Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.3. Nội dung nghiên cứu
- Hiện trạng thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu. - Sự thay đổi số lượng loài cây theo nhóm dạng sống - Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao.
- Phân bố cây tái sinh theo cấp đường kính ngang ngực (D1.3) - Phân bố cây g theo m t ph ng nằm ngang.
- Xác định mật độ, nguồn gốc và đánh giá chất lượng cây tái sinh. - Đa dạng về thành phần dạng sống.
- Đề xuất một số biện pháp khoanh nuôi, xúc tiến tái sinh tự nhiên phục hồi rừng sau nương rẫy và sau khai thác triệt tại khu vực nghiên cứu.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp luận
Vận dụng quan điểm sinh thái phát sinh quần thể trong thảm thực vật rừng nhiệt đới của Thái Văn Trừng (1978)[49] “Thảm thực vật rừng là tấm gương phản chiếu một cách trung thành nhất, mà lại tổng hợp các điều kiện của hoàn cảnh tự nhiên, thông qua sinh vật để hình thành quần thể thực vật”. Do thời gian nghiên cứu và kinh phí có hạn, nên đề tài không thể nghiên cứu trên OĐV từ 15- 20 năm được, vì thế, chúng tôi đã vận dụng phương pháp dãy phát triển tự nhiên để “lấy không gian thay thế thời gian”, kết hợp với việc đo đếm trên OTC để nghiên cứu quá trình tái sinh.
2.4.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể
2.4.2.1. Thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế- xã hội
Sử dụng phương pháp kế thừa có chọn lọc trong thu thập số liệu cơ bản về điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế- xã hội của khu vực nghiên cứu. Phỏng vấn trực tiếp và thu thập các thông tin từ các cơ quan chức năng như: Uỷ ban nhân dân xã Minh Tiến, UBND huyện Đại Từ, Hạt kiểm lâm huyện Đại Từ, Chi cục Lâm nghiệp tỉnh Thái Nguyên… Đồng thời tham khảo các tài liệu của các tác giả trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài.
Các tài liệu thu thập bao gồm:
- Tài liệu về điều kiện tự nhiên (Vị trí địa lý, địa hình, khí hậu thuỷ văn, điều kiện đất đai).
- Tài liệu về dân sinh, kinh tế- xã hội.
- Bản đồ tài nguyên rừng.
- Các tài liệu báo cáo có liên quan.
2.4.2.2. Phư ng pháp phân chia giai đoạn phục hồi
Vận dụng quan điểm và phương pháp luận trên để phân chia đối tượng nghiên cứu thành các giai đoạn kế tiếp nhau. Các giai đoạn được phân chia theo thời gian bỏ hoá. M i giai đoạn có đ c trưng về tổ thành loài cây, mật độ, độ che phủ và cấu trúc khác nhau. Theo đó chúng tôi phân thời gian bỏ hoá thành 5 giai đoạn:
- Giai đoạn I: 1 - 3 năm. - Giai đoạn II: 5 - 6 năm. - Giai đoạn III: 8 - 9 năm. - Giai đoạn IV: 11 - 12 năm. - Giai đoạn V: 14 - 15 năm.
2.4.2.3. Thu thập các số liệu tại khu vực nghiên cứu.
Phương pháp tổng quát được áp dụng để giải quyết các nội dung nghiên cứu của đề tài là điều tra thu thập mẫu vật và các số liệu ngoài thực địa.
Phương pháp cụ thể được áp dụng để tiến hành nghiên cứu các nội dung của đề tài là phương pháp điều tra nghiên cứu theo tuyến và theo ô tiêu chuẩn của Hoàng Chung (2008)[9].
2.4.2.4. Điều tra s bộ theo tuyến (TĐT)
Dựa trên bản đồ địa hình của khu vực, hồ sơ quản lí rừng của xã và các tài liệu thu thập được chúng tôi xác định tuyến điều tra (TĐT). Các TĐT có hướng vuông góc với đường đồng mức chính và được đánh dấu trên bản đồ. Chiều rộng của TĐT là 2 m. Khoảng cách giữa các TĐT là 50-100m tuỳ vào địa hình cụ thể của từng quần xã thực vật.
Quan sát thống kê tất cả các loài đã g p trên TĐT như: tên loài (tên khoa học hay tên địa phương), thống kê thành phần dạng sống theo Raunkiaer (1943).
2.4.2.5. Điều tra chi tiết theo ô tiêu chuẩn (OTC)
Dọc theo tuyến điều tra bố trí 4 - 6 ô tiêu chuẩn (OTC); m i OTC có diện tích 400 m2 (20 x 20m) đối với rừng thứ sinh, 4m2 (2 x 2m) đối với thảm cây bụi và 1m2
(1 x 1m) đối với thảm cỏ.
Trên các OTC 400 m2 bố trí các ô dạng bản (ODB) nằm trên đường các đường chéo, các góc vuông và các cạnh sao cho tổng diện tích các ODB phải đạt từ 1/3 diện tích OTC trở lên. Kích thước ODB là 4m2
(2 x 2m), ngoài ra, dọc hai bên tuyến điều tra cũng đ t các ODB phụ để thu thập số liệu bổ sung.
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí các ODB trong OTC
Tại m i OTC mô tả vị trí địa lý, hướng phơi, độ dốc, độ cao tương đối, lịch sử hình thành, thời gian phục hồi, đ c trưng thổ nhưỡng; thống kê các thông tin về thành phần loài, dạng sống, chiều cao vút ngọn (Hvn), đường kính thân cây (D1.3), phân tầng và độ phủ (%) vào phiếu điều tra.
+ Tên loài cây tái sinh, loài nào chưa rõ thì thu mẫu để xác minh. + Số lượng cây trong loài.
+ Đo chiều cao thân cây: đo đếm toàn bộ những cây có chiều cao Hvn từ 4m trở xuống và chiều cao dưới cành (Hdc) đo bằng sào có chia vạch đến 0,1m; đối với những cây cao trên 4m đo bằng thước Blumeleiss theo nguyên tắc lượng giác (trị số trung bình của 3 lần đo).
+ Đo đường kính thân cây tại D1.3 (điểm cách m t đất 1.30 m - D1,3), với những cây có đường kính từ 2,5cm đến 20cm đo trực tiếp bằng thước kẹp với độ chính xác 0,1cm; các cây có đường kính 20cm đo chu vi bằng thước dây, tra bảng tương quan đường kính - chu vi để tính đường kính tương ứng.
Trong m i OTC, mô tả vị trí địa lý, hướng phơi, độ dốc, độ cao tương đối, lịch sử hình thành, thời gian phục hồi, đ c trưng thổ nhưỡng, điều tra về thành phần loài, kiểu dạng sống (dựa trên sự phân chia nhóm dạng sống của Raunkiaer - 1934, số lượng cây, chiều cao, độ che phủ, sự phân tầng.
+ Đo đường kính tán cây g (Dt): đo bằng thước dây và sào trên hình chiếu th ng đứng của tán lá, sau đó tính trị số trung bình.
+ Độ che phủ: được xác định bằng quan trắc và ước tính tỷ lệ phần trăm diện tích đất bị thảm thực vật che phủ. Độ che phủ được tính theo tỷ lệ phần trăm.
+ Điều tra về thành phần và mật độ cây tái sinh tự nhiên trong 1 ô. Xác định nguồn gốc cây tái sinh (cây chồi, cây hạt)
+ Đánh giá chất lượng cây tái sinh theo 3 mức: tốt, trung bình, kém. - Cây tốt: là những cây có tán lá phát triển đều đ n, tròn, xanh biếc, thân tròn th ng, không bị khuyết tật nhiều và bị sâu bệnh.
- Cây trung bình: là những cây có tán lá bình thường, ít khuyết tật.
- Cây kém: là những cây có tán lá lệch, lá tập trung ở ngọn. sinh trưởng kém, khuyết tật nhiều và bị sâu bệnh.
+ Đo chiều cao cây tái sinh tự nhiện: Để đánh giá cây tái sinh theo cấp chiều cao phân chia cây tái sinh theo 4 cấp chiều cao:
- Cấp I (< 1m)
- Cấp II (từ 1m - 2m) - Cấp III (Từ 2m - 3m) - Cấp IV (> 3m)
2.4.3. Phân tích và xử lý số liệu
- Xác định tên khoa học của các loài cây theo một số tài liệu như Cẩm nang tra cứu và nhận biết các họ thực vật hạt kín (Magnoliphyta, Angiospermae) ở Việt Nam của Nguyễn Tiến Bân (1997)[1], Cây cỏ Việt Nam của Phạm Hoàng Hộ (1991 - 1993)[21], Cẩm nang tra cứu đa dạng sinh vật của Nguyễn Nghĩa Thìn (1997)[46]…
a, Mật độ cây tái sinh: tính theo cây/ha theo công thức. - Để xác định mật độ dùng công thức sau: / n 10.000 N ha S Trong đó:
n: số lượng cá thể của loài ho c tổng số cá thể trong các OTC. S: Diện tích OTC (m2).
- Tỷ lệ tổ thành loài cây (n%) được tính theo công thức:
1 % i 100 m i i n N n
Nếu ni 5% thì loài đó được tham gia vào công thức tổ thành. Nếu ni 5% thì loài đó không tham gia vào công thức tổ thành. - Hệ số tổ thành loài cây (H) được tính theo công thức:
1 10 i i m i i n K n Trong đó: Ki: Hệ số tổ thành loài thứ i. ni: Số lượng cá thể loài i. m: Tổng số loài điều tra.
b, Phân bố cây theo cấp đường kính (n/D1.3) và theo cấp chiều cao (n/Hvn) Sử dụng công thức của Hopman để chia cự li cấp chiều cao và cấp đường kính: 3 2 H h K N và 3 2 D d K N Trong đó:
H là chiều cao cây cao nhất, h là chiều cao cây thấp nhất. D là đường kính lớn nhất ở 1,3m và d là đường kính nhỏ nhất.
Trên cơ sở số liệu định hướng lại để tìm quy luật phân bố thực nghiệm cần chia chiều cao và đường kính thành các cấp
- Với chiều cao: m i cấp lệch nhau 50cm. - Với đường kính: m i cấp lệch nhau 0,5cm. c, Phân bố cây theo m t ph ng nằm ngang:
Để nghiên cứu cây tái sinh trên bề m t đất rừng có thể sử dụng phương pháp đo khoảng cách từ một điểm ngẫu nhiên đến 6 cây tái sinh gần nhất. Khi đó phân bố Poisson được sử dụng tiêu chuẩn U của Clark và Evan để đánh giá, khi lượng mẫu đủ lớn (n = 36) qua đó dự đoán được giai đoạn phát triển của quần xã thực vật trong vùng: U tính theo công thức: ( 0.5) 0, 26136 x n U
Trong đó x là giá trị trung bình khoảng cách gần nhất của n lần quan sát là mật độ cây tính trên một đơn vị diện tích tương ứng
n là số lần quan sát
Nếu U 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố đều. Nếu U -1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố cụm.
d, Đánh giá nguồn gốc cây tái sinh, chất lượng cây tái sinh theo cấp chất lượng được tiến hành trên cơ sở thống kê số lượng cây tái sinh theo từng cấp chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh từ hạt hay từ chồi rồi tính (%) trong tổng số theo công thức sau:
- Xác định mật độ cây tái sinh: việc xác định mật độ cây tái sinh là thống kê toàn bộ số cây tái sinh trên một đơn vị diện tích (thường là ha), được tính bằng công thức: / n 10.000 N ha S Trong đó:
N là mật độ cây tái sinh
S là diện tích ô dạng bản điều tra tái sinh (m2
) n là số lượng cây tái sinh điều tra.
e) Xác định độ che phủ bằng mắt thường và tính theo tỉ lệ % diện tích đất bị thảm thực vật che phủ. Độ nhiều của thảm tươi, cây bụi xác định theo tiêu chuẩn Drude.
Bảng 2.1. Ký hiệu độ nhiều của thực bì theo tiêu chuẩn Drude
Ký hiệu Tình hình thực bì
Soc Thực vật mọc rộng khắp che phủ 75 - 100% diện tích Cop 1 Thực vật mọc rộng khắp che phủ 5 - 25% diện tích Cop 2 Thực vật mọc rộng khắp che phủ 25 - 50% diện tích Cop 3 Thực vật mọc rộng khắp che phủ 50 - 75% diện tích Sp Thực vật mọc rộng khắp che phủ 5 diện tích trở xuống Sol Thực vật mọc rải rác phân tán
Un Một vài cây cá biệt
2.4.4. Phương pháp điều tra trong nhân dân
Trong quá trình đi thực địa kết hợp trực tiếp phỏng vấn người dân địa phương ho c các cơ quan chuyên môn hạt kiểm lâm, Ủy ban nhân dân xã để nắm thêm được các thông tin về điều kiện tự nhiên, xã hội ở khu vực nghiên cứu trạng thái của rừng, tên các loài thực vật, những tác động của con người và động vật đến hệ thực vật rừng.
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
Minh Tiến là một xã thuộc huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên, Việt Nam. Đây là một xã thuộc vùng núi Tam Đảo, Xã nằm ở phía bắc của huyện Đại từ, có tuyến tỉnh lộ 264 nối giữa hai huyện Đại Từ và Định Hóa đi qua. Minh Tiến tiếp giáp với hai xã Phú Đình và Bình Thành thuộc huyện Định Hóa ở phía bắc, hai xã Phúc Lương và Đức Lương ở phía đông, xã Phú Cường ở phía nam, xã Yên Lãng ở phía tây nam. Qua dãy núi Tam Đảo, Minh Tiến tiếp giáp với xã Tân Trào và Lương Thiện của huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang. Xã có tọa độ địa lý là: 21032’28’’ vĩ độ bắc và 105038’16’’ kinh độ đông.
3.1.2. Địa hình, đất đai, thổ nhưỡng
3.1.2.1. Địa hình
Do vị trí địa lý của xã thuộc vùng núi Tam, xã nằm ở phía Bắc của huyện, địa hình phức tạp, chia cắt mạnh. Độ cao của xã từ 100- 1400m so với mực nước biển, độ dốc trung bình từ 150
- 250. Nhìn chung địa hình của xã Minh Tiến nói riêng và của huyện Đại Từ nói chung, cùng với khí hậu đất đai phù hợp với nhiều loại cây lâm, nông nghiệp.
3.1.2.2. Đất đai, thổ nhưỡng
Trên địa bàn xã có 8 nhóm đất trong đó có 4 nhóm đất chính: - Đất xám mùn trên núi có chiếm 28,57%.
- Đất Feralit phát triển trên đá biến chất chiếm 25,98%. - Đất Feralit phát triển trên phù sa cổ chiếm 22,15%. - Đất phù sa Gley phát triển trên phù sa cổ chiếm 23,44%.
Như vậy, đất trên địa bàn vùng nghiên cứu nói chung là phù hợp với các loại cây trồng nông, lâm nghiệp, cây công nghiệp lâu năm đ c biệt là cây Chè, xã có một số cây chè cổ thụ được đem triển lãm tại vestivan chè năm 2011.
3.1.3. Khí hậu, thủy văn
Xã Minh Tiến nằm trong huyện Đại Từ có nền chung của khí hậu vùng núi miền Bắc Việt Nam, đ c trưng cơ bản của nền khí hậu này, có mùa đông lạnh hanh khô, ít mưa và mùa hạ nóng ẩm, mưa nhiều. Như vậy xã Minh Tiến có khí hậu nhiệt đới ẩm, gió mùa và chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Các đ c trưng chính của khí hậu:
- Chế độ nhiệt: Nhiệt độ không khí bình quân năm là 21,60 C. Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất là 13,5 0 C, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối 30
C (vào tháng 2). Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất là 27,30
C, nhiệt độ cao nhất tuyệt đối 42,60
C vào tháng 7. Số giờ nắng trung bình năm là 1.460 giờ, năm cao nhất là 1.770 giờ, năm thấp nhất là 1.370 giờ. Đây là nguồn năng lượng dồi dào thúc đẩy quá trình quang hợp mạnh mẽ, góp phần làm tăng năng suất cây trồng trong nông - lâm nghiệp.
- Chế độ ẩm:
+ Lượng mưa trung bình năm là 1750 mm, cao nhất là 2.450 mm, thấp nhất là 1.250 mm. Lượng mưa phân bố không đều, từ tháng 4 đến tháng 9 lượng mưa chiếm tới 83% tổng lượng mưa cả năm, ngày mưa lớn nhất có thể đạt tới 300 mm. Từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, lượng mưa thấp chiếm 17% lượng mưa cả năm. Các tháng có lượng mưa từ 10 - 20 mm là tháng 12, tháng 1 và tháng 2. Lượng mưa tập trung vào mùa mưa tuy thuận lợi cho công tác trồng rừng và cho cây trồng sinh trưởng tốt nhưng có thể gây ra lũ lụt cục bộ làm ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống nhân dân trong vùng.
+ Lượng bốc hơi bình quân năm là 885 mm, bằng 50,6% lượng mưa trung bình năm. Lượng bốc hơi lớn thường xảy ra vào các tháng 12, tháng 1 gây nên tình trạng khô hạn nghiêm trọng ảnh hưởng đến cây trồng vụ đông xuân.
+ Độ ẩm không khí trung bình năm là 81,5%, giữa các tháng trong năm biến thiên từ 75 - 86%. Độ ẩm không khí thấp nhất trong năm vào tháng 4 và tháng 5. Các tháng mùa khô m c dù ít mưa nhưng có sương mù nên độ ẩm không khí khá cao.