Ở Việt Nam có nhiều công trình khoa học của nhiều tác giả tập trung vào các đặc điểm cấu trúc của các kiểu rừng tự nhiên, rừng trồng nhằm phục vụ cho việc kinh doanh rừng lâu dài và ổn định, nhiều tác giả đi sâu vào mô phỏng các cấu trúc rừng từ đơn giản đến phức tạp bằng các mô hình.
Phạm Minh Nguyệt (1994), đưa ra những tiêu chuẩn về một cấu trúc rừng cần được quan tâm khi tiến hành chặt tu bổ. Cấu trúc thích hợp tức là mọi tầng cây đều phát triển tốt. Tầng cây trên cung cấp nguyên vật liệu cho kinh doanh nhưng cũng tạo ra các điều kiện khác cho cây rừng phát triển cân đối nhịp nhàng. Tầng trung bình bổ sung độ tàn che tạo điều kiện sinh thái thuận lợi cho cây rừng và cung cấp một số nguyên liệu. Tầng cây tái sinh mọc xen giữa thảm tươi cây bụi, dây leo là tiềm lực của rừng tạo điều kiện tái sinh lâu dài.
Đặng Kim Vui (2002), [50] nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy để làm cơ sở đề xuất giải pháp khoanh nuôi, làm giầu rừng ở huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên, đã kết luận đối với giai đoạn phục hồi từ 1- 2 tuổi (hiện trạng là thảm cây bụi) thành phần thực vật 72 loài thuộc 36 họ và họ Hòa thảo (Poaceae) có số lượng lớn nhất (10 loài), sau đó đến họ Thầu
dầu (Euphorbiaceae) 6 loài, họ Trinh nữ (Mimosaceace) và họ Cà phê (Rubiaceae) mỗi họ có 4 loài. Bốn họ có 3 loài là họ Long não (Lauraceae), họ Cam (Rutaceae), họ Khúc khắc (Smilacaceae) và họ Cỏ roi ngựa (Verbenaceae). Ngoài ra, cấu trúc trạng thái thảm thực vật cây bụi này có số cá thể trong ô tiêu chuẩn cao nhất nhưng lại có cấu trúc hình thái đơn giản, độ che phủ thấp nhất 75 - 80 %, chủ yếu tập trung vào các loài cây bụi.
Nguyễn Văn Trương (1982), [46] đưa ra một số cấu trúc tiêu chuẩn cần được đảm bảo điều chế rừng theo phương pháp chặt chọn. Ông cho rằng nếu áp dụng chặt chọn như hiện nay thì không thể tạo lại vốn rừng như trước khi chặt nên dùng thuật ngữ khai thác nuôi dưỡng rừng.
Vũ Đình Phương (1987), trong vấn đề thâm canh rừng tự nhiên ở nước ta, ông cho rằng muốn xác định được hướng kỹ thuật thâm canh rừng tự nhiên cần phải hiểu biết về rừng, nắm bắt được quy luật tự nhiên của rừng. Những quy luật tự nhiên của rừng có liên quan đến cấu trúc rừng, nghiên cứu về cấu trúc rừng hỗn loài thường xanh (cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng, cấu trúc theo thời gian…) là cơ sở cho việc đề xuất biện pháp thâm canh rừng .
Nguyễn Hải Tuất (1991), [49]nghiên cứu quy luật cấu trúc quần thể cây rừng (Ba Vì) cho rằng, điều kiện sinh thái ở đây đảm bảo tính ổn định của một hệ sinh thái núi cao thể hiện qua các quy luật cấu trúc rừng .
Trần Văn Con (1992), [8] ứng dụng mô phỏng toán học trong nghiên cứu động thái rừng tự nhiên tại lâm trường Nam Phú Nhơn (Gia Lai Kon Tum) đã cho rằng, sự biến đổi cấu trúc lâm phần (động thái) là kết quả tổng hợp của ba quá trình: tái sinh, sinh trưởng và đào thải (chết tự nhiên và tỉa thưa). Mô phỏng toán học có thể rút ngắn thời gian nghiên cứu để dự báo sự thay đổi cấu trúc khi biết hiện trạng rừng và các tương quan nhất định.
Võ Đại Hải (1996), [16] đưa ra khái niệm chức năng phòng hộ nguồn nước của thảm thực vật. Theo tác giả mô hình cấu trúc hợp lý của rừng phòng
hộ đầu nguồn là mô hình cấu trúc rừng đáp ứng được yêu cầu phòng hộ về điều tiết nước và xói mòn. Trong mô hình cấu trúc, ông đề cập tổ thành loài cây và điều kiện sinh trưởng phát triển của chúng.
Nhìn chung, các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng gần đây thường thiên về việc mô hình hoá các quy luật kết cấu lâm phần và việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng thường ít đề cập đến các yếu tố sinh thái nên chưa thực sự đáp ứng mục tiêu kinh doanh rừng ổn định lâu dài. Muốn đề xuất được các biện pháp kỹ thuật lâm sinh chính xác, đòi hỏi phải nghiên cứu cấu trúc rừng một cách đầy đủ và phải đứng trên quan điểm tổng hợp về sinh thái học, lâm học và sản lượng.
Chƣơng 2
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Hiện trạng đất trống đồi núi trọc và đặc điểm 3 mô hình phủ xanh ở huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh.
Mô hình rừng trồng thần loài Keo (10 tuổi)
Mô hình rừng trồng hỗn giao Keo (9 tuổi, 80 %) + Thông (2 tuổi, 20%) Mô hình rừng trồng hỗn giao Keo (9 tuổi, 60 %)+ Bạch đàn (7 tuổi, 40 %)
2.2. Địa điểm nghiên cứu
Đề tài của chúng tôi được nghiên cứu tại 3 xã: Ngọc Xá, Phù Lãng, Cách Bi huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh.
2.3. Nội dung nghiên cứu
1. Hệ thực vật và thảm thực vật huyện Quế Võ
2. Hiện trạng và tiềm năng đất trống đồi trọc ở huyện Quế Võ
3. Đặc điểm của một số mô hình phủ xanh đất trống đồi trọc ở khu vực nghiên cứu.
- Thành phần loài thực vật - Thành phần dạng sống thực vật
- Cấu trúc hình thái, độ che phủ của thảm thực vật
4. Một số tính chất hoá học cơ bản của đất dưới các mô hình phủ xanh ở khu vực nghiên cứu:
- Độ chua pH (KCL)
- Hàm lượng mùn tổng số (%) - Hàm lượng đạm tổng số (%) - Hàm lượng lân và kali tổng số - Hàm lượng Ca2+ và Mg2+ trao đổi
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Trong quá trình thực hiện đề tài chúng tôi đã sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:
2.4.1. Phương pháp tuyến điều tra (TĐT) và ô tiêu chuẩn (OTC)
Chúng tôi sử dụng phương pháp của Hoàng Chung (2008) như sau: Tuyến điều tra: trước hết là xác định địa điểm nghiên cứu, căn cứ vào bản đồ của khu vực lập các 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 OTC và ô dạng bản để thu thập số liệu.
Ô tiêu chuẩn: để thu thập số liệu thảm thực vật, chúng tôi áp dụng OTC là 100m2 (10 x 10m) cho các trạng thái rừng trồng thuần loại và rừng trồng hỗn giao. Ô dạng bản (ODB) được bố trí trên các đường chéo, đường vuông góc và các cạnh của OTC. Tổng diện tích các ODB phải đạt ít nhất là 1/3 diện tích OTC.
Bảng 2.1: Bố trí tuyến điều tra tại các địa điểm nghiên cứu
Địa điểm nghiên cứu Số tuyến điều tra
Xã Ngọc Xá 3
Xã Phù Lãng 3
Xã Cách Bi 3
Tổng 9
Bảng 2.2: Bố trí ô tiêu chuẩn điều tra tại địa điểm nghiên cứu
Địa điểm nghiên cứu Số ô tiêu chuẩn
Xã Ngọc Xá 15
Xã Phù Lãng 12
Xã Cách Bi 10
2.4.2. Phƣơng pháp thu thập số liệu
Trên TĐT, quan sát và ghi chép vào phiếu tất cả các thông tin về các loài đã gặp như: tên latinh (hoặc tên địa phương), dạng sống (Ph, Ch, He, Cr, Th). Những loài chưa biết tên lấy mẫu về để định loại.
Trong OTC, tiến hành thu thập mẫu trong các ô nhỏ (ODB), cách thu mẫu cũng giống như tuyến điều tra.
2.4.3. Phƣơng pháp phân tích mẫu
2.4.3.1. Đối với mẫu thực vật
Xác định tên khoa học, tên địa phương các loài cây theo các tài liệu của Nguyễn Tiến Bân (1997) [5], Phạm Hoàng Hộ (1991 - 1993) [17], theo cuốn “Tên cây rừng Việt Nam” của Bộ NN&PTNN(2000) [7], Danh lục tài liệu thực vật Việt Nam…
Xác đinh dạng sống các loài theo cuốn “Tên cây rừng Việt Nam” của Bộ NN & PTNT (2000) [7], Hoàng Chung (2005) [10].
Thống kê các loài theo danh lục, sắp xếp theo thứ tự ABC theo tên Latinh.
2.4.3.2. Đối với mẫu đất
Ở mỗi điểm nghiên cứu, chúng tôi đều tiến hành lấy mẫu đất ở 3 loại địa hình (chân đồi, sườn đồi, đỉnh đồi) theo 3 dạng độ sâu khác nhau:
Mẫu 1: từ 0-10 cm Mẫu 2: từ 10-20 cm Mẫu 3: từ 20-30 cm
Sau đó trộn đều các mẫu ở cùng độ sâu và phân tích các chỉ tiêu theo các phương pháp sau:
- Xác định hàm lượng mùn (%) theo phương pháp Walkey - Black. - Xác định đạm tổng số (N%) theo phương pháp Kjeldahl.
- Xác định hàm lượng lân tổng số (P2O5 %) theo phương pháp Larensenpher.
- Xác định K2O (mg/100g đất) bằng phương pháp quang kế ngọn lửa Payve. - Xác định pH (H2O) bằng phương pháp so màu.
Các chỉ tiêu lí hoá của đất được phân tích tại phòng thí nghiệm phân tích đất Viện hóa học- Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
2.4.4. Phƣơng pháp phân loại đất trống đồi trọc
Chúng tôi sử dụng các phương pháp phân loai đất trống đồi trọc của Trần Đình Lý (2003) [30].
2.4.5. Phƣơng pháp dùng toán thống kê để xử lí số liệu
Các số liệu được xử lý theo phương pháp thống kê sinh học. Sử dụng phần mềm Excell để xử lý và mô hình hoá số liệu.
2.4.6. Phƣơng pháp kế thừa số liệu kết hợp với khảo sát tổng thể hiện trƣờng
Kế thừa các tài liệu, kết quả nghiên cứu, điều tra các điều kiện tự nhiên- xã hội và tài nguyên rừng huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh.
Điều tra từ các cơ quan chức năng tại huyện Quế Võ và tỉnh Bắc Ninh như Sở nông nghiệp và phát triển nông thôn, Chi cục kiểm lâm, các ban quản lí dự án lâm nghiệp…
Điều tra trong nhân dân, phỏng vấn các hộ gia đình xung quanh khu vực nghiên cứu và các hộ gia đình trực tiếp được tiếp được giao nhận trồng, chăm sóc và bảo vệ rừng tại khu vực nghiên cứu.
Chƣơng 3
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU 3.1. Điều kiện tự nhiên
3.1.1. Vị trí địa lý
Bắc Ninh là tỉnh thuộc vùng đồng bằng Bắc bộ, nằm gọn trong châu thổ sông Hồng, là cửa ngõ phía Đông Bắc của thủ đô Hà Nội. Bắc Ninh nằm trong vùng kinh tế trọng điểm tam giác tăng trưởng Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh, khu vực có mức tăng trưởng kinh tế cao, giao lưu kinh tế mạnh. Bắc Ninh có các trục đường giao thông lớn quan trọng chạy qua nối liền tỉnh với các trung tâm kinh tế văn hóa, thương mại là cầu nối giữa Hà Nội với các tỉnh trung du miền núi phía Bắc và có vị trí quan trọng về an ninh quốc phòng.
- Phía Bắc giáp tỉnh Bắc Giang
- Phía Nam giáp tỉnh Hưng Yên và một phần Hà Nội - Phía Đông giáp tỉnh Hải Dương
- Phía Tây giáp thủ đô Hà Nội
Với vị trí như thế, xét tầm không gian lãnh thổ vĩ mô, Bắc Ninh có nhiều thuận lợi cho sự phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh.
Quế Võ là huyện nông nghiệp, nằm ở cửa ngõ phía bắc thủ đô Hà Nội. Với diện tích đất tự nhiên rộng 170,74 km2, được bao bọc bởi 3 con sông: sông Cầu, sông Đuống, sông Lục Đầu đã tạo cho Quế Võ những lợi thế trong phát triển nông nghiệp. Quế Võ nằm ở bờ Bắc sông Đuống của tỉnh Bắc Ninh.
Phía Bắc giáp sông Cầu ngăn cách với tỉnh Bắc Giang.
Phía Nam giáp sông Đuống, ngăn cách với các huyện Thuận Thành và Gia Bình.
Phía Tây giáp Thành phố Bắc Ninh và huyện Tiên Du.
Quế Võ có 1 thị trấn Phố Mới và 20 xã là: Việt Thống, Nhân Hoà, Bằng An, Quế Tân, Phù Lương, Phù Lãng, Ngọc Xá, Châu Phong, Đức Long, Đại Xuân, Phương Liễu, Phượng Mao, Yên Giả, Mộ Đạo, Chi Lăng, Hán Quảng, Việt Hùng, Bồng Lai, Cách Bi, Đào Viên.
Khu vực nghiên cứu của đề tài là 3 xã Cách Bi, Phù Lãng, Ngọc Xá có tổng diện tích tự nhiên là 2765,8 trong đó diện tích rừng trồng là 227,49 ha (chiếm 8,23 % diện tích tự nhiên). Cả 3 xã này không có rừng tự nhiên.
3.1.2 Về địa hình - địa thế
Địa hình của tỉnh tương đối bằng phẳng, có hướng dốc chủ yếu từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông, được thể hiện qua các dòng chảy mặt đổ về sông Đuống và sông Thái Bình. Mức độ chênh lệch địa hình không lớn, vùng đồng bằng chiếm gần hết diện tích tự nhiên tòan tỉnh, có độ cao phổ biến 3 - 7m so với mặt biển. Do được bồi đắp bởi các sông lớn như sông Đuống, sông Cầu, sông Thái Bình nên vùng đồng bằng chủ yếu là đất phù sa màu mỡ. Vùng gò đồi trung du chỉ chiếm 0,5% diện tích tự nhiên và phần lớn là đồi núi thấp, cao nhất là núi Hàm Long 171m.
Huyện Quế Võ có địa hình khá phong phú và đa dạng, có đồi núi thấp xen kẽ với đồng bằng. Địa hình đồi núi thấp thuộc một số xã Nam Sơn, Vân Dương, Phù Lãng, Ngọc Xá, Châu Phong, Đào Viên với độ cao trung bình từ 6 - 120 m. Đỉnh cao nhất là núi Hàm Long 171 m tại xã Nam Sơn.
Địa hình đồng bằng chủ yếu ở các xã Đại Xuân, Việt Thống, Nhân Hòa, Quế Tân, Phượng Mao, Việt Hùng. Độ cao bình quân so với mặt nước biển là 2,5 - 5m.
Vùng đồi, gò diện tích đất lâm nghiệp có độ dốc bình quân từ 10-150 , đặc biệt có nơi > 250
.
Nhìn chung vùng đất lâm nghiệp có độ dốc không lớn, rất thuận lợi cho việc trồng rừng, xây dựng vườn rừng, các lâm viên, trang trại rừng. Tuy nhiên, một số diện tích có độ dốc cục bộ lớn nếu không bảo vệ rừng tốt, sẽ xảy ra hiện tượng xói mòn, rửa trôi đất.
3.1.3. Địa chất, đất đai
Đặc điểm địa chất mang những nét đặc trưng của cấu trúc địa chất thuộc vùng trũng sông Hồng, bề dày trầm tích đệ tứ chịu ảnh hưởng rõ rệt của cấu trúc mỏng. Tuy nhiên nằm trong miền kiến tạo Đông Bắc, Bắc bộ nên cấu trúc địa chất lãnh thổ Bắc Ninh có những nét còn mang tính chất của vòng cung Đông Triều vùng Đông Bắc. Toàn tỉnh có mặt các loại đất đá có tuổi từ Cambri đến đệ tứ song nhìn chung có thành tạo Kainozoi phủ trên các thành tạo cổ. Đây là thành tạo chiếm ưu thế về địa tầng lãnh thổ. Các thành tạo Triat phân bố trên ở hầu hết các dãy núi, thành phần thạch học chủ yếu là cát kết, sạn kết. Bề dày các thành tạo đệ tứ biến đổi theo quy luật trầm tích từ Bắc xuống Nam. ở các vùng núi do bị bóc mòn nên bề dày của chúng còn rất mỏng, càng xuống phía Nam bề dày có thể đạt tới 100 m, trong khi đó vùng phía Bắc (Đáp Cầu) bề dày chỉ đạt 30 - 50 m.
Huyện Quế Võ có tổng diện tích tự nhiên là 15484,82 ha. Đất lâm nghiệp của huyện Quế Võ chủ yếu là đất Feralit phát triển trên nhóm đá Cát, đá Sét và có tầng đất mỏng đến trung bình, hầu hết đất bị chua nghèo chất dinh dưỡng, kết dính kém, dễ xói mòn, rửa trôi. Một số diện tích tại xã khi mất rừng đã bị thoái hoá trơ sỏi đá, rất khó để khôi phục lại rừng.
Kết quả phân chia, khoanh vẽ và khảo sát tại thực địa cho thấy vùng đồi gò của huyện có 16 dạng lập địa chính. Với tổng diện tích điều tra là 645,3ha, trong đó.
Vùng đồi thấp < 100m, có 13 dạng lập địa, tổng diện tích 585,9 ha chiếm 91,9%.
Vùng đồi trung bình có độ cao từ 100- 200m, có 3 dạng lập địa, tổng diện tích 51,4 ha, chiếm 8,1%.
Đặc điểm địa chất của huyện Quế Võ ổn định. Và về mặt địa hình có thể hình thành hai dạng đô thị vùng đồng bằng và trung du. Bên cạnh đó có
một số đồi núi nhỏ dễ tạo cảnh quan đột biến, cũng như một số vùng trũng nếu biết khai thác có thể tạo ra cảnh quan sinh thái đầm nước vào mùa mưa để phục vụ cho các hoạt động văn hoá và du lịch.
Khu vực nghiên cứu của đề tài là 3 xã Cách Bi, Ngọc Xá, Phù Lãng có địa chất đất đai mang những nét chung trong toàn huyện Quế Võ.
3.1.4. Về khí hậu
Bắc Ninh thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa đông lạnh. Nhiệt độ trung bình năm là 23,3°C, nhiệt độ trung bình tháng cao nhất là 28,9°C (tháng 7), nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất là 15,8°C (tháng 1). Sự chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất và tháng thấp nhất là 13,1°C.