐẶT VẤN ĐỀ Khí hậu phận quan trọng mơi trường sống, có ảnh hưởng mạnh đến đời sống sinh giới nói chung đời sống rừng nói riêng Là phận quan trọng cấu thành hệ sinh thái, nhiều trường hợp điều kiện khí hậu trở thành nhân tố định tồn tại, phân bố, suất, chất lượng tính ổn định hệ sinh thái rừng Nghiên cứu mối quan hệ qua lại thực vật rừng điều kiện khí hậu sở để hiểu biết đặc điểm sinh thái khí hậu, phục vụ cho công tác phân vùng trồng rừng, chọn giống rừng, dự đoán suất giải pháp nhằm khắc phục, phát huy ảnh hưởng điều kiện khí hậu Vì vậy, nghiên cứu mối quan hệ thực vật rừng với điều kiện khí hậu, góp phần quan trọng để xây dựng biện pháp nâng cao suất tính ổn định hệ sinh thái rừng Tuy nhiên, rừng có đời sống dài, kích thước lớn nên nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện khí hậu đến rừng nước ta nhiều hạn chế, kết tản mạn, chưa đáp ứng yêu cầu thực tiễn sản xuất nghiên cứu khoa học Để góp phần làm sáng tỏ thêm phần tác động điều kiện khí hậu đến sinh trưởng rừng Chúng tiến hành thực luận văn "Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện khí hậu đến sinh trưởng vòng năm Pơ mu huyện Bắc Yên tỉnh Sơn La" mục tiêu đề tài nhằm xác định nhân tố khí hậu có ảnh hưởng định đến sinh trưởng pơ mu phục vụ cho cơng tác bảo vệ phát triển có hiệu diện tích rừng pơ mu cịn gây trồng, mở rộng diện tích trồng rừng Pơ mu (Fokienia hodginsii henry et thomas) địa bàn tỉnh Sơn La nói riêng tồn quốc nói chung Chương TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Từ lâu, người nhận thấy sinh trưởng thân gỗ thường xuyên biến đổi phù hợp với điều kiện hoàn cảnh sống Trên thực tế, hoa, nảy lộc, kết thực vật có tính chu kỳ phù hợp với diễn biến mang tính chu kỳ điều kiện mơi trường (chu kỳ năm sai ăn trái, vườn giống rừng; chu kỳ mùa lương thực ) Từ đó, nghiên cứu mối quan hệ nhịp điệu tượng tự nhiên, đặc biệt điều kiện khí hậu với thực vật thân gỗ có ý nghĩa quan trọng lý luận thực tiễn Từ nghiên cứu mối quan hệ này: nhà lâm học nội suy biến đổi tự nhiên khứ dự báo biến động sinh trưởng, phát triển rừng tương lai, qua xác định thời điểm tác động phù hợp nhằm nâng cao suất tính ổn định hệ sinh thái rừng; nhà mơi trường học xác định mức độ nhiễm môi trường thời gian qua; nhà khí hậu học khơi phục tranh khí hậu khứ dự báo điều kiện khí hậu tương lai Dưới tóm tắt số cơng trình nghiên cứu tác giả nước thời gian qua: 1.1 Trên Thế giới Vào khoảng đầu kỷ thứ XV, nhà Bác học cổ Hy Lạp Leonade Dvinci nhận thấy phụ thuộc sinh trưởng gỗ vào mùa mưa vùng khô hạn (theo Trần Thị Tuyết Hằng [6]) Giữa kỷ thứ XVIII, K Linnner phát thấy phương Bắc, bề rộng vòng năm gỗ thay đổi phụ thuộc vào chế độ nhiệt (theo Trần Thị Tuyết Hằng [6]) Năm 1841, Thuỵ Điển hai tác giả Martin A Brave cho tăng trưởng lồi thơng có quan hệ hàm số với vĩ độ trái đất (theo Trần Thị Tuyết Hằng [6]) 61 y = 0,1863x + 0,6379 H3/11 R = 0,1874 140% 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% K12 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 Hình 4.23 Liên hệ H3/11 với số ẩm năm (K12) y = 0,1812x + 0,4763 H3/11 R = 0,3492 140% 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% 1,5 K5-10 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Hình 4.24 Liên hệ H3/11 với số ẩm từ tháng đến tháng 10 (K5-10) Từ hình 4.18 đến hình 4.24 cho thấy liên hệ số tương đối bề rộng vịng năm với tiêu khí hậu hầu hết mơ dạng liên hệ đường thẳng tuyến tính Qua xác lập phương trình tương quan tuyến tính phản ánh đặc điểm liên hệ chúng Kết phân tích tương quan ghi bảng 4.8: 62 Bảng 4.8 Liên hệ sinh trưởng (H3/11) với tiêu khí hậu H3/11- Ttb12 H3/11 = -2,5276 + 0,17Ttb12 Hệ số tương quan (r) r = 0,57 H3/11- ∑T12 H3/11 = -1,272 + 0,0003∑T12 r = 0,36 H3/11- ∑T5-10 H3/11 = -2,8354 + 0,0009∑T5-10 r = 0,40 H3/11- R12 H3/11 = 0,6729 + 0,0002R12 r = 0,39 H3/11- R5-10 H3/11 = 0,6865 + 0,0003R5-10 r = 0,38 H3/11- K12 H3/11 = 0,6379 + 0,1863K12 r = 0,43 H3/11- K5-10 H3/11 = 0,4763 + 0,1812K5-10 r = 0,59 TT Đại lượng liên hệ Phương trình tương quan Qua bảng 4.8, phương trình tương quan hệ số tương quan xác lập lần khẳng định mức độ ảnh hưởng khác tiêu khí hậu đến sinh trưởng lồi Pơ mu Trong đó, số ẩm từ tháng đến tháng 10 (K510) có liên hệ chặt chẽ với sinh trưởng Pơ mu (hệ số tương quan r 0,59 tương đối chặt) Điều phản ánh thực tiễn điều kiện sinh trưởng Pơ mu khu vực nghiên cứu Bởi vì, nêu, khí hậu khu vực có hai mùa, vào mùa mưa nóng ẩm rừng phát triển tốt vào mùa khô (lạnh khô) Tuy nhiên, khu vực nghiên cứu, hầu hết ngày năm có sương mù, độ ẩm gần thường xuyên mức bão hoà nên sinh trưởng chịu ảnh hưởng tổng hợp chế độ ẩm chế độ nhiệt, song chế độ nhiệt có ảnh hưởng rõ nét chế độ ẩm Như vậy, xem tiêu khí hậu có liên hệ chặt chẽ với sinh trưởng tiêu khí hậu định tới sinh trưởng nói khu vực nghiên cứu số ẩm hay hệ số thuỷ nhiệt của Xelianhinop xem tiêu khí hậu định tới sinh trưởng loài Pơ mu Đây xem giải pháp kỹ thuật nhằm bảo tồn phát triển loài Từ phương trình: H3/11= 0,4763 + 0,1812 K5-10 ta tính phương trình liên hệ H3/11 với số ẩm K5-10 để tìm giá trị lý thuyết số tương đối bề rộng vịng năm, chúng tơi dự tính phụ thuộc sinh trưởng số ẩm (bảng 4.9) 63 Bảng 4.9 Phụ thuộc sinh trưởng vào số ẩm K5-10 K5-10 2,2 H3/11(%) 84% 87% 2,4 91% 2,6 95% 2,8 98% 102% 3,2 106% 3,4 109% 3,6 113% 3,8 116% 120% 4,2 124% 4,4 127% 4,6 131% 4,8 135% 138% Từ kết lý thuyết, gắn với số liệu thực nghiệm tiến hành phân cấp điều kiện ẩm sinh trưởng Pơ mu (bảng 4.10) sau: Bảng 4.10 Phân cấp điều kiện ẩm Cấp ẩm ướt Giá trị K5- Giá trị H3/11 Mức sinh trưởng 10 Khô