NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Nội dung nghiên cứu
3.1.1. Đặc điểm và thực trạng canh tác nương rẫy
- Đặc điểm canh tác nương rẫy.
- Phân bố diện tích canh tác nương rẫy.
3.1.2. Đặc điểm và tính chất đất sau CTNR theo thời gian phục hồi
- Đặc điểm và tính chất đất.
- Ảnh hưởng của độ dốc và thời gian bỏ hóa đến tính chất đất.
3.1.3. Cấu trúc quần xã thực vật rừng theo thời gian phục hồi
- Đặc điểm, cấu trúc tầng cây cao - Đặc điểm, cấu trúc cây tái sinh
- Đặc điểm, thành phần loài cây bụi, thảm tươi - Một số đề xuất ứng dụng kết quả nghiên cứu.
3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
3.2.1. Quan điểm và phương pháp luận
3.2.1.1. Quan điểm nghiên cứu
Phục hồi rừng (PHR) sau nương rẫy là phục hồi lại HST rừng trên đất rừng đã trải qua q trình canh tác nương rẫy nhưng chưa làm thối hóa đất, đất vẫn cịn tính chất đất rừng và được đánh giá qua những giai đoạn và thời gian bỏ hóa khác nhau.
Để đánh giá tiềm năng PHR nói chung và PHR sau nương rẫy nói riêng cần phải có sự đánh giá tổng thể q trình phục hồi của một HST rừng, thông qua: (1) phục hồi về thảm thực vật rừng: Bao gồm phục hồi cây gỗ, cây tái sinh, cây bụi - thảm tươi, (2) phục hồi về độ phì của đất: Bao gồm phục hồi về tính chất vật lí, hóa học, sinh học đất. (3) phục hồi về tiểu khí hậu rừng: Nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm khơng khí. (4) phục hồi về đa dạng sinh học: Đa dạng về động vật rừng, côn trùng, chim, thú…
Ở luận án này, (3) và (4) là giới hạn chưa nghiên cứu được.
3.2.1.2. Phương pháp luận
Với quan điểm là phục hồi HST rừng nên phương pháp luận nghiên cứu của luận án là luôn xem xét đặt những tiềm năng PHR trong mối quan hệ biện chứng, gắn bó và phụ thuộc lẫn nhau của các tiềm năng sinh thái học để đánh giá. Việc tách những tiềm năng riêng rẽ trong nghiên cứu này chỉ mang tính chất tương đối nhằm đánh giá vai trị chủ đạo của tiềm năng đó. Bởi muốn phục hồi HSR rừng thì phục hồi thảm thực vật rừng là diều kiện tiên quyết, quyết định tốc độ, xu hướng phục hồi của các thành phần khác của HST đó.
3.2.2. Cách tiếp cận
Cách tiếp cận của luận án là sử dụng số liệu thực nghiệm được điều tra trên hệ thống các ô tiêu chuẩn (OTC) tạm thời có điều kiện sinh thái và thời gian bỏ hóa khác nhau để phát hiện và phân tích các mối liên hệ giữa các chỉ tiêu, phản ánh đặc điểm cấu trúc với những nhân tố có ảnh hưởng chủ yếu.
3.2.3. Phương pháp nghiên cứu
3.2.3.1. Phương pháp nghiên cứu chung
a. Phương pháp kế thừa tài liệu
Luận án kế thừa các tài liệu đã được cơng bố của các cơng trình nghiên cứu khoa học, các văn bản mang tính pháp lý, những tài liệu điều tra cơ bản của các cơ quan có thẩm quyền liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu. Bao gồm:
Tài liệu nghiên cứu về đặc điểm tự nhiên, xã hội, kinh tế của khu vực nghiên cứu.
Tài liệu về tài nguyên rừng và đất rừng: Sử dụng các số liệu kiểm kê rừng trên địa bàn nghiên cứu theo từng giai đoạn. Kết hợp với quá trình đánh giá, khảo sát thực tế để xác định hiện trạng phân bố của thảm thực vật trên thực tế, phân bố nhóm đất trống.
b. Phương pháp phỏng vấn
Một trong các cách tiếp cận để tìm ra hướng phục hồi rừng phù hợp đối với khu vực nghiên cứu cụ thể đó là phương pháp phỏng vấn người dân địa
phương, nhằm tìm ra những khó khăn cho việc phục hồi rừng và đồng thời để xác định những ưu tiên cho cộng đồng trồng rừng. Phương pháp phỏng vấn được sử dụng để xác định các chỉ tiêu liên quan đến: Nguồn gốc nương rẫy, số năm canh tác nương rẫy, số năm phục hồi rừng, và một số thông tin khác như: Các tác động của con người đến thảm thực vật, các giải pháp phục hồi, lựa chọn cây trồng trong phục hồi rừng…Đối tượng được xác định phỏng vấn là các chủ nương rẫy (chủ rừng), cán bộ xã, kiểm lâm địa bàn. Các thông tin phỏng vấn thu thập được ghi vào Phiếu phỏng vấn về hoạt động canh tác nương rẫy (phụ lục 01).
3.2.3.2. Phương pháp điều tra đối với từng nội dung nghiên cứu cụ thể
Phương pháp áp dụng cho nội dung 1:
Đối với nội dung nghiên cứu về hiện trạng nương rẫy, luận án sử dụng phương pháp phỏng vấn ở 13 bản. Đối tượng phỏng vấn bao gồm: Hộ gia đình có các hoạt động CTNR liên quan đến vấn đề nghiên cứu (90 phiếu), Trưởng bản và cán bộ kiểm lâm địa bàn (30 phiếu).
Các thông tin phỏng vấn được ghi vào mẫu phiếu điều tra, phỏng vấn (phụ lục 01), quá trình phỏng vấn tập trung vào số nội dung như sau: (1) Nguồn gốc rừng?, (2) Số năm canh tác?, (3) Cây trồng chính?, (4) Phương thức trồng?, (5) Kĩ thuật sử dụng?, (6) Số năm bỏ hóa? (7) Tập quán canh tác?.
Phương pháp áp dụng cho nội dung 2: * Thiết kế hệ thống ô tiêu chuẩn
Đặc điểm của rừng phục hồi sau CTNR thường có biến động lớn và phức tạp, khi sử dụng phương pháp chuỗi thời gian thì việc phân tích các q trình biến động của diễn thế phục hồi thông qua quan sát trực tiếp sẽ bị hạn chế.
Vì thế, việc áp dụng phương pháp này trong quá trình điều tra, thu thập số liệu, giải thích các quy luật chỉ có thể suy luận một cách gián tiếp dựa trên giả thiết rằng sẽ xảy ra các quá trình biến động tương tự ở các lâm phần khác nhau. Tuy nhiên, trong thực tiễn phương pháp này vẫn được nhiều tác giả áp dụng để nghiên cứu về diễn thế, động thái của rừng phục hồi và phục hồi rừng sau CTNR.
Do điều kiện về thời gian nghiên cứu, luận án đã lựa chọn sử dụng phương pháp bố trí hệ thống các OTC với quan điểm “lấy không gian thay thế thời gian” để xác định mối liên hệ của các chỉ tiêu cụ thể, phản ánh đặc trưng
cấu trúc ở từng giai đoạn phục hồi rừng với các nhân tố sinh thái và thời gian bỏ hóa. Do vậy, số lượng OTC tương ứng với từng giai đoạn bỏ hóa phải đủ lớn, và phải mang tính đại diện cho nhiều nhân tố sinh thái và nhiều cấp của nhân tố sinh thái càng tốt. Tiếp theo là khái quát hóa thành các quy luật và so sánh sự khác biệt giữa các giai đoạn bỏ hóa.
Việc thiết lập hệ thống các OTC căn cứ vào diện tích rừng phục hồi, diện tích nương rẫy đã bỏ hóa, đặc điểm địa hình (cấp độ dốc), lịch sử CTNR và tuổi của rừng phục hồi (số năm bỏ hóa) của khu vực nghiên cứu, thơng qua điều tra ngồi thực địa và phỏng vấn cán bộ kỹ thuật của Hạt Kiểm lâm huyện Mộc Châu và Trưởng bản, chủ các nương rẫy đã bỏ hóa.
Từ kết quả khảo sát ngồi thực địa kết hợp với sự tham vấn một số nghiên cứu liên quan khác của các tác giả: Phạm Ngọc Thường (2003) [56], Võ Đại Hải và cộng sự (2008) [12], Bùi Chính Nghĩa (2012) [28], luận án xác định đối tượng nghiên cứu là các diện tích đất sau CTNR trong khoảng thời gian từ 1 đến 15 năm, chia thành 3 giai đoạn, mỗi giai đoạn cách nhau 5 năm. Trong mỗi giai đoạn, tốc độ phục hồi rừng phụ thuộc chủ yếu vào các nhân tố sinh thái như đất, đặc điểm tiểu khí hậu.
Trên thực tế, rất khó dựa vào tiêu chí phù hợp nào đó để tính tốn số lượng OTC cần thiết cho từng giai đoạn bỏ hóa. Vì thế, trong mỗi giai đoạn, các OTC được bố trí sao cho càng đại diện đầy đủ các nhân tố sinh thái thì càng tốt và số lượng OTC điều tra càng nhiều thì tính đại diện cho các nhân tố sinh thái càng cao.
Trong khuôn khổ thời gian thực hiện luận án, đã có 50 ơ tiêu chuẩn (OTC) được thiết lập, OTC được lập căn cứ vào hai yếu tố là: giai đoạn bỏ hóa và cấp độ dốc (gồm 3 cấp: < 150
10 OTC/03 cấp độ dốc; giai đoạn II (10 năm): 15 OTC/03 cấp độ dốc; giai đoạn III (15 năm): 20 OTC/03 cấp độ dốc; đối chứng: 5 OTC/03 cấp độ dốc (do đối tượng phục hồi có thời gian dài nhất là 15 năm nên các ô đối chứng là rừng tự nhiên đã phục hồi trên 15 năm và chưa chịu các tác động phá hoại khác).
Sở dĩ số lượng OTC ở mỗi giai đoạn bỏ hóa là khơng giống nhau, lí do vì ở thời điểm hiện tại, các diện tích đất CTNR đã được chuyển thành NR cố định. Diện tích nương rẫy có thời gian bỏ hóa 5 năm (khoảng bỏ hóa từ năm 2011 cho đến thời điểm nghiên cứu) chính là các diện tích nương còn lại được khoanh ni thành rừng với mục đích phịng hộ tại khu vực. Số lượng OTC của từng giai đoạn được lập dựa vào sự phân bố về diện tích đất sau CTNR hiện tại.
Các OTC được thiết lập có diện tích là 1000m2
(20m x 50m). Trên mỗi OTC, lập 5 ơ dạng bản (ODB) có diện tích 25m2 (5m x 5m) phân bố đều ở 4 góc và ở giữa OTC, tổng số ô dạng bản là 225 ô, OTC nghiên cứu được minh họa theo sơ đồ dưới đây:
Những OTC này là cơ sở để điều tra những chỉ tiêu cần thiết của đề tài luận án.
Sơ đồ bố trí các OTC nghiên cứu như sau: 25m2 25m2 25m2 25m2 25m2 20m 50m
* Thu thập số liệu trên các ô tiêu chuẩn
- Xác định các yếu tố liên quan đến nương rẫy bỏ hóa
Bao gồm các yếu tố như: nguồn gốc nương rẫy, thời gian bỏ hóa, các tác động bên ngồi như hoạt động chăn thả gia súc, cháy rừng, chặt phá rừng…
Luận án áp dụng phương pháp phỏng vấn những bên liên quan, gồm các cán bộ kĩ thuật phụ trách về vấn đề Lâm nghiệp, các Trưởng bản, người dân có hoạt động gắn liền với canh tác nương rẫy tại khu vực nghiên cứu. Thông qua quá trình điều tra, khảo sát hiện trường và kết quả phỏng vấn cho thấy các hoạt động như chăn thả gia súc, chặt phá cây rừng là một trong các nguyên nhân làm cho đất bị nén, giảm độ xốp, nó sẽ ảnh hưởng đến sự nảy mầm của hạt cũng như sự phát triển của cây tái sinh phục hồi rừng tại khu vực nghiên cứu. Tổng số phiếu phỏng vấn là 120 lượt phiếu. (Mẫu phiếu phỏng vấn chi tiết xem ở phụ lục 01).
- Điều tra tầng cây cao trong các OTC
Đối tượng điều tra tầng cây cao là các cây gỗ có đường kính ngang ngực ≥ 6cm trở lên. Đánh dấu và đếm tồn bộ số cây trong OTC.
- Đo đường kính D1.3 của tất cả các cây bằng thước kẹp kính có độ chính xác 0,5 cm.
- Đo chiều cao vút ngọn: Trong mỗi OTC đo chiều cao cho 40 cây được lựa chọn ngẫu nhiên bằng thước Blumeleiss với độ chính xác 0,5 m.
- Xác định thành phần loài, tên loài (đối với những loài chưa xác định được tên sẽ đánh số ghi nhớ, lấy mẫu mang về để xác định tại phịng thí nghiệm của Trường Đại học Lâm nghiệp).
Tồn bộ các số liệu đo đếm tầng cây cao được ghi chép theo mẫu biểu điều tra tầng cây cao (Biểu 3.1).
Biểu 3.1. Biểu điều tra tầng cây cao
Số hiệu OTC: ……. Trạng thái rừng: ……. Vị trí: ……… Tác động: ……......... Độ tàn che: …………... Ngày điều tra: …......................
Địa điểm: ……....… Tiểu khu: ..... Độ dốc: …….. Người điều tra: .....................
TT Loài cây D1.3 (cm) Dt (m) HVN (m) Hdc (m) Phẩm chất Ghi chú 1 2 3 …. ….
- Điều tra cây tái sinh trên các ô dạng bản (ODB)
Cây tái sinh được điều tra trong nghiên cứu này là những cây có đường kính ngang ngực < 6 cm. Trên ODB thống kê tất cả cây tái sinh vào phiếu điều tra theo các chỉ tiêu:
+ Tên lồi cây tái sinh, lồi nào chưa rõ thì ghi SP.
+ Đo chiều cao cây tái sinh bằng thước sào và phân theo 3 cấp (< 0,5 m; 0,5 m – 1,0 m; > 1,0 m).
+ Chất lượng cây tái sinh:
- Cây tốt là cây có thân thẳng, khơng cụt ngọn, sinh trưởng phát triển tốt, không sâu bệnh.
- Cây xấu là những cây cong queo, cụt ngọn, sinh trưởng phát triển kém, sâu bệnh, cịn lại là những cây có chất lượng trung bình.
+ Xác định nguồn gốc cây tái sinh theo nguồn gốc chồi, hạt cho từng loài. Toàn bộ các số liệu thu thập, đo đếm tầng cây tái sinh được ghi chép theo mẫu biểu điều tra tầng cây cao (Biểu 3.2).
Biểu 3.2. Biểu điều tra tầng cây tái sinh
Số hiệu OTC: ….… Trạng thái rừng: ……………... Vị trí: ……….............. Tác động: …........... Tàn che: …..…... Ngày điều tra: ……...... Địa điểm: Tiểu khu: ……...… Độ dốc: …............….. Người điều tra: …
STT Loài cây Cấp chiều cao Chất lƣợng Ghi chú < 1,0 m 1,0 m – 1,5 m >1,5m
Chồi Hạt Chồi Hạt Chồi Hạt
1 2 3
- Điều tra cây bụi, thảm tươi:
Các chỉ tiêu mô tả bao gồm: Độ che phủ (%), số lượng loài, chiều cao bình qn. Xác định các tiêu chí, ghi vào Biểu 3.3.
Biểu 3.3. Biểu điều tra cây bụi, thảm tƣơi
Số hiệu OTC: ……........ Trạng thái rừng: ………… Vị trí: ……..................... Tác động: …...…... Tàn che: ……..... Ngày điều tra: ……....... Địa điểm: ……. Tiểu khu: ……...… Độ dốc: …............….. Người điều tra: ……………………
ODB Tên loài Số lƣợng HTB (m) Độ che phủ
1 2 3 …. ….
+ Tên loài được xác định theo tên phổ thông và tên địa phương.
+ Chiều cao bình quân Hbq và chiều cao cao nhất của lồi được đo bằng sào chia vạch với độ chính xác tới cm.
+ Đánh giá độ che phủ bình qn/diện tích ODB: Độ che phủ phần trăm (CP, %) được xác định bằng tỷ lệ phần trăm giữa diện tích chiếm chỗ của cây bụi, thảm tươi và diện tích điều tra của đất rừng. Độ che phủ của cây bụi, thảm tươi biến động từ 0 - 100%.
- Xác định các tiêu chí có ảnh hưởng đến phục hồi rừng sau CTNR:
+ Nhóm các nhân tố sinh thái: bao gồm độ cao, độ dốc, hướng phơi, độ dầy tầng đất, độ xốp.
+ Nhóm các tác động bên ngoài như: cháy rừng, chặt phá rừng, chăn thả gia súc…Thơng qua điều tra thực tế ngồi hiện trường và kết quả phỏng vấn cán bộ kỹ thuật, cho thấy: Đây là những nguyên nhân trực tiếp làm cho đất bị nén chặt và gãy đổ cây con tái sinh, dẫn đến thời gian phục hồi rừng kéo dài, thậm chí khơng thành rừng của các nương rẫy bỏ hoá sau canh tác.
+ Thời gian bỏ hóa: Được xác định thơng qua phỏng vấn cán bộ kỹ thuật của Hạt Kiểm lâm, Trưởng bản và người dân địa phương có nương rẫy, kết quả phỏng vấn được ghi vào Phiếu phỏng vấn về hoạt động CTNR (phụ lục 01)
Phương pháp áp dụng cho nội dung 3:
- Phương pháp lấy mẫu đất phân tích
Mẫu đất được thu thập từ các ô tiêu chuẩn điều tra có diện tích là 1000m2
trên các nương rẫy bỏ hoá theo 3 mốc thời gian là: 5 năm; 10 năm và 15 năm. Độ sâu lấy mẫu từ 0 – 30 cm. Với mỗi OTC nghiên cứu, mẫu đất tổng hợp được lấy từ 5 mẫu đơn lẻ. Mẫu đất được lấy và bảo quản theo TCVN 9487 – 2012 [48]. Như vậy, tổng số đất được lấy là 50 mẫu.
Các mẫu đất được xử lý theo tiêu chuẩn 6647: 2007 (ISO 11464 : 2006) – Chất lượng đất - Xử lý sơ bộ đất để phân tích tính chất lý hóa [49].
* Phương pháp chun gia
Việc giám định mẫu vật và xác định các thực vật chưa xác định được tên cây nhờ hỗ trợ của các chuyên gia về phân loại thực vật của Trường Đại học Lâm nghiệp.
3.2.4. Phương pháp xử lí số liệu
3.2.4.1. Phương pháp phân tích và xử lí mẫu đất
* Phân tích tính chất lý – hóa học đất
Các mẫu đất được xử lý theo tiêu chuẩn TCVN 6647: 2000 (ISO 11464: 1994) - Chất lượng đất – Xử lý sơ bộ đất để phân tích tính chất lý hóa [49]. Phân
tích mẫu tại Trung tâm NCTN & BĐKH - Khoa Lâm học, Trung tâm PTMT &