Chương 1 : TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.5. Nghiên cứu về thảm thực vật, hệ thực vật ở tỉnh Thái Nguyên và KVNC
Ở Thái Nguyên những công trình nghiên cứu về thảm thực vật và hệ thực vật còn rất ít. Vào cuối năm 1970, Sở Nông lâm Thái Nguyên đã nghiên cứu một số mô hình rừng trồng nhằm phủ xanh đất trống đồi trọc tại xã Hóa Thượng, huyện Đồng Hỷ. Một số mô hình đưa vào nghiên cứu như Lim xanh, Dẻ đỏ, Kháo vàng… Tại huyện Đại Từ có mô hình Bạch đàn hay Bạch đàn - Keo. Hầu hết các mô hình đều có hiệu quả kinh tế tốt đối với người dân. Năm 1986 -1987 Vụ Khoa học kỹ thuật- Bộ Lâm nghiệp tiến hành nghiên cứu mô hình nông lâm kết hợp, trong đó một số mô hình ở xã Hóa Thượng, huyện Đồng Hỷ có kết quả tốt như mô hình cây màu xen cây công nghiệp (chè) hoặc cây màu trồng xen cây ăn quả như mít, dứa…(Theo Lê Ngọc Công, 1998 [15]). Năm 1994, Lê Ngọc Công, Hoàng Chung đã tiến hành nghiên cứu thành phần loài, thành phần dạng sống của quần hệ savan cây bụi trên vùng đồi trung du Thái Nguyên, đưa ra một số loại hình khoanh nuôi phục hồi và một số mô hình rừng trồng như trồng Keo, Bạch Đàn [14]…
Đặng Kim Vui (2002) [57] nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy để làm cơ sở đề xuất giải pháp khoanh nuôi, làm giàu rừng ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên đã kết luận: Giai đoạn phục hồi 1-2 tuổi, thành phần loài thực vật là 72 loài thuộc 36 họ, trong đó có họ Hòa thảo có số lượng lớn nhất là 10 loài, tiếp đến là họ Thầu dầu (6 loài)…; Giai đoạn 3-5 tuổi có 65 loài thuộc 34 họ; Giai đoạn 5-10 tuổi có 56 loài thuộc 36 họ; Giai đoạn 11-15 tuổi có 57 loài thuộc 31 họ.
Năm 2004, Lê Ngọc Công và cộng sự đã thống kê các loài thực vật bậc cao có mạch của tỉnh Thái Nguyên là 160 họ, 468 chi, 654 loài chủ yếu là lá cây rộng thường xanh, trong đó có rất nhiều cây gỗ quý hiếm như Lim, De, Trai, Nghiến...Đồng thời các tác giả đã phân chia thảm thực vật của tỉnh thành 4 lớp quần hệ: rừng rậm; rừng thưa; trảng cây bụi và trảng cỏ. Ở đây, những trạng thái thứ sinh bao gồm: trảng cỏ; trảng cây bụi và rừng thưa được hình thành do tác động của con người như: khai thác gỗ, củi, chặt đốt rừng làm nương rẫy...[16]
Nguyễn Văn Tường, 2011 [48] khi nghiên cứu thảm thực vật thứ sinh ở xã Kỳ Phú, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên đã xác định 3 trạng thái TTV điển hình là rừng thứ sinh, thảm cây bụi và thảm cỏ.
Nguyễn Thị Thoa (2014) [45] nghiên cứu đa dạng thực vật thân gỗ trên núi đá vôi ở khu BTTN Thần Sa – Phượng Hoàng ( huyện Võ Nhai). Ngoài ra còn một số luận văn khác…
Tóm lại, các công trình nghiên cứu về thảm thực vật, hệ thực vật ở Thái Nguyên còn ít và tập trung ở các vùng nhiều rừng. Ở xã Văn Lăng chưa có tác giả nào nghiên cứu về thảm thực vật, vì vậy, chúng tôi chọn Văn Lăng là KVNC thực hiện đề tài luận văn cao học của mình.
Chương 2
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các trạng thái thảm thực vật thứ sinh bao gồm: Rừng thứ sinh (RTS) hình thành do khai thác; Thảm cây bụi (TCB) hình thành do khai thác; Thảm cỏ (TCO) hình thành do khai thác và chăn thả; Rừng trồng Keo tai tượng 6 tuổi (RKE).
2.2. Nội dung nghiên cứu
2.2.1. Xác định các trạng thái thảm thực vật tự nhiên tại khu vực nghiên cứu 2.2.2. Nghiên cứu một số đặc điểm của các trạng thái thảm thực vật thứ sinh 2.2.2. Nghiên cứu một số đặc điểm của các trạng thái thảm thực vật thứ sinh trong khu vực nghiên cứu
- Sự phân bố các taxon trong các trạng thái TTV nghiên cứu - Đặc điểm thành phần loài của các trạng thái TTV nghiên cứu - Đặc điểm thành phần dạng sống của các trạng thái TTV nghiên cứu - Đặc điểm cấu trúc hình thái các kiểu TTV
- Đặc điểm về tái sinh tự nhiên của các loài cây gỗ + Cấu trúc tổ thành, mật độ cây gỗ tái sinh
+ Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao
+ Phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang + Nguồn gốc, chất lượng cây tái sinh
- Nhận xét về đặc điểm tái sinh tự nhiên của các loài cây gỗ trong các trạng thái TTV
2.2.3. Đề xuất một số giải pháp áp dụng cho các trạng thái TTV nghiên cứu
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp tuyến điều tra và ô tiêu chuẩn
Áp dụng các phương pháp của Nguyễn Nghĩa Thìn (2008) [44], Hoàng Chung (2008) [12].
Tuyến điều tra (TĐT): Trước hết là xác định địa điểm nghiên cứu, căn cứ vào bản đồ của khu vực lập các TĐT, TĐT đầu tiên có hướng vuông góc với
đường đồng mức, các tuyến sau song song với tuyến đầu. Chiều rộng quan sát của TĐT là 4m. Khoảng cách giữa các tuyến từ 50-100m tùy vào địa hình cụ thể của từng quần xã. Dọc theo tuyến điều tra bố trí các ô tiêu chuẩn và ô dạng bản để thu thập số liệu.
10m
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí ODB trong OTC ở rừng thứ sinh và rừng trồng Keo
Ô tiêu chuẩn (OTC): để thu thập số liệu thảm thực vật, chúng tôi áp dụng OTC với diện tích cho từng đối tượng nghiên cứu như sau:
+ Đối với rừng thứ sinh và rừng trồng Keo tai tượng: Trên các TĐT đặt các OTC, mỗi quần xã lập 5 OTC có diện tích 100m2 (10x10m), trong mỗi OTC lập 9 ô dạng bản (ODB), mỗi ô có diện tích 4m2 (2x2m) được bố trí ở 4 góc, ở trung tâm OTC và trên đường chéo để thu thập số liệu. Tổng diện tích các ODB phải đạt ít nhất bằng 1/3 diện tích OTC.
+ Đối với thảm cây bụi: lập 5 OTC, mỗi ô có diện tích 16m2 (4x4m). + Đối với thảm cỏ: lập 5 OTC, mỗi ô có diện tích 1m2 (1x1m).
Ngoài ra dọc hai bên tuyến điều tra cũng đặt thêm các OTC phụ để thu thập số liệu bổ sung. Trong các OTC, chúng tôi tiến hành xác định tên các loài (tên Việt Nam, tên khoa học), dạng sống và đo chiều cao vút ngọn của các loài cây để xác định cấu trúc phân tầng của các trạng thái thảm thực vật). Những loài chưa biết tên thì thu thập mẫu về định loại trong phòng thí nghiệm).
Xác định ranh giới OTC và các ODB bằng cách sử dụng dây nilon có màu (đỏ hoặc vàng) theo phương pháp của Nguyễn Nghĩa Thìn (2008). [44]
10m m
2.3.2. Phương pháp thu thập số liệu
2.3.2.1. Thu thập số liệu theo TĐT
Trên TĐT, quan sát và ghi chép tất cả các thông tin về các loài đã gặp, kể cả các loài cây gỗ tái sinh như: tên địa phương (hoặc tên khoa học), thành phần dạng sống thực vật (theo Raunkiaer, 1934 [60]). Những loài chưa biết tên lấy mẫu về để định loại trong phòng thí nghiệm.
2.3.2.2. Thu thập số liệu theo OTC
Trong OTC, tiến hành thu thập mẫu trong các ô nhỏ (ODB), cách thu mẫu cũng giống như tuyến điều tra.
Đo chiều cao vút ngọn (Hvn): Các loài cây được đo chiều cao vút ngọn đo bằng thước Blumeleis, đo theo nguyên tắc lượng giác (trị số trung bình của 3 lần đo). Đối với cây có chiều cao từ 4m trở xuống đo trực tiếp bằng thước sào, có vạch đến 0,01m.
Độ che phủ của thảm thực vật: quan sát bằng mắt thường tính bằng tỷ lệ (%) diện tích đất bị thảm thực vật che phủ.
Mật độ cây được tính theo số cây/ha;
Đặc điểm tái sinh tự nhiên của các loài cây gỗ: + Số lượng, mâ ̣t đô ̣ cây gỗ tái sinh.
+ Phân bố cây gỗ tái sinh theo chiều cao.
+ Phân bố cây gỗ tái sinh theo mă ̣t phẳng nằm ngang. + Chất lượng loài cây gỗ tái sinh (tốt, trung bình, xấu).
+ Cây gỗ tái sinh là những cây có chiều cao trên 20cm, đường kính từ 6m trở xuống.
+ Xác đi ̣nh mật đô ̣: N = n/S x 10.000 Trong đó:
N: là mật độ cây tái sinh (cây/ha)
S: là diê ̣n tích ô da ̣ng bản điều tra cây tái sinh (m2) n: là số lươ ̣ng cây tái sinh điều tra
+ Xác định chất lượng cây gỗ tái sinh theo 3 tiêu chuẩn: (1) Cây tố t: Là cây không cụt ngo ̣n, sinh trưởng, phát triển tốt, không sâu bệnh, thân cây thẳng. (2) Cây xấu: Là cây bị cu ̣t ngọn, sinh trưởng và phát triển kém, bi ̣ sâu bê ̣nh. (3) Cây trung bình: Là các cây tái sinh còn lại.
+ Xác đi ̣nh nguồn gốc cây tái sinh: xem xét cây con tái sinh từ chồ i hay từ ha ̣t. Cây có nguồn gốc từ hạt là cây mới hình thành từ cây mầm được nẩy ra từ hạt giống, khác với cây có nguồn gốc từ chồi được nẩy ra từ gốc (rễ) cây mẹ đã chặt hay còn sống.
+ Xác định phân bố cây tái sinh trên bề mă ̣t đất rừng: Sử du ̣ng phương pháp đo khoảng cách từ mô ̣t điểm ngẫu nhiên đến 6 cây tái sinh gần nhất. Khi đó phân bố Poisson được sử du ̣ng tiêu chuẩn U của Clark và Evan để đánh giá, khi dung lươ ̣ng mẫu đủ lớn (n =36). U tính theo công thức:
(r. 0,5). n U 0,26136 Trong đó:
+ r: là giá trị trung bình khoảng cách gần nhất n lần quan sát. + λ: là mâ ̣t độ cây tái sinh trên đơn vi ̣ diê ̣n tích (cây/ m2). + n : là số lần quan sát.
Nếu U ≤ -1,96 % thì tổng thể cây tái sinh có phân bố cu ̣m. Nếu U ≥ 1,96 thì tổng thể cây tái sinh phân bố đều.
Nếu -1,96< U < 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố ngẫu nhiên. + Nghiên cứu cây tái sinh theo cấp chiều cao (n/Hvn) theo 7 cấp sau: Cấp I: < 0,50 m; Cấp II: Từ 0,50 - 1,00m; Cấp III: Từ 1,00 - 1,50m; Cấp IV: Từ 1,50 - 2,00m; Cấp V: Từ 2,00 - 2,50m; Cấp VI: Từ 2,50 - 3,00m; Cấp VII: Trên 3,00m;
Độ nhiều (độ dày rậm của thảm tươi) được xác định theo phương pháp của Drude, 1913 (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1998 [56]).
Bả ng 2.1. Kí hiê ̣u đô ̣ nhiều (đô ̣ dày râ ̣m) thảm tươi theo Drude
Kí kiệu Tình hình thực bì
Soc Thực vâ ̣t gần như khép kín có đô ̣ phủ trên 90% diê ̣n tích Cop 3 Thực vật gặp rất nhiều có độ phủ là 90 - 70 % diê ̣n tích Cop 2 Thực vâ ̣t gă ̣p nhiều có đô ̣ phủ 70 - 50% diê ̣n tích
Cop 1 Thực vâ ̣t có khá nhiều có đô ̣ phủ 50 - 30% diê ̣n tích
Sp Thực vật mo ̣c rải rác phân tán có đô ̣ phủ 30 - 10% diê ̣n tích Sol Thực vâ ̣t gă ̣p ít có đô ̣ phủ < 10% diê ̣n tích
Un Một vài cây cá biệt
2.3.3. Phương pháp phân tích mẫu thực vật
- Xác định tên khoa học, tên địa phương của các loài thực vật theo các tài liệu: Danh lục các loài thực vật Việt Nam của Nguyễn Tiến Bân (chủ biên) và cộng sự (2003; 2005) [6]; Cây cỏ Việt Nam của Phạm Hoàng Hộ (2003) [20]; Tên cây rừng Việt Nam (2000) của Bộ Nông nghiệp và PTNT [7].
- Xác định dạng sống thực vật theo Raunkiaer (1934) ( Theo Hoàng Chung (2008) [12].
Theo cách phân loại này, dạng sống gồm các kiểu chính sau:
1. Cây chồi trên mặt đất (Phanerophytes - Ph): chồi tạo thành ở những cây này phải nằm trên độ cao (từ 25cm trở lên), thuộc nhóm này là những cây gỗ, cây bụi.
2. Cây chồi sát đất (Chamaetophytes - Ch): chồi hình thành ở độ cao dưới 25cm so với mặt đất. Thuộc nhóm này có cây bụi nhỏ, cây nửa bụi, những cây dạng gối, rêu sống trên mặt đất.
3. Cây chồi nửa ẩn (Hemicryptophytes - He): chồi được tạo thành nằm sát mặt đất, thuộc nhóm này gồm nhiều cây thảo sống lâu năm.
4. Cây chồi ẩn (Crytophytes - Cr): chồi được hình thành nằm dưới đất, thuộc nhóm thực vật địa sinh (cây thân hành, thân củ, thân rễ) hoặc cây mọc từ đáy ao hồ, chồi hình thành sát mặt đất.
5. Cây một năm/một vụ (Therophytes - Th): trong mùa bất lợi nó tồn tại ở dạng hạt, thuộc nhóm cây một năm.
2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu
Các số liệu được xử lý theo phương pháp thống kê sinh học, sử dụng phần mềm Microsoft Excel để xử lý và mô hình hóa số liệu.
Chương 3
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU 3.1. Điều kiện tự nhiên
3.1.1. Vị trí địa lí, ranh giới
Huyện Đồng Hỷ là huyện miền núi nằm ở phía Đông Bắc của Tỉnh Thái Nguyên. Phía Bắc giáp huyện Võ Nhai, phía Tây giáp huyện Phú Lương, phía Đông giáp tỉnh Bắc Giang, phía Nam giáp thành phố Thái Nguyên và huyện Phú Bình. Toàn huyện có 18 xã, thị trấn, gồm: Văn Lăng, Hóa Thượng, Huống Thượng, Nam Hòa, Tân Lợi, Cây Thị, Hợp Tiến, Khe Mo, Văn Hán, Hóa Trung, Quang Sơn, Tân Long, Hòa Bình, Minh Lập, Linh Sơn, Chùa Hang (huyện lỵ), Trại Cau, Sông Cầu, mật độ dân số 244 người/km2.
Khu vực nghiên cứu đề tài là xã Văn Lăng, với diện tích khoảng 61 km², xã có giới hạn địa lý từ 21°47′46″ vĩ độ Bắc đến 105°49′56″ kinh độ Đông, cách trung tâm thành phố Thái Nguyên khoảng 40km, cách trung tâm huyện Đồng Hỷ khoảng 20km. Phía bắc và Tây bắc giáp với xã Quảng Chu (huyện Chợ Mới tỉnh Bắc Kạn), phía Đông bắc và phía Đông giáp với xã Thần Sa thuộc huyện Võ Nhai, phía Đông nam giáp với xã Tân Long, phía Nam giáp với xã Hòa Bình, phía Tây và Tây nam giáp với hai xã Yên Lạc và Phú Đô của huyện Phú Lương.
Đây là xã vùng sâu, vùng xa nhất của huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên.
3.1.2. Địa hình
Huyện Đồng Hỷ là một trong những khu vực sát thành phố với đồi núi muôn trùng xen kẽ thung lũng thì xã Văn Lăng là một trong những xã vùng sâu vùng xa địa hình hiểm trở nhất trong huyện. Nơi đây mang những đặc trưng của trung du vùng núi phía Bắc, thuận lợi cho canh tác nông lâm nghiệp. Đi vào sâu hơn trong xã thì núi rừng bao phủ nhiều hơn, dân cư thưa thớt, đường đá sỏi đi lại khó khăn. Vị trí cao nhất của xã Văn Lăng là Bản Tèn ở độ cao 1.200m so với mực nước biển, nơi này được mệnh danh là xa nhất, cao nhất, khó khăn nhất tỉnh Thái Nguyên.
3.1.3. Khí hậu - Thủy văn
3.1.3.1. Khí hậu
Xã Văn Lăng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, so với những nơi khác của tỉnh Thái Nguyên, xã có khí hậu ấm áp hơn. Mùa đông chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc nên lạnh, mùa hè chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Nam nên độ ẩm cao. Nhiệt độ trung bình vào khoảng 230C. Hằng năm lượng mưa trung bình khoảng 2000mm, cao nhất vào tháng 7, tháng 8. Thời gian mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Nhìn chung khí hậu xã Văn Lăng thuận lợi cho việc phát triển ngành nông, lâm nghiệp...
3.1.3.2. Thủy văn
Thái Nguyên có sông Cầu là con sông chính, gần như chia tỉnh thành hai nửa bằng nhau theo chiều Bắc và Nam. Sông bắt đầu chảy vào Thái Nguyên từ Xã Văn Lăng, huyện Đồng Hỷ. Hệ thống cầu treo qua sông được người dân Văn Lăng xây dựng từ rất lâu dài gần 100m. Ngoài hệ thống sông cầu, xã Văn Lăng còn có nhiều sông suối nhỏ. Suối Nà Sa là một trong hai con suối lớn của Huyện Đồng Hỷ bắt nguồn từ Võ Nhai chảy qua xã Văn Lăng đổ ra sông Cầu. Do địa hình xã có độ dốc lớn, tốc độ dòng chảy khá mạnh, nên gặp nhiều bất lợi trong vận chuyển thủy của một số nhánh suối lớn. Gần đây, xã Văn Lăng còn được biết đến bởi suối Tiên, có dòng thác Bạc dội từ độ cao chừng 20m, trải rộng khoảng 3-4m, nơi đây thu hút khá nhiều khách du lịch ghé thăm.
3.1.4. Tài nguyên
3.1.4.1. Tài nguyên đất
Theo quy hoạch đất tại xã Văn Lăng thì xã có đất nông nghiệp với 5137.51ha bao gồm đất sản xuất nông nghiệp và đất lâm nghiệp; đất phi nông nghiệp và đất chưa sử dụng. Số liệu cụ thể được thể hiện qua bảng sau:
Bảng 3.1. Hiện trạng sử dụng đất ở xã Văn Lăng
TT Các loại đất Diện tích (ha) Tỷ lệ (%)
Tổng diện tích đất tự nhiên 6100 100,0
1 Đất sản xuất nông nghiệp 542.80 8,9%
2 Đất lâm nghiệp 4594.71 75,32%
3 Đất phi nông nghiệp 470,5 7,7%
4 Đất chưa sử dụng 491,99 8,1%
(Nguồn xã Văn Lăng, 2006) 3.1.4.2. Tài nguyên rừng
Diện tích đất lâm nghiệp của xã Văn Lăng là 4594.71 ha, chiếm tỷ lệ