4. Đóng góp mới của luận văn
1.2.2.6. Những nghiên cứu về thảm thực vật, hệ thực vật ở Thái Nguyên và
khu vực nghiên cứu
Những công trình nghiên cứu về thảm thực vật và đa dạng thực vật ở Thái Nguyên còn rất ít và tản mạn. Cuối năm 1970, Sở Nông lâm Thái Nguyên đã nghiên cứu một số mô hình rừng trồng nhằm phủ xanh đất trống đồi núi trọc như mô hình Lim xanh, Dẻ đỏ, Kháo vàng…ở xã Hoá Thượng, huyện Đồng Hỷ. Mô hình Bạch đàn hoặc Bạch đàn - Keo ở vùng hồ Núi Cốc, huyện Đại Từ. Các mô hình này có hiệu quả kinh tế tốt đối với người dân, rừng đã được phục hồi.
Năm 1986 – 1987 Vụ Khoa học kỹ thuật - Bộ Lâm nghiệp tiến hành nghiên cứu một số mô hình nông lâm kết hợp, trong đó có mô hình cây màu xen cây công nghiệp (chè) hoặc cây màu trồng xen với cây ăn quả (Mít, Dứa…) ở xã Hoá Thượng, huyện Đồng Hỷ đã có kết quả tốt [53].
Lê Ngọc Công, Hoàng Chung (1995) nghiên cứu thành phần loài, thành phần dạng sống của quần hệ sa van cây bụi trên vùng đồi trung du Thái Nguyên, đã đưa ra một số loại hình khoanh nuôi phục hồi và một số mô hình rừng trồng (Bạch đàn, Keo…) [12]
Bùi Thị Dậu và cộng sự (2004) 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 cây lá rộng thường xanh, trong đó có nhiều cây gỗ quý như: Lim, Dẻ, Trai, Nghiến… [15].
Nguyễn Xuân Quát (1995) nghiên cứu mô hình rừng tự nhiên, mô hình vườn chè tại các vùng đồi núi thấp, đất đai bị thoái hoá mạnh của các huyện Đồng Hỷ, Phú Lương, Định Hoá, Đại Từ và thành phố Thái Nguyên [15] .
Đặng Kim Vui (2002) [52] khi nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên đã thống kê số họ và
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
số loài thực vật ở từng giai đoạn phục hồi, đó là: giai đoạn phục hồi 1 – 2 tuổi, thành phần loài thực vật là 72 loài thuộc 36 họ; 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.
Vũ Văn Cần (2009), trong dự án xác lập khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng (Võ Nhai) đã thống kê được 1096 loài của 160 họ, 5 ngành thực vật bậc cao có mạch. Trong đó tác giả đã phân chia thành 4 nhóm theo giá trị sử dụng: cây làm thuốc, cây lấy gỗ, cây làm cảnh và cây ăn được [5].
Lê Ngọc Công (2010), nghiên cứu tính đa dạng thực vật bậc cao có mạch trong 4 trạng thái rừng ở tỉnh Thái Nguyên đã công bố danh lục gồm 733 loài, 465 chi, 145 họ thuộc 5 ngành thực vật bậc cao có mạch. Tác giả cho biết có 71 loài thực vật có tên trong Sách đỏ Việt Nam (2007), IUCN (2001), và Nghị định 32/2006/NĐ-CP [15].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 2
ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng và nội dung nghiên cứu
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Là các trạng thái thảm thực vật (TTV) thứ sinh tại xã Ký Phú, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên gồm:
- Rừng thứ sinh (thời gian phục hồi 17 - 19 năm) - Thảm cây bụi (thời gian phục hồi 7 - 9 năm) - Thảm cỏ (thời gian phục hồi 2 năm)
2.1.2. Nội dung nghiên cứu
2.1.2.1. Các trạng thái đặc trưng của TTV thứ sinh tại KVNC. 2.1.2.2. Đặc điểm của các trạng thái TTV thứ sinh tại KVNC. 2.1.2.2. Đặc điểm của các trạng thái TTV thứ sinh tại KVNC.
2.1.2.3. Đặc điểm tái sinh tự nhiên trong các trạng thái TTV thứ sinh tại KVNC. 2.1.2.4. Đánh giá năng lực tái sinh và khả năng phục hồi tự nhiên của 2.1.2.4. Đánh giá năng lực tái sinh và khả năng phục hồi tự nhiên của các trạng thái thảm thực vật thứ sinh tại KVNC.
2.1.2.5. Đề xuất một số biện pháp lâm sinh nhằm phục hồi thảm thực vật rừng.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp tổng quát được áp dụng để giải quyết các nội dung nghiên cứu của đề tài là điều tra thu thập mẫu thực vật và các số liệu ngoài thực địa.
Phương pháp cụ thể được áp dụng để tiến hành nghiên cứu các nội dung của đề tài là phương pháp ô tiêu chuẩn và tuyến điều tra của Nguyễn Nghĩa Thìn (2008) [43] và Hoàng Chung (2008) [9].
2.2.1. Phương pháp tuyến điều tra và ô tiêu chuẩn
Để mô tả một quần xã thực vật, số liệu cần phải được thu thập trên một số ô tiêu chuẩn (OTC) có diện tích đủ lớn. Việc áp dụng phương pháp điều tra OTC đang được áp dụng rộng rãi trên thế giới cũng như trong nước. Tuy nhiên, cho đến nay chúng tôi chưa thấy công bố nào quy định một cách cụ thể, thống nhất về diện tích tối thiểu của OTC.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Khi nghiên cứu về rừng nhiệt đới, để xác định tổng diện tích OTC, H. Lamprecht (1979) đã tiến hành điều tra thành phần loài cây trên diện tích ô cơ sở 400m2, sau đó tăng dần số ô cho đến khi không có loài cây mới xuất hiện. Tổng diện tích của các ô khi đó là diện tích tối thiểu của các OTC cần điều tra để đảm bảo có thông tin đầy đủ về thành phần loài và điều kiện địa hình phức tạp cần có sự phân loại khoanh vùng trước.
Thái Văn Trừng (1978) [49] đề nghị dùng OTC dạng bản nhỏ 100m2 (10x10m) để điều tra nhanh ngoài thực địa và ô kích thước từ 400m2
(20x20m) cho đến 1 ha tùy theo thành phần và quần thể phức tạp hay đơn giản khi điều tra chi tiết.
Lâm Phúc Cố (1996) sử dụng OTC 400m2 cho cả 5 giai đoạn diễn thế phục hồi rừng sau nương rẫy ở Lâm trường Púng Luông, Mù Cang Chải - Yên Bái.
Các tác giả Lê Đồng Tấn (2000) [40], Lê Ngọc Công (2004) [14] đã áp dụng OTC 400m2
cho các đối tượng là thảm thực vật (TTV) rừng phục hồi sau nương rẫy.
Phạm Ngọc Thường (2003) [47] đã xác định diện tích ô tiêu chuẩn là 500m2 (20x25m) áp dụng cho cả 5 giai đoạn trong quá trình tái sinh tự nhiên phục hồi rừng sau nương rẫy tại 2 tỉnh Bắc Kạn và Thái Nguyên. Đối với thảm vầu, nứa phục hồi tự nhiên tác giả đã áp dụng diện tích OTC là 100m2
(10x10m). Như vậy, mỗi tác giả khi tiến hành điều tra, thu thập số liệu ngoài thực địa đều đưa ra một tiêu chuẩn và kích thước OTC khác nhau. Tuy có khác nhau, nhưng các tác giả đều thống nhất số lượng và kích thước OTC phải đủ lớn thì số liệu thu thập được mới đủ độ tin cậy.
Trong thời gian 2 năm (từ 2010 đến 2011), chúng tôi đã tiến hành điều tra, nghiên cứu ngoài thực địa bốn đợt (Đợt 1: ngày 21- 25/08/2010; Đợt 2: ngày 05-10/12/2010; Đợt 3: ngày 12-17/03/2011; Đợt 4: ngày 15- 21/05/2011.). Đợt thu thập số liệu chúng tôi thực hiện phương pháp điều tra theo tuyến điều tra và OTC của Hoàng Chung (2008) [9] như sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Tuyến điều tra: trước hết là xác định địa điểm nghiên cứu, căn cứ vào bản đồ của khu vực lập các tuyến điều tra (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 là 50 – 100m tùy vào địa hình cụ thể của từng quần xã. Dọc theo tuyến điều tra bố trí 4- 6 OTC , mỗi ô có diện tích 400m2 (20x 20 m) đối với rừng thứ sinh, 16m2 đối với thảm cây bụi và 4m2
(2x2m) đối với thảm cỏ
- Ô tiêu chuẩn: để thu thập số liệu thảm thực vật, chúng tôi áp dụng OTC với các kích thước nêu trên. Ô dạng bản (ODB) được bố trí trên các đường chéo, đường vuông góc và các cạnh của OTC 400m2. Tổng diện tích các ODB phải đạt ít nhất là 1/3 diện tích OTC. Ngoài ra dọc hai bên tuyến điều tra cũng đặt thêm các ODB phụ để thu thập số liệu bổ sung.
Sơ đồ bố trí OTC và ODB như hình vẽ sau:
(A)
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí OTC và ODB ở các trạng thái TTV
2.2.2. Phương pháp thu thập số liệu
- Trên TĐT, quan sát thống kê tất cả các loài đã gặp như tên loài (tên khoa học hay tên địa phương). Thống kê thành phần dạng sống theo Raunkiaer (1934), Hoàng Chung (2008)
- Trong OTC và ODB thu thập các thông tin về thành phần loài, dạng sống, chiều cao vút ngọn (Hvn), độ che phủ (%). Cụ thể như sau:
20m
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
+ Đo đếm toàn bộ những cây có chiều cao (chiều cao vút ngọn-Hvn) 4m trở xuống được đo bằng sào có chia vạch đến 0,1m. Đối với cây cao trên 4m được đo bằng thước Blumeleiss đo theo nguyên tắc lượng giác.
Ứng dụng phương pháp ô 6 cây của Thomasius, mỗi kiểu thảm thực vật chọn 36 vị trí ngẫu nhiên để đo khoảng cách từ một cây tái sinh ngẫu nhiên đến 6 cây gần nhất. Khi đó phân bố Poisson được sử dụng tiêu chuẩn U của Clark và Evan để đánh giá khi dung lượng mẫu đủ lớn (n =36) Qua đó dự đoán được giai đoạn phát triển của quần xã thực vật trong khu vực nghiên cứu.
U tính theo công thức: 26136 , 0 ). 5 , 0 (r n u
Trong đó: r : Là giá trị bình quân khoảng cách gần nhất của n lần quan sát.
: Là mật độ cây tái sinh trên 1 đơn vị diện tích (cây/ha). n: Là số lần quan sát
Nếu U ≤ 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố cụm Nếu U≥ 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố đều
Nếu – 1,96 <U<1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố ngẫu nhiên - Mật độ cây tái sinh(cây/ ha) tính theo công thức:
000 . 10 x s n N
Trong đó n là số lượng cây, S là diện tích ô điều tra. - Phân chia cấp chiều cao theo công thức Hopman: K = 3
2
H h
N
Trong đó: H là chiều cao, cao nhất h là chiều cao thống nhất N là số cây/OTC
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Trong ODB xác định tên loài, đếm số lượng cây tái sinh, đo Hvn, xác định nguồn gốc cây tái sinh (từ hạt, chồi) . Phân loại chất lượng cây tái sinh theo 3 tiêu chuẩn: tốt, trung bình, xấu.
+ Cây tốt (A) là cây có tán lá phát triển đều, tròn, xanh, thân tròn, thẳng, không bị sâu bệnh.
+ Cây trung bình (B) là cây có tán lá bình thường, ít khuyết tật.
+ Cây xấu (C) là cây có tán lá bệnh, sinh trưởng kém, khuyết tật nhiều và bị sâu bệnh.
- Độ phủ che xác định bằng mắt thường và tính theo tỷ lệ % diện tích đất bị thảm cây che phủ. Độ tàn che được tính theo chỉ số phần mười.
2.2.3. Phương pháp phân tích mẫu thực vật
-Xác định tên loài cây: Theo Cây cỏ Việt Nam của Phạm Hoàng Hộ (1991- 1993) [20]; Tên cây rừng Việt Nam của Bộ Nông nghiệp và PTNT (2000) [4]…
- Xác định dạng sống theo thang 5 bậc của Raunkiaer (1934) và Hoàng Chung (2008) [9]. Theo cách phân loại này dạng sống thực vật gồm các kiểu sau:
1. Dạng sống thứ nhất (Ph): Cây có chồi trên đất (Phanerophytes)
2. Dạng sống thứ hai (Ch): Cây có chồi sát mặt đất (Chamephytes)
3. Dạng sống thứ ba (He): Cây có chồi nửa ẩn (Hemicryptophytes)
4. Dạng sống thứ tư (Cr): Cây chồi ẩn (Cryptophytes)
5. Dạng sống thứ năm (Th): Cây chồi một năm (Therophytes).
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu
- Các số liệu được xử lý theo phướng pháp thống kê sinh học. Sử dụng phần mềm Excell để xử lý và mô hình hoá số liệu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 3
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU
3.1. Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu
3.1.1. Vị trí địa lý, ranh giới
Đại Từ là huyện trung du miền núi, nằm ở phía Tây Bắc Tỉnh Thái Nguyên, có diện tích đất tự nhiên 57.790 ha, phía Đông giáp huyện Phú Lương, phía Nam giáp huyện Phổ Yên và Thành Phố Thái Nguyên, phía Bắc giáp huyện Định Hóa, phía Tây Bắc và Đông Nam giáp huyện Sơn Dương tỉnh Tuyên Quang. Huyện Đại Từ nằm ở sườn đông núi Tam Đảo, có đường Quốc lộ 37 đi qua 8 xã, trung tâm huyện cách thành phố Thái Nguyên 25 km.
Xã Ký Phú là khu vực nghiên cứu, có tổng diện tích tự nhiên là 1.949,62 ha nằm trong vành đai vườn quốc gia Tam Đảo, thuộc huyện Đại Từ, có ranh giới như sau:
+ Phía Tây giáp xã Văn Yên – huyện Đại Từ. + Phía Bắc giáp xã Lục Ba – huyện Đại Từ. + Phía Đông giáp xã Vạn Thọ – huyện Đại Từ. + Phía Nam giáp xã Cát Nê – huyện Đại Từ.
3.1.2. Địa hình
Thái Nguyên có nhiều dãy núi cao chạy theo hướng Bắc-Nam và thấp dần xuống phía Nam. Cấu trúc vùng núi phía Bắc chủ yếu là đá phong hóa mạnh, tạo thành nhiều hang động và thung lũng nhỏ.
Phía Tây Nam có dãy Tam Đảo với đỉnh cao nhất 1.590 m, các vách núi dựng đứng và kéo dài theo hướng Tây Bắc-Đông Nam. Ngoài dãy núi trên còn có dãy Ngân Sơn bắt đầu từ Bắc Kạn chạy theo hướng Đông Bắc-Tây Nam đến Võ Nhai và dãy núi Bắc Sơn cũng chạy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam. Cả ba dãy núi Tam Đảo, Ngân Sơn, Bắc Sơn đều là những dãy núi cao che chắn gió mùa đông bắc.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Thái Nguyên là một tỉnh trung du miền núi nhưng địa hình lại không phức tạp lắm so với các tỉnh trung du, miền núi khác, đây là một thuận lợi của Thái Nguyên cho canh tác nông lâm nghiệp và phát triển kinh tế xã hội nói chung so với các tỉnh trung du miền núi khác.
Huyện Đại Từ nói chung và xã Ký Phú nói riêng đều có địa hình tương đối phức tạp, mang những đặc trưng của vùng trung du miền núi Đông Bắc, đồi núi có độ dốc vừa phải, nhiều cánh đồng rộng bằng phẳng xen lẫn những vùng đồi thấp, có 10 xã nằm dưới chân sườn đông của dãy núi Tam Đảo. Xã Ký Phú có địa hình tương đối bằng phẳng có chiều cao trung bình 27 đến 185m so với mực nước biển, phần đồi núi chủ yếu là núi đất.
3.1.3. Đất đai
Theo kết quả phúc tra do Viện Thiết kế xây dựng thực hiện thì toàn huyện Đại Từ có các nhóm đất chính sau:
- Đất xám mùn trên núi : 16.400 ha chiếm 28,37% diện tích
- Đất feralit phát triển trên đá biến chất: 15.107 ha chiếm 26,14% diện tích. - Đất feralit phát triển trên đất phù xa cổ: 13.036 ha chiếm 22,55% diện tích - Đất phù xa phát triển trên phù sa cổ: 13.247 ha chiếm 22,94% diện tích. Nhìn chung Đại Từ có nhiều loại đất canh tác phù hợp với nhiều loại cây trồng, nhất là cây công nghiệp (chè), cây ăn quả và trồng rừng. Trong đó đất nông nghiệp chiếm 26,87%, đất lâm nghiệp 45,13%, phi nông nghiệp 28%.
3.1.4. Khí hậu, thuỷ văn
* Khí hậu: Thái Nguyên có khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.000 đến 2.500 mm; cao nhất vào tháng 8 và thấp nhất vào tháng 1. Mùa đông được chia thành 3 vùng rõ rệt: Vùng lạnh nhiều nằm ở phía bắc huyện Võ Nhai; Vùng lạnh vừa gồm các huyện Định Hóa, Phú Lương và phía nam huyện Võ Nhai; Vùng ấm gồm các huyện: Đại Từ, Thành phố Thái Nguyên, Đồng Hỷ, Phú Bình, Phổ Yên và Thị xã Sông Công. Nhiệt độ chênh lệch giữa tháng nóng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nhất (tháng 6: 28,9°C) với tháng lạnh nhất (tháng 1: 15,2°C) là 13,7°C. Tổng số giờ nắng trong năm dao động từ 1.300 đến 1.750 giờ và phân phối tương đối đều cho các tháng trong năm. Nhìn chung, khí hậu tỉnh Thái Nguyên thuận lợi cho phát triển ngành nông, lâm nghiệp.
Đại Từ có nhiệt độ bình quân hàng năm 22- 230
C, nhiệt độ cao nhất 38 –