Nghiên cứu khả năng tái sinh của một số quần xã thực vật sau nương rãy, nhằm phục hồi rừng ở địa phương hiện nay.
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu
Là các trạng thái thảm thực vật phục hồi trên đất sau nương rãy và sau khai thác trắng ở 2 xã An Bá và Hữu Sản huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang.
Trạng thái rừng đại diện cho rừng cây gỗ trước khi canh tác nương rãy ở khu vực nghiên cứu.
Đề tài kế thừa các tài liệu cơ bản của khu vực nghiên cứu như: Bản đồ hiện trạng rừng, số liệu điều tra tài nguyên rừng, điều kiện cơ bản của khu vực nghiên cứu của các cơ quan chuyên ngành xây dựng và công bố.
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Đặc điểm của thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu.
23.2. Đặc điểm thành phần loài cây gỗ tái sinh tự nhiên sau nương rãy tại vùng nghiên cứu và một số tính chất lý hoá của đất rừng sau nương rãy vùng nghiên cứu và một số tính chất lý hoá của đất rừng sau nương rãy thoái hoá trung bình vùng nghiên cứu.
2.3.3. Đặc điểm cấu trúc rừng tái sinh tự nhiên trên đất sau nương rãy và khai thác trắng:
Thành phần loài lớp cây gỗ tái sinh.
Số lượng và mật độ loài cây gỗ tái sinh.
Phân bố loài cây gỗ tái sinh theo cấp chiều cao.
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Phân bố loài cây gỗ tái sinh trên mặt phẳng nằm ngang.
Chất lượng loài cây gỗ tái sinh.
Một số tính chất lý hoá của đất rừng sau nương rãy thoái hoá trung bình vùng nghiên cứu.
2.3.4. Đề xuất một số giải pháp thúc đẩy nhanh quá trình phục hồi rừng trên đất rừng sau nương rãy tại vùng nghiên cứu: trên đất rừng sau nương rãy tại vùng nghiên cứu:
Giải pháp khoanh nuôi phục hồi rừng.
Giải pháp bảo vệ, quản lý rừng.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp nghiên cứu thảm thực vật
2.4.1.1. Phân chia quá trình tái sinh tự nhiên theo thời gian phục hồi
Chọn đối tượng nghiên cứu theo các thời gian bỏ hóa kế tiếp nhau. Mỗi khoảng thời gian phục hồi, các thảm thực vật tái sinh có các đặc trưng về tổ thành loài cây, mật độ, độ che phủ và chất lượng cây tái sinh khác nhau.
Đối tượng nghiên cứu là rừng cây gỗ tái sinh tự nhiên trên đất thoái hóa trung bình, quá trình phục hồi của thảm thực vật rừng được chọn theo thời gian bỏ hóa:
- Thời gian bỏ hóa 1-3 năm - Thời gian bỏ hóa 4-6 năm - Thời gian bỏ hóa 7-9 năm - Thời gian bỏ hóa 10-12 năm
Thời gian bỏ hóa được xác định qua điều tra phỏng vấn trực tiếp các chủ hộ trước đây đã canh tác trên mảnh nương đó nay đã bỏ hóa, kết hợp với phỏng vấn các trưởng thôn, các cán bộ lâm trường, các cán bộ kiểm lâm qua đó để hiểu rõ lịch sử canh tác nương rãy.
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Trong nghiên cứu điều tra và nghiên cứu tá sinh rừng một trong những phương pháp được các tác giả áp dụng là điều tra theo tuyến và ô tiêu chuẩn (OTC)
Điều tra sơ bộ theo tuyến (Điều tra trên diện rộng):
Lập các tuyến đi song song cắt ngang qua môi trường nghiên cứu. Cự li giữa các tuyến100m, bề rộng tuyến 2m. Chia các tuyến điều tra thành các phân đoạn dài 40m (mỗi phân đoạn là một ô dạng bản).
Một số chỉ tiêu nghiên cứu thảm thực vật trong các OTC và ô dạng bản:
Độ che phủ (Coverage) của thảm thực vật.
Cấu trúc không gian của thảm thực vật theo chiều thẳng đứng (sự phân tầng của thảm thực vật).
Xác định kiểu phân bố của cây gỗ trên mặt đất bằng phương pháp
Trắc nghiệm sinh học(Biometry).
Thành phần, tần số (Frequency), độ phong phú (Abundance) của các loài, thành phần các kiểu dạng sống (life form) của cây gỗ.
Chúng tôi tiến hành lập một số tuyến điều tra đi qua các điểm nghiên cứu, lấy mẫu trên tuyến đi, cứ 100m là một ô tiêu chuẩn diện tích 400m2.
Địa điểm nghiên cứu: tại xã An Bá và xã Hữu Sản, huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang.
Điều tra chi tiết theo ô tiêu chuẩn(Quadrat):
Tại mỗi địa điểm nghiên cứu, căn cứ vào điều kiện thực tế và mục đích nghiên cứu, chúng tôi đã đặt ngẫu nhiên 10 OTC có diện tích 400m2
(20x20m) để điều tra rừng cây gỗ phục hồi sau nương rãy và OTC có diện tích 16m2 (4x4m) để điều tra tái sinh đối với cây bụi, cây thân thảo như sơ đồ hình 2.1:
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
20m
Ô dạng bản (S=16m2)
20m
Ô tiêu chuẩn (S=400m2)
Hình 2.1: Cách bố trí các ô đạng bản trong các ô tiêu chuẩn
OTC được lập bằng địa bàn cầm tay và thước dây với sai số khép kín là 1/200.
Thu thập số liệu:
Trong mỗi OTC điều tra thu thập các số liệu sau:
- Khảo sát các yếu tố tự nhiên: độ cao tương đối, hướng phơi, độ dốc, lịch canh tác nương rãy, thời gian bỏ hóa.
- Đo đếm toàn bộ những cây có đường kính cách mặt đất 1,30m- D1.3
về các chỉ tiêu sau: Xác định tên cây, đo D1.3 bằng thước đo đường kính với độ chính xác 0,1cm. Đo chiều cao cây (Hvn) bằng thước dây hoặc thước sào với độ chính xác 0,1m.
- Đo khoảng cách cây tái sinh: ứng dụng phương pháp ô 6 cây của Thomasius, mỗi thời gian phục hồi rừng chọn 36 điểm ngẫu nhiên để đo khoảng cách từ 1 cây tái sinh ngẫu nhiên tới 6 cây tái sinh gần nhất.
4m
4m
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Đo đếm cây tái sinh trong ô dạng bản: xác định tên loài cây, đếm cây tái sinh có trong ô dạng bản thống kê theo loài, đo chiều cao vút ngọn (Hvn).
Các cây tái sinh được chia theo các tiêu chí khác nhau:
+ Theo cấp chiều cao: Cấp I (< 0,5m); Cấp II (0,6-1m); Cấp III (1,1- 1,5m); Cấp IV (1,6-2m); Cấp V (2,1-2,5m); Cấp VI (2,6- 3m); Cấp VII (> 3m).
+ Theo cấp phẩm chất:
Cây tốt (A): Là những cây có tán lá phát triển đều đặn, tròn, xanh biếc, thân tròn thẳng, không bị khuyết tật, không bị sâu bệnh.
Cây trung bình (B): Là những cây có tán lá bình thường, ít khuyết tật.
Cây xấu (C): Là nhưng cây có tán lá lệch, lá tập trung ở ngọn, sinh trưởng kém, khuyết tật nhiều và bị sâu bệnh.
+ Theo nguồn gốc tái sinh: chồi, hạt.
- Độ che phủ: xác định bằng mắt thường và ước tính tỉ lệ % diện tích mặt đất bị thảm cây gỗ che phủ. Độ tàn che tính theo chỉ số phần mười.
- Đánh giá độ nhiều của thảm tươi, cây bụi, xác định theo Drude được trình bày ở bảng 2.1 (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1970, [40]):
Bảng 2.1: Ký hiệu độ nhiều của thực bì theo Drude
(Theo Thái Văn Trừng, 1970)
Ký hiệu Đặc điểm thực bì
Soc Số cá thể của loài mọc thành thảm rộng khắp, trên 85% diện tích Cop 3 Số cá thể của loài rất nhiều, chiếm 65-85% diện tích
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Cop 1 Số cá thể của loài tương đối nhiều, chiếm 25-45% diện tích
Sp Số cá thể của loài mọc rải rác phân tán, chiếm dưới 25% diện tích Sol Một vài cây cá biệt, chiếm dưới 5% diện tích
Gr Chỉ có một cây duy nhất
2.4.2. Phương pháp nghiên cứu đất
2.4.2.1. Ngoài thực địa:
Trong các OTC bố trí các phẫu diện. Các phẫu diện được phân bố đều trên OTC với các độ sâu khác nhau (0- 10cm; 11-30cm; 31- 50cm ). Hình 2.2:
Hình 2.2: Cách bố trí các phẫu diện đất trong các ô nghiên cứu
2.4.2.2. Trong phòng thí nghiệm
Độ ẩm (W%): (sấy khô đất ở 1050 trong 12h, cân lại đến khi trọng lượng không đổi)
Độ pH (pHH2O, pHKCl): pH-mét Các chất tổng số:
- Mùn: phương pháp Tiurin
- Đạm tổng số: phương pháp Kjeldahl
- Lân tổng số: phương pháp so màu
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Các chất dễ tiêu:
- Lân dễ tiêu: phương pháp Oniani
- Kali dễ tiêu: phương pháp Quang kế ngọn lửa
CEC: Phương pháp Amoni-axetat
Các số liệu thu được trong quá trình tiến hành nghiên cứu trên thực địa, được phân làm các nhóm chỉ tiêu để đánh giá đặc tính lý hóa của đất. Trong mỗi chỉ tiêu về đặc điểm lí hóa, chúng tôi phân tích về:
- Giá trị cao nhất (Xmax) - Giá trị thấp nhất (Xmin)
- Khoảng biến thiên (Xmax- Xmin)
- Giá trị trung bình của từng tầng đất đối với các đặc điểm nghiên cứu ( Tầng 1: X 1 ; Tầng 2: X 2 ; Tầng 3: X 3)
- Giá trị trung bình trong toàn phẫu diện (0-30cm) đối với mỗi địa điểm nghiên cứu.
- Giá trị trung bình chung của tất cả các mẫu đem phân tích ở mỗi địa điểm nghiên cứu (X = ∑xi/n )
2.5. Phƣơng pháp phân tích và xử lý số liệu.
Việc chỉnh lý số liệu quan sát, lập các dãy phân bố thực nghiệm, biểu đồ thực nghiệm, tính toán các đặc trưng mẫu…được xử lý đồng bộ trên máy tính theo giáo trính Toán- Tin Sinh thái của TS. Lê Xuân Cảnh (1998) [3].
- Chỉ số đa dạng: Sử dụng các công thức tình chỉ số đa dạng của Shanon và Weiner.
- Chỉ số bình quân (E): Để tính sự đa dạng của quần xã sinh vật trong hệ sinh thái:
E = H/LogS (2.1)
Trong đó: E: là chỉ số bình quân có giá trị từ 0 đến 1
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
S: là tổng số loài của quần xã
- Xác định tổ thành loài cây: Tổ thành loài cây gỗ tái sinh được tính theo công thức:
IV% = (N% + F%) / 2 (2.2)
Trong đó: N% là tỉ lệ tổ thành và được tính theo công thức N% = 1 .100 i n i i n n = å (2.3)
F% là tần số xuất hiện loài được tính bằng % số ô có loài xuất hiện trong tổng số ô điều tra.
- Mật độ cây tái sinh: Được tính theo công thức N = n
S x 10.000 (2.4)
Trong đó: N: là mật đô cây/ha N: là tổng số lượng cây S: là diện tích ô điều tra.
- Phân bố cây tái sinh trên mặt đất: Để tìm hiểu quy luật phân bố cây tái sinh trên mặt đất sử dụng phương pháp đo ngẫu nhiên từ 1 điểm đến 6 cây tái sinh gần nhất, khi đó phân bố Poisson được sử dụng tiêu chuẩn U của Clack và Evan để đánh giá. U tính theo công thức:
U = ( .r l0, 26136- 0, 5). n (2.5)
Trong đó: r: là giá trị bình quân khoảng cách gần nhất của n lần quan sát r: là mật độ cây tái sinh trên ha
n: là số lần quan sát
Nếu U ≤ -1,96 thì có dạng phân bố cụm Nếu U ≥ 1,96 thì có dạng phân bố đều
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Phân bố cây theo cấp chiều cao (n/Hvn) và cấp đường kính (n/D1.3) đối với rừng cây gỗ: Sử dụng hàm Weibull và Mayer.
Sử dụng công thức Hopman để chia cấp cự li chiều cao và cấp đường kính:
K= 2 H h N - (2.6) ; K= 3 2 D d N - (2.7)
Trong đó: H: là chiều cao nhất h: là chiều thấp nhất D: là đường kính lớn nhất d: là đường kính nhỏ nhất
Ghép số liệu để nghiên cứu quy luật phân bố n/Hvn và n/D1.3 của từng thời gian. Để lập phân bố thực nghiệm chia chiều cao và đường kính thành các cấp, mỗi cấp là 0,5m đối với chiều cao và 0,5cm đối với đường kính. Dựa vào phân bố thực nghiệm n/Hvn nắn phân bố thực nghiệm bằng phân bố lí thuyết để mô phỏng quy luật cấu trúc tần số theo hàm Weibull theo quy trình của Lê Xuân Cảnh trong giáo trình toán – tin Sinh học dùng cho cao học.
Phân bố Weibull: f x( ) = b g. .X a- 1.e- a.x
Trong đó: β và γ là 2 tham số của hàm ( β đặc trưng cho độ lệch, γ đặc trưng cho độ nhọn).
Nếu: β = 1 thì phân bố có dạng giảm β = 3 thì phân bố có dạng đối xứng β > 3 thì phân bố có lệch phải β< 3 thì phân bố có dạng lệch trái
Tên loài được xác định theo Phạm Hoàng Hộ (2000), Cây cỏ Việt Nam, NXB TPHCM. Danh lục các loài thực vật Việt Nam tập II, NXB Nông nghiệp, 2003.
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 3
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI
KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Bắc Giang là một tỉnh thuộc vùng Đông Bắc Bắc Bộ, phía Đông giáp tỉnh Quảng Ninh, phía Bắc giáp tỉnh Lạng Sơn, phía Tây giáp tỉnh Thái Nguyên và huyện Sóc Sơn (Hà Nội) và phía Nam giáp tỉnh Bắc Ninh và tỉnh Hải Dương.
Tỉnh Bắc Giang có 10 đơn vị hành chính cấp huyện gồm: Thành phố Bắc Giang là trung tâm chính trị - kinh tế của tỉnh và 9 huyện: Sơn Động, Lục Ngạn, Lục Nam, Yên Thế, Lạng Giang, Yên Dũng, Việt Yên, Tân Yên và Hiệp Hoà. Tổng số đơn vị hành chính cấp xã là 230 xã, phường, thị trấn (Mới thành lập thêm: xã Tuấn Mậu và thị trấn Thanh Sơn (huyện Sơn Động), xã Đồng Tâm (huyện Yên Thế), thị trấn Tân Dân (huyện Yên Dũng), giải thể thị trấn Nông Trường (huyện Yên Thế).
3.1. Điều kiện tự nhiên
3.1.1. Vị trí địa lý
Tỉnh Bắc Giang thuộc vùng Đông Bắc Việt Nam, trong toạ độ địa lý: Từ 210 07’ đến 210 37’ vĩ độ Bắc ; Từ 1050 53’ đến 1070 02’ kinh độ Đông (kinh tuyến trục 1070 00’). Trung tâm của tỉnh là thành phố Bắc Giang nằm cách thủ đô Hà Nội 50 km. Phía Bắc và Đông Bắc tiếp giáp tỉnh Lạng Sơn, phía Tây và Tây Bắc giáp thành phố Hà Nội và tỉnh Thái Nguyên, phía Nam và Đông Nam giáp các tỉnh Bắc Ninh, Hải Dương và Quảng Ninh.
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Sơn Động là huyện vùng cao của tỉnh Bắc Giang, cách thành phố Bắc Giang 80 km về phía Đông Bắc, có tổng diện tích tự nhiên là 84664,49 ha với 21 xã và 2 thị trấn.
- Phía Bắc giáp tỉnh Lạng Sơn; - Phía Đông giáp tỉnh Quảng Ninh; - Phía Nam giáp tỉnh Quảng Ninh;
- Phía Tây giáp hai huyện Lục Nam và huyện Lục Ngạn.
Huyện có 21 xã và 2 thị trấn với nhiều thôn xóm và điểm dân cư nằm rải rác ở nhiều khu vực, huyện có 2 tuyến đường quốc lộ (gồm quốc lộ 279 và quốc lộ 31 ) và 2 tuyến tỉnh lộ (tỉnh lộ 291 và tỉnh lộ 293) chạy qua, tuy là huyện miền núi nhưng Sơn Động có điều kiện giao lưu kinh tế, văn hoá với các huyện trong tỉnh cũng như với các tỉnh lân cận, với Trung Quốc qua cửa khẩu tỉnh Quảng Ninh và Lạng Sơn.
3.1.2. Đặc điểm địa hình
Bắc Giang có địa hình trung du và là vùng chuyển tiếp giữa vùng núi phía bắc với châu thổ sông Hồng ở phía nam. Tuy phần lớn diện tích tự nhiên của tỉnh là núi đồi nhưng nhìn chung địa hình không bị chia cắt nhiều. Khu vực phía Bắc tỉnh là vùng rừng núi. Bắc Giang nằm kẹp giữa hai dãy núi hình cánh cung và cùng mở ra như nan quạt, rộng ở hướng Đông Bắc, chụm ở phía Tây Nam (tại vùng trung tâm tỉnh), là cánh cung Đông Triều và cánh cung Bắc Sơn, phần giữa phía Đông tỉnh có địa hình đồi núi thấp là thung lũng giữa hai dãy núi này. Phía Đông và Đông Nam tỉnh là cánh cung Đông Triều với ngọn núi Yên Tử nổi tiếng, cao trung bình 300-900 m so với mặt biển, trong đó đỉnh cao nhất là 1.068 m; phía Tây Bắc là dãy núi cánh cung Bắc Sơn ăn
Số hóa bởi Trung tâm Học Liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn