4.2. Đặc điểm các lâm phần trồng cây bản địa dƣới tán tại khu vực nghiên cứu
4.2.1. Đặc điểm tầng cây cao
Tầng cây cao có vai trị quan trọng trong việc thiết lập cũng nhƣ chi phối tiểu hồn cảnh rừng. Nó ảnh hƣởng đến sinh trƣởng và phát triển lớp cây bụi thảm tƣơi cũng nhƣ các loài cây trồng dƣới tán. Do vậy có thể nói, nghiên cứu đánh giá hiện trạng tầng cây cao ở các trạng thái rừng, có trồng xen các loài cây bản địa là cơng việc rất quan trọng và có ý nghĩa, nghiên cứu góp phần đánh giá ảnh hƣởng của nó đến sinh trƣởng và phát triển của các loài trồng dƣới tán.
Kết quả điều tra cấu trúc tầng cây cao trên các OTC đƣợc tổng hợp ở bảng sau:
Bảng 4.3: Một số đặc điểm tầng cây cao khu vực nghiên cứu
(số liệu trung bình từ 3 OTC/trạng thái)
Trạng thái hiện tại Mật độ (cây/ha)
D1.3 (cm) Hvn (m) Dt (m)
Độ tàn che
X S% X S% X S%
Keo tai tƣợng 20 tuổi 550 20,8 25,8 13,5 20,2 3,6 35,6 0,4 - 0,5
Keo tai tƣợng xen Thông nhựa 20 tuổi
Keo TT:
300 19,6 29,3 13,8 18,9 3,5 36,1
0,5 - 0,6 Thông
nhựa: 300 16,9 25,1 12,2 15,6 3,2 26,8
Thông nhựa 26 tuổi 700 22,1 26,7 14,2 16,5 3,4 25,9 0,6 - 0,7
Kết quả đều tra cho thấy: từ mật độ ban đầu là 2000 cây/ha (keo tai tƣợng), 3.300 cây (thông nhựa) và 1000 keo + 1000 thông. Sau 20 năm, nhiều cây Keo tai tƣợng đã thành thục tự nhiên có hiện tƣợng bị rỗng ruột, già cỗi đổ gãy nhiều. Mật độ hiện tại tầng cây cao rừng Keo tai tƣợng từ 500 - 600 cây/ha, trung bình 550 cây/ha; rừng thơng xen keo trung bình là 600 cây/ha; rừng Thơng nhựa sau 26 năm mật độ cịn lại là 600 - 800 cây/ha, trung bình 700 cây/ha.
Độ tàn che bình quân của 3 trạng thái rừng nhƣ sau: Keo tai tƣợng dao động từ 0,4 đến 0,5; thông xen keo từ 0,5 đến 0,60 và Thơng thuần lồi từ 0,6 đến 0,7; Trảng cỏ cây bụi có độ che phủ tới 80 - 90%. Độ tàn che phụ thuộc nhiều mật độ tầng cây cao tƣơng ứng. Theo kết quả điều tra, mật độ hiện tại của các lâm phần đã bị giảm nhiều so với ban đầu, một phần do cây bị gãy đỗ, một phần do tác động của ngƣời dân sống gần khu vực vào rừng khai thác ỗ làm củi. Tuy nhiên, với các lâm phần thực hiện mơ hình cải tạo bằng trồng cây bản địa, chắc chắn độ tàn che này sẽ đƣợc cải thiện để đáp ứng yêu cầu phịng hộ, bảo vệ mơi trƣờng của chúng khi cây bản địa tham gia vào tầng tán.
Đƣờng kính thân 1,3m trung bình rừng Thơng nhựa lớn nhất là 22,1cm, hệ số biến động là 26,7%; Keo tai tƣợng là 20,8 cm và 25,8%. Keo tai tƣợng trồng xen thông là 19,6 cm & 29,3%; thông xen keo là 16,9 cm & 25,1%.
Chiều cao vút ngọn rừng Keo tai tƣợng trung bình là 13,5 m, lớn nhất 16,5 m, hệ số biến động trung bình là 20,2%. Tƣơng tự ở rừng Thơng nhựa có giá trị trung bình là 14,2 m, hệ số biến động là 16,5%. Ở rừng thơng xen keo, thơng có chiều cao nhỏ hơn (12,2m), hệ số biến động nhỏ hơn (15,6%) trong khi đó keo là 13,8m và 18,9%.
Đƣờng kính tán ở rừng Thơng nhựa trung bình là 3,4 m; dao động từ 3,2 - 4,5 m, tán vẫn còn khá cân đối hệ số biến động trung bình 25,9 %. Với Keo tai tƣợng trung bình là 3,6 m, dao động từ 2,8 - 4,5 m, nhƣng nhiều cây có tán bị lệch tán, gãy cành và hệ số biến động trung bình là 35,6 %. Với rừng thơng xen keo là sự kết hợp của 2 loài cây, hệ số biến động từ 26,8 - 36,1%.
Một điều đáng quan tâm ở đây là việc chặt tỉa thƣa sau khi trồng từ 2 - 3 năm chƣa đƣợc thực hiện vì đã có nhiều lí do đƣợc đƣa ra là thiếu kinh phí, ảnh hƣởng tới cơng tác quản lí bảo vệ rừng...Tuy nhiên, trong q trình chăm sóc đơn vị cũng đã tỉa cành của cây cao, một phần bị gãy đổ, một phần bị chặt trộm, một phần do cây chết... nên hiện tại mật độ, tàn che khơng đồng đều. Có thể đây cũng là một lí do ảnh hƣởng đến sinh trƣởng của cây bản địa trồng dƣới tán.
Hình 4.2: Hiện trạng rừng Keo tai tƣợng 20 tuổi
Hình 4.3: Hiện trạng rừng Thông nhựa 26 tuổi
4.2.2. Đặc điểm lớp cây bụi thảm tươi, vật rơi rụng
Kết quả điều tra đƣợc tổng hợp ở bảng 4.4:
Bảng 4.4: Đặc điểm lớp cây bụi, thảm tƣơi và vật rơi rụng
(Số liệu trung bình của 3OTC/trạng thái)
Trạng thái Loài cây bụi thảm tƣơi chủ yếu
Chiều cao trung bình (m) Độ che phủ (%) Khối lƣợng vật rơi rụng (tấn/ha)
Keo tai tƣợng Ràng ràng, lấu, dƣơng
xỉ, ba gạc, 0,7 70 7,45
Keo TT xen Thông nhựa
Lấu, dƣơng xỉ, ba gạc
0,5 50 4,57
Thông nhựa Ràng ràng, sim, mua,
dƣơng xỉ 0,5 45 3,24
Trảng cỏ CB Mua, ba gạc, lấu 1,0 90 2,85
Với lâm phần Keo tai tƣợng, chiều cao trung bình của cây bụi thảm tƣơi dƣới tán rừng là 0,7 m, dao động từ 0,6 m đến 1,1m, độ che phủ 70% và giữa các OTC có sự khác nhau. Ở rừng keo xen thơng giá trị này là 0,5 m, độ che phủ 50% và dƣới tán rừng Thông lớp cây bụi thảm tƣơi có chiều cao trung bình là 0,5m và 45 %. Thành phần các lồi cây bụi thảm tƣơi gần giống nhau là ràng ràng, dƣơng xỉ, ba gạc, lấu...nhƣng có sự khác nhau về số lƣợng của mỗi loài theo từng trạng thái rừng. Với trạng thái trạng cỏ cây bụi thành phần chủ yếu là Mua bà, ba gạc có chiều cao trung bình 1,0m, độ che phủ tới 90%, cá biệt tới 100% do có nhiều cỏ vừng.
Thảm mục và vật rơi rụng tƣơi xác định tại các lâm phần có sự khác nhau khá rõ và phụ thuộc vào thành phần loài cây cao. Cao nhất là rừng Keo tại tƣợng với khối lƣợng trung bình là 7,45 tấn/ha, tiếp đến rừng thông xen keo là 4,57 tấn/ha, rừng thông là 3,24 tấn/ha, thấp nhất ở trảng cỏ cây bụi là 2,85 tấn/ha.
Hình 4.4: Hiện trạng CBTT &VRR dƣới rừng Thơng nhựa 26 tuổi
Hình 4.5: Hiện trạng trảng cỏ cây bụi
4.2.3. Một số đặc điểm đất trong lâm phần trồng cây bản địa dưới tán
Đất rừng là một trong những nhân tố sinh thái ảnh hƣởng trực tiếp đến sinh trƣởng, phát triển cây rừng và rừng, ảnh hƣởng đến thành phần cấu trúc của quần xã thực vật rừng. Mặt khác đất lại chịu sự tác động của thành phần thực vật trên mặt đất. Hay nói khác là, thảm thực vật có khả năng làm thay đổi các tính chất vật lí, hóa học của đất.
4.2.3.1. Đặc điểm tính chất vật lí đất
Tính chất vật lí của đất rừng bao gồm nhiều nhân tố. Trong phạm vi đề tài này đã nghiên cứu một số đặc điểm tính chất vật lí đất nhƣ: Tỷ trọng, dung trọng, độ xốp, độ ẩm, thành phần cơ giới. Đây là nhƣng nhân tố quan trọng có ảnh hƣởng trực tiếp đến sinnh trƣởng, phát triển và có mối liên hệ chặt chẽ với cây rừng, quyết định tới sự sinh trƣởng và phát triển của cây rừng. Kết quả nghiên cứu về tính chất vật lí đất ở các lâm phần trồng cây bản địa đƣợc tổng hợp ở bảng dƣới đây:
Bảng 4.5: Một số tính chất lí học đất dƣới tán rừng ở khu vực nghiên cứu (Số liệu trung bình 3 phẫu diện/trạng thái)
Trạng thái Độ sâu (cm) TPCG đất Độ ẩm (%) Dung trọng (g/cm3) Tỷ trọng (g/cm3) Độ xốp (%) Keo tai tƣợng 0 - 40 Thịt TB 20,40 1,25 2,55 51,70 Keo TT xen Thông nhựa 0 - 40 Thịt TB 18,63 1,37 2,70 49,20 Thông nhựa 0 - 40 Thịt TB 15,23 1,47 2,72 46,10 TCCB 0 - 40 Thịt TB 21,20 1,24 2,62 52,70 (Số liệu phân tích 2016) * Tỷ trọng: là tỷ số trọng lƣợng (g) của một đơn vị thể tích đất khơ
(cm3) các hạt sít vào nhau so với trọng lƣợng nƣớc của cùng thể tích ở +40
c. Đất có tỷ trọng càng bé càng giàu chất hữu cơ.
Kết quả ở bảng cho thấy các trạng thái khác nhau có tỷ trọng khác nhau: nhỏ nhất là đất dƣới rừng Keo tai tƣợng là 2,55 g/cm3, tiếp đến là TCCB là 2,62 g/cm3, rừng thông xen keo là 2,7 g/cm3, lớn nhất là đất dƣới rừng thông nhựa là 2,72 g/cm3
.
* Dung trọng: Dung trọng đất là trọng lƣợng của một đơn vị thể tích đất khô kiệt đƣợc lấy ở trạng thái tự nhiên. Dung trọng dùng để xác định độ xốp của đất. Đất có dung trọng càng bé tỷ lệ mùn càng cao, độ xốp càng lớn. Kết quả phân tích cho thấy dung trọng đất dƣới các trạng thái nghiên cứu dao động từ 1,24 - 1,47 g/cm3, trong đó nhỏ nhất là đất ở TCCB là 1,24 g/cm3
, tiếp là 1,25 g/cm3
(đất rừng Keo tai tƣợng), bằng 1,37 g/cm3 ở rừng keo xen thông và ở dƣới rừng Thông nhựa là 1,47 g/cm3.
* Độ xốp của đất: Độ xốp có liên quan đến tỷ trọng và dung trọng nên
ở 4 lâm phần nghiên cứu có độ xốp khác nhau: Cao nhất là 52,7% dƣới TCCB, rừng Keo tai tƣợng là 51,7%, tiếp đến là 49,2% dƣới rừng Keo xen Thông và thấp nhất là đất rừng thông nhựa bằng 46,1%. Căn cứ bảng phân
loại của S.Vastapop đất dƣới rừng keo và TCCB có độ xốp ở dạng trung bình và 2 lâm phần cịn lại đều ở dạng độ xốp kém. So với kết quả phân tích năm 2011 độ xốp cả 4 trạng thái đều ở dạng xốp kém. Chứng tỏ có cây trồng ở đây đều có khả năng cải tạo đất nhƣng rất khác nhau.
* Độ ẩm đất: Độ ẩm đất có vai trò quan trọng đối với cây trồng. Độ ẩm
quyết định đến sinh trƣởng, phát triển và sản lƣợng của cây trồng (Hội Khoa học đất, 2000). Cây trồng có độ ẩm thích hợp nhất, cho năng suất cao nhất khi độ ẩm trong đất có hàm lƣợng đật 70 -80% so với sức chứa ẩm cực đại (Hội khoa học đất, 2004). Đối với cây rừng chƣa xác định đƣợc cụ thể độ ẩm thích hợp cho lồi cây nhƣng thƣờng xuyên phải đối mặt với việc trồng rừng trên đất trống đồi núi trọc hoặc đất bị thoái hóa. Kết quả đo độ ẩm đất 3 lần vào các tháng 6, tháng 7, tháng 8 bằng máy đo độ ẩm cầm tay ở độ sâu 0 - 20cm. Kết quả trung bình ở bảng trên cho thấy đất trảng cỏ cây bụi độ ẩm cao nhất là 21,2%, tiếp đến là rừng keo bằng 20,4%, rừng thông xen keo là 18,63% và thấp nhất là đất rừng Thông nhựa bằng 15,23%.
4.2.3.2. Đặc điểm tính chất hóa học đất
Kết quả nghiên cứu tính chất hóa học đất đƣợc tổng hợp ở bảng sau:
Bảng 4.6: Một số tính chất hóa học của đất tại khu vực
(Số liệu trung bình từ 3 mẫu đơn lẻ/trạng thái)
Trạng thái Độ sâu (cm) Mùn (%) NH4+ (mg/100g) K2O (mg/100g) P2O5 (mg/100g) pHKCl Keo tai tƣợng 0 - 40 2,73 1,38 6,59 2,27 4,67 Keo + Thông 0 - 40 1,86 1,19 3,37 1,34 4,55 Thông nhựa 0 - 40 1,60 1,17 3,20 1,26 4,50 Trảng cỏ cây bụi 0 - 40 2,65 1,36 3,51 1,41 4,57 (Số liệu phân tích 2016)
* Hàm lượng mùn: Hàm lƣợng mùn là một chỉ tiêu quan trọng đánh giá
độ phì đất và đƣợc sử dụng trong phân hạng đất. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lƣợng mùn dƣới tán rừng Thông nhựa dao động từ 1,4 - 1,8%, trung bình là 1,6% và là số bé nhất trong 4 trang thái nghiên cứu. Tiếp đó là đất dƣới rừng thơng xen keo trung bình là 1,86%, dao động từ 1,5 - 2,19%. Đất dƣới TCCB trung bình là 2,65%, doa động từ 2,57- 2,7%. Đất dƣới rừng Keo tai tƣợng lớn nhất là 2,73%, dao động từ 2,46 - 2,92%. Theo tiêu chuẩn đánh giá hàm lƣợng mùn của Hội khoa học đất (2000), đất dƣới rừng Thông nhựa và rừng keo xen thông thuộc loại nghèo mùn vì hàm lƣợng mùn đều nhỏ hơn 2%. Đất dƣới rừng Keo tai tƣợng và TCCB nằm trong khoảng 2 - 3% nên thuộc dạng đất có lƣợng mùn ở mức trung bình.
Kết quả nghiên cứu này chứng tỏ cây trồng trên đất có tác dụng cải tạo đất vì hàm lƣợng mùn đều tăng hơn so với trƣớc khi trồng rừng bổ sung.
* Hàm lƣợng các chất dễ tiêu:
- Hàm lƣợng NH4+: NH4+ thƣờng có mặt trong dung dịch đất với số lƣợng ít. Đất càng ẩm, số lƣợng cation hóa trị 1 nhƣ NH4+
càng tăng. Mặc dù vậy, NH4+
là một dạng ion có tầm quan trọng lớn, thực vật rất dễ sử dụng. Từ bảng kết quả trên cho thấy hàm lƣợng NH4+
trong đất dƣới rừng Keo tai tƣợng thuần lồi có giá trị cao nhất bằng 1,38 mg/100g, dao động từ 1,32 - 1,45 mg/100g; tiếp theo là đất dƣới TCCB là 1,36 mg/100g, dao động từ 1,34 - 1,38 mg/100g, sau đó là đất dƣới rừng thông xen keo với NH4+
bằng 1,19 mg/100g, dao động từ 1,17 - 1,21 mg/100g. Thấp nhất là đất dƣới rừng Thơng nhựa có lƣợng NH4+
dao động từ 1,16 - 1,19 mg/100g và trung bình là 1,17 mg/100g.
Căn cứ theo tiêu chuẩn với phƣơng pháp phân tích của Kononoaa Tiurin tất cả đất ở 4 khu vực xây dựng mơ hình trồng cây bản địa đều nhỏ thua 2,5 mg/100g và thuộc loại đất rất nghèo đạm.
- Hàm lượng P2O5: Kết quả nghiên cứu cho thấy, đất dƣới tán rừng Thơng nhựa có hàm lƣợng P2O5 thấp nhất, dao động từ 1,23 - 1,3 mg/100g,
trung bình là 1,26 mg/100g; lớn hơn là đất dƣới rừng Thơng xen Keo, trung bình là 1,34 mg/100g, dao động từ 1,32 - 1,37 mg/100g, tiếp theo là đất dƣới TCCB, dao động từ 1,34-1,45 mg/100g và trung bình là 1,41mg/100g. Cao nhất là đất dƣới rừng Keo tai tƣợng có số trung bình là 2,27 mg/100g, dao động tù 2,15- 2,35 mg/100g.
Theo phƣơng pháp phân tích P2O5 của Kirsanop, đất dƣới rừng Keo tai tƣợng có hàm lƣợng P2O5, nằm trong khoảng từ 1,5 - 3 mg/100g nên đất có lƣợng lân ở dạng nghèo; ba trạng thái cịn lại đều nhỏ thua 1,5 mg/100g, nên ở loại đất rất nghèo lân. Vì hàm lƣợng P2O5 phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hóa học của đất và đá mẹ nên hàm lƣợng P2O5 ở các loại đất dƣới các
lâm phần khác nhau.
- Hàm lƣợng K2O: Kết quả phân tích cho thấy , hàm lƣợng K2O có sự biến động trong phạm vi nhỏ ở mỗi loại hình trạng thái nghiên cứu. Dƣới rừng Keo tai tƣợng hàm lƣợng K2O biến đổi từ 6,5 - 6,72 mg/100g, trung bình là 6,59 mg/100g. Dƣới TCCB hàm lƣợng K2O biến động từ 3,24 - 3,7 mg/100g, trung bình là 3,51 mg/100g. Tiếp đến là đất dƣới rừng Thông xen Keo với hàm lƣợng K2O trung bình là 3,37 mg/100 g, dao động từ 3,31 - 3,45 mg/100g. Hàm lƣợng K2O thấp nhất trong đất dƣới rừng Thông nhựa là 3,20mg/100g và biến động từ 3,12 - 3,25 mg/100g.
Theo phƣơng pháp phân tích K2O của Kirsanop đất dƣới rừng Keo tai tƣợng có hàm lƣợng K2O ở mức trung bình. Ba trạng thái cịn lại đều có số trung bình về K2O nhỏ hơn 4mg/100g nên đất thuộc dạng nghèo kali.
4.2.4. Đặc điểm khí hậu
* Nhiệt độ trung bình
Tổng hợp kết quả theo dõi về khí hậu trung bình các tháng trong 3 năm liên tục 2013, 2014, 2015 của trạm khí tƣợng thủy văn Sóc Sơn cho thấy:
Tổng nhiệt độ hàng năm từ 8500 - 8600 0c, nhiệt độ trung bình năm là 23,5 0c, Nhiệt độ trung bình thấp nhất là 16,10c, cao nhất là 270c. Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối là 39,50c, thấp nhất tuyệt đối là 5,50
c. Tổng số giờ nắng là 1.671 giờ, trung bình một ngày có 4-5 giờ nắng. Với nền bức xạ ln dƣơng, cùng số giờ chiếu sáng khá lớn là điều kiện thuận lợi cho nhiều loài cây trồng sinh trƣởng và phát triển.
Biên độ nhiệt dao động trong ngày trung bình 7- 90c, trong thời kỳ khô hanh đầu mùa biên độ nhiệt vào khoảng 8 - 90c. Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm đƣợc thể hiện ở bảng dƣới đây: