Nghiên cứu kết cấu không gian và tính đa dạng của một số quần xã thực vật rừng tại vùng ven hồ hòa bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - NGUYỄN DUY TRÌNH NGHIÊN CỨU KẾT CẤU KHƠNG GIAN VÀ TÍNH ĐA DẠNG LỒI CỦA MỘT SỐ QUẦN XÃ THỰC VẬT RỪNG TẠI VÙNG VEN HỒ HỊA BÌNH Chun ngành : Lâm học Mã số : 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn: PGS.TS Hoàng Kim Ngũ HÀ NỘI – 2010 ĐẶT VẤN ĐỀ Vùng Hồ Hịa Bình địa điểm có tính chiến lược, quan trọng khơng riêng tỉnh Hịa Bình mà cịn Quốc gia Các quần xã thực vật rừng xung quanh vùng Hồ Hịa Bình chủ yếu rừng phịng hộ đầu nguồn, có tác dụng bảo vệ đất, điều tiết nguồn nước, chống xói mịn đất, ngăn bồi đắp lòng hồ vv Trong năm qua với công xây dựng phát triển thủy điện Hịa Bình, việc khai thác rừng bừa bãi, tập quán đốt nương làm rẫy, phương thức sử dụng đất không hợp lý cộng đồng người dân sống xung quanh vùng lòng hồ làm cho rừng phịng hộ bị suy thối nghiêm trọng Chính điều gây ảnh hưởng xấu đến mơi trường ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống cộng đồng người dân khu vực Sự rừng làm suy giảm nguồn nước, giảm hiệu lực kiểm sốt lũ lụt hồ mùa mưa, giảm cơng suất thuỷ điện khả cung cấp nước tưới mùa khơ Sự rừng cịn làm tăng lượng bùn cát bồi lắng lòng hồ, giảm tuổi thọ hồ Kết điều tra vùng hồ cho thấy tốc độ bồi lắng đáy hồ năm từ 50 - 70 cm tuổi thọ Hồ Hồ Bình giảm từ 250 năm theo thiết kế xuống khoảng 100 năm Hiện có số cơng trình nghiên cứu lĩnh vực như; quản lý sử dụng đất, hiểu rừng phịng đầu nguồn, lâm sản ngồi gỗ vv khu vực lịng Hồ Hịa Bình Nghiên cứu kết cấu khơng gian tính đa dạng loài số quần xã thực vật rừng khu vực chưa nhiều Để bổ sung thêm cơng trình nghiên cứu khu vực Hồ Hịa Bình, phần giải tồn nêu, đề tài “Nghiên cứu kết cấu khơng gian tính đa dạng loài số quần xã thực vật rừng vùng ven Hồ Hịa Bình” lựa chọn để nghiên cứu Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Về kết cấu rừng 1.1.1.1 Về tổ thành loài Sự phong phú hệ thực vật rừng mưa nhiệt đới nhiều nhà khoa học ghi nhận Theo Schimper (1935) rừng Bắc Mỹ, diện tích 0,5 có đến 25-30 loài gỗ lớn; Brown (1941) cho biết rừng mưa châu Âu Bắc Mỹ trường hợp cực đoan, rừng bao gồm 20-25 loài gỗ, [28] Theo Richards P.W (1952) [28] rừng mưa nhiệt đới hecta khơng có 40 lồi gỗ, mà có trường hợp cịn đến 100 lồi Nhiều lồi gỗ lớn sinh trưởng hỗn hợp với theo tỷ lệ nhau, có có hai loài chiếm ưu Baur G.N (1962) [1], nghiên cứu rừng mưa gần Belem sông Amazơn, tiêu chuẩn diện tích khoảng hai hecta thống kê 36 họ thực vật ô tiêu chuẩn diện tích hecta phía Bắc New South Wales ghi nhận diện 31 họ chưa kể leo, thân cỏ thực vật phụ sinh Trong rừng ẩm nhiệt đới châu Phi, theo Catinot R (1974) [2] có đến vài trăm lồi thực vật, cịn tổ thành thực vật rừng ẩm nhiệt đới Đông Nam Á thường có nhóm lồi ưu - nhóm họ dầu, chiếm 50% quần thụ Ở châu Á, rừng thứ sinh nhiệt đới vùng Shanxin-Trung Quốc, Zeng cộng (1998) thống kê khoảng 280 loài dược liệu, 80 lồi có dầu 20 lồi có sợi số lồi gỗ có giá trị khác (dẫn theo Zaizhi Z -2001 [49]) Mức độ phong phú thành phần thực vật rừng thứ sinh Nepal Kanel K.R Shrestha K (2001 [43]) điểm qua, có đến 6.500 lồi có hoa 4.064 lồi khơng hoa, có 1.500 lồi nấm 350 lồi địa y 1.1.1.2 Về cấu trúc tầng thứ Một đặc trưng bật cấu trúc rừng nhiệt đới tượng phân tầng Nhưng tính chất phức tạp nên có ý kiến khơng thống với cách phân chia tầng thứ Chevalier (1917), Mildbraed (1922) ngụ ý phương pháp dựa vào chiều cao để phân cối thành tầng có tính chất tùy tiện “tầng” khơng có thực tế khách quan Booberg (1932) lập đồ thị chiều cao tất gỗ đo “khu rừng bảo vệ” Java, đến kết luận nhận có tầng tác giả khác mô tả Ngược lại nhiều tác giả khác cho rừng mưa thường có từ ba đến năm tầng: Brown (1919) nghiên cứu rừng họ đậu Phillippin, cho biết gỗ lớn xếp thành ba tầng rõ rệt Để nghiên cứu phân tầng rừng mưa Guana Davis Richards P.W (1933-1934) dùng phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng rừng Phương pháp đánh giá có giá trị mặt nghiên cứu lý luận thực tiễn sản xuất, kết phân rừng hỗn giao nguyên sinh sông Moraballi Guana thành năm tầng với ba tầng gỗ (A,B,C), tầng bụi (D) tầng mặt đất (E) Richards P.W (1936) cho biết rừng họ dầu hỗn hợp nguyên sinh núi Dulit Borneo có ba tầng gỗ tầng A phân biệt rõ ràng cịn tầng B C khó xác định rõ ranh giới, ngồi cịn có tầng bụi tầng thực vật mặt đất; năm 1939 ông phân rừng hỗn hợp nguyên sinh Nigeria thành năm tầng với ba tầng gỗ Vaughan Weihe (1941) nhận thấy rừng cao đỉnh Moritiut phân tầng có thực Bear (1946) mơ tả phân tầng rõ rệt rừng Trinidad với ba tầng gỗ, tầng bụi tầng mặt đất (theo Richards P.W (1952) [28]) Bên cạnh đó, Catinot.R (1974) [2] cho rừng ẩm nhiệt đới có phân hóa mạnh, tầng quần thụ rõ nét, cụ thể có tầng vượt tán với có chiều cao 40 m tầng bên Hiện nay, nhiều hệ thống phân loại thảm thực vật rừng dựa vào đặc trưng cấu trúc dạng sống, độ ưu thế, kết cấu hệ thực vật suất thảm thực vật Ngay từ nửa đầu kỷ 19, Humboldt Grisebach [32] sử dụng dạng sinh trưởng (tồn hình thái cấu trúc trạng thái thực vật) lồi ưu kiểu mơi trường sống chúng để biểu thị cho nhóm thực vật Phương pháp hình thái Humboldt Grisebach nhà sinh thái học Đan Mạch (Warming, 1904; Raunkiaer, 1934) tiếp tục phát triển Raunkiaer phân chia lồi hình thành thảm thực vật thành dạng sống phổ sinh học (phổ sinh học tỉ lệ phần trăm loài quần xã có dạng sống khác nhau) Tuy nhiên, nhiều nhà sinh thái học cho phân loại hình thái, phổ dạng sống Raunkiaer ý nghĩa dạng sinh trưởng Humboldt Grisebach Trong phương pháp phân loại rừng dựa theo cấu trúc dạng sống thảm thực vật, phương pháp dựa vào hình thái bên ngồi thảm thực vật sử dụng nhiều Kraft (1884) [6], lần đưa hệ thống phân cấp rừng, ông chia rừng lâm phần thành cấp dựa vào khả sinh trưởng, kích thước chất lượng rừng Phân cấp Kraft phản ánh tình hình phân hố rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản dễ áp dụng phù hợp với rừng loài tuổi Việc phân cấp rừng cho rừng hỗn loài nhiệt đới tự nhiên vấn đề phức tạp, chưa có tác giả đưa phương án phân cấp rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiên mà chấp nhận rộng rãi Sampion Gripfit (1948) [6], nghiên cứu rừng tự nhiên Ấn Độ rừng ẩm nhiệt đới Tây Phi có kiến nghị phân cấp rừng thành cấp dựa vào kích thước chất lượng rừng Richards (1952) [28] phân rừng Nigieria thành tầng dựa vào chiều cao rừng Tóm lại, phân tầng phương pháp thể tầng tán rừng mưa nhiệt đới có nhiều ý kiến khác nhau, quan điểm có phân tầng rõ rệt rừng mưa nhiệt đới nhiều nhà khoa học xác nhận 1.1.1.3 Về cấu trúc tuổi Theo Richards P.W (1952) [28], rừng mưa nhiệt đới có mùa khơ hạn thật rõ, dựa vào vịng năm đơi xác định tuổi gỗ đại khái gần dùng phương pháp số lồi rừng phân mùa thường xanh, rừng mưa điển hình với khí hậu tương đối khơng phân thành mùa vịng sinh trưởng hàng năm khơng phân biệt rõ rệt Do xác định tuổi rừng nhiệt đới có nhiều khó khăn, ơng sâu nghiên cứu, tình hình đại biểu cấp thể tích thấy rằng: loài ưu thường gặp, có biến đổi lớn độ nhiều giai đoạn cịn non; lồi mà tầng chiếm tỷ lệ lớn, nhiều đại biểu mầm non con, lồi khác, tầng có nhiều khơng gì, lại có đại biểu số mầm non, Đôi lồi lúc cịn mầm non có nhiều, đến lớn lại hoàn toàn vắng hẳn 1.1.1.4 Về cấu trúc mật độ Theo Richards P.W (1952) [28], rừng mưa nhiệt đới Nam Mỹ châu Phi, mật độ lâm phần (Cây có đường kính ngang ngực 10 cm trở lên) biến động từ 390 – 1.710 cây/ha, mật độ có đường kính từ 41 cm trở lên khoảng 39 – 60 cây/ha Baur G.N (1962) [1], cho biết rừng mưa nguyên sinh Mã Lai diện tích hecta có khoảng 550 có đường kính từ 10 cm trở lên, có đường kính 48 cm từ 42 – 65 cây/ha Về mật độ tối ưu lâm phần, H Thomasius (1972) xây dựng lý thuyết khoảng sống số không gian sinh trưởng liên quan tới chiều cao, mật độ tuổi Kairukstis (1980) xác định mật độ tối ưu lâm phần theo diện tích tán mức độ che phủ Chiabera (1982) mơ hình hóa mật độ tối ưu theo tuổi lấy mật độ tuổi 100 làm gốc (dẫn theo Nguyễn Ngọc Lung (1978) [17]) Nhưng phương pháp thích hợp cho nghiên cứu rừng loài tuổi Đối với rừng hỗn loài khác tuổi, việc xác định tuổi lâm phần khó khăn, khó áp dụng rừng nhiệt đới hỗn loài khác tuổi 1.1.1.5 Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng Việc nghiên cứu cấu trúc rừng có từ lâu chuyển dần từ mơ tả định tính sang định lượng với hỗ trợ thống kê toán học tin học, việc mơ hình hố cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ nhân tố cấu trúc rừng nhiều tác giả nghiên cứu có kết Vấn đề cấu trúc không gian thời gian rừng tác giả tập trung nghiên cứu nhiều Có thể kể đến số tác giả tiêu biểu như: Rollet B (1971), Brung (1970), Loeth et al (1967) nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu cấu trúc không gian thời gian rừng theo hướng định lượng dùng mơ hình tốn để mơ qui luật cấu trúc (dẫn theo Trần Văn Con, (2001) [5]) Rollet B (1971) mô tả mối quan hệ chiều cao đường kính hàm hồi qui, phân bố đường kính dạng phân bố xác suất (dẫn theo Bảo Huy (1993) [13] Nhiều tác giả sử dụng hàm Weibull để mơ hình hố cấu trúc đường kính lồi thơng theo mơ hình Schumarcher Coil (Belly, 1973) Bên cạnh dạng hàm Meyer, Hyperbol, hàm mũ, Pearson, Poisson, nhiều tác giả sử dụng để mơ hình hố cấu trúc rừng Một vấn đề có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng việc phân loại rừng theo cấu trúc ngoại mạo hay ngoại mạo sinh thái Cơ sở phân loại rừng theo xu hướng đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ số đặc điểm hình thái khác quần xã thực vật rừng Đại diện cho hệ thống phân loại rừng theo hướng có Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973) Trong nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng nghiên cứu ngoại mạo quần xã thực vật không tách rời khỏi hồn cảnh hình thành hướng phân loại theo ngoại mạo sinh thái Khác với xu hướng phân loại rừng theo cấu trúc ngoại mạo chủ yếu mô tả rừng trạng thái tĩnh Trên sở nghiên cứu rừng trạng thái động Melekhov nhấn mạnh biến đổi rừng theo thời gian, đặc biệt biến đổi tổ thành loài lâm phần qua giai đoạn khác trình phát sinh phát triển rừng (dẫn theo Lý Thọ, (1999) [36]) 1.1.1.6 Nghiên cứu tái sinh rừng Theo quan điểm nhà lâm học, hiệu tái sinh rừng xác định mật độ, tổ thành loài cây, chất lượng con, đặc điểm phân bố Vai trị tái sinh rừng quan trọng, định tồn thảm thực vật, tái sinh rừng tiền đề cho trình diễn rừng đảm bảo rừng trạng thái vận động Do nói nghiên cứu tái sinh rừng góp phần làm sáng tỏ quy luật tồn phát triển rừng khứ, tương lai Theo quan điểm nhà nghiên cứu hiệu tái sinh rừng xác định mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng con, đặc điểm phân bố Sự tương đồng hay khác biệt tổ thành lớp tái sinh tầng gỗ lớn nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbre-ad, 1930; Richards, 1933; 1939; Aubreville, 1938; Beard, 1946; Lebrun Gilbert, 1954; Joné, 1955-1956; Schultz, 1960; Baur, 1964; Rollet, 1969) [46] Do tính chất phức tạp tổ thành lồi cây, có số lồi có giá trị nên thực tiễn, người ta khảo sát lồi có ý nghĩa định Q trình tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới vô phức tạp cịn nghiên cứu Phần lớn tài liệu nghiên cứu tái sinh tự nhiên rừng mưa thường tập trung vào số loài có giá trị kinh tế điều kiện rừng nhiều bị biến đổi Van steenis (1956) [47] nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến rừng mưa nhiệt đới tái sinh phân tán liên tục lồi chịu bóng tái sinh vệt loài ưa sáng Theo Taylo (1954), Berwad (1955) số lượng rừng thiếu hụt cần thiết phải bổ sung tái sinh nhân tạo Ngược lại, châu Á theo Budowski (1956), Bava (1954), nhận định tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ số lượng tái sinh có giá trị kinh tế (dẫn theo Nguyễn Nghĩa Thìn (2004) [35]) Trong nghiên cứu tái sinh rừng, người ta nhận thấy tầng tầng bụi qua trình sinh trưởng, thu nhận ánh sáng, chất dinh dưỡng ảnh hưởng đến tái sinh Những lâm phần thưa bị khai thác nhiều, tạo nhiều khoảng trống lớn, tạo điều kiện cho bụi, thảm tươi phát triển mạnh Trong điều kiện chúng nhân tố cản trở phát triển khả sinh tồn tái sinh Nếu lâm phần kín, đất khơ, nghèo dinh dưỡng bụi thảm tươi phát triển chậm tạo điều kiện cho tái sinh vươn lên (Xannikow, 1967; Vipper 1973) (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm (1992) [31]) Các nghiên cứu TSTN CIFOR (2000) [45] BunluganIndonesia rõ việc chặt bỏ dây leo bụi tán nhằm xúc tiến TSTN làm cho số lâm sản ngoại gỗ song mây trở nên han Để đẩy mạnh tốc độ phục hồi rừng thứ sinh, Phillipines áp dụng kết kỹ thuật ARN (Assisted Natural Regeneration), tăng cường tiến trình TSTN thông qua hạn chế lửa rừng chăn thả súc vật, kết hợp trồng nơi đất trống (theo Lasco R.D, Visco R.G & Pulhin J.M (2001) [44]) Về phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống Lowdermilk (1927) [42], với diện tích đo đếm thông thường từ đến m2 Diện tích đo đếm nhỏ nên thuận lợi điều tra số lượng ô phải đủ lớn phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng Để giảm sai số thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1950) [48] đề nghị phương pháp "điều tra chẩn đốn" mà theo kích thước đo đếm thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển tái sinh trạng thái rừng khác 1.1.2 Tính đa dạng lồi quần xã thực vật Vấn đề đa dạng sinh học bảo tồn trở thành chiến lược toàn cầu, nhiều tổ chức đời để giúp đỡ, hướng dẫn tổ chức việc đánh giá, bảo tồn, phát triển đa dạng sinh học phạm vi toàn giới: Hiệp hội tổ chức Quốc tế bảo vệ thiên nhiên (IUCN), chương trình mơi trường liên hợp quốc (UNEP), Quỹ bảo tồn bảo vệ thiên nhiên (WWF)…Nhu cầu sống phụ thuộc vào tài nguyên trái đất, nguồn tài nguyên giảm sút sống nhân loại bị đe doạ Để tránh hiểm họa phải tôn trọng tài nguyên trái đất, phát triển phải theo hướng phát triển bền vững Theo hội nghị thưởng đỉnh bàn vấn đề môi trường đa dạng sinh học tổ chức Rio de Janerio (Brazil, 1992), 150 nước ký công ước đa dạng vệ chúng Năm 1990 WWF xuất quấn sách nói tầm quan trọng đa dạng sinh học, IUCN, UNEP WWF đưa chiến lược bảo tồn giới…tất quấn sách nhằm hướng dẫn đề phương pháp bảo tồn đa dạng sinh học, làm tảng cho công tác bảo tồn tảng tương lai (dẫn theo Nguyễn Nghĩa Thìn) [33] 66 Qua bảng 4.12 cho ta thấy tỷ lệ loài ưa sáng trạng thái chiếm tỷ lệ cao Trong trạng thái IIA, IIB chiếm tỷ lệ cao (70,5%, 68,0%) Đối với tỷ lệ loài trung tính tỷ lệ chịu bóng trạng thái IIIA2, IIIA3 lại lớn trạng thái IIA IIB Điều chứng tỏ trạng thái rừng nghèo IIA, IIB cấu chúc tầng thứ đơn giản độ tàn che thấp nhiều khoảng trống tạo điều kiện thuận lợi cho loài ưa sáng sinh trưởng phát triển mạnh Còn trạng thái IIIA2, IIIA3 lúc tầng cao có xu hướng ổn định dần độ tàn che cao dẫn đến lúc nầy loài ưa sáng bị đào thải dần nhường chỗ cho lồi trung tính chịu bóng phát triển, số lượng lồi ưa sáng giảm dần số lượng loài ưa sáng tăng lên tiến dần đến ổn định Kết nghiên cứu phù hợp với quy luật nhiều tác giả nghiên cứu trước Từ số liệu vẽ biểu đồ tỷ lệ % đặc tính sinh học lớp tái sinh trạng thái sau: Tỷ lệ đặc tính sinh học lớp tái sinh 80 70 60 50 Tỷ lệ % 40 Cây ưa sáng 30 Cây trung tính 20 Cây chịu bóng 10 IIA IIB IIIA2 IIIA3 Trạng thái rừng Hình 4.8 Biểu đồ tỷ lệ % đặc tính sinh học lớp tái sinh 67 4.3 Phân tích đánh giá tính đa dạng lồi thực vật QXTV rừng tự nhiên Nghiên cứu ĐDSH nói chung đa dạng thực vật nói riêng vấn đề phức tạp, khả biến đổi sinh vật sống phức hệ sinh thái mà chúng tồn Ở Việt Nam, cơng trình nghiên cứu đa dạng lồi (thực vật) chuyển dần từ định tính (thống kê thành phần loài) sang định lượng (các số đa dạng sinh học) Thơng qua việc lượng hố, nhà sinh học hiểu quy luật vận động biến đổi quần xã sinh vật, từ có thêm để điều tiết có lợi sinh trưởng phát triển cá thể quần xã cách bền vững Đề tài lựa chọn phương pháp xác định tính đa dạng lồi theo phương pháp tính đa dạng của giáo trình sinh thái rừng - Trường Đại học Lâm Nghiệp (2005) [19] Tính đa dạng  cịn gọi tính đa dạng sinh cảnh, tiêu tình trạng tổ thành lồi quần xã, bao gồm số lồi tình trạng phân bố cá thể quần xã (số lượng loài quần xã độ nhiều tương đối lồi sinh vật) Tính đa dạng  phản ánh kết sinh tồn lồi sinh vật quần xã thơng qua cạnh tranh lợi dụng cạnh tranh sinh sản Tính đa dạng  lại chia loại là: Chỉ số độ phong phú loài (Species Richness Index), Chỉ số tính đa dạng lồi (Species Abulance Distribution) Chỉ số độ đồng loài (Species Evenness Index) Hiện thường dùng số sau để xác định tính đa dạng lồi  quần xã 4.3.1 Chỉ số độ phong phú loài Để đánh giá mức độ phong phú loài, đề tài sử dụng công thức Grison (1992) Margalef (1958) Kết cho bảng 4.13: 68 Bảng 4.13 Chỉ số độ phong phú loài số trạng thái rừng Trạng thái rừng Chỉ số độ phong phú IIA IIB IIIA2 IIIA3 Chỉ số Grison 0,0133 0,0156 0,0101 0,0170 Chỉ số Margalef 39,3 45,1 37,3 41,2 Kết bảng cho ta thấy độ phong phú loài trạng thái rừng đại diện cho khu vực nghiên cứu mức độ thấp Riêng có trạng thái IIIB trạng rừng tương đối tốt số độ phong phú loài cao (D = 0,265, 71,4) thấp trạng thái IIA (D = 0,0133, 39,3) Kết phần phản ánh điều kiện môi trường sống mức độ tác động người đến QXTV rừng khu vực 4.3.2 Chỉ số tính đa dạng loài Hàm số hai tác giả Shannon Wiener đưa năm 1949, dùng để đánh giá mức độ đa dạng loài quần xã Theo Shannon – Wiener, giá trị tính tốn H lớn mức độ đa dạng lồi cao Khi H = 0, quần xã có loài nhất, mức độ đa dạng thấp Khi H lớn quần xã có số lượng lồi nhiều lồi có cá thể, mức độ đa dạng cao Ưu điểm hàm số liên kết Shannon – Wiener không phụ thuộc vào kích cỡ mẫu quan sát Nhưng nhược điểm hàm số phụ thuộc vào ưu số lồi quần xã (vì hàm số phụ thuộc vào dung lượng mẫu n, mà quần xã hình thành nhóm lồi ưu thường số lượng cá thể nhóm lồi lớn, chiếm tới 1/3 số lượng cá thể quần xã thực vật rừng, người ta nói hàm số Shannon – Wiener phụ thuộc vào ưu vài loài quần xã) 69 Chỉ số Simpson sử dụng sớm vào năm 1949 Đến nhiều nhà sinh học ứng dụng vào nghiên cứu, đánh giá mức độ đa dạng loài quần xã Từ nguồn số liệu thu thập được, sử dụng số đa dạng Shannon – Wiener số Simpson để xác định mức độ đa dạng loài cho trạng thái rừng đại diện cho khu vực nghiên cứu Kết cho 4.14 Bảng 4.14 Chỉ số tính đa dạng lồi số trạng thái Trạng thái rừng Chỉ số tính đa dạng IIA IIB IIIA2 IIIA3 Chỉ số Simpson 0,849 0,873 0,821 0,822 Chỉ số Shannon-Wiener 0,857 0,940 0,808 0,806 Kết bảng 4.14 cho ta kết về số tính đa dạng sinh học trạng thái rừng đại diện cho khu vực mức độ trung bình Chỉ số phần đánh giá thành phần loài có thay đổi theo trạng thái Tuy nhiên thay đổi khơng rõ ràng trạng thái Nhận thấy tính đa dạng lồi trạng thái IIA IIB cao hẳn hai trạng thái mức độ tác động người tương đối lớn Điều giải thích trạng thái tính đa dạng loài cao tỷ lệ số lượng loài tái sinh mạnh dẫn đến số loài phong phú trạng thái khác 4.3.3 Chỉ số độ đồng loài Chỉ số đa dạng quần xã, diễn đạt cách lấy độ phong phú loài quần xã kết hợp với độ đồng để xác định (hay thống kê số lượng) Vì độ đồng khái niệm quan trọng nghiên cứu tính đa dạng quần xã Độ đồng mức độ bình quân độ nhiều phân bố lồi quần xã Có nhiều cách để xác định số 70 đồng cho quần xã Đề tài lựa chọn hai số Peilou số Sheldon để tính độ đồng cho trạng thái rừng thuộc khu vực nhiên cứu Kết tính tốn thể bảng sau: Bảng 4.15 Chỉ số độ đồng loài số trạng thái rừng Trạng thái rừng Chỉ số độ đồng IIA IIB IIIA2 IIIA3 Chỉ số Pielou 0,427 0,457 0,399 0,421 Chỉ số Sheldon 0,168 0,183 0,160 0,160 Từ kết bảng 4.15 cho ta thấy số độ đồng trạng thái rừng đạt mức độ thấp Chỉ số Peilou biến động từ (0,421 – 0,457), số Sheldon (0,160 – 0,183) Cũng từ bảng ta nhận thấy số độ đồng giống số tính đa dạng lồi trạng thái có giống trạng thái IIA IIB có số lớn trạng thái IIIA2, IIIA3 Tuy nhiên chênh lệch độ đồng trạng thái không nhiều mức độ thấp Nhận xét: Phân tích tính đa dạng lồi cho trạng thái rừng đại diện cho khu vực nghiên cứu thông qua tính đa dạng và tính tốn cụ thể thông qua số độ phong phú, số tính đa dạng số độ đồng Nhận thấy mức độ đa dạng loài thực vật khu vực nghiên cứu chưa cao Điều chứng tỏ mức độ tác động người đến rừng lớn Theo tài liệu Viện điều tra Quy hoạch rừng cho thấy vùng lịng hồ có tơi 523 lồi thực vật bậc cao có mạch, có lồi thuộc ngành Thơng đất (Lycopodiophyta), 20 loài thuộc ngành dương xỉ (Polypdiophyta), loài thuộc ngành hạt trần (Pinophyta), 498 lồi thuộc ngành hạt kín Tất loài thuộc 124 họ Từ xây dựng thủy điện Hịa Bình việc di rời dân khỏi vùng lòng hồ tác động mạnh mẽ đến rừng, nhiều loài gỗ quý 71 bị chặt phá Đề tài nghiên cứu xã đại diện cho vùng ven Hồ Hịa Bình, thơng qua kết điều tra, phân tích tính tốn cho thấy số lồi cịn lại trạng thái rừng thuộc khu vực nghiên cứu Do cần phải có biện pháp kỹ thuật giải pháp quản lý cho loài, QXTV rừng khu vực phải bảo tồn phát triển Các QXTV rừng phòng hộ phát huy khả giữ nước, điều tiết nguồn nước, bảo vệ đất, chống xói mịn cao gây xói mịn, rửa trơi gây bồi đắp lòng hồ… 4.4 Đề xuất số giải pháp KTLS quản lý rừng phòng hộ 4.4.1 Về lý luận - Chọn loài giống phải lồi địa, thích nghi với điều kiện lập địa địa phương - Cỏ dại thân cỏ cần tiêu diệt nhiều lần xung quanh tái sinh - Xung quanh tái sinh cần phải dọn vật liệu dễ cháy trước xúc tiến tái sinh - Ở nơi có nhiều khoảng trống rừng, có tái sinh tự nhiên, cần phải xúc tiến tái sinh nhân tạo để phục hồi lại rừng - Ở nơi có nhiều ánh sáng cần chọn ưa sáng, mọc nhanh để sớm tạo tiểu hoàn cảnh rừng hạn chế loài cỏ dại - Tăng cường cơng tác quản lý bảo vệ rừng, phịng cháy chữa cháy hình thức tuyên truyền giáo dục để người dân địa phương không phá rừng, đốt rừng để trồng nông nghiệp ngắn ngày 4.4.2 Biện pháp kỹ thuật đối tượng cụ thể: 4.4.2.1 Đối với QXTV rừng tự nhiên a Đối với trạng thái IIA, IIB 72 Điều chỉnh tổ thành cao: Phân bố rừng có mạng hình phân bố không đồng đều, kết cấu không gian bị đảo lộn Vì vậy, biện pháp kỹ thuật lâm sinh trạng thái ni dưỡng lồi q cịn sót lại, khoanh ni xúc tiến tái sinh lồi mục đích, trồng bổ sung lồi địa, tạo không gian dinh dưỡng tán rừng nhằm tạo điều kiện cho tái sinh sinh trưởng phát triển tốt tham gia vào tầng cao, nâng cao mật độ rừng Điều chỉnh độ tàn che thấp biện pháp tạo điều kiện tái sinh có triển vọng sinh trưởng nhanh cách chọn tái sinh có giá trị trồng rừng bổ sung tán theo đám phân bố cách toàn trạng thái rừng Điểu chỉnh tổ thành tái sinh thơng qua việc ni dưỡng tái sinh có giá trị, bổ sung tái sinh cho mục tiêu bảo tồn lồi chịu bóng có giá trị kinh tế phòng hộ cao b Đối với trạng thái IIIA2, IIIA3 Điều chỉnh tổ thành tầng cao trạng thái phân bố số trạng thái chưa đều, xuất nhiều lỗ trống rừng, xuất tầng tụ tán, nhằm nâng cao chất lượng rừng cần tạo điều kiện cho tái sinh mục đích phát triển cách trồng bổ sung mục đích khoảng trống Cần quan tâm chăm sóc lồi mẹ có giá trị để làm nguồn giống Điều tiết độ tàn che: Mặc dù độ tàn che trạng thái đạt mức trung bình, nhiên nhiều lỗ trống, xuất nhiều bụi trảng cỏ, cần phải gây trồng số loài địa đề xuất trạng thái IIA, IIB Điều tiết tầng tái sinh biện pháp tạo điều kiện cho tái sinh mục đích phát triển biện pháp xúc tiến tái sinh tự nhiên, kết hợp với tái sinh nhân tạo 73 Việc áp dụng biện pháp kỹ thuật lâm sinh vào trạng thái rừng phải làm thử nghiệm có điều chỉnh phù hợp, nhằm đáp ứng mục tiêu bảo tồn, quản lý nâng cao khả phòng hộ rừng, tuân thủ quy trình kỹ thuật cách chặt chẽ lý luận thực tiễn có giám sát nhà chức trách Dù áp dụng biện pháp kỹ thuật phải ý đến điều kiện khác như: Vốn đầu tư, vấn đề nhân lực đặc biệt cần quan tâm đến công tác tuyên truyền giáo dục, đưa ứng dụng khoa học vào thực tiễn sản xuất, đẩy mạnh công tác giống, chất lượng giống khả kết hợp tiến khoa học với kiến thức địa người dân Bên cạnh phải tăng cường cơng tác quản lý bảo vệ rừng, phòng cháy rừng, phòng trừ sâu bệnh hại… 4.3.2.2 Đối với kiểu QXTV rừng trồng  Đối tượng rừng trồng tuổi tuổi hàng năm việc quản lý bảo vệ rừng phịng cháy chữa cháy rừng tiến hành chăm sóc, cụ thể là: - Năm thứ tiến hành chăm sóc lần với cơng vệc chủ yếu là: + Phát thực bì, cắt dây leo, cạnh tranh với trồng tồn diện tích + Rẫy cỏ xới vun nhẹ xung quanh gốc với đường kính 0,6- 1m + Trồng dặm chết, ý phòng trừ sâu bệnh - Năm thứ tiến hành chăm sóc lần năm thứ chăm sóc lần cơng việc chủ yếu là: + Phát tồn diện thực bì, cắt dây leo cạnh tranh với trồng tồn diện tích, gốc phát 2 m Đặc tính sinh học tái sinh: Tỷ lệ ưa sáng biến động (57,8 – 70,5%), trung tính (21,4 – 30,7%) chịu bóng (5,4 – 11,5%) 5.1.3 Về tính đa dạng lồi thực vật QXTV rừng tự nhiên - Chỉ số độ phong phú : Ở QXTV rừng có mức độ thấp (d = 0,01- 0,02) - Chỉ số tính đa dạng lồi: Ở mức trung bình (D =0,821- 0,829) - Chỉ số độ đồng loài: Ở mức độ thấp (E = 0,160 – 0,183) Trên sở xác định số nhận thấy tính đa dạng lồi QXTV rừng tự nhiên khu vực nghiên cứu thấp 76 5.1.4 Về giải pháp KTLS quản lý rừng phòng hộ - Đối với QXTV rừng tự nhiên Điều chỉnh tổ thành cao: Các rừng có mạng hình phân bố khơng đồng đều, kết cấu khơng gian bị đảo lộn Vì vậy, biện pháp kỹ thuật lâm sinh trạng thái IIA,IIB ni dưỡng lồi q cịn sót lại, khoanh nuôi xúc tiến tái sinh, trồng bổ sung lồi địa, tạo khơng gian dinh dưỡng tán rừng nhằm tạo điều kiện cho tái sinh sinh trưởng phát triển tốt tham gia vào tầng cao Trạng thái IIIA2, IIIA3: Phân bố số trạng thái chưa đều, xuất nhiều lỗ trống rừng, xuất tầng tụ tán, nhằm nâng cao chất lượng rừng cần tạo điều kiện cho tái sinh mục đích phát triển cách trồng bổ sung mục đích khoảng trống Cần quan tâm chăm sóc lồi mẹ có giá trị để làm nguồn giống Điều chỉnh độ tàn che thấp biện pháp tạo điều kiện tái sinh có triển vọng sinh trưởng nhanh cách chon tái sinh có giá trị trồng rừng bổ sung tán theo đám phân bố cách toàn trạng thái rừng Điểu chỉnh tổ thành tái sinh thông qua việc nuôi dưỡng tái sinh có giá trị, bổ sung tái sinh cho mục tiêu bảo tồn - Đối với kiểu kiểu QXTV rừng trồng + Đối tượng rừng trồng tuổi tuổi hàng năm ngồi việc quản lý bảo vệ rừng phịng cháy chữa cháy rừng tiến hành chăm sóc: Năm thứ tiến hành chăm sóc lân với công vệc chủ yếu là: Năm thứ tiến hành chăm sóc lần năm thứ chăm sóc lần - Các đối tượng rừng tuổi trở tăng cường cơng tác quản lý bảo vệ rừng, cơng tác phịng cháy chữa cháy rừng phòng trừ sâu bệnh hại 77 5.2 Tồn Mặc dù đạt số kết trên, đề tài cịn có tồn sau: Số liệu phục vụ đề tài đo đếm số kiểu QXTV rừng đại diện cho khu vực nghiên cứu thuộc xã Vầy Nưa nằm vùng ven hồ Hịa Bình nên chưa đại diện hết cho tồn vùng ven Hồ Hịa Bình Do đó, kết thống kê cịn thiếu sót nhiều họ, chi loài hệ thực vật thuộc vùng vùng ven hồ dẫn đến kết nghiên cứu chưa đầy đủ Đề tài tập trung nghiên cứu số trạng thái rừng số kiểu QXTV rừng trồng đại diện cho khu vực Còn nhiều kiểu quần xã nằm vùng ven hồ chưa đề cập đến cần phải nghiên cứu tiếp Việc đề xuất biện pháp KTLS dựa vào kết thu thập, phân tích đánh giá nên khơng tránh khỏi tính chủ quan hạn chế 5.3 Khuyến nghị Để có sở đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp cho kiểu QXTV rừng, việc nghiên cứu kết cấu khơng gian tính đa dạng loài việc làm cần thiết Tiếp tục nghiên cứu kết cấu khơng gian tính đa dạng loài nhiều kiểu QXTV khác thuộc khu vực Để bảo tồn, bảo vệ đa dạng sinh học cho lồi thực vật khu vực cần có nghiên cứu chuyên sâu phân bố loài theo nhân tố, nhân tác tác động, ảnh hưởng đến phân bố, sinh trưởng, phát triển loài quý 78 ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Về kết cấu rừng 1.1.2 Tính đa dạng lồi quần xã thực vật 1.2 Ở Việt Nam 11 1.2.1 Nghiên cứu kết cấu rừng 11 1.2.2 Tính đa dạng quần xã thực vật 16 1.2.3 Những nghiên cứu rừng phòng hộ Việt Nam 17 Chương 21 MỤC TIÊU, GIỚI HẠN, 21 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 21 2.1.1 Mục tiêu chung 21 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 21 2.2 Phạm vi, giới hạn đề tài 21 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 21 2.2.2 Địa điểm nghiên cứu 21 2.3 Nội dung nghiên cứu 21 2.3.1 Điều tra xác định kiểu quần xã thực vật rừng phịng hộ 21 2.3.2 Phân tích kết cấu khơng gian QXTV rừng phịng hộ 22 2.3.3 Đánh giá tính đa dạng lồi QXTV rừng phòng hộ 22 2.3.3 Đề xuất số giải pháp KTLS quản lý rừng phòng hộ 22 - Giải pháp lý luận 22 - Giải pháp cụ thể 22 2.4 Phương pháp nghiên cứu 22 2.4.1 Phương pháp luận 22 2.4.2 Phương pháp cụ thể 23 2.4.3 Phương pháp thu thập số liệu 23 2.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 24 Chương 30 ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 30 3.1 Điều kiện tự nhiên 30 3.1.1 Vị trí địa lý 30 3.1.2 Địa hình, địa 30 2.1.3 Khí hậu thủy văn 31 3.1.4 Địa chất, thổ nhưỡng 32 3.1.5 Tài nguyên rừng 33 3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 35 79 3.2.1 Lịch sử làng xã 35 3.2.2 Dân tộc 36 3.2.3 Dân số lao động 36 3.2.3 Thực trạng ngành kinh tế 37 3.3 Một số nhận xét điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 40 3.3.1 Thế mạnh tiềm 40 3.3.2 Khó khăn 40 Chương 45 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 45 4.1 Một số kiểu quần xã thực vật rừng phịng hộ điển hình đại diện cho khu vực nghiên cứu 45 4.2 Kết cấu không gian quần xã thực vật rừng phòng hộ 45 4.2.1 Cấu trúc tổ thành tầng cao QXTV rừng 45 4.2.2 Cấu trúc tầng thứ độ tàn che kiểu QXTV rừng 50 4.2.3 Mô phân bố thực nghiệm cho số QXTVR 52 4.2.4 Đặc điểm tái sinh QXTV rừng tự nhiên 58 4.3 Phân tích đánh giá tính đa dạng loài thực vật QXTV rừng tự nhiên 67 4.3.1 Chỉ số độ phong phú loài 67 4.3.2 Chỉ số tính đa dạng lồi 68 4.3.3 Chỉ số độ đồng loài 69 4.4 Đề xuất số giải pháp KTLS quản lý rừng phòng hộ 71 4.4.1 Về lý luận 71 4.4.2 Biện pháp kỹ thuật đối tượng cụ thể: 71 Chương 74 KẾT LUẬN, TỒN TẠI , KHUYẾN NGHỊ 74 5.1 Kết luận 74 5.2 Tồn 77 5.3 Khuyến nghị 77 80 Bảng 3.1 Dân số lao động xã Vầy Nưa 36 Bảng 4.1 Tổ thành loài trạng thái rừng 46 Bảng 4.2 Kết mô kiểm tra giả thuyết luật phân bố 52 N-D1.3 trạng thái rừng IIA, IIB, IIIA2 IIIA3 52 Bảng 4.3 Kết mô kiểm tra giả thuyết luật phân bố 54 N-D1.3 kiểu QXTV rừng trồng tuổi 54 Bảng 4.4 Kết mô kiểm tra giả thuyết luật phân bố 55 N-Hvn trạng thái IIA, IIB, IIIA2 IIIA3 55 Bảng 4.5 Kết mô kiểm tra giả thuyết luật phân bố 57 N-Hvn kiểu QXTV rừng trồng 57 Bảng 4.6 Tổ thành loài tái sinh trạng thái IIA, IIB 58 Bảng 4.7 Tổ thành loài tái sinh trạng thái IIIA2, IIIA3 59 Bảng 4.8 Mật độ tái sinh trạng thái rừng IIA, IIB 61 Bảng 4.9 Mật độ tái sinh trạng thái rừng IIIA2, IIIA3 61 Bảng 4.10 Chất lượng tái sinh trạng thái rừng 63 Bảng 4.11 Tổng hợp mật độ tái sinh theo cấp chiều cao 64 Bảng 4.12 Tổng hợp tỷ lệ % đặc điểm sinh học tái sinh 65 Bảng 4.13 Chỉ số độ phong phú loài số trạng thái rừng 68 Bảng 4.14 Chỉ số tính đa dạng lồi số trạng thái 69 Bảng 4.15 Chỉ số độ đồng loài số trạng thái rừng 70 Hình.3.1 Bản đồ địa giới hành tỉnh Hịa Bình 42 Hình 3.2 Bản đồ quy hoạch loại rừng huyện Đà Bắc .43 Hình 3.3 Bản đồ quy hoạch loại rừng xã Vầy Nưa .44 Hình 4.1 Biểu đồ phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIA, IIB .53 Hình 4.2 Biểu đồ phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIA2, IIIA3 54 Hình 4.3 Biểu đồ phân bố N-D1.3 kiểu QXTV rừng trồng .55 Hình 4.4 Biểu đồ phân bố N-Hvn trạng thái rừng IIA, IIB, IIIA2, IIIA3 .56 Hình 4.5 Biểu đồ phân bố N-Hvn kiểu QXTV rừng trồng .57 Hình 4.6 Biểu đồ tỷ lệ chất lượng tái sinh trạng thái rừng 64 Hình 4.7 Biểu đồ phân bố số theo cấp chiều cao 65 Hình 4.8 Biểu đồ tỷ lệ % đặc tính sinh học lớp tái sinh 66 ... ? ?Nghiên cứu kết cấu khơng gian tính đa dạng lồi số quần xã thực vật rừng vùng ven Hồ Hòa Bình? ?? lựa chọn để nghiên cứu 2 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Về kết cấu rừng 1.1.1.1... nguyên rừng tính đa dạng sinh học cho số kiểu QXTV rừng phòng hộ đầu nguồn vùng ven Hồ Hịa Bình 2.1.2 Mục tiêu cụ thể - Xác định số đặc điểm kết cấu khơng gian tính đa dạng loài thực vật số quần xã. .. Hịa Bình Nghiên cứu kết cấu khơng gian tính đa dạng lồi số quần xã thực vật rừng khu vực chưa nhiều Để bổ sung thêm cơng trình nghiên cứu khu vực Hồ Hịa Bình, phần giải tồn nêu, đề tài ? ?Nghiên cứu