phục hồi rừng sau chỏỵ Tuy vậy, cỏc biện phỏp ỏp
dụng trờn phạm vi chỏy khỏc nhau sẽ cú tỏc động khỏc nhau, chỳng chịu sự chi phối khụng những về mức đầu tư kinh tế, thể chế, mà cũn chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi điều kiện, mụi trường tự nhiờn, cấp độ chỏy cũng như thành phần loài cõy trong hệ sinh thỏi rừng trước và sau khi chỏỵ Ở CHDCND Lào cũn thiếu cơ sở khoa học ỏp dụng cỏc biện phỏp kỹ thuật lõm sinh tỏc động phự hợp, mang lại hiệu quả cao trong phục hồi hệ sinh thỏi rừng sau chỏy nàỵ Với kết quả thực nghiệm, đó khỏi quỏt và phõn tớch, đỏnh giỏ ảnh hưởng của hai biện phỏp kỹ thuật lõm sinh tỏc động đến quỏ trỡnh tỏi sinh, phục hồi rừng sau chỏy tại khu rừng phũng hộ Nam Ngưm, Xiờng Khoảng, nước CHDCND Lào nhằm mục đớch xỏc định biện phỏp tỏc động nào phự hợp, đỏp ứng, hiệu quả nhất đến quỏ trỡnh tỏi sinh, phục hồi rừng sau chỏy tại khu vực nghiờn cứụ
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU
2.1. Địa điểm khu vực nghiờn cứu
Khu vực nghiờn cứu là khu rừng bị chỏy vào thỏng 11 năm 2016, với diện tớch chỏy khoảng 230 ha tại Khu rừng phũng hộ Nam Ngưm, tỉnh Xiờng Khoảng, nước CHDCND Làọ Rừng trước khi bị chỏy và khu vực đối chứng (rừng khụng bị chỏy tiếp giỏp) là kiểu rừng hỗn giao cõy lỏ kim với cõy lỏ rộng thường xanh (Department of Forestry, Ministry of Agriculture và Forestry of Laos, 2018, phõn loại kiểu rừng theo thành phần loài cõy), khu vực bị chỏy cú tọa độ địa lý: (19006’–19055’N; 102039’–103011’E), cỏch 173 km về phớa Đơng Thủ đơ Viờng Chăn (Hỡnh 1).
Hỡnh 1. Sơ đồ bố trớ cỏc ơ tiờu chuẩn trờn cỏc đối tượng tại khu vực nghiờn cứu
Khu vực chỏy cú đặc trưng địa hỡnh đồi nỳi, với độ cao từ 1.000 m – 1.100 m so với mực nước biển. Khớ hậu nhiệt đới với 2 mựa rừ rệt, mựa mưa từ thỏng 5 đến thỏng 10, mựa khụ từ thỏng 11 đến thỏng 4 năm saụ Số liệu khớ tượng thủy văn tại Trạm Khớ tượng Thủy văn tỉnh Xiờng Khoảng, nước CHDCND Lào được thu thập trong 10 năm (từ 2010 đến 2020), cho thấy: lượng mưa trung bỡnh hàng năm 1.467,96 ± 137,63 mm; nhiệt độ bỡnh quõn hàng năm 20,40 ± 0,160C; độ ẩm khơng khớ bỡnh qn năm 71 ± 0,63%. Sự hỡnh thành lớp cấu tạo địa chất gồm đất mựn kết von đỏ ong vàng đỏ, với độ pH từ 3 đến 5 (Trạm Khớ tượng Thủy văn tỉnh Xiờng Khoảng, nước CHDCND Lào, 2020). Trước khi chỏy và khu vực khụng bị chỏy lõn cận (đối chứng) với kiểu rừng tự nhiờn chớnh là rừng hỗn giao cõy lỏ kim với cõy lỏ rộng nửa rụng lỏ, gồm những loài cõy thuộc họ Thụng (Pinaceae), họ Dầu (Dipterocarparceae), họ Dẻ (Fagaceae), họ Nguyệt quế (Lauraceae)… Họ thơng bao gồm 2 lồi chủ yếu là lồi Thơng 3 lỏ (Pinus kesiya) và Thụng nhựa (Pinus merkusii Jungh). Loài cõy lỏ rộng gồm những lồi chớnh như: Vối thuốc (Schima wallichii Choisỵ), Dầu trà beng (Dipterocarpus obtusifolius Teysm. ex Miq), (Sovu et al., 2010; Nguyen Van Tu và Latdavanh, 2019).
2.2. Đỏnh giỏ, phõn cấp cấp độ chỏy
Hồ sơ, tài liệu, bản đồ hiện trạng vựng chỏy năm 2016 tại khu vực nghiờn cứu được thu thập tại Chi cục Lõm nghiệp, Sở Nụng Lõm tỉnh Xiờng Khoảng và Ban quản lý Khu rừng phũng hộ Nam Ngưm, nước CHDCND Làọ Dựa vào bản đồ hiện trạng khu vực chỏy, tiến hành lập 35 ụ tiờu chuẩn (OTC) ngẫu nhiờn với diện tớch OTC bằng 2.000 m2 (≈ 3% diện tớch chỏy) trải đều trờn toàn khu vực chỏy để đỏnh giỏ và phõn loại cấp độ chỏy bằng phương phỏp của Key và Benson đề xuất năm 2003 (Key và Benson, 2003). Theo phương phỏp này, cấp độ chỏy được chia thành 4 cấp gồm: (1) Khụng bị chỏy: Tỷ lệ cõy bị chết, chỏy hỗn hợp (CBI) = 0%; (2) Chỏy thấp: CBI ≤ 20%; (3) Chỏy trung bỡnh: 20% < CBI ≤ 80%; (4) Chỏy cao: CBI > 80%. Từ kết quả tớnh tốn tỷ lệ cõy bị chết, cõy bị chỏy toàn thõn trờn 35 OTC, kết hợp phương phỏp trớch xuất chỉ số viễn thỏm NBR (tỷ số đốt chỏy chuẩn húa) trờn ảnh vệ tinh Landsat 8 MT tại thời điểm sau chỏy (thỏng 01 năm 2017) để thiết lập phương trỡnh tương quan với chỉ số CBI được phõn cấp tại thực địa, từ đú nội suy và khoanh vựng diện tớch từng cấp độ chỏy để lập cỏc OTC nghiờn cứu
Nụng nghiệp và phỏt triển nụng thụn - KỲ 2 - THáNG 5/2021
134
đỏnh giỏ biện phỏp tỏc động và khụng tỏc động theo cấp độ chỏy khỏc nhaụ
2.3. Lập ụ tiờu chuẩn nghiờn cứu
Trờn diện tớch cấp độ chỏy trung bỡnh, bố trớ 1 ha để thực nghiệm biện phỏp khai thỏc tận dụng: tiến hành chặt hạ và vận xuất toàn bộ số cõy bị chết chỏy, cành, nhỏnh rơi rụng. Khai thỏc và vận xuất được thực hiện bằng thủ cụng, hạn chế tối thiểu tỏc động bất lợi đến số cõy sống sau chỏy và lượng hạt rơi rụng. Thời gian khai thỏc tận dụng: thỏng 2 năm 2017, sau chỏy 4 thỏng.
Trờn diện tớch cấp độ chỏy cao, lập 1 ha để tiến hành gieo sạ trực tiếp 2 loại hạt cõy bản địa, gồm: Thụng nhựa và Vối thuốc. Phương thức gieo sạ: gieo vói đều trờn bề mặt, tỷ lệ 2 loại hạt được trộn đều và gieo với số lượng 10 đến 15 hạt/1 m2, thời gian gieo vào đầu mựa mưa, thỏng 4 năm 2017 (sau chỏy 6 thỏng).
Tiến hành lập 18 OTC nghiờn cứu điển hỡnh, bỏn cố định (điển hỡnh theo biện phỏp tỏc động, cấp độ chỏy khụng tỏc động và cố định trong 4 năm). Cỏc OTC bố trớ trờn khu thực hiện biện phỏp và cỏc cấp độ chỏy tương đối đồng nhất về độ dốc, hướng phơi và thành phần loài cõy trước khi bị chỏỵ Số lượng OTC được bố trớ trờn cỏc biện phỏp tỏc động và khụng tỏc động sau chỏy được thống kờ trong bảng 1.
Bảng 1. Số lượng OTC bố trớ trờn cỏc biện phỏp tỏc động và cấp độ chỏy khụng tỏc động TT Biện phỏp tỏc động Số lượng OTC Mó hiệu OTC 1 Khai thỏc tận dụng 3 OTCKttd 1, 2, 3 2 Gieo sạ 3 OTCGs 4, 5, 6 3 Đối chứng (khụng chỏy) 3 OTCĐc 7, 8,9 4 Chỏy thấp 3 OTCCt 10, 11, 12 5 Chỏy trung bỡnh 3 OTCCtb 13, 14,15 6 Chỏy cao 3 OTCCc 16, 17, 18
Tổng số 18
Diện tớch OTC 2.000 m2 (40 x 50 m). Cỏc OTC được lập trong cựng thời điểm năm 2017. Trong OTC lập ra 5 ơ dạng bản (ODB) cú diện tớch bằng 25 m2, 4 ODB đặt tại 4 gúc vng và 1 ODB đặt tại chớnh tõm của OTC. ODB được lập để thu thập số liệu nghiờn cứu về lớp cõy tỏi sinh tự nhiờn và theo cỏc biện phỏp tỏc động.
Gắn số hiệu cõy tỏi sinh cú trong ODB để phục vụ nghiờn cứu trong 4 năm liờn tục. Cõy tỏi sinh trong ODB được chia ra làm 4 giải theo hướng từ Bắc - Nam (diện tớch 1 giải bằng 1/4 diện tớch ODB = 1,25 x 5 m), chạy theo chiều dài OTC. Số hiệu cõy được gắn theo số thứ tự từ 1 đến n - 1 cho mỗi ODB. Số đầu tiờn được gắn tại cõy phõn bố đầu tại gúc Đơng - Tõy, số hiệu cõy được gắn liờn tiếp cựng hướng về một mặt chiếu trực tiếp, hướng chớnh Nam. Bằng cỏch gắn số hiệu cõy như vậy, quỏ trỡnh điều tra lại vào những năm 2018, 2019, 2020 và 2021 được thuận lợi, khơng sai lệch số liệu cõy và vị trớ OTC, OBD rất dễ nhận diện ra cho cỏc năm đo tiếp saụ Gắn số hiệu cõy được thực hiện bằng dõy tại vị trớ chiều cao 1,4 m (ngang tầm nhỡn) đối với cõy tỏi sinh cú D1,3 ≤ 6 cm, tại cổ rễ cõy đối với cõy tỏi sinh hay cắm xuống đất đối với cõy mạ. Số hiệu cõy được dập, in chỡm trờn bản nhụm để khụng bị phai, mờ, mất số hiệu trong suốt quỏ trỡnh nghiờn cứu (5 năm).
Thu thập số liệu nghiờn cứu: Năm 2017: (i) Trong ODB tất cả cõy đó gắn số hiệu được định danh tờn loài cõy theo tờn phổ thụng Lào, Việt Nam và tờn khoa học. Những lồi khơng thể định danh được tờn tại hiện trường, tiến hành lấy tiờu bản, chụp ảnh. Tiờu bản của những loài đú được giỏm định, định danh tại Phũng Tiờu bản Thực vật - Viện Khoa học Cơng nghệ Lào, cú đối chiếu, so sỏnh với mẫu tiờu bản tại Trường Đại học Lõm nghiệp (ii). Tiến hành đo đếm tồn bộ số cõy đó được gắn số: Cõy tỏi sinh gồm: cõy mạ, cú chiều cao ≥ 5 cm đến cõy cú đường kớnh D1,3 < 6 cm. Cỏc chỉ tiờu đo và đỏnh giỏ, gồm: (1) Chiều cao vỳt ngọn (Hvn, m); (2) Đường kớnh gốc (D00,cm); (3) Phẩm chất. Đo đường kớnh gốc cõy D00 bằng thước kẹp kớnh, chiều cao (Hvn) được đo bằng mỏy đo cao laser và thước một nếu cõy tỏi sinh cú chiều cao thấp. Xỏc định phẩm chất cho từng cõy tỏi sinh điều tra theo 3 cấp: Tốt (A); trung bỡnh (B), xấu (C). Năm 2018; 2019; 2020 và 2021 tiến hành đo lại toàn bộ số cõy đó được gắn nhón hiệu, phương phỏp và vị trớ đo đỳng như năm 2017. Số cõy phỏt sinh mới theo năm điều tra được tiếp tục gắn nhón hiệu theo trỡnh tự số kế tiếp và tiến hành định danh tờn loàị Kết quả điều tra được ghi theo mẫu biểu điều tra lõm học truyền thống cho từng năm điều tra (năm 2017, 2018, 2019, 2020 và 2021).
2.4. Xử lý số liệu
Nông nghiệp và phỏt triển nụng thụn - KỲ 2 - THáNG 5/2021 135
- Xỏc định tổ thành loài cõy tỏi sinh theo số lượng cõy tỏi sinh của từng loài với hệ số tổ thành ki theo cụng thức:
Trong đú: Ni là số cỏ thể mỗi loài; là tổng số cỏ thể
- Mức độ phong phỳ loài R:
Trong đú: n là số cỏ thể của tất cả cỏc lồi; s là số lồi trong quần xó.
Kiểm định Mann - Whiney: Giả thuyết đặt ra H0 - khơng cú sự khỏc nhau về mật độ, số lượng loài giữa hai biện phỏp với cấp độ chỏy rừng; H1 -cú sự khỏc nhau về mật độ, số lượng loài giữa hai biện phỏp với cấp độ chỏy rừng. Sử dụng phần mềm SPSS để tớnh giỏ trị |z| và P - value với mức ý nghĩa thống kờ 0,05. Với giỏ trị |z| và Sig. tớnh tốn được so sỏnh với giỏ trị tra bảng phõn bố chuẩn cho thấy, nếu |z| >1,96 và giỏ trị Sig. < 0,05 sẽ cú cơ sở để bỏc bỏ giả thuyết H0 và đồng nghĩa với chấp nhận đối thuyết H1 hay núi cỏch khỏc mật độ, số lượng loài giữa hai biện phỏp với cấp độ chỏy rừng cú sự sai khỏc (với mức ý nghĩa bằng 0,05).
3. KẾT QUẢ NGHIấN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Mật độ và biến động mật độ cõy tỏi sinh
Hỡnh 2. So sỏnh mật độ và biến động mật độ cõy tỏi sinh trờn cỏc biện phỏp tỏc động và khụng tỏc động
sau chỏy
Kết quả đỏnh giỏ mật độ, đặc điểm và biến động mật độ lớp cõy tỏi sinh trờn 2 biện phỏp kỹ thuật lõm sinh tỏc động ở rừng sau chỏy so với mật độ và biến động cõy tỏi sinh khu đối chứng (tỏi sinh tự nhiờn
sau chỏy trờn cỏc cấp độ khụng tỏc động) theo thời gian được thể hiện trờn hỡnh 2.
Kết quả trờn hỡnh 2 cho thấy: biện phỏp kỹ thuật lõm sinh tỏc động sau chỏy cú ảnh hưởng tớch cực, làm tăng mật độ cõy tỏi sinh sau chỏy rừ rệt. Ngay sau khi tỏc động biện phỏp kỹ thuật lõm sinh, tại năm 2017, mật độ cõy tỏi sinh được ghi nhận trờn 2 biện phỏp là bằng 0 (Nts= 0). Vào thời điểm điều tra năm 2021, mật độ cõy tỏi sinh trờn 2 biện phỏp tỏc động và cỏc cấp độ chỏy khụng tỏc động tương ứng đạt: (1) Khai thỏc tận dụng: 1.982 cõy/ha; (2) Gieo sạ: 2.196 cõy/ha; (3) Khụng chỏy: 1.553 cõy/ha; (4) Chỏy thấp: 833 cõy/ha; (5) Chỏy trung bỡnh: 954 cõy/ha; (6) Chỏy cao: 1.175 cõy/hạ Mức độ biến động về mật độ theo thời gian được thể hiện như sau:
(i). Biện phỏp gieo sạ hạt trờn cấp độ chỏy cao: mật độ cõy tỏi sinh tại thời điểm gieo sạ năm 2017 là bằng khụng (toàn bộ cõy tỏi sinh, cõy bụi, cõy tầng thấp bị chỏy hoàn toàn). Trải qua 2 năm gieo sạ (năm 2019), mật độ cõy tỏi sinh tăng mạnh, đạt 2.189 cõy/ha, cao hơn cả khu đối chứng (khụng bị chỏy). Tuy nhiờn, tại thời điểm năm 2020 và 2021, mật độ cõy tỏi sinh đó ổn định hơn so với 2 năm đầu gieo sạ. (ii). Biện phỏp khai thỏc tận dụng trờn cấp độ chỏy trung bỡnh, trong năm đầu khai thỏc tận dụng, do bị tỏc động mạnh trong quỏ trỡnh khai thỏc, vận xuất nờn số lượng cõy tỏi sinh tại năm 2017 hầu như khơng cú. Đến năm 2018, cõy tỏi sinh đó xuất hiện và số lượng cõy tỏi sinh bắt đầu tăng mạnh vào năm 2019. Tại thời điểm năm 2019, mật độ bỡnh quõn đạt 1.974 cõy/ha, số lượng cõy tỏi sinh cao hơn so với khu đối chứng. Tuy vậy, vào năm 2021, số lượng cõy tỏi sinh tăng thờm nhưng tăng khụng đỏng kể và tương đối ổn định, đạt 1.982 cõy/hạ
So sỏnh mật độ tỏi sinh khi ỏp dụng 2 biện phỏp kỹ thuật lõm sinh tỏc động với mật độ cõy tỏi sinh tự nhiờn trờn cỏc cấp độ chỏy cựng cấp (chỏy trung bỡnh và chỏy cao) và khu đối chứng (hỡnh 2) cho thấy: mật độ cõy tỏi sinh của 2 biện phỏp tỏc động cú sự sai khỏc rất rừ rệt so với mật độ cõy tỏi sinh tự nhiờn trờn cựng cấp độ chỏy khụng tỏc động biện phỏp. Kết quả kiểm tra về mật độ cõy tỏi sinh cho từng cặp biện phỏp tỏc động với từng cấp độ chỏy khụng tỏc động cho thấy: |z| >1,96 và giỏ trị Sig. < 0,05 (|z| Gs - đc; |z| Gs – ct; |z| Gs – ctb; |z| Gs – cc; (|z| Kttd - đc; |z| Kttd – ct; |z| Kttd– ctb; |z| Kttd – cc và |z| Kttd – Gs) vàđều cú giỏ trị nhỏ hơn Sig. tra bảng (Sig. ≤ 0,05). Do vậy, cú thể núi rằng, mật độ cõy tỏi sinh bằng 2 biện phỏp tỏc
Nụng nghiệp và phỏt triển nụng thụn - KỲ 2 - THáNG 5/2021
136
động sau chỏy so với cựng cấp độ chỏy khụng tỏc động và cấp chỏy thấp cựng như đối chứng cú sự sai khỏc nhau rừ rệt. Kết quả nghiờn cứu của một số tỏc giả khỏc trờn thế giới cũng ghi nhận tương tự kết quả của nghiờn cứu này, cỏc tỏc giả đều nhận định số lượng cõy tỏi sinh tăng và tăng mạnh từ năm thứ 2 đến năm thứ 3 sau chỏy khi được ỏp dụng biện phỏp kỹ thuật lõm sinh tỏc động (Sovu et al., 2010).
3.2. Số lượng và mức độ phong phỳ loài cõy tỏi sinh
Số lượng và mức độ phong phỳ thành phần loài cõy tỏi sinh tương ứng 2 biện phỏp kỹ thuật tỏc động và trờn cấp độ chỏy khụng thực hiện biện phỏp tỏc động cũng như biến động số lượng loài theo thời gian sau chỏy được thể hiện trờn hỡnh 3.
Hỡnh 3. So sỏnh số lượng và mức độ phong phỳ loài cõy tỏi sinh trờn cỏc biện phỏp tỏc động với cỏc cấp độ chỏy khụng tỏc động biện phỏp
Kết quả trờn hỡnh 3 cho thấy, số lượng và mức độ phong phỳ loài cõy tỏi sinh giữa 2 biện phỏp tỏc động so với 2 cấp độ chỏy cựng cấp độ khụng tỏc động, cấp độ chỏy thấp và khu đối chứng là cú sự khỏc nhaụ Năm 2021, ở biện phỏp khai thỏc tận dụng đó ghi nhận được 21 lồi cõy tỏi sinh và 19 loài ở biện phỏp gieo sạ. Tuy vậy, hai biện phỏp tỏc động núi chung, số lượng, mức độ phong phỳ lồi cịn ở mức độ thấp hơn so với cựng cấp độ chỏy trung bỡnh và chỏy cao khụng tỏc động biện phỏp cũng như khu đối chứng. Cú thể núi rằng, ỏp dụng biện phỏp kỹ thuật lõm sinh đó làm giảm số lượng và mức độ phong phỳ loài trong những năm đầu sau chỏy so với khu khụng ỏp dụng biện phỏp cựng cấp độ chỏỵ
Biến động số lượng loài cõy tỏi sinh. Số lượng loài tăng dần theo số năm sau chỏy, tuy nhiờn trờn 2 biện phỏp tỏc động, sau 3 đến 4 năm, số lượng loài cõy tỏi sinh ổn định hơn so với cỏc cấp độ chỏy khỏc khụng tỏc động biện phỏp kỹ thuật lõm sinh. Kết quả