3. Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
2.2.1. Phân chia quá trình tái sinh theo thời gian phục hồi
Chọn đối tượng nghiên cứu theo các thời gian bỏ hoá kế tiếp nhau. Mỗi khoảng thời gian phục hồi, thảm thực vật tái sinh có các đặc trưng về tổ thành loài cây, mật độ, độ che phủ và chất lượng cây tái sinh khác nhau.
Đối tượng nghiên cứu là rừng cây gỗ tái sinh tự nhiên trên đất thoái hoá trung bình, quá trình phục hồi của thảm thực vật rừng được chọn lọc theo thời gian bỏ hoá:
- Thời gian bỏ hoá 4-6 năm. - Thời gian bỏ hoá từ 7-9 năm. - Thời gian bỏ hoá 10-12 năm.
Đối tượng nghiên cứu là rừng tre nứa tái sinh tự nhiên trên đất thoái hoá trung bình, quá trình phục hồi của thảm thực vật chọn bốn khoảng thời gian bỏ hoá:
- Thời gian bỏ hoá 4 năm. - Thời gian bỏ hoá 5 năm. - Thời gian bỏ hoá 6 năm. - Thời gian bỏ hoá 7 năm.
Thời gian bỏ hoá được xác định qua điều tra phỏng vấn trực tiếp các chủ hộ trước đây đã canh tác trên mảnh nương rẫy đó nay đã bỏ hoá, kết hợp với phỏng vấn các trưởng thôn, các cán bộ kiểm lâm, cán bộ lâm trường qua đó để hiểu rõ lịch sử canh tác nương rẫy.
25
2.2.2. Phƣơng pháp điều tra
Trong nghiên cứu điều tra và nghiên cứu tái sinh rừng, một trong những phương pháp được các tác giả áp dụng là điều tra theo tuyến và ô tiêu chuẩn (OTC).
* Điều tra sơ bộ theo tuyến
Chúng tôi tiến hành lập một số tuyến điều tra đi qua các điểm nghiên cứu, lấy mẫu trên tuyến đi, cứ 100m làm một ô tiêu chuẩn diện tích là 400m2
.
- Địa điểm nghiên cứu đối với đối tượng rừng phục hồi sau nương rẫy 4-6 tuổi thuộc khoảnh số 54 và 55 lô 5a và 3 trạng thái rừng IIb tổng diện tích là 158,3 ha (theo bản đồ của khu bảo tồn).
- Địa điểm nghiên cứu đối với đối tượng rừng phục hồi sau nương rẫy 7-9 tuổi thuộc khoảnh số 32 và 26 lô 4 và 2 trạng thái rừng IIb tổng diện tích là 128,6 ha (theo bản đồ của khu bảo tồn).
- Địa điểm nghiên cứu đối với đối tượng rừng phục hồi sau nương rẫy 10- 12 tuổi thuộc khoảnh số 64 và 57 lô 4 và 3 trạng thái rừng IIb tổng diện tích là 141,9 ha (theo bản đồ của khu bảo tồn).
- Địa điểm nghiên cứu đối với rừng tre, nứa thuộc khoảnh số 50 lô 1 và 2 trạng thái rừng IIb tổng diện tích là 119,8ha (theo bản đồ của khu bảo tồn).
* Điều tra chi tiết theo ô tiêu chuẩn
Căn cứ vào điều kiện thực tế và mục đích nghiên cứu, chúng tôi đã áp
dụng OTC 400m2
(20×20m) cho đối tượng rừng gỗ phục hồi sau nương rẫy và OTC 100m2 (10×10m) đối với rừng tre , nứa. Trong các OTC lập các ODB mỗi ô có diện tích 16m2
(4×4m) để điều tra lớp cây tái sinh như sơ đồ hình (2.1) và ODB 4m2 (2×2m) đối với rừng tre, nứa tái sinh sau thời gian bỏ hoá.
26
Trong tuyến điều tra thực địa còn gặp trạng thái rừng dẻ tái sinh tự nhiên thuần loại trên đất thoái hoá trung bình đã lập bổ sung OTC điển hình để điều tra.
OTC được lập bằng địa bàn cầm tay và thước dây với sai số khép kín là 1/200.
20m
4m
4m
Hình 2.1 – Sơ đồ bố trí ODB trong ô tiêu chuẩn điều tra
* Thu thập số liệu
Trong OTC điều tra thu thập các số liệu sau:
- Khảo sát các yếu tố tự nhiên: độ cao tương đối, hướng phơi, độ dốc, lịch sử canh tác nương rẫy, thời gian bỏ hoá.
- Đo đếm toàn bộ những cây có đường kính (cách mặt đất 1,30m-D1.3 ) về các chỉ tiêu sau: Xác định tên cây, đo D1.3 bằng thước đo đường kính, lấy đến
27
0,1cm, đo chiều cao cây (Hvn), được đo bằng thước dây hoặc thước sào, lấy đến 0,1m.
- Đo khoảng cách cây tái sinh: ứng dụng phương pháp ô 6 cây của Thomasius, mỗi thời gian phục hồi rừng chọn 36 điểm ngẫu nhiên để đo khoảng cách từ một cây tái sinh ngẫu nhiên tới 6 cây tái sinh gần nhất.
- Đo đếm cây tái sinh trong ODB: xác định tên loài cây, đếm cây tái sinh có trong ODB thống kê theo loài, đo chiều cao vút ngọn (Hvn ). Xác định nguồn gốc cây tái sinh: hạt, chồi. Phân loại phẩm chất cây con tái sinh: tốt, xấu, trung bình.
+ Cây tốt (A): Là những cây có tán lá phát triển đều đặn, tròn, xanh biếc, thân tròn thẳng, không bị khuyết tật, không bị sâu bệnh.
+ Cây trung bình (B): là những cây có tán lá bình thường, ít khuyết tật. + Cây xấu (C): Là những cây có tán lá lệch, lá tập trung ở ngọn, sinh trưởng kém, khuyết tật nhiều và bị sâu bệnh.
- Xác định nguồn gốc cây theo hạt và theo chồi.
- Độ che phủ: Xác định bằng mắt thường và ước tính tỷ lệ phần trăm (%) diện tích đất bị thảm cây gỗ che phủ. Độ tàn che tính theo chỉ số phần mười.
+ Đánh giá độ nhiều: Mức độ tham gia của một loài thực vật nào đó trong quần xã về số lượng cá thể, theo kí hiệu Drude (Thái Văn Trừng, 1978) [36] được trình bày ở bảng sau:
28
Bảng 2.1. Ký hiệu mức độ nhiều của thực bì theo Drude.
(theo Thái Văn Trừng,1970)
Ký hiệu Đặc điểm thực bì
Soc Số cá thể của loài mọc thành thảm rộng khắp, chiếm trên 85% diện tích
Cop 3 Số cá thể của loài rất nhiều, chiếm 65-85% diện tích
Cop 2 Số cá thể của loài nhiều, chiếm 45-65% diện tích
Cop 1 Số cá thể của loài tương đối nhiều, chiếm 25-45% diện tích
Sp Số cá thể của loài mọc rải rác phân tán, chiếm dưới 25% diện
tích
Sol Một vài cây cá biệt, chiếm dưới 5% diện tích
Gr Chỉ có một cây duy nhất
2.2.3. Phân tích và xử lý số liệu
Việc chỉnh lý số liệu quan sát, lập các dãy phân bố thực nghiệm, biểu đồ thực nghiệm, tính toán các đặc trưng mẫu… được xử lý đồng bộ trên máy vi tính theo giáo trình Toán sinh thái của Lê Xuân Cảnh (1998) [4].
* Phương pháp xác định tổ thành cây gỗ tái sinh
- Xác định số cây trung bình theo loài dựa vào công thức:
1 m i i n n m (2-1)
Trong đó: n là số cây trung bình theo loài
29
ni là tổng số cây của một loài trong một khoảng thời gian bỏ
hoá - Xác định tỷ lệ tổ thành và hệ số tổ thành theo công thức Tỷ lệ tổ thành (n%): % 1 .100 i m i i n n n (2-2)
Nếu ni ≥ 5% thì loài đó được tham gia vào công thức tổ thành ni < 5% thì loài đó không tham gia vào công thức tổ thành - Hệ số tổ thành (H) 1 10 i m i i H n n (2-3) Trong đó: H là hệ số tổ thành
ni là số cây của một loài trong một khoảng thời gian
m là tổng số loài trong một khoảng thời gian
10 là hệ số tổ thành được tính theo phần mười
* Nghiên cứu quy luật phân bố cây tái sinh trên mặt phẳng ngang
Để nghiên cứu hình thái phân bố cây tái sinh trên bề mặt đất rừng có thể sử dụng phương pháp đo khoảng cách từ một điểm ngẫu nhiên đến 6 cây tái sinh 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 trú.
30 U tính theo công thức:
U = ( r . -0.5). n
0,26136 (2-4)
Trong đó : r là giá trị bình quân khoảng cách gần nhất của n lần quan sát
là mật độ cây tái sinh trên một 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 được tính theo cây/ha được tính theo công thức:
N/ha = n
S × 10.000 (2 - 5)
Trong đó : n là số lượng cây, S là diện tích ô điều tra
* Nghiên cứu quy luật phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao (n/Hvn) và cấp đường kính (n/D1.3) đối với rừng gỗ
Sử dụng công thức Hopman để chia cấp cự ly chiều cao và cấp đường kính. K= H-h 2 N (2 - 6) ; K= D-d 23 N (2- 7)
Trong đó: H là chiều cao nhất h là chiều cao thấp nhất
31 D là đường kính lớn nhất d là đường kính nhỏ nhất
Ghép số liệu để nghiên cứu quy luật phân bố n/Hvn và n/D1.3 của từng thời gian. Để lập phân bố thực nghiệm chia chiều cao và đường kính thành các cấp, mỗi cấp là 0,5m đối với chiều cao và 0,5 cm đối với đường kính. Dựa vào phân bố thực nghiệm n/Hvn nắn phân bố thực nghiệm bằng phân bố lý thuyết để mô phỏng quy luật cấu trúc tần số theo hàm Weibull theo quy trình của Lê Xuân Cảnh trong giáo trình Toán sinh thái dùng cho cao học.
Phân bố Weibull :
f(x) = . .X -1.e- .x
Trong đó : và là hai tham số của hàm ( đặc trưng cho độ lệch, đặc trưng cho độ nhọn).
Nếu: = 1 thì phân bố có dạng giảm = 3 thì phân bố có dạng đối xứng > 3 thì phân bố có dạng lệch phải < 3 thì phân bố có dạng lệch trái
Tên loài được xác định theo danh lục thực vật khu bảo tồn thiên nhiên Nghĩa Phương -Lục Nam -Bắc Giang trong dự án xây dựng Khu bảo tồn thiên nhiên Nghĩa Phương- Lục Nam- Bắc Giang giai đoạn từ 2001-2010.
32
Chương 3
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
3.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 3.1.1. Vị trí địa lý 3.1.1. Vị trí địa lý
Khu bảo tồn thiên nhiên Nghĩa Phương nằm về phía Tây Nam của huyện Lục Nam và gồm có ba xã của huyện Lục Nam là Nghĩa Phương, Bình Sơn, Lục Sơn và một xã thuộc huyện Sơn Động là An Lạc, cách thành phố Bắc Giang 60km theo đường chim bay. Có giới hạn địa lý từ 210
13’ đến 210 16’ vĩ độ Bắc. Từ 1060
21’ đến 10609’ kinh độ Đông. Phía Bắc giáp xã Trường Giang huyện Lục Nam và xã Phượng Sơn huyện Lục Ngạn. Phía Tây giáp xã Huyền Sơn và thị trấn Lục Nam. Phía Nam và phía Đông giáp tỉnh Quảng Ninh và Hải Dương.
3.1.2. Địa hình địa thế
Khu bảo tồn thiên nhiên Nghĩa Phương nằm trong khu vực Yên Tử Tây, được bao bọc bởi dãy Yên Tử, có đỉnh Yên Tử cao nhất là 1.064m. Địa thế thấp dần từ Đông Nam sang Tây Bắc, dãy Yên Tử có địa hình cao, dốc, chia cắt phức tạp, khu vực giáp danh với tỉnh Quảng Ninh có độ dốc trung bình từ 350
đến 400. Với địa hình phức tạp như vậy nên Khu bảo tồn thiên nhiên Nghĩa Phương có những khu vực còn tương đối nguyên vẹn với một quần thể sinh vật đa dạng và phong phú.
3.1.3. Khí hậu thuỷ văn
3.1.3.1. Khí hậu
Khu bảo tồn có khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm và mưa nhiều.
Chế độ nhiệt và lượng mưa: Có nhiệt độ trung bình hàng năm là 230C (trung bình tháng cao nhất là 28,50C; trung bình tháng thấp nhất là 15,80
33
Lượng mưa trung bình năm là 1.483,3mm; trung bình tháng cao nhất 291,9mm; trung bình tháng thấp nhất là 31,2mm. Tổng số ngày mưa là 120 ngày tập trung vào các tháng 5, 6, 7, 8. Độ ẩm không khí bình quân 82%, cao nhất là 85%, thấp nhất là 79%. Lượng nước bốc hơi trung bình hàng năm là 1.050mm, trung bình tháng cao nhất là 114,5mm; trung bình tháng thấp nhất là 69,2mm. Nước thường bốc hơi mạnh vào tháng 5, 6, 7. Sương mù thường xuất hiện vào các tháng 1, 2, 9, 10, 11, 12 trong đó vào các tháng 1, 11, 12 thỉnh thoảng có sương muối gây thiệt hại cho cây trồng và vật nuôi.
Chế độ gió: Khu bảo tồn chịu ảnh hưởng của hai loại gió mùa. Gió mùa đông bắc thường xuất hiện vào mùa đông kèm theo mưa phùn và giá lạnh (từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau). Gió mùa đông nam từ tháng 4 đến tháng 10, trong mùa này thường nóng và xuất hiện giông bão kèm theo mưa to đến rất to, nhưng xa biển nên được dãy Yên Tử che chắn nên mức độ thiệt hại do bão gây ra không lớn.
3.1.3.2. Thuỷ văn
Khu bảo tồn thiên nhiên Nghĩa Phương thuộc khu vực Yên Tử Tây, lưu vực này có 7 con suối lớn: suối Đồng Rì, suối Bài, suối Nước Ninh, suối Nước Vàng, suối Đá Ngang, suối Khe Đin, và suối Khe Rỗ. Đây là những con suối thượng nguồn của sông Lục Nam. Do khu vực còn nhiều rừng nên các con suối ở đây có nước chảy quanh năm, nó cũng là nguồn nước chính cung cấp cho nhân dân của các xã trong khu vực bảo tồn và vùng đệm. Do vậy cần tiếp tục bảo vệ và phục hồi rừng để bảo vệ nguồn nước đầu nguồn cho sông Lục Nam, phục vụ đời sống dân sinh.
3.1.4. Đặc điểm đất đai
34
Đất Feralit trên núi, phân bố ở độ cao 300m trở lên, hầu hết còn thực vật che phủ, tầng đất sâu ẩm có lớp thảm mục khá dày, đất giàu dinh dưỡng.
Trong loại đất này có các loại phụ như sau:
+ Đất Feralit núi màu vàng.
+ Đất Feralit núi màu nâu. +Đất Feralit núi bằng.
Đất Feralit điển hình, phân bố ở độ cao 200-300m, tập trung chủ yếu ở phía Tây Bắc của khu bảo tồn thiên nhiên, hình thành trên đá mẹ phiến thạch, sa thạch… tầng đất từ trung bình đến dày, còn tính chất đất rừng. Nơi còn rừng thì tầng đất sâu ẩm, độ phì cao, nơi mất rừng thì đất bị thoái hoá mạnh, nghèo dinh dưỡng…, có các loại phụ sau :
+ Đất Feralit màu vàng, phát triển trên sa thạch, tầng đất nông, nghèo dinh dưỡng.
+ Đất Feralit màu vàng đỏ, phát triển trên phiến thạch sét, sa phiến thạch… tầng đất trung bình, chất dinh dưỡng trung bình.
Nhìn chung đất ở khu bảo tồn thiên nhiên Nghĩa Phương tương đối tốt, đất có thành phần cơ giới nhẹ, tầng đất dày thích hợp cho thực vật sinh trưởng và phát triển.
3.1.5. Hiện trạng sử dụng đất đai và tài nguyên rừng
35
Bảng 3.1- Diện tích, trạng thái các loại đất rừng của khu bảo tồn
(Dự án xây dựng khu bảo tồn thiên nhiên Nghĩa Phương giai đoạn 2001-2010)
TT Hạng mục Trạng thái Diện tích Diện tích tự nhiên 16.462,0
I Diện tích đất LN 15.411,4
1 Diện tích có rừng 13.491,7
A Diện tích rừng tự nhiên 13.020,2
+ Rừng non phục hồi IIa,IIb 3.785,5
+ Rừng nghèo IIIA1 3.730,4
+ Rừng trung bình IIIA2, IIIA3 4.612,2
+ Rừng hỗn giao 892,1 + Rừng tre nứa 192,0 B Rừng trồng 270,4 2 Diện tích đất trống trọc 1.916,7 II Diện tích đất ngoài LN 1.052,5 Vùng đệm 6.616,0 3.1.5.2. Hệ thực vật rừng
Thực vật trong khu bảo tồn thiên nhiên Nghĩa Phương phân bố trong nhiều hệ sinh thái nhưng tập trung nhiều nhất ở hệ sinh thái rừng. Theo kết quả điều tra xây dựng dự án khu bảo tồn thì khu bảo tồn là nơi hội tụ 276 loài cây gỗ, thuộc 136 chi của 56 họ thực vật. Ngoài ra còn có 453 loài cây dược liệu thuộc 53 chi của 28 họ cây cỏ và dây leo…, rừng trong khu bảo tồn có nhiều loài gỗ đặc hữu và quý hiếm như Pơ mu, Thông tre, Gụ, Lim xanh, Chò chỉ, Sến mật… Cây dược liệu quý hiếm như Sa nhân, Ba kích, Lá khôi, Một lá, Bảy lá, Đau xương, Phong kỷ, Trầu tiên…
3.1.5.3. Hệ động vật rừng
Theo kết quả điều tra xây dựng dự án Khu bảo tồn thiên nhiên Nghĩa Phương đã thống kê được : thú rừng có 50 loài thuộc 20 họ của 8 bộ, chim có
36
101 loài thuộc 41 họ của 13 bộ, bò sát có 40 loài thuộc 15 họ của 2 bộ, ếch nhái có 33 loài thuộc 5 họ của 1 bộ.
Nhìn chung với số loài như trên trong diện tích 13.211,8 ha rừng tự nhiên thì khu bảo tồn có hệ động vật tương đối phong phú. Với những loài quý hiếm cần được bảo vệ như Hổ, Gấu ngựa, Sơn dương, Tê tê, Gà lôi trắng, Ô rô vẩy,