Đề tài đặt ra các nội dung nghiên cứu sau đây.
- Diện tích và phân bố rừng tự nhiên trạng thái IIa tại khu vực rừng phòng hộ hồ Yên Lập, tỉnh Quảng Ninh.
- Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc tầng cây cao rừng tự nhiên trạng thái IIa tại khu vực rừng phòng hộ hồ Yên Lập, tỉnh Quảng Ninh.
- Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên dƣới tán rừng tự nhiên trạng thái IIa tại khu vực rừng phòng hộ hồ Yên Lập, tỉnh Quảng Ninh.
- Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh trong khoanh nuôi, xúc tiến tái sinh rừng tự nhiên, làm giàu và nuôi dƣỡng rừng tự nhiên trạng thái IIa tại khu vực rừng phòng hộ hồ Yên Lập, tỉnh Quảng Ninh.
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Quan điểm nghiên cứu và cách tiếp cận
- Mỗi trạng thái rừng có đặc điểm cấu trúc và tái sinh khác nhau, do vậy cách tiếp cận của đề tài là theo các trạng thái rừng cụ thể nhƣ rừng IIa.
- Tái sinh rừng là quá trình diễn thế lâu dài, do điều kiện thời gian nghiên cứu ngắn nên đề tài đã vận dụng quan điểm lấy không gian thay thế thời gian để nghiên cứu tái sinh.
- Cấu trúc rừng thể hiện ngoại mạo và nội dung bên trong của rừng, thể hiện qua các quy luật phân bố, tƣơng quan giữa các đại lƣợng và các thành phần của rừng. Do đó, khi nghiên cứu về đặc điểm tái sinh tự nhiên dƣới tán rừng cũng cần phải nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao của rừng; sử dụng các chỉ tiêu, chỉ số phản ánh một cách khách quan, chân thực đó là tổ thành loài - chỉ số IV% (Important Value Index) và một số chỉ tiêu quan trọng khác nhƣ mật độ, độ tàn che,... Quá trình nghiên cứu đƣợc khái quát theo sơ đồ sau đây:
Hình 2.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát
Hình 2.1. Sơ đồ khái quát quá trình nghiên cứu
2.5.2.Phương pháp kế thừa số liệu kết hợp với khảo sát tổng thể hiện trường
- Kế thừa các kết quả nghiên cứu về trạng thái rừng IIa trong và ngoài nƣớc, đặc biệt là các nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc tầng cây cao, đặc điểm tái sinh dƣới tán rừng tự nhiên đã có.
- Kế thừa các tài liệu, kết quả nghiên cứu, đánh giá về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và tài nguyên rừng của khu vực rừng phòng hộ đầu nguồn hồ Yên Lập, tỉnh Quảng Ninh.
- Làm việc với các cơ quan chức năng tại tỉnh Quảng Ninh nhƣ: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Ban quản lý rừng phòng hộ đầu nguồn hồ Yên Lập,
Tổng hợp, phân tích, đánh giá kết quả nghiên cứu Thu thập, kế thừa các
tài liệu, số liệu đã có
Điều tra, thu thập số liệu tại hiện trƣờng nghiên cứu
Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp Thực trạng về diện tích và phân bố rừng tự nhiên trạng thái IIa Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao có trong rừng tự nhiên trạng thái IIa Đặc điểm tái sinh tự nhiên dƣới tán rừng trạng thái IIA
Chi cục lâm nghiệp, các Ban quản lý dự án lâm nghiệp, cộng đồng dân cƣ sống gần rừng tự nhiên để có thể nắm đƣợc tình hình rừng, diện tích và địa điểm phân bố trạng thái rừng tự nhiên IIa trong khu vực nghiên cứu.
- Điều tra tổng thể hiện trƣờng khu vực có rừng tự nhiên trạng thái IIa phân bố, từ đó lựa chọn các địa điểm để bố trí các OTC tạm thời để nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao, đặc điểm tái sinh dƣới tán rừng tự nhiên trạng thái IIa.
2.5.3. Phương pháp điều tra cấu trúc tầng cây cao
- Địa điểm điều tra đƣợc bố trí tại 4 xã có rừng tự nhiên trạng thái IIa phân bố chủ yếu là xã Quảng La, Dân Chủ, Bằng Cả và Tân Dân. Tại mỗi xã lập 3 OTC điển hình, tạm thời với diện tích 2.500 m2 (50m x50m).
- Lập OTC điển hình, tạm thời để điều tra lâm phần, số OTC bố trí cho từng địa điểm và từng đối tƣợng rừng cụ thể nhƣ sau:
Bảng 2.1: Bố trí OTC điều tra lâm phần tại các địa điểm nghiên cứu
Xã Số OTC tạm thời
Tổng số Chân Sƣờn Đỉnh
Tân Dân 3 1 (OTC1) 1 (OTC2) 1 (OTC3)
Quảng La 3 1 (OTC4) 1 (OTC5) 1 (OTC6)
Bằng Cả 3 1 (OTC7) 1 (OTC8) 1 (OTC9)
Dân Chủ 3 1 (OTC10) 1 (OTC11) 1 (OTC12)
Tổng số 12 4 4 4
+ Điều tra đo đếm tầng cây cao: Trong mỗi OTC thu thập các số liệu về tên loài và đƣờng kính thân cây (D1.3, cm); chiều cao vút ngọn (Hvn, m), độ tàn che tầng cây cao, độ che phủ tầng thảm tƣơi cây bụi.
2.5.4. Điều tra tái sinh dưới tán rừng
- Vị trí điều tra tái sinh dƣới tán rừng đƣợc thực hiện đồng thời với vị trí lập OTC điều tra tầng cây cao của lâm phần. Trong mỗi OTC điều tra lâm phần lập 5 ô đo đếm tái sinh, diện tích mỗi ô là 25m2
(kích thƣớc ô 5m×5m), bố trí 4 ô ở 4 góc và 1 ô ở giữa OTC. Số lƣợng ODB lập cho mỗi đối tƣợng rừng và địa điểm điều tra nhƣ sau:
Bảng 2.2:Bố trí ô dạng bản điều tra cây tái sinh tại khu vực nghiên cứu Xã Số ô dạng bảng Tổng số Chân Sƣờn Đỉnh Tân Dân 15 5 5 5 Quảng La 15 5 5 5 Bằng Cả 15 5 5 5 Dân Chủ 15 5 5 5 Tổng số 60 20 20 20
Và các ô tiêu chuẩn dạng bảng đƣợc bố trí theo sơ đồ sau:
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí các ô tiêu chuẩn điều tra cây tái sinh
- Những yếu tố về cây bụi thảm tƣơi, độ tàn che, lập địa, nguồn giống cho tái sinh đƣợc sử dụng kết quả mô tả OTC điều tra tầng cây cao của lâm phần.
- Cây tái sinh đƣợc đo đếm có chiều cao tối thiểu từ 10cm trở lên và tối đa là 4m trở xuống. Đếm và đo chiều cao toàn bộ cây tái sinh trong ô, xác định tên loài, nguồn gốc tái sinh và phân cấp chất lƣợng cây tái sinh theo 3 cấp nhƣ sau:
+ Cây tốt (loại A) là cây thân thẳng, không cụt ngọn, sinh trƣởng phát triển tốt nhất, không sâu bệnh;
+ Cây trung bình (loại B) là những cây sinh trƣởng bình thƣờng, ít có khuyết tật;
+ Cây xấu (loại C) là những cây cong queo, cụt ngọn, nhiễm sâu bệnh và sinh trƣởng phát triển kém.
2.3.5.Phân tích và xử lí số liệu
Toàn bộ số liệu đƣợc xử lý theo phƣơng pháp thống kê toán học trong lâm nghiệp trên phần mềm ứng dụng Excel 5.0, SPSS 11.0. Một số chỉ tiêu tính toán cụ thể là:
- Xác định hệ số tổ thành tầng cây cao và cây tái sinh theo công thức: 10 n m A (2-1)
Trong đó: A: Hệ số tổ thành tầng cây cao hoặc cây tái sinh m: Số cá thể mỗi loài trong ô tiêu chuẩn
n: Tổng số cây trong ô tiêu chuẩn - Tỷ lệ tổ thành tầng cây cao
Tỷ lệ tổ thành của từng loài cây trên 1ha đƣợc tính thông qua hai chỉ tiêu: tỷ lệ % mật độ (N%) và tiết diện ngang (G%). Mỗi loài đƣợc xác định tỷ lệ tổ thành theo chỉ số quan trọng IV% (Important Value)
2 % % % N G IV (2-2)
Theo Daniel Marmillod, những loài cây nào có IV%>5% là những loài có ý nghĩa về mặt sinh thái. Mặt khác, theo Thái Văn Trừng trong một lâm phần, nhóm loài cây nào đó chiếm 50% tổng cá thể của tầng cây cao thì nhóm loài đó đƣợc coi là nhóm loài ƣu thế, nhóm loài cây có chỉ số IV%> 5% đƣợc xem là nhóm loài ƣu thế.
+ Xác định mạng hình phân bố cây gỗ của lâm phần theo phƣơng pháp trung bình khoảng cách giữa 2 cây (Clark và Evans).
Dùng tiêu chuẩn U trong toán thống kê ứng dụng kiểm tra mạng hình phân bố. U tính theo công thức: N R U TB 26136 , 0 5 , 0 (2-3) Trong đó: N - là số cây đo khoảng cách (N30).
`RTB là khoảng cách trung bình giữa 1 điểm chọn ngẫu nhiên đến các cây.
Tiêu chuẩn đánh giá: Nếu /U/ 1,96 thì rừng cây có phân bố ngẫu nhiên. Nếu U 1,96 thì rừng cây có phân bố đều.
Nếu U < - 1,96 thì rừng cây có phân bố cụm. - Tính toán các đặc trƣng mẫu
Để tiến hành tính toán các đặc trƣng mẫu trƣớc hết phải kiểm tra sự thuần nhất của các ô tiêu chuẩn. Việc kiểm tra sự thuần nhất của các ô tiêu chuẩn giúp ta xem có thể gộp số liệu ở các ô tiêu chuẩn lại hay không. Đề tài sử dụng tiêu chuẩn K của Kruskal - Wallis. Nếu các ô tiêu chuẩn có trung bình và phƣơng sai bằng nhau thì sẽ gộp lại để xử lý, ngƣợc lại thì phải xử lý riêng cho từng ô tiêu chuẩn (OTC). Tính chỉ tiêu thống kê cho các nhân tố điều tra nhƣ mật độ, đƣờng kính bình quân thân cây, đƣờng kính tán, chiều cao bình quân, tổng diện ngang, trữ lƣợng. Những chỉ tiêu này đƣợc tính toán bằng phần mềm Excel, SPSS.
- Phƣơng pháp phân tích một số chỉ tiêu về đặc điểm tái sinh rừng của các loài cây có trong công thức tổ thành:
+ Mật độ cây tái sinh đƣợc xác định theo công thức sau:
dt S n ha N 10.000 / (2-4)
Trong đó: Sdt là tổng diện tích các ô dạng bản điều tra tái sinh (m2) n là số lƣợng cây tái sinh điều tra đƣợc.
+ Chất lƣợng cây tái sinh: Tỷ lệ % cây tái sinh tốt, trung bình, xấu tính theo công thức: N% =
N n
x100 (2-5) Trong đó: N% là tỷ lệ % cây tái sinh theo cấp chất lƣợng,
n là số cây tái sinh theo cấp chất lƣợng, N là tổng số cây tái sinh điều tra trong OTC.
+ Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao: Cây tái sinh đƣợc phân theo các cấp chiều cao < 1m, 1 - 2 m, 2 -3 và trên 3 m.
+ Tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng: Cây tái sinh có triển vọng là những cây có chiều cao ≥ 1m, có phẩm chất từ loại B trở lên. Tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng đƣợc tính theo công thức:
X% =
N n
x100 (2-6) Trong đó : n là số cây tái sinh có triển vọng
N là tổng số cây tái sinh điều tra.
n là số cây tái sinh triển vọng, N là số cây tái sinh có trong OTC.
+ Xác định tỷ lệ cây tái sinh cây theo nguồn gốc tái sinh hạt, tái sinh chồi. + Xác định tần xuất tái sinh theo công thức:
100
TSod Sov
Lx (2-7)
Trong đó: Lx là tần xuất xuất hiện của loài cây
Sov là số ODB có loài cây xuất hiện
TSod là Tổng số ODB đo đếm
- Xác định mạng hình phân bố cây tái sinh trên bề mặt đất thông qua xác định khoảng cách từ một cây tái sinh chọn ngẫu nhiên đến cây gần nhất. Sử dụng tiêu chuẩn U (phân bố chuẩn) của Clark và Evans (theo công thức (2-3) ở trên).
Nhắc lại công thức (2-3) 0,26136 n . 0,5 λ r U
Trong đó: r là giá trị bình quân của n lần quan sát khoảng cách gần nhất. là mật độ cây tính trên đơn vị diện tích (m2)
n là số lần đo khoảng cách giữa các cây tái sinh.
Nếu: - 1,96 <U< 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố ngẫu nhiên U > 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố đều.
U < -1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố cụm.
- Mô hình hoá quy luật phân bố số cây tái sinh theo chiều cao theo phân bố
Meyer : y = .e-x (2 -9)
, là hai tham số của hàm Meyer.
Để kiểm tra mức độ phù hợp giữa phân bố lý thuyết (hàm giảm) với phân bố thực nghiệm, có thể dùng tiêu chuẩn phù hợp 2
flt flt) (ft χ 2 2 (2-10) Trong đó: ft là trị số thực nghiệm flt là trị số lý thuyết Nếu 2 tính 2
0,05 tra bảng với bậc tự do k = m - r - 1 (r là tham số của phân bố lý thuyết cần ƣớc lƣợng, m là số tổ sau khi gộp) thì phân bố lý thuyết phù hợp với phân bố thực nghiệm (H0+). Giả thuyết đƣợc chấp nhận.
Nếu 2 tính > χ20,05 tra bảng với bậc tự do k = m - r -1 thì phân bố lý thuyết không phù hợp với phân bố thực nghiệm (H0 -). Giả thuyết bị bác bỏ.
Chƣơng 3:
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
3.1. Điều kiện tự nhiên
3.1.1. Vị trí địa lý
Ban quản lý rừng phòng hộ hồ Yên Lập nằm ở phía Tây Bắc huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh.
+ Tọa độ địa lý:
- Từ 21011' đến 21055' vĩ độ Bắc.
- Từ 106050' đến 106057' kinh độ Đông. + Địa giới hành chính:
- Phía Bắc giáp: Tỉnh Bắc Giang.
- Phía Nam giáp: Thị xã Quảng Yên và Thành Phố Hạ Long. - Phía Đông giáp: Lâm trƣờng Hoành Bồ huyện Hoành Bồ.
- Phía Tây giáp: Thành Phố Uông Bí.
3.1.2. Địa hình thổ nhưỡng
a. Địa hình:
Địa hình địa thế của lƣu vực hồ Yên Lập thuộc vùng đồi núi có độ dốc cao với nhiều sông, suối, khe rãnh chia cắt và đƣợc chia thành hai phần Bắc Nam rõ rệt bởi thung lũng và đồng bằng nằm trong hai xã Bằng Cả và Quảng La.
Khu vực phía Bắc đa số thuộc kiểu địa hình núi cao, có độ dốc mạnh từ 310 đến 450
.
Khu vực phía Nam thuộc kiểu hình đồi bát úp xen lẫn đồi cao, có độ dốc phổ biến từ 200 đến 300.
Do địa hình tƣơng đối phức tạp nên công tác quản lý bảo vệ rừng rất khó khăn nên nhà nƣớc xây dựng công trình thuỷ lợi Yên Lập với tổng diện tích mặt nƣớc là 1.250 ha; Có sức chứa 125 triệu m3 nƣớc.
Đất trong lƣu vực chủ yếu là đất Feralit màu vàng, đỏ có tầng trung bình. Độ dày tầng đất trung bình từ 30 - 80 cm. Thành phần cơ giới của đất từ thịt nhẹ đến thịt trung bình. Địa chất thổ nhƣỡng trong khu vực hồ Yên Lập tỉnh Quảng Ninh điển hình là nền địa chất trầm tích. Đá mẹ gồm có các loại chủ yếu sau:
- Bắc lƣu vực gồm các loại đá mẹ: Sa thạch, phiến thạch sét, phấn a. - Nam khu lƣu vực gồm các loại : Sa thạch, cuội kết, sạn kết.
3.1.3. Khí hậu, thủy văn
a. Khí hậu:
Vùng dự án có kiểu khí hậu nhiệt đới, chia thành hai mùa rõ rệt, mùa mƣa bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 10 với lƣợng mƣa bình quân 1.800 đến 2.000mm, mƣa tập trung vào tháng 6 đến tháng 9. Về mùa mƣa hay có mƣa lớn kéo dài gây ra lũ lụt cục bộ.
Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 năm trƣớc đến tháng 3 năm sau, trong thời kỳ này thƣờng có gió mùa Đông Bắc, thời tiết lạnh, hanh khô làm cho đất đai trở lên thiếu nƣớc ảnh hƣởng đến quá trình sinh trƣởng và phát triển của cây trồng.
- Về chế độ nhiệt: Nhiệt độ không khí bình quân trong năm là 230C. Tháng có nhiệt độ cao nhất là 340C, tháng có nhiệt độ thấp nhất là 100
C.
- Ẩm độ không khí trung bình 85%, cao nhất đạt tới 90% vào tháng 8 - 9, thấp nhất 70% vào tháng 11-12.
Nhân tố cực đoan: Về mùa khô thƣờng xuất hiện sƣơng muối, gió bấc lạnh giá gây thiệt hại cho cây trồng, cây non tái sinh.
b. Sông suối thuỷ văn:
Trong khu vực hình thành một con sông lớn (sông Míp) có chiều dài 35 km bắt đầu từ thƣợng lƣu thuộc xã Tân Dân đến hạ lƣu của phƣờng Đại Yên. Trên dòng sông này đã đƣợc nhà nƣớc đầu tƣ xây dựng một công trình thuỷ lợi cấp nhà nƣớc với diện tích của lƣu vực 1.250 ha có dung tích chứa 125 triệu m3 phục vụ cho sản xuất nông nghiệp thuộc thị xã Quảng Yên và một phần của Thành phố Uông Bí với diện tích trên 11.000 ha cũng nhƣ nƣớc sinh hoạt cho nhân dân các xã thuộc đảo Hà
Nam, thị xã Quảng Yên. Mặt khác, nơi đây còn tạo ra một cảnh quan sơn thuỷ phục vụ cho nhu cầu du lịch sinh thái.
Với điều kiện khí hậu thủy văn nhƣ trên có thuận lợi cho công tác khoanh