Vận dụng cách phân chia của các tác giả đi trước, số liệu về thành phần tính chất lý - hóa học và vi sinh vật đất của Trạm kiểm lâm Huyện Đại từ và điều kiện cụ thể của khu vực nghiên cứu chúng tôi có đánh giá như sau: Nhìn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
chung đất sau nương rẫy ở khu vực nghiên cứu còn tương tốt thuận lợi cho phát triển rừng. Dựa vào hình thái phẫu diện đất chúng tôi phân chia đất sau nương rẫy ở khu vực nghiên cứu ra làm 3 loại mức độ thoái hóa sau:
- Đất thoái hoá nhẹ (đất tốt): phẫu diện đất chưa bị phá huỷ, các tầng đất còn đầy đủ và dễ phân biệt, tầng A dày từ 15-20 cm, đất tơi xốp, ẩm, hàm lượng mùn tầng (0-10 cm) trên 3%. Ở những nơi mà thảm thực vật chỉ bị khai thác quá mức và đất canh tác nương rẫy từ 2-3 vụ. Với những loại đất này đến nay rừng đã được phục hồi (13 - 15 năm).
- Đất thoái hóa trung bình (đất trung bình): phẫu diện đất chưa bị phá huỷ, có thể bị xói mòn tầng đất mặt, các tầng đất còn đầy đủ và dễ phân biệt, tầng A mỏng <10cm, đất hơi khô, hàm lượng mùn tầng (0 - 10cm) từ 1-3%. Loại đất này có ở dưới các thảm thực vật đã bị khai thác kiệt trong nhiều năm hoặc đất bị bỏ hóa sau nhiều năm canh tác.
- Đất thoái hóa nặng (đất xấu): phẫu diện đất đã bị phá huỷ, tầng mặt bị xói mòn nặng, tầng A bị bào mòn để lộ tầng B, đất khô, chặt, cứng, có nhiều đá lẫn, hàm lượng mùn tầng (0 - 10cm) rất thấp dưới 1%. Loại đất này tương đối nhiều trong khu vực nghiên cứu, đó là đất rừng bị khai thác kiệt, sau đó xử lý trắng thực bì để trồng rừng, có nơi đã qua 3 chu kỳ khai thác nhưng không được tu bổ cải tạo, đôi khi bị cháy rừng hoặc là bị chăn thả gia súc quá mức.
Tổng hợp kết quả điều tra ở 27 ô tiêu chuẩn ở các trạng thái đất thoái hoá khác nhau, tính toán một số chỉ tiêu: Số loài, mật độ, tổ thành loài, chất lượng cây gỗ tái sinh để đánh giá mức độ ảnh hưởng của sự thoái hoá đất đến quá trình phục hồi rừng sau nương rẫy. Kết quả thu được thể hiện ở bảng 4.3.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 4.3. Ảnh hưởng của sự thoái hóa đất đến cây gỗ tái sinh trong một số quần xã thực vật tại KVNC
Chỉ tiêu nghiên cứu Mức độ thoái hoá đất Nhẹ Trung bình Nặng N (số OTC) 9 9 9 Số loài/OTC 48 ± 2 44 ± 2 34 ± 3 Tổng số loài 69 66 66 Mật độ (cây/ha) 4892 ± 100 4540 ± 120 3990 ± 110 Tổ thành loài cây (%)
Tên loài Tỷ lệ Tên loài Tỷ lệ Tên loài Tỷ lệ
Thàu táu 19,5 Thàu táu 27,5 Thàu táu 38,5 Ba chạc 15,0 Me rừng 23,0 Me rừng 21,6 Trọng đũa 12,1 Lấu 8,5 Mua 10,2
Lấu 7,6 Mua 7,2 Sim 7,9
Mua 8,1 Trọng đũa 6,6 Găng gai 8,1 Sim 6,3 Sim 5,2 Loài khác 13,7 Me rừng 11,1 Ba chạc 6,3
Loài khác 20,3 Loài khác 20,9
Tổng 100,0 Tổng 100,0 Tổng 100,0
Chất lƣợng cây tái sinh (%)
Tốt 68,8 60,5 45,6
Trung bình 21,2 22,3 31,2
Xấu 10,0 17,2 23,2
Từ kết quả ở bảng 4.3 chúng tôi có nhận xét:
- Mức độ thoái hoá đất có ảnh hưởng rõ đến thành phần thực vật tái sinh, tổ thành loài, mật độ và chất lượng cây gỗ tái sinh. Đất thoái hóa nặng, môi trường sống khắc nghiệt số lượng loài/OTC ít hơn (có 34 ± 3 loài/OTC); tổng số loài khác nhau không nhiều trên đất thoái hóa nặng có 66 loài ít hơn đất thoái hóa nhẹ là 3 loài.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Mật độ cây giảm dần theo mức độ thoái hoá đất, đất thoái hóa nặng có mật độ cây là 3990 ± 110 cây/ha thấp hơn so với đất thoái hóa nhẹ khoảng 900 cây/ha.
- Tổ thành loài cây ưu thế trên đất thoái hoá nhẹ và đất thoái hoá trung bình khác nhau không nhiều, chủ yếu là khác nhau ở hệ số tổ thành của một vài loài. Trên đất thoái hoá nặng, tổ thành loài cây ưu thế có 5 loài, ít hơn 2 loài so với trên đất thoái hoá nhẹ và đất thoái hoá trung bình. Tổ thành loài cây ưu thế trên đất thoái hoá nặng là: Thàu táu (Aporosa sphaerosperma), Sim (Rhodomyrtus tomentosa); Me rừng (Phyllanthus emblica), Mua (Melastoma normale) và Găng (Randia spinosa), đây là những loài cây chịu được khô hạn gặp phổ biến trên các vùng đồi núi nước ta.
Như vậy: Mức độ thoái hóa của đất có ảnh hưởng đến thành phần loài thực vật tái sinh, số loài, mật độ và chất lượng cây gỗ tái sinh cũng như thành phần và độ che phủ của cây bụi và thảm tươi.
- Tổ thành loài, thành phần và mật độ cây gỗ tái sinh tại KVNC cho thấy rất ít loài cây gỗ có giá trị kinh tế, nhất là trên đất thoái hóa nặng và trung bình. Như vậy, muốn cải thiện cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy hoặc sau khai thác kiệt để nâng cao giá trị thu nhập từ rừng trong tương lai cần xúc tiến tái sinh tự nhiên bằng biện pháp trồng bổ sung một số loài cây có giá trị kinh tế. Đây là một trong những cơ sở khoa học của giải pháp kỹ thuật khoanh nuôi xúc tiến tái sinh nuôi dưỡng và làm giầu rừng.
4.3. Thay đổi số lƣợng loài theo nhóm dạng sống
Sự thay thế loài là đặc điểm quan trọng của quá trình tái sinh tự nhiên phục hồi rừng thứ sinh. Kết quả của sự thay thế loài làm thay đổi cấu trúc tổ thành, mật độ cá thể, quan hệ giữa các loài trong quần xã và hoàn cảnh sống của từng giai đoạn phục hồi rừng. Đặc điểm này phụ thuộc vào các nhân tố sinh thái như: đất đai, khí hậu, địa hình, nguồn gieo giống, đặc tính di truyền của loài cây...
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Ở đây chúng tôi xác định 4 nhóm dạng sống cơ bản: Cây gỗ, cây bụi, dây leo và cỏ. Kết quả thu được thể hiện ở bảng 4.4 và hình 4.1.
Bảng 4.4.Thay đổi số lượng loài theo nhóm dạng sống
Thời gian bỏ hóa
(năm)
Cây gỗ Cây bụi Dây leo Cỏ Tổng số
Số loài % Số loài % Số loài % Số loài % Số loài 3 năm 9 25,7 12 34,3 2 5,7 12 34,3 35 5 năm 16 38,1 13 31,0 4 9,5 9 21,4 42 7 năm 19 46,3 11 26,8 3 7,3 8 19,5 41
Thay đổi loài theo nhóm dạng sống
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0
Cây gỗ Cây bụi Dây leo Cỏ
Loại cây Tỉ lệ (% ) 3 năm 5 năm 7 năm
Hình 4.1. Thay đổi số lượng loài theo nhóm dạng sống
Nhận xét:
- Số lượng loài cây gỗ tăng tương đối nhanh theo thời gian phục hồi rừng (sau 3 năm có 9 loài chiếm 25,7%; sau 5 năm có 16 loài chiếm 38,1%; sau 7 năm có 19 loài chiếm 46,3%), số loài cây bụi và dây leo ít thay đổi. Số loài cỏ giảm dần theo thời gian phục hồi rừng khi độ che phủ tăng (sau 3 năm có 12 loài chiếm 34,3%; sau 5 năm có 9 loài chiếm 21,4%; sau 7 năm có 8 loài chiếm 19,5%).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Theo một số nghiên cứu, đến tuổi 14 phần lớn cây bụi, cây thảo có sinh lực phát triển kém, hầu hết ở trạng thái tàn lụi, một số loài chỉ còn một vài cá thể có sức sống yếu ớt dưới tán rừng, số loài cây này có thể coi như bị đào thải nhưng về mặt định tính chúng vẫn coi như thành viên trong quần xã [Ma Thị Ngọc Mai, Lê Đồng Tấn, Đỗ Hữu Thư, Phạm Hồng Ban, Phạm Ngọc Thường]. - Tính đa dạng của loài cây gỗ tăng lên theo thời gian phục hồi rừng là do khi nương rẫy bị bỏ hóa đất bị suy thoái, những loài cây ưa sáng và sống được ở môi trường khắc nghiệt mới có thể nẩy mầm và sinh trưởng được. Theo thời gian phục hồi rừng môi trường sống dần dần được thay đổi cải thiện theo chiều hướng tốt lên thuận lợi cho sự phát triển của thực vật, xuất hiện cây bụi, cây gỗ và một số loài cây chịu bóng giai đoạn đầu có nguồn gieo giống. Như vậy trong quần xã đã có sự chiếm lĩnh và điều chỉnh sự cạnh tranh giữa các loài, giữa các cá thể trong quần thể, trong quần xã. Khi tính đa dạng của loài ngày càng tăng đã thu hút nhiều các loài động vật như chim, thú đến sinh sống, đây chính là một nguồn phát tán hạt giống từ nơi này đến nơi khác làm cho số lượng loài tăng lên.
4.4. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao
Nghiên cứu sự phân hoá cây theo chiều cao có ý nghĩa rất sức quan trọng, giúp cho những nhà lâm nghiệp tìm ra được giải pháp tác động đúng lúc để loại trừ những cá thể yếu, tạo điều kiện cho các cây khoẻ sinh trưởng phát triển nhanh hơn. Điều đó sẽ thúc đẩy nhanh quá trình phục hồi rừng và nâng cao chất lượng rừng phục hồi.
Phân bố cây theo cấp chiều cao là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá quá trình sinh trưởng và phát triển của thảm thực vật. Về phương diện sinh thái học, chiều cao của cây biểu thị cho quá trình cạnh tranh giành ánh sáng và giành không gian sống của các cá thể cùng loài hay khác loài. Trong quá trình đó, những cá thể có sức sống tốt sẽ vươn lên để chiếm lĩnh tầng trên, những cá thể có sức sống yếu sẽ bị đào thải.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Phân bố cây theo chiều cao còn được qui định bởi đặc tính sinh lý, sinh thái của các loài cây. Các loài cây ưa sáng thường chiếm tầng trên, các loài cây ưa bóng và chịu bóng sinh trưởng ở tầng dưới tán. Đối với rừng thứ sinh thành phần chủ yếu là các loài cây tiên phong ưa sáng nên các cá thể đều có xu hướng phát triển mạnh về chiều cao cho đến khi rừng đạt trạng thái trưởng thành.
Để xác định sự thay đổi về mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao, chúng tôi chia 4 cấp chiều cao như sau:
+ Cấp I: Chiều cao < 1m + Cấp II: Chiều cao từ 1 – 2m + Cấp III: Chiều cao từ 2 – 3m + Cấp IV: Chiều cao từ > 3m
Từ số liệu điều tra ở các ô dạng bản thống kê được số cây gỗ tái sinh theo cấp chiều cao. Kết quả được thể hiện ở bảng 4.5 và hình 4.2.
Bảng 4.5. Mật độ cây gỗ tái sinh theo cấp chiều cao
Thời gian phục hồi rừng
(năm)
Mật độ tái sinh theo chiều cao (cây/ha) Cấp I ( < 1m) Cấp II (1 – 2m) Cấp III (2 – 3m) Cấp IV (> 3m) Tổng cộng Số cây Tỷ lệ (%) Số cây Tỷ lệ (%) Sô cây Tỷ lệ (%) Số cây Tỷ lệ (%) I (1-3 năm) 1032 17,73 1498 25,73 1994 34,25 1298 22,29 5822 II (4-6 năm) 200 3,82 698 13,34 1156 22,09 3178 60,74 5232 III (7-9 năm) 69 1,51 256 5,61 439 9,62 3799 83,26 4563 IV(10-12năm) 67 1,52 214 4,87 468 10,64 3648 82,97 4397 V(13-15 năm) 51 1,22 196 4,71 459 11,04 3453 83,02 4159
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 <1m 1-2m 2-3m >3m Chiều cao (m ) N ( % ) I (1-3 năm) II (4-6 năm) III (7-9 năm) IV(10-12 năm) V(13-15 năm)
Hình 4.2: Mật độ cây gỗ tái sinh theo cấp chiều cao
Từ kết quả tại bảng 4.4 và hình 4.2 rút ra một số nhận xét sau:
- Thời gian phục hồi rừng tăng mật độ cây gỗ tái sinh có chiều cao nhỏ hơn 3,0 m càng thấp. Giai đoạn I cây gỗ tái sinh có chiều cao 2 - 3,0 m chiếm tỷ lệ cao nhất (34.25%) và tỷ lệ này giảm dần ở các giai đoạn phục hồi sau, từ giai đoạn III (trên 7 năm) chỉ còn (9 – 11%). Bắt đầu từ giai đoạn II mật độ cây gỗ tái sinh có chiều cao > 3 m tăng dần từ 60% đến 83% ở giai đoạn thứ III, thứ IV và thứ V.
- Số lượng cây gỗ tái sinh cũng giảm dần theo thời gian rừng phục hồi rừng: giai đoạn I mật độ cây gỗ tái sinh là 5822 cây/ha; giai đoạn II là 5232 cây/ha; giai đoạn III là 4563 cây/ha; giai đoạn IV là 4397cây/ha; giai đoạn V là 4159 cây/ha. Như vậy từ giai đoạn I đến giai đoạn V số lượng loài cây gỗ tái sinh giảm khoảng 1500 cây/ha.
- Phân bố số cây gỗ tái sinh theo cấp chiều cao có dạng phân bố 1 đỉnh, thời gian phục hồi rừng tăng dạng phân bố thay đổi theo hướng 1 đỉnh lệch phải.
- Giai đoạn I (từ 1 - 3 năm): Điều kiện ánh sáng, không gian sống phù hợp cho các loài cỏ, cây bụi ưa sáng tái sinh; tiếp đến là những loài cây gỗ ưa sáng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
sinh trưởng nhanh tái sinh như Thành ngạnh (Cratoxylum formosum); Hu đay
(Trema angustifolia); Ba soi (Macaranga denticulata); Bùng bục (Mallotus barbatus ). Phân bố số cây gỗ ưa sáng tái sinh tập trung chủ yếu ở chiều cao từ 2 – 3 m chiếm 34,25%.
- Giai đoạn II (từ 4 – 6 năm): Bên cạnh các loài cỏ, các loài cây bụi có lớp cây gỗ ưa sáng tái sinh, chính lớp cây gỗ ưa sáng này đã tạo nên hoàn cảnh rừng mới, mặt đất lúc này không còn nhiều lỗ trống đây là điều kiện thuận lợi cho những cây ưa sáng tiếp tục sinh trưởng. Giai đoạn này có một số loài cây mới tái sinh như Hoắc quang (Wendlandia paniculata), Kháo (Phoebe lanceolata). Phân bố cây gỗ tái sinh chủ yếu ở cấp chiều cao > 3 m chiếm tỷ lệ 60,74%. Trong giai đoạn này có sự cạnh tranh về không gian sống và dinh dưỡng giữa các loài, đây là nguyên nhân dẫn đến có sự phân cấp chiều cao giữa các tầng cây tái sinh trên 3 m ở giai đoạn sau. Theo chúng tôi để phát triển rừng thì giai đoạn này nên dọn rừng, chặt tỉa một số cây tạm cư có chiều cao lớn nhất để tạo không gian sống và dinh dưỡng cho những cây tái sinh định cư.
- Giai đọan III ( từ 7 - 9 năm): Khi đã có hoàn cảnh rừng thuận lợi về độ che phủ, độ ẩm và dinh dưỡng đất, trong giai đoạn này đã xuất hiện một số các loài cây chịu bóng như Kháo (Phoebe lanceolata), Thừng mức (Wrightia laevina ). Ở giai đoạn này những loài cây chiếm ưu thế vẫn là những loài cây tiên phong ưa sáng ưu thế tập trung chủ yếu cây có chiều cao trung bình 4 – 6 m (83,26%), những cây có chiều cao 2 - 3 m chỉ còn 9,62%.
Như vậy: Trong giai đoạn này sự cạnh tranh về không gian sống và dinh dưỡng diễn ra mạnh hơn, những cá thể có sức sống tốt đã sinh trưởng nhanh và vươn lên, những cá thể yếu bị chèn ép, sinh trưởng chậm lại, quá trình phân hoá chiều cao diễn ra mạnh hơn nên nhiều cá thể bị đào thải.
- Giai đoạn IV (từ 10-12 năm): giai đoạn này hoàn cảnh rừng cơ bản đã được tái lập, số loài cây gỗ định cư tái sinh đã đang được tăng dần, độ tàn che của cây gỗ tăng lên làm cho số loài cây bụi, thảm tươi ưa sáng giảm dần. Giai
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
đoạn này các loài cây gỗ chiếm ưu thế, chiều cao trung bình của cây gỗ từ 5 – 6,5 m có tỷ lệ 82,97% xen lẫn cây định cư và cây tạm cư, các loài cây ưa sáng chiếm tầng trên, các loài cây ưa bóng và chịu bóng sinh trưởng ở tầng dưới tán. Trong giai đoạn này nên tỉa cành và tiếp tục phát bỏ cây bụi và những cây có sức sống kém, dọn thảm tươi tạo điều kiện cho các loài cây gỗ tái sinh có môi trường sống thuận lợi để phát triển.
- Giai đoạn V (từ 13-15 năm): Số lượng loài và cá thể cây bụi, thảm tươi