Nghiên cứu sinh trưởng và khả năng phòng hộ của rừng phi lao (casuarina equisetifolia) ở vùng đất cát ven biển tỉnh bình định

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đây cơng trình nghiên cứu khoa học riêng tơi Các số liệu luận văn có nguồn gốc rõ ràng Kết nêu luận văn trung thực, khách quan chưa có cơng bố cơng trình khác Thừa Thiên Huế, tháng năm 2016 Tác giả Bùi Việt Trung ii LỜI CẢM ƠN Trong q trình hồn thành luận văn tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới Trường Đại học Nông lâm Huế, Thầy giáo Trường Đại học Nông Lâm Huế tạo điều kiện thuận lợi việc học tập, phương pháp nghiên cứu, sở lý luận… Đặc biệt PGS.TS Đặng Thái Dương, người trực tiếp, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ suốt thời gian thực luận văn Xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám đốc, cán nhân viên Sở Nông nghiệp phát triển Nơng thơn - Bình Định, Chi cục phát triển Lâm nghiệp - Bình Định, Trạm khí tượng tỉnh Bình Định, UBND huyện tỉnh Bình Định, Ban quản lý rừng phịng hộ ven biển tỉnh Bình Định, giúp đỡ kinh nghiệm, tài liệu, tạo điều kiện trường, nhân lực để bố trí thí nghiệm thành cơng Xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến anh chị, bạn bè lớp Cao học Lâm nghiệp - Trường Đại học Nông lâm Huế giúp đỡ, tạo điều kiện để tác giả hồn thành khóa học thực tốt Luận văn Mặc dù cố gắng trình thực hiện, kiến thức nhiều hạn chế, thời gian tư liệu tham khảo có hạn nên luận văn chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Bản thân nhận thức cần phải tiếp tục trau dồi, nghiên cứu học hỏi nhiều thời gian đến Kính mong nhận ý kiến đóng góp quý báu, bổ sung nhà khoa học bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Huế, tháng năm 2016 Tác giả Bùi Việt Trung iii TĨM TẮT Bình Định, nơi có nhiều cồn cát, đụn cát hình thành, nạn cát xâm lấn vùng nội đồng xảy thường xuyên làm cho diện tích đất nơng nghiệp ngày bị thu hẹp, ảnh hưởng đến suất trồng đời sống người dân Từ thực tiễn đó, đề tài: “Nghiên cứu sinh trưởng khả phòng hộ rừng Phi lao (Casuarina equisetifolia) vùng đất cát ven biển tỉnh Bình Định” Nhằm đánh giá tình hình sinh trưởng phát triển rừng Phi lao ven biển, lựa chọn vùng lập địa trồng Phi lao thích hợp để có quy hoạch, giải pháp phù hợp nâng cao khả phòng hộ rừng, ngăn chặn nạn cát xâm lấn vùng nội đồng, bảo vệ diện tích trồng nông nghiệp nâng cao đời sống kinh tế xã hội du lịch người dân ven biển Từ việc đánh giá tình hình sinh trưởng, phân bố, quy mơ rừng phi lao ven biển tỉnh Bình Định cho thấy rừng Phi lao có khả sinh trưởng phát triển tốt dạng lập địa Bãi, cồn cát vàng di động sát biển sinh trưởng thấp dạng lập địa cồn cát trắng di động bán di động Về vai trò phòng hộ phi lao rừng Phi lao có tác dụng giữ nước tốt thể chênh lệch độ ẩm đất tầng đất – 30cm; 30 – 60cm 60 – 100 cm từ 7,39 - 8,50% Độ ẩm đất tầng mặt – 30cm 30 – 60 cm đất trống thấp đạt tương ứng 4,57-5,73% 6,12-8,18% điều phần nói lên tính khắc nghiệt điều kiện lập địa vùng cát ven biển tỉnh Bình Định Độ ẩm cải thiện trồng Phi lao đạt 14,52 – 16,54 % tầng – 30 cm 17,57 – 18,72% tầng 30 – 60 cm Ở tầng 60-100 đạt 21,59-21,64% Qua nghiên cho thấy rừng Phi lao trả lại cho đất lương lớn chất hữu cơ, tính tháng chất khống thông qua vật rơi rụng với lượng chất khô từ 1,8 đến 2,17 tấn/ha Lượng vật rơi rụng rừng tạo lớp thảm khô dày 1,2 – 2,4cm mặt đất, lớp thảm có tác dụng hút giữ lại lượng nước, giảm nhiệt độ lượng bốc mặt đất, độ ẩm tầng đất mặt rừng cao đất trống Rừng Phi lao làm giảm nhiệt độ khơng khí bình qn 3,50C nhiệt độ đất bình quân giảm 80C Kết cho thấy vùng đất cát ven biển tiểu vùng sinh thái, lập địa khác sinh trưởng Phi lao khác Kết cấu đai, chiều cao, bề rộng đai rừng yếu tố quan trọng định đến khả phòng hộ, cải thiện môi trường sinh thái rừng Phi lao ven biển iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC HÌNH ẢNH ix MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu chung 2.2 Mục tiêu cụ thể Ý nghĩa khoa học thực tiễn 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở khoa học 1.1.1 Cơ sở phân chia nhóm dạng lập địa đất cát ven biển 1.1.2 Một số đặc điểm Phi lao 1.2 Cơ sở thực tiễn 1.3 Tình hình nghiên cứu giới 1.3.1 Kết cấu đai rừng khả phòng hộ 1.4 Tình hình nghiên cứu nước 10 1.4.1 Ðặc điểm sơng ngịi q trình hình thành cồn cát di động vùng cát ven biển Duyên hải Nam Trung Bộ 10 1.4.2 Các nhân tố ảnh huởng đến di động cát ven biển 11 1.4.3 Đặc điểm vùng cát ven biển Việt Nam 11 v 1.4.4 Một số đặc điểm Phi lao trồng đất cát ven biển Việt Nam 13 1.4.5 Giá trị phòng hộ - kinh tế Phi lao trồng đất cát ven biển 14 1.4.6 Quy hoạch hệ thống đai rừng phòng hộ vùng cát 14 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 17 2.2 Nội dụng nghiên cứu 17 2.2.1 Tình hình khu vực nghiên cứu 17 2.2.2 Đánh giá trạng sinh trưởng, phân bố, quy mô rừng phi lao ven biển tỉnh Bình Định 17 2.2.3 Nghiên cứu lựa chọn vùng lập địa trồng phi lao thích hợp vùng cát ven biển tỉnh Bình Định 17 2.2.4 Nghiên cứu khả phòng hộ đai rừng phi lao ven biển tỉnh Bình Định 17 2.2.5 Một số giải pháp nhằm phát huy khả phòng hộ rừng phi lao ven biển 17 2.3 Phương pháp nghiên cứu 17 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 Tình hình tỉnh bình định 24 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 24 3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 32 3.2 Đánh giá trạng sinh trưởng, phân bố, quy mô rừng phi lao ven biển tỉnh Bình Định 37 3.2.1 Đặc điểm sinh trưởng rừng Phi lao ven biển tỉnh Bình Định 37 3.2.2 Vùng phân bố, quy mô rừng Phi lao ven biển tỉnh Bình Định 41 3.3 Nghiên cứu lựa chọn vùng lập địa trồng phi lao thích hợp vùng cát ven biển tỉnh Bình Định 42 3.3.1 Phân chia dạng lập địa vùng cát ven biển tỉnh Bình Định 42 vi 3.3.2 Lựa chọn vùng trồng Phi lao thích hợp vùng cát ven biển tỉnh Bình Định 45 3.4 Nghiên cứu khả phòng hộ đai rừng phi lao ven biển tỉnh Bình Định 47 3.4.1 Khu vực nghiên cứu đặc trưng đai rừng Phi lao 47 3.4.2 Khả phòng hộ đai rừng Phi lao 49 3.5 Một số giải pháp phát huy khả phòng hộ rừng phi lao ven biển 56 3.5.1 Giải pháp kỹ thuật 56 3.5.2 Giải pháp sách 56 3.5.3 Giải pháp quản lý 57 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 4.1 Kết luận 58 4.2 Kiến nghị 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH 63 PHỤ LỤC XỬ LÝ SỐ LIỆU 68 vii CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt, ký hiệu Cụm từ đầy đủ A Tuổi rừng D0 Đường kính gốc D1.3 Đường kính vị trí 1.3m Dt Đường kính tán Hvn Chiều cao vút Hdc Chiều cao cành Lt Chiều cao tán E Hiệu chắn gió K Hệ số lọt gió V Vận tốc gió  Tăng trưởng bình qn chung/năm N Mật độ OTC Ô tiêu chuẩn đo đếm R Hệ số tương quan S Sai tiêu chuẩn mẫu S% Biến động TB Giá trị trung bình THCS Trung học sở THPT Trung học phổ thông GDMN Giáo dục mầm non PCGMN Phổ cập giáo dục mầm non KH UBND Kế hoạch Ủy ban nhân dân NN & PTNT Nông nghiệp phát triển nông thôn BQLRPHVB Ban quản lý rừng phòng hộ ven biển viii v Tồn dạng vệt DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Thống kê diện tích loại rừng tỉnh Bình Định 30 Bảng 3.2 Diện tích loại rừng đất rừng 32 Bảng 3.3 Đặc điểm sinh trưởng rừng Phi lao thân 39 Bảng 3.4 Đặc điểm sinh trưởng rừng phi lao chồi đứng 40 Bảng 3.5 Đặc điểm sinh trưởng rừng phi lao chồi ngang 41 Bảng 3.6 Đặc điểm đất cát ven biển 43 Bảng 3.7 Các tiêu sinh trưởng ô tiêu chuẩn 46 Bảng 3.8 Ảnh hưởng đai rừng có hệ số lọt gió khác đến tốc độ gió 49 Bảng 3.9 Nhiệt độ độ ẩm khơng khí ngồi rừng 51 Bảng 3.10 Cường độ xạ rừng đất trống 51 Bảng 3.11 Nhiệt độ đất rừng đất trống 52 Bảng 3.12 Lượng vật rơi rụng thu tháng rừng Phi lao 53 Bảng 3.13 Độ ẩm thực tế thành phần giới đất 53 Bảng 3.14 Tác dụng cải thiện tính chất hóa học đất 55 ix DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ Hình 3.1 Bản đồ hành tỉnh Bình Định 25 Hình 3.2 Giá trị sản xuất nơng, lâm, thủy sản tỉnh Bình Định, năm 2014 33 Hình 3.3 Giá tri sản xuất ngành tỉnh Bình Định năm 2014 34 Hình 3.4 Phi lao thân 38 Hình 3.5 Phi lao chồi đứng 38 Hình 3.6 Phi lao chồi ngang 39 Hình 3.8 Đai rừng Phi lao 48 Hình 3.9 Đai rừng Phi lao 48 Hình 3.10 Đai rừng Phi lao 49 Hình 3.11 Biểu đồ tỉ lệ tốc độ gió sau đai so với trước đai 50 Sơ đồ 2.1 Sơ đồ nghiên cứu tổng quát 18 x 57 Kêu gọi dự án nhà đầu tư hỗ trợ nguồn vốn cung cấp giống tổ chức tập huấn, hướng dẫn người dân chọn loài trồng phù hợp vùng cát 3.5.3 Giải pháp quản lý Bình Định tỉnh có diện tích đất vùng cát ven biển lớn, Các ban quản lý rừng phòng hộ chắn cát ven biển huyện tỉnh Bình Định, số lượng cơng nhân viên trạm số lượng công việc trạm nhiều việc theo dõi, quản lý mơ hình cịn gặp nhiều khó khăn nên cần bổ sung thêm lực lượng trạm để thực công việc không chồng chéo nhau, đem lại hiệu cao 58 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Qua trình nghiên cứu rút kết luận sau: Về điệu kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu: Bình Định tỉnh thuộc vùng Duyên hải Nam Trung Việt Nam, có tổng diện tích tự nhiên 6.025 km2.Bình Định nằm Trung tâm trục Bắc - Nam (trên tuyến Quốc lộ 1A, đường sắt xuyên Việt, đường hàng không nội địa đường biển), cửa ngõ biển gần thuận lợi Tây Nguyên, Nam Lào, Đông Bắc Campuchia Thái Lan (bằng cảng biển quốc tế Quy Nhơn Quốc lộ 19) Bình Định tỉnh có phát triển toàn diện kinh tế- xã hội Là tỉnh có điều kiện tự nhiên thuận lợi tài nguyên thiên nhiên, đất đai khí hậu, thủy văn Nhưng Bình Định tỉnh có đường bờ biển dài thuận lợi cho phát triển kinh tế biển bên cạnh gây khơng khó khăn hàng năm Bình Định chịu ảnh hưởng loại thiên tai bão, lũ lụt hạn hán cơng tác phòng hộ quan trọng đặc biệt phòng hộ ven biển Chính tơi thực nghiên cứu đề tài tỉnh Bình Định Về đánh giá trạng sinh trưởng, phân bố, quy mô rừng phi lao ven biển tỉnh Bình Định vùng cát ven biển tỉnh Bình Định tồn ba trạng thái rừng Phi lao: Phi lao thân chính, Phi lao chồi đứng Phi lao chồi ngang Trong Phi lao thân thường phát triển đụn cát di động cồn cát ven biển, trạng thái Phi lao chồi thường phát triển bãi cát cố định vùng khuất gió Dựa vào đặc điểm cấu tạo đất địa mạo, màu sắc, mức độ di động, loại đất chia đất cát ven biển tỉnh Bình Định thành dạng lập địa Bãi, cồn cát vàng di động sát biển; Bãi, cồn cát trắng di động bán di động; Bãi cát trắng xám cố định; Bãi cát xám trắng cố định gần dân Trong đó, rừng Phi lao có khả sinh trưởng phát triển tốt dạng lập địa Bãi, cồn cát vàng di động sát biển (chiều cao trung bình đạt 10,23 m) sinh trưởng thấp dạng lập địa Bãi, cồn cát trắng di động bán di động (chiều cao trung bình đạt 8,8m) Về vai trị phịng hộ phi lao rừng Phi lao có tác dụng giữ nước tốt thể chênh lệch độ ẩm đất tầng đất – 30cm; 30 – 60cm 60 – 100 cm từ 7,39-8,50% Độ ẩm đất tầng mặt – 30cm 30 – 60 cm đất trống thấp đạt tương ứng 4,57-5,73% 6,12-8,18% điều phần nói lên tính khắc nghiệt điều kiện lập địa vùng cát ven biển tỉnh Bình Định Độ ẩm cải thiện trồng Phi lao đạt 14,52 – 16,54 % tầng – 30 cm 17,57 – 18,72% tầng 30 – 60 cm Ở tầng 60-100 đạt 21,59-21,64% Độ ẩm đất thay đổi tăng dần theo chiều sâu tầng đất khu vực có rừng 59 khơng có rừng ngun nhân xảy lượng nước bốc bề mặt lớn, nguồn nước chủ yếu nước ngầm cung cấp mùa khơ hạn lượng nước tầng đất mặt không đủ cung cấp cho trồng Phi lao có khả cải thiện độ ẩm hàm lượng mùn đất Nhờ có lớp thảm mục vật rơi rụng bề mặt đất rừng có vai trò quan trọng việc giữ đất nước đồng thời cung cấp trở lại cho đất chất hữu chất khống Nhờ có vật rơi rụng thảm mục tạo môi trường thuận lợi để hình thành nên quần xã vi sinh vật, tạo mắt xích quan trọng tham gia vào q trình hình thành nên quần xã vi sinh vật mắt xích quan trọng q trình phân hủy hợp chất hữu thành chát vô nuôi sống rừng Rừng Phi lao trả lại cho đất lương lớn chất hữu cơ, tính năm tháng chất khống thơng qua vật rơi rụng với lượng chất khô từ 1,8 đến 2,17 tấn/ha Lượng vật rơi rụng rừng tạo lớp thảm khô dày 1,2 – 2,4cm mặt đất, lớp thảm có tác dụng hút giữ lại lượng nước, giảm nhiệt độ lượng bốc mặt đất, độ ẩm tầng đất mặt rừng cao đất trống Cùng với thời gian lớp thảm mục phân hủy làm tăng thêm chất hữu cho đất, điều đặc biệt quan trọng đất cát ngheo chất dinh dưỡng rời rạc Phi lao lồi chủ yếu có khả phịng hộ chắn gió, cải thiện chế độ nhiệt, ẩm, cường độ xạ, lý hóa tính đất tốt Rừng Phi lao làm giảm nhiệt độ khơng khí bình qn 3,50C nhiệt độ đất bình quân giảm 80C cải thiện nhiệt độ vùng đất cát phù hợp với sinh thái nhiều loài trồng mới, điều có ý nghĩa quan trọng việc phát triển giống trồng có giá trị kinh tế cao nhằm nâng cao đời sống cho người dân vùng cát Về giải pháp phát huy khả phòng hộ rừng Phi lao: đề tài đưa giải pháp kỹ thuật, sách công tác quản lý để tăng cường diện tích rừng Phi lao đại bạn khu vực nghiên cứu đem lại hiệu khả phòng hộ hiệu kinh tế 4.2 Kiến nghị Từ kết nghiên cứu đề tài xác định vùng trồng Phi lao thích hợp đại bàn tỉnh Bình Định để tăng độ che phủ rừng tăng khả phòng hộ tỉnh Bình Định cần có nhiều chương trình, dự án đầu tư với nguồn vốn, nhân lực chi phí chăm sóc cao để tăng khả phịng hộ Cụ thể có chương trình, dự án đầu tư với nguồn vốn lớn, chi phí chăm sóc cao nên trồng vào vùng mà sức sinh trưởng Phi lao để có chi phí chăm sóc hợp lý, ngược lại đầu tư chăm sóc thấp nên trồng Phi lao nơi phù hợp với sinh trưởng phát triển Phi lao nhằm đảm bảo cho sinh trưởng phát triển rừng Phi lao tốt đầu tư chăm sóc 60 Trong thời gian tới cần có nghiên cứu dài hạn để đánh giá tác dụng phòng hộ đai rừng theo biến đổi khí hậu thời tiết tỉnh Bình Định Nghiên cứu mơ hình tán rừng Phi lao nhằm nâng cao hiệu kinh tế từ rừng đồng thời làm tăng khả phòng hộ rừng Phi lao tỉnh 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Báo cáo Sở NN&PTNT tỉnh Bình Định Cẩm nang ngành lâm nghiệp (2006) Quản lý rừng phòng hộ đầu nguồn rừng phòng hộ ven biển Cục phát triển Lâm nghiệp (2002), Dự thảo chương trình quốc gia chống sa mạc hóa Việt Nam,Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Hà Nội Đặng Thái Dương (2007) Bài giảng trồng rừng phòng hộ 2007 Huế Đặng Văn Thuyết - Viện Khoa học lâm nghiệp Việt Nam Xây dựng rừng phòng hộ đất cát ven biển, 2005 Lâm Công Định Trồng rừng phi lao chống cát di động ven biển Nhà xuất Nông nghiệp 1977 Vũ Văn Mễ - Bộ lâm nghiệp, Viện KHLNVN.Nghiên cứu ứng dụng biện pháp KT xây dựng rừng giữ đất, giữ nước, cải thiện điều kiện đất đai tiểu khí hậu số vùng có điều kiện đặc biệt, 1990 Tiếng anh Bhatnagar, H.P.1978 Preliminary studies on nutritional requirements of Casuarina equisetifolia and Dipterocarpus macrocarpus seedlings Indian J For Ha Chu Chu and Le Dinh Kha (1996) Planting and uses of Casuarina equisetifolia in Vietnam In Recent Casuarina Research and Development Eds K Pinyopusarerk, J.W Turnbull and S.J Midgley CSIRO, Canberra 10 Doran, J and N Hall, 1983 Notes on Fifteen Australian Casuarina species In: Casuarina Ecology, Management and Utilization S.J Midgley, J Turnbull and R.D Johnston (Eds.), CSIRO, Australia 11 Fromaget, J, (1972) Etudes géologiques sur le nord de l'Indochine centrale, Bull, Serv, Géol, l'Indochine 12 NAS (National Academy of Science) 1984 Casuarinas: Nitrogen fixing trees for adverse sites National Academy Press, Washington, D.C 13 Ndiaye P 1996 Growth and yield of Casuarina equisetifolia on the coastal sand dunes of Senegal as a function of microtopography In Recent Casuarina Research and Development Eds K Pinyopusarerk, J.W Turnbull and S.J Midgley CSIRO, Canberra 14 Nguyen Xuan Quat, 1996 Planting Casuarina equisetifolia in Vietnam, In Recent Casuarina Research and Development Eds K Pinyopusarerk, J.W Turnbull and S.J Midgley CSIRO, Canberra 15 Turnbull, JW and Martensz, PN 1982 Aspects of seed collection, storage and germination in Casuarinaceae Australian Forest Research 62 16 Yang, J.C., T.Y Chang, T.H Chen, and Z.Z Chen 1995 Provenance trial of Casuarina equisetifolia in Taiwan 1.Seed weight and seedling growth Bull Taiwan For Res Inst 17 Zhong, C 1990 Casuarina species and provenance trial on Hainan Island, China In: Advances in Casuarina research and utilization El - Lankany, M.H J.W Turnbull and J.L Brewbaker, (Eds.), Cairo 63 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Rừng Phi lao Bình Định 64 Hình 2: Rừng Phi lao chắn gió Hình 3: Một góc rừng Phi lao tỉnh Bình Định Hình 4: Quá trình thu thập số liệu điều tra 65 Hình 5: Đo đếm tiêu sinh trưởng Hình 6: Đo đường kính ngang ngực 66 Hình 7: Vật rơi rụng Phi lao Hình 8: Phẫu diện đất tán rừng Phi lao 67 Hình 9: Rừng Phi lao cố định cát chắn gió ven biển Hình 10: Rừng Phi lao cố định cát chống xói lỡ đất cát ven biển 68 PHỤ LỤC XỬ LÝ SỐ LIỆU Bảng Phân tích phương sai chiều cao Anova:Two-Factor Without Replication SUMMARY Row Row Row Count 3 Sum 27,4 25,9 26,8 Average 9,1333 8,6333 8,9333 Variance 0,5233 0,8533 0,7233 Row Column Column Column 3 4 30,2 37,2 37,8 35,3 10,067 9,3 9,45 8,825 0,3633 1,2 0,6033 0,7025 Source of Variation Rows Columns Error SS 3,4425 0,8517 4,075 df MS 1,1475 0,4258 0,6792 F 1,6896 0,627 Total 8,3692 11 ANOVA t-Test: Two-Sample Assuming Equal Variances Variable Variable Mean 10,067 9,1333 Variance 0,3633 0,5233 Observations 3 Pooled Variance 0,4433 Hypothesized Mean Difference df t Stat P(T