2.2.1. Hiện trạng ĐTĐNT
2.2.1.1. Phân loại ĐTĐNT
2.2.1.2. Những đặc trưng cơ bản của ĐTĐNT
- Tính chất lí học của ba loại ĐTĐNT ở tỉnh Thái Nguyên - Tính chất hĩa học của ba loại ĐTĐNT ở tỉnh Thái Nguyên
2.2.1.3. Những đặc trưng về khu hệ vi sinh vật trong các loại ĐTĐNT
2.2.1.4. Những đặc trưng về hệđộng vật đất trong các loại ĐTĐNT ở tỉnh Thái Nguyên
2.2.2. Tính đa dạng thực vật ở Thái Nguyên
2.2.2.1. Thảm thực vật 2.2.2.2. Hệ thực vật
2.2.3. Tổng kết hiệu quả các mơ hình phủ xanh đã triển khai ở tỉnh Thái Nguyên
2.2.3.1. Các mơ hình phủ xanh ĐTĐNT ở Thái Nguyên
2.2.3.2. Phân tích nguyên nhân kém hiệu quả của phủ xanh ĐTĐNT ở Thái Nguyên
2.2.4. Xây dựng mơ hình thử nghiệm và đề xuất các giải pháp phủ xanh
2.2.4.1. Xây dựng mơ hình thử nghiệm
2.2.4.2. Xây dựng quy trình phủ xanh ĐTĐNT 2.2.4.3. Đề xuất giải pháp phủ xanh ĐTĐNT
2.2.5. Tuyển chọn và xác định cơ cấu cây trồng phủ xanh ĐTĐNT ở tỉnh Thái Nguyên
2.2.5.1. Tập đồn cây trồng phục hồi rừng phủ xanh ở vùng núi đất
40
2.3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Nghiên cứu thực vật và TTV
2.3.1.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Nghiên cứu các tài liệu về hiện trạng và tiềm năng ĐTĐNT và các tài liệu về
phân loại ĐTĐNT.
Lập ơ tiêu chuẩn
- Thu thập số liệu ngồi thực địa. Điều tra theo tuyến ơ tiêu chuẩn.
- Tuyến điều tra được thiết lập vuơng gĩc hoặc song song với đường đồng mức. - Ơ tiêu chuẩn cĩ kích thước là 400m2 (20×20m), 1600m2 (40×40m), 2000m2 (40×50m); 2500m2 (50×50m) tuỳ theo đối tượng nghiên cứu ở từng loại ĐTĐNT.
2.3.1.2. Phương pháp điều tra thu thập số liệu ngồi thực địa
- Trong các ơ tiêu chuẩn thu thập số liệu về thành phần lồi, thành phần giun
đất, tính chất lí học, hĩa học.
- Áp dụng các phương pháp lấy số liệu theo chuyên ngành: Điều tra trong nhân dân, thu thập số liệu tài liệu đã cĩ, tham khảo ý kiến của các cơ quan chuyên mơn.
- Phương pháp đánh giá hiệu quả các mơ hình phủ xanh đã triển khai qua hình thức phỏng vấn, phiếu điều tra (số hộđiều tra)
- Dùng phương pháp thống kê sinh học trên phần mềm Excel để xử lý, phân tích các số liệu thu được.
- Đánh giá mức độ thối hố đất ngồi thực địa bằng mắt thường theo các phương pháp của Trần Đình Lý và cộng sự (1996), Lê Đồng Tấn (2000) .
- Phương pháp phân loại thảm thực vật dựa theo UNESCO, 1973 [84].
Xác định nguồn gốc TTV theo phương pháp phỏng vấn người dân hay chủ rừng. Các số liệu về cây gỗ được thu thập trong ơ tiêu chuẩn 400m2, cây bụi và cây gỗ nhỏ trong ơ dạng bản 20m2, thảm tươi trong ơ dạng bản 4m2 các chỉ tiêu thống kê.
- Đo chiều cao cây: những cây cĩ chiều cao từ 4m trở xuống đo trực tiếp bằng sào cĩ chia vạch đến 0,1cm. Cây cao trên 4m được đo bằng thước Blumeleiss (của
41
- Đo đường kính cây (cách mặt đất 1,3m - D1,3): những cây cĩ đường kính từ
20cm trở xuống đo trực tiếp bằng thước kẹp (của Nga) với độ chính xác 0,1cm. Cây lớn hơn 20cm đo chu vi bằng thước dây, tra bảng tương quan đường kính - chu vi, tính được đường kính tương đương.
2.3.1.3. Phương pháp nghiên cứu diễn thế TTV
Phương pháp nghiên cứu định vị: Dựa vào các số liệu theo dõi ở các ơ định vị
trong 4 năm (2009 - 2012) về thành phần lồi, dạng sống, tính chất lý hố học, sinh học của đất... để xác định xu hướng biến đổi của các nhân tố vơ sinh hữu sinh trong mỗi trạng thái TTV.
* Đánh giá về phổ dạng sống
Áp dụng cách phân loại dạng sống của Raunkiaer (1934) chia thành 5 dạng sống cơ bản:
1. Cây cĩ chồi trên mặt đất (phanerophytes) - Ph: gồm những cây cĩ chồi trong mùa khĩ khăn nằm cách mặt đất từ 25cm trở lên.
2. Cây cĩ chồi sát mặt đất (Chamaephytes) - Ch: gồm những cây cĩ chồi trong mùa khĩ khăn nằm cách mặt đất dưới 25cm.
3. Cây chồi nửa ẩn (Hemicryptophytes) - He: gồm những cây cĩ chồi trong mùa khĩ khăn nằm sát mặt đất (ngang mặt) được lá khơ che phủ bảo vệ.
4. Cây chồi ẩn (Cryptophytes) – Cr: gồm những cây cĩ chồi trong mùa khĩ khăn nằm dưới đất.
5. Cây chồi một năm (Therophytes) - Th: gồm những cây vào thời kỳ khĩ khăn tồn bộ cây chết đi, sự sống chỉ cịn tồn tại trong hạt giống và bào tử.
Raunkiaer đã tính tốn trên 1000 lồi cây ở các vùng khác nhau trên trái đất và lập thành phổ dạng sống tiêu chuẩn ký hiệu là SN:
SN = 46Ph + 9Ch + 26He + 6Cr + 13Th
Đây là cơ sở để so sánh dạng sống của hệ thực vật ở các vùng khác nhau trên trái đất. Vì vậy, khi tính được các kiểu dạng sống, tính được phần trăm dạng sống của hệ thực vật (SB) để so sánh với phổ tiêu chuẩn (SN). Sử dụng các phương pháp thống kê sinh học (phương pháp chọn mẫu theo tuyến,) để tính tốn kết quả nghiên cứu. Các số liệu được xử lý trên phần mềm Excel (Data analysis) của máy tính.
42
* Tên lồi cây được xác định theo Danh lục thực vật Bắc Thái (xem Phụ
lục 1) Danh lục các lồi thực vật Việt Nam theo Phạm Hồng Hộ (1999 - 2000) [22] và Nguyễn Tiến Bân (2003 - 2005) [6] .
2.3.2. Nghiên cứu tính chất đất
Thu thập mẫu: Là các mẫu nghiên cứu tính chất lý, hĩa học và dinh dưỡng đất. Ơ tiêu chuẩn cĩ kích thước là 200m2 (50×40m).
Trong mỗi ơ tiêu chuẩn đào từ 2 - 3 phẫu diện đất ở các vị trí đỉnh đồi, sườn
đồi và chân đồi (mùa khơ) mẫu đất được lấy ở cùng một độ sâu, các mẫu đĩ được trộn đều chia làm 4 phần, lấy một phần phân tích tính chất vật lý, hố học của đất theo nhĩm ĐTĐNT (loại I, II, III).
Đối với mẫu đất để phân tích tính chất hố học và tính chất lý học lấy theo tầng đất cĩ độ sâu khác nhau từ 0 - 10cm; 20 - 25cm; 35-40cm.
Các chỉ tiêu về tính chất lý hĩa học đất được phân tích tại phịng khoa học và kĩ thuật phân tích, Viện hĩa học - Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam.
Độẩm (W%) xác định theo phương pháp sấy khơ tuyệt đối ở nhiệt độ 1050C pHKCl xác định bằng máy đo độ pH mét
Hàm lượng mùn (%) xác định theo phương pháp của Tiurin
Đạm tổng số (%) xác định theo phương pháp Kjeldahl
Ca và Mg (Ca2+, Mg2+) xác định bằng phương pháp Complexon
2.3.3. Nghiên cứu vi sinh vật đất
Đối với mẫu phân tích vi sinh vật đất thì lấy tầng đất mặt từ 0 - 10cm đại diện cho 3 nhĩm ĐTĐNT khác nhau (Phân tích vi sinh vật đất tại phịng nghiêm cứu các chất cĩ hoạt tính từ vi sinh vật, viện Cơng nghệ Sinh học).
Số lượng vi sinh vật được tính theo cơng thức: X = a.b.c (CFU/g) trong đĩ:
a - số khuẩn lạc trên địa Petri
43 c - lượng dịch nhỏ trên đĩa Petri/1ml
2.3.4. Nghiên cứu động vật đất
Đối với mẫu đất để nghiên cứu động vật thì lấy theo các tầng cĩ độ sâu từ 0 - 10 cm, từ 10 - 20 cm (Vũ Quang Mạnh - 2000) [42].
Phương pháp thu mẫu giun đất ngồi thực địa:
- Phương pháp thu mẫu định lượng
Mẫu định lượng giun đất và các nhĩm mesofauna được thu trong các ơ tiêu chuẩn ở khu vực nghiên cứu, mỗi ơ cĩ diện tích 50×50 cm theo từng lớp đất sâu 0- 10cm, 20-25cm và 35-45cm. Dùng xẻng xắn các lớp đất tương ứng, cho vào một tấm nilon ngay cạnh hố, dùng tay bĩp vụn đất để chọn, nhặt giun đất và các nhĩm mesofauna. Giun đất được giữ trong túi nilon chứa formalin 4%.
Mẫu định lượng thu tại mỗi khu vực nghiên cứu với 5 lần lặp lại và thu theo 3 tầng đất thẳng đứng (tầng đất mặt 0-10cm, 20-25cm, 35-40cm).
- Phương pháp thu mẫu định tính
Mục đích thu mẫu định tính là bổ sung thêm thành phần lồi cho khu vực nghiên cứu mà cĩ thể khơng gặp ở các mẫu định lượng. Mẫu định tính thu ở điểm bất kỳ trong khu vực nghiên cứu. Thu tất cả mẫu cĩ được khi đào (sử dụng dụng cụ đơn giản như cuốc, xẻng), kể cả những con giun đất bị lên trên mặt đất.
- Định hình mẫu và lưu giữ mẫu
Mẫu sau khi thu ngồi thực địa sẽđược rửa sạch đất và các vụn hữu cơ trước khi được định hình và cốđịnh trong dung dịch formalin 4%.
Tất cả các mẫu được lưu giữ tại Phịng Sinh thái Mơi trường đất, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật.
- Phân tích mẫu và định loại mẫu
Định loại giun đất và các nhĩm mesofaun khác dựa theo các tài liệu chuyên ngành.
- Xử lý số liệu
Tính số lượng giun đất (n): đối với con nguyên vẹn tính cả con non và con trưởng thành. Đối với con bịđứt chỉ tính phần đầu mới là một con, phần đuơi khơng tính.
44
Tính sinh khối giun đất (p): sinh khối được tính bằng khối lượng giun đất sau khi định hình trong formalin 4% kể cả phần đất chứa trong ruột giun đất. Cân bằng cân phân tích với sai số 0,01.
Mật độ = n 4 N × (con/m2) Sinh khối trung bình = p 4 N × (g/m2) Độ phong phú về số lượng % ni 100 n n = × Độ phong phú về sinh khối % pi 100 p p = × trong đĩ:
n - tổng số các cá thể; p: tổng sinh khối của giun đất ở hệ sinh thái nghiên cứu N - tổng số hốđào định lượng trong hệ sinh thái nghiên cứu
n% - độ phong phú về số lượng p% - độ phong phú về sinh khối ni - số lượng cá thể của lồi giun đất i pi - sinh khối của lồi giun đất i Hệ số quy đổi ra diện tích 1m2
45
Chương 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, địa hình
3.1.1.1. Vị trí địa lý
Thái Nguyên là tỉnh miền núi, thuộc vùng Đơng Bắc, cách thủ đơ Hà Nội 80km về phía Bắc Đơng Bắc, cĩ tổng diện tích đất tự nhiên là 356.282 ha, chiếm 1,08% diện tích lãnh thổ cả nước.
Thái Nguyên là tỉnh nằm sâu trong lục địa, cĩ toạ độ địa lý từ 20020' đến 22025' vĩ độ Bắc và 105025' đến l06016' kinh độ Đơng (hình 3.1). Phía Bắc giáp với tỉnh Bắc Kạn, phía Nam giáp Thành phố Hà Nội, phía Tây giáp tỉnh Vĩnh Phúc và Tuyên Quang, phía Đơng giáp tỉnh Lạng Sơn và Bắc Giang.
Điểm nghiên cứu của đề tài là hai khu vực: Xã Yên Ninh, xã Yên Đổ thuộc huyện Phú Lương và xã Tân Long thuộc huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên.
• Phú Lương là huyện miền núi nằm ở vùng phía Bắc của tỉnh Thái Nguyên (hình 3.2), phía Bắc giáp huyện Chợ Mới (tỉnh Bắc Kạn); phía Nam và Đơng Nam giáp Thành phố Thái Nguyên; phía Tây giáp huyện Định Hố, phía Tây Nam giáp huyện Đại Từ, phía Đơng giáp huyện Đồng Hỷ; huyện lỵ đặt tại thị trấn Đu, cách trung tâm Thành phố Thái Nguyên 22 km về phía Bắc (theo Quốc lộ 3).
Huyện Phú Lương cĩ diện tích đất tự nhiên 36.881,5 ha, trong đĩ đất nơng nghiệp 11.979 ha; đất lâm nghiệp 16.498 ha (chiếm 44,73% tổng diện tích đất tự
nhiên); đất nuơi trồng thuỷ sản 665 ha; đất phi nơng nghiệp 4.663 ha; đất chưa sử
dụng 3.164 ha.
- Yên Ninh là một xã cực Bắc của huyện Phú Lương. Theo Niên giám thống kê tỉnh Thái Nguyên năm 1999-2003, xã Yên Ninh cĩ diện tích 4.600 ha (lớn nhất huyện).
- Yên Đổ là một xã thuộc huyện Phú Lương, cĩ diện tích 3.604 ha.
• Đồng Hỷ là huyện miền núi nằm ở phía Đơng Bắc của Tỉnh Thái Nguyên, phía Bắc giáp huyện Võ Nhai, phía Tây giáp huyện Phú Lương, phía Đơng giáp tỉnh Bắc Giang, phía Nam giáp thành phố Thái Nguyên và huyện Phú Bình (hình 3.3).
46
Đồng Hỷ cĩ tổng diện tích tự nhiên 46.177,4 ha. Trong đĩ đất lâm nghiệp chiếm 50,8%, với khoảng 4.896 ha rừng chưa trồng, chủ yếu là ĐTĐNT; đất nơng nghiệp 16,4%; đất thổ cư 3,96%; đất cho các cơng trình cơng cộng 3,2% và đất chưa sử dụng chiếm 25,7%.
Xã Tân Long nằm ở phía Bắc huyện Đồng Hỷ, cĩ diện tích là 4.740 ha.
3.1.1.2. Địa hình
Thái Nguyên là tỉnh nửa trung du nửa miền núi, địa hình khá phức tạp. Địa hình chủ yếu là đồi núi thấp. Vùng đất cĩ độ cao trên 100 m chiếm 2/3 diện tích tồn tỉnh, bao gồm các huyện phía Đơng và phía Tây của tỉnh. Vùng cĩ độ cao dưới 100m chiếm 1/3 diện tích cịn lại, đĩ là đồng bằng phù sa nhỏ hẹp của lưu vực sơng Cầu, sơng Cơng và vùng đồi thấp dạng bát úp thoải dần thuộc hai huyện Phú Bình và Phổ Yên.
Xã Yên Ninh, xã Yên Đổ (huyện Phú Lương) là vùng chuyển tiếp giữa vùng núi và vùng trung du, cĩ địa hình đồi núi đất dạng bát úp cĩ độ cao từ 100 – 400 m và xã Tân Long (huyện Đồng Hỷ) là xã vùng cao, địa hình chủ yếu là đồi núi đất xen lẫn núi đá vơi cĩ độ cao từ 200 – 500 m, xen lẫn giữa các đồi núi là các thung lũng hẹp và sâu.
3.1.2. Khí hậu - Thuỷ văn
Khí hậu Thái Nguyên mang nét chung của khí hậu vùng Đơng Bắc Việt Nam, thuộc khí hậu nhiệt đới giĩ mùa nĩng ẩm, mùa đơng lạnh giá ít mưa, mùa hè nĩng
ẩm mưa nhiều. Do chịu sự chi phối của vị trí địa lý và đặc điểm của địa hình nên khí hậu Thái Nguyên đã phân hố thành 3 vùng khá rõ rệt: phía Tây nĩng và mưa nhiều, phía Đơng lạnh và ít mưa, phía Nam thấp nên cĩ khí hậu mang tính trung gian chuyển tiếp giữa phía Đơng và phía Tây của tỉnh, giữa các tỉnh Đơng Bắc và
đồng bằng Bắc Bộ.
3.1.2.1. Chếđộ nhiệt
Chếđộ nhiệt ở Thái Nguyên cũng bị phân hố khá rõ, nhiệt độ khơng khí trung bình của các vùng trong tỉnh tăng dần từ Bắc xuống Nam. Nhiệt độ trung bình năm ở
47
trong mùa đơng chênh lệch khá nhiều (ởĐịnh Hĩa là 0,40C cịn ở Thái Nguyên là 30C). Các số liệu về chếđộ nhiệt ở Thái Nguyên được trình bày trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Nhiệt độ trung bình (0C) các tháng trong năm giai đoạn (2009-2012) Năm Tháng 2009 2010 2011 2012 1 15,3 17,4 16,5 14,1 2 17,4 18,2 20,6 14,2 3 18,6 20 20,5 20,7 4 24 25 23 24 5 29 27 26 26 6 29 29 29,4 28 7 29 29,1 29,3 28,4 8 28,3 27,4 28,4 28,2 9 28,3 27,4 26,8 18 10 25,5 26 25 16 11 21,9 23,7 20 21 12 17 17,3 19 17 Trung bình 25,6 25,4 22,6 21,5
(Nguồn: Trung tâm dự báo khí tượng thuỷ văn tỉnh Thái Nguyên)
Thái Nguyên nằm trong hồn tồn trong khu vực giĩ mùa xích đạo.
Mỗi năm chia làm hai mùa rõ rệt: mùa mưa (trùng với mùa Hạ) cĩ giĩ mùa Đơng Nam thổi từ tháng 4 đến tháng 10, nhiệt độ trung bình từ 24,0 - 28,40C, những ngày nĩng nhất tập trung trong 3 tháng (tháng 6, 7, 8) với nhiệt độ trung bình 28,1 - 28,40C.
Mùa khơ (trùng với mùa Đơng) cĩ giĩ mùa Đơng Bắc thổi từ tháng 11 đến