Đề tài tập trung nghiên cứu tại 2 xã Ca Thành và Triệu Nguyên huyện Nguyên Bình – tỉnh Cao Bằng.
3.2.2. Thời gian nghiên cứu
Đề tài được tiến hành từ tháng 2 năm 2014, đến tháng 5 năm 2014.
3.3. Nội dung nghiên cứu
Đểđạt được các mục tiêu trên, đề tài nghiên cứu với các nội dung chính sau: - Nghiên cứu đặc điểm hình thái và vật hậu loài Thiết sam giả lá ngắn. - Nghiên cứu một sốđặc điểm cấu trúc lâm phần có loài Thiết sam giả
lá ngắn phân bố.
- Nghiên cứu đặc điểm phân bố và sinh thái loài Thiết sam giả lá ngắn. - Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên loài Thiết sam giả lá ngắn. - Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh chủ yếu trong gây trồng.
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Công tác chuẩn bị
Giấy bút, bảng hỏi, GPS, sơn, thước dây, túi nilon, thước đo và liên hệ
31
3.4.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể
3.4.2.1. Phương pháp lập ô tiêu chuẩn
Sử dụng phương pháp điều tra trên các ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình tạm thời nơi có Thiết sam giả lá ngắn phân bố ở các đai độ cao khác nhau để điều tra nghiên cứu các nhân tố sinh thái. Căn cứ vào điều kiện tự nhiên của huyện Nguyên Bình, đề tài đã điều tra trên 2 đai độ cao cụ thể như sau:
Đai I: độ cao 600 - 1000m so với mực nước biển;
Đai II: độ cao 1000 - 1500m so với mực nước biển;
Do địa hình khó khăn ở vùng núi nên chúng tôi chỉ có thể lập ô tiêu chuẩn có diện tích 500m2.
OTC được chọn ngẫu nhiên và đại diện cho các khu vực khác nhau trong phạm vi nghiên cứu. Nơi địa hình dốc, tiến hành lập các OTC có diện tích nhỏ hơn ( 100 - 200m2 ), mỗi xã tiến hành lập 15 OTC.
3.4.2.2. Phương pháp thu thập số liệu trên các ô tiêu chuẩn
(1). Điều tra tầng cây cao: Trong OTC đo đếm toàn bộ những cây có (D1.3) ≥ 6 cm, với mỗi tầng cây cao điều tra những chỉ tiêu sau:
- Xác định tên loài cây, đo đường kính (D1.3), chiều cao (Hvn), đường kính tán (Dt).
- Đường kính ngang ngực (D1.3): được đo bằng thước dây, cách mặt đất 1,3m theo 2 hướng (đông tây – nam bắc) của tất cả các cây có đường kính từ
6m trở lên trong OTC.
- Chiều cao vút ngọn (Hvn) và chiều cao dưới cành ( Hdc): được đo bằng thước đo cao blumless của tất cả các cây trong OTC, độ chính xác đến 0,1 m. Chiều cao vút ngọn được đo tính từ mặt đất tới đỉnh sinh trưởng của cây, chiều cao dưới cành được đo từ mặt đất đến cành đầu tiên tham gia vào tán cây.
32
- Đường kính tán (Dt): đo đường kính tán của tất cả các cây trong OTC bằng cách đo gián tiếp thông qua hình chiếu tán của cây trên mặt đát theo hai hướng( đông bắc – tây nam), độ chính xác 0,1 m.
(2). Điều tra cây tái sinh, các chỉ tiêu xác định là:
- Tên loài cây, chiều cao vút ngọn, tình trạng sinh trưởng, nguồn gốc tái sinh ( theo hạt, theo chồi)
- Đo chiều cao vút ngọn bằng thước sào, lấy đến 0,1m.
- Xác định phẩm chất cây tái sinh với từng cá thể và phân thành 3 cấp chất lượng tốt, trung bình, xấu.
+ Cây tốt (A): là cây sinh trưởng tốt, thân tròn thẳng, tán lá phát triển
đều, không sâu bệnh, khuyết tật.
+ Cây trung bình (B): là cây sinh trưởng bình thường, ít khuyết tật. + Cây xấu (C): là cây sinh trưởng kém, cong queo, khuyết tật, sâu bệnh. - Xác định nguồn gốc cây tái sinh: Được xác định theo tái sinh hạt hay tái sinh chồi.
- Xác định phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang
+ Từ số liệu điều tra và thu thập được trên 65 ô dạng bản ở vị trí dưới 1000 m và 25 ô dạng bản ở vị trí trên 1000 m. Ta tiến hành quan sát, sau đó chọn một cây Thiết sam giả lá ngắn trưởng thành cố định và đo khoảng cách của 30 cây Thiết sam giả lá ngắn tái sinh gần nhất xung quanh nó ở giai đoạn cây mạ và cây con có đường kính ngang ngực nhỏ hơn 6cm. Được tính theo công thức:
U = (3.1) Trong đó:
r là giá trị bình quân của n lần quan sát khoảng cách đến cây gần nhất λ là mật độ cây tính trên đơn vị diện tích (m2 )
n là số lần đo khoảng cách giữa các cây tái sinh (n>30)
Nếu: - 1,96 <U< 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố ngẫu nhiên
26136 , 0 ) 5 , 0 (r λ − n
33
U > 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bốđều. U < 1,96 thì tổng thể cây tái sinh co phân bố cụm.
(3). Điều tra độ tàn che tầng cây cao, cây bụi, thảm tươi:
- Cây bụi: Chỉ tiêu xác định là: Tên loài cây, số lượng, Hvn được đo bằng thước mét, độ che phủ bình quân chung các loài được tính theo tỷ lệ
phần trăm bằng phương pháp ước lượng.
- Thảm tươi: Chỉ tiêu điều tra: Tên loài cây, chiều cao trung bình, độ che phủ của loài, độ che phủ chung được xác định bằng phương pháp ước lượng. - Xác định độ tàn che: Dùng gương cầu để đo độ tàn che. Ta lần lượt đo
ở 5 vị trí khác nhau trong ÔTC. Sau đó cộng vào và chia trung bình ta biết
được độ tàn che của rừng
Áp dụng công thức tính độ tàn che:
ĐTC= (3.2)
Trong đó n là số ô
Chỉ tiêu điều tra: Tên loài cây, chiều cao trung bình,độ che phủ của loài,
độ che phủ chung được xác định bằng phương pháp ước lượng.
(4). Điều tra đất: Do khu vực có loài Thiết sam giả lá ngắn phân bố là khu vực núi đá nên việc đào phẫu diện đất là rất khó khăn. Vì vậy, tại mỗi OTC chúng tôi lấy mẫu đất đại diện để tiến hành phân tích. Tiến hành nghiên cứu tại khoa Nông học trường ĐHNL Thái Nguyên.
(5). Nghiên cứu các nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến sự tồn tại và phát triển loài Thiết sam giả lá ngắn.
96 4 . 1 * n 96 4 . 1 *
34
- Ảnh hưởng của cây bụi, thảm tươi đến sự sinh trưởng của loài Thiết sam giả lá ngắn: Độ che phủ của cây bụi, thảm tươi ảnh hưởng trực tiếp đến tái sinh tự nhiên của Thiết sam giả lá ngắn.
- Ảnh hưởng của địa hình đến sự sinh trưởng loài Thiết sam giả lá ngắn: các yếu tốđịa hình (chân, sườn, đỉnh) được xác định thông qua việc lập ô sơ cấp.
+ Xác định hướng phơi (Đông, Tây, Nam, Bắc) bằng địa bàn cầm tay.
+ Đo cấp độ dốc (3 cấp độ dốc Cấp I : 10 – 15 0 ; Cấp II : 15 – 200 ; Cấp III >200) trong các OTC sơ cấp bằng địa bàn cầm tay.
- Ảnh hưởng của yếu tốđất: Do loài Thiết sam giả lá ngắn phân bố trên các đỉnh núi đá vôi nên ta không để tiến hành đào phẫu diện đất được. Chính vì vậy, đề tài đã thu gom lớp đất mặt trong từng ô tiêu chuẩn nơi loài thiết sam phân bốđể mô tả.
- Ảnh hưởng của độ tàn che: Cách xác định độ tàn che kết hợp trắc và phẫu đồ
ngang để xác định tỉ lệ che phủ (%) hình chiếu tán cây rừng so với bề mặt đất rừng.
3.4.3. Phương pháp phỏng vấn
Để đánh giá và tìm hiểu sự hiểu biết và sử dụng các loài thực vật trong khu vực nghiên cứu, chúng tôi tiến hành chọn các đối tượng phỏng vấn như
sau: Mỗi xã tiến hành phỏng vấn 20 phiếu, tại mỗi xã chúng tôi tiến hành lựa chọn các thôn để phỏng vấn, thôn nào có diện tích phân bố loài Thiết sam giả
lá ngắn nhiều nhất thì điều tra tại đó. Tại xã Ca Thành phỏng vấn người dân xóm Cao Lù, xã Triệu Nguyên phỏng vấn người dân thôn Pác Tháy. Đối tượng phỏng vấn gồm những người dân đã từng khai thác và sử dụng các loài cây gỗ trong khu vực để sử dụng cho sinh hoạt, phục vụ sản xuất cũng như để
trao đổi mua bán. Những người am hiểu về các loài cây trong rừng như các cụ
35
3.4.4. Phương pháp xử lý số liệu
3.4.4.1. Phương pháp xác định cấu trúc tổ thành
Tổ thành là chỉ tiêu biểu thị tỉ lệ mỗi loài hay nhóm loài tham gia tạo thành rừng, tuỳ thuộc vào số lượng loài có mặt trong lâm phần mà phân chia lâm phần thành rừng thuần hoài hay hỗn loài, các lâm phần rừng có tổ thành loài khác nhau thì chức năng phòng hộ, bảo vệ môi trường sinh thái và tính đa dạng sinh học cũng khác nhau.
Để đánh giá đặc điểm cấu trúc tổ thành sinh thái của quần hợp cây gỗ, chúng tôi sử dụng chỉ số mức độ quan trọng (Importance Value Index = IVI), tính theo công thức: Ni + Gi + Rfi IVIi (%) = 3 Trong đó:
• IVIi là chỉ số mức độ quan trọng (tỷ lệ tổ thành) của loài thứ i.
• Ni là độ phong phú tương đối của loài thứ i:
1 ( % ) s 1 0 0 i A i x = = ∑ i i N N
Trong đó: Ni là số cá thể của loài thứ i; s là số loài trong quần hợp
• Gi là độưu thế tương đối của loài thứ i: 1 ( % ) 1 0 0 s i G i D i x G i = = ∑ (3.5) Với: Ni là đường kính 1.3 m (D1.3) của cây thứ i; s là số loài trong quần hợp (3.3) Gi(%) Ni(%) (3.4)
36 • RFi là tần xuất xuất hiện tương đối của loài thứ i: 1 ( % ) i 1 0 0 i s i i F R F x F = = ∑ (3.5)
Trong đó: Fi là tần xuất xuất hiện của loài thứ i; s là số loài trong quần hợp
100
i
F = Sè l−îng c¸c « mÉu cã loµi thø i xuÊt hiÖn x
Tæng sè « mÉu nghiª n cøu
(3.7)
Theo đó, những loài cây có chỉ số IVI ≥ 5% mới thực sự có ý nghĩa về
mặt sinh thái trong lâm phần. Theo Thái Văn Trừng (1978) trong một lâm phần nhóm loài cây nào chiếm trên 50% tổng số cá thể của tầng cây cao thì nhóm loài đó được coi là nhóm loài ưu thế.
3.4.4.2. Đặc điểm cây tái sinh
a. Mật độ cây tái sinh:
N(cây/ha) = (37)
Trong đó: N0 là tổng số cây tái sinh trong các ô dạng bản (cây/ô) S0 là tổng diện tích các ô dạng bản
b. Xác định tổ thành loài cây tái sinh :
Tổ thành cây tái sinh được xác định theo tỷ lệ % giữa số lượng của một loài nào đó với tổng số cây tái sinh điều tra trong ô tiêu chuẩn, được tính thông qua các bước
+ Xác định cây tái sinh của tất cả các ô dạng bản theo số loài và số cá thể của từng loài.
+ Xác định số loài, tên loài tham gia vào công thức tổ thành. Xác định tỷ lệ tổ thành củ từng loài được tính theo công thức:
Ni (%) .100 ni ni m 1 i ∑ = = (3.9) (3.6) (3.8)
37
Nếu: ni ≥ 5% thì loài đó được tham gia vào công thức tổ thành. Ni < 5% thì loài đó được tham gia vào công thức tổ thành. - Hệ số tổ thành : ki= ×10 N ni (3.10) Trong đó : - ki : Hệ số tổ thành loài thứ i, - ni: Số lượng cá thể loài i, - N :Tổng số cá thểđiều tra.
+ Viết công thức tổ thành: loài nào có Ki thì đươc ghi vào công thức tổ thành mang dấu dương, loài nào có Ki < 0,5 thì cộng gộp lại, loài nào có hệ số tổ thành lớn thì viết trước, loài nào có hệ số tổ thành nhỏ thì viết sau.
- Xác định tỷ lệ cây tái sinh theo chất lượng: Tỷ lệ được xác định theo công thức:
Ni% = (3.11)
Trong đó: Ni%: tỷ lệ % của cấp chất lương i Ni: tống số cây tái sinh ở cấp chất lượng i N: tổng số cây tái sinh trong các ô.
- Phương pháp xác định chỉ tiêu hóa học đất: + Xác định độ pH bằng pH metres.
+ Xác định dung trọng (D) bằng phương pháp dung trọng. + Xác định tỷ lệ mùn bằng phương pháp Tiurin.
+ Xác định NH4 bằng phương pháp Kjeldahl. + Xác định P2O5 bằng phương pháp Ôniani. + Xác định K2O bằng phương pháp Matlôva.
38
Phần 4
KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.1. Đặc điểm nổi bật về hình thái và vật hậu loài Thiết sam giả lá ngắn
4.1.1. C ây tr ưởng th ành
Đặc điểm thân: Thiết sam giả lá ngắn là cây gỗ lớn, thường xanh, thân thẳng, phân cành cao. Vỏ cây màu xám đen, bên ngoài có vết nứt dọc, sau đó
đến lớp vỏ màu nâu đỏ, thịt vỏ màu hồng nhạt, có mùi thơm do có nhựa cây. Tán có xu hướng lệch sườn âm, phân cành theo từng đốt, mỗi đốt cách nhau 20 – 30cm, đối xứng kiểu chữ thập, cành sườn âm thường nhiều hơn sườn dương.
Vỏ cây: Vỏ cây màu xám đen, bên ngoài có vết nứt dọc, sau đó đến lớp vỏ màu nâu đỏ, thịt vỏ màu hồng nhạt, bề dày từ 0,5 – 0,6cm, có mùi thơm do có nhựa cây. Vỏ cành non có nhiều sơ. (hình 6, phần phụ lục)
Đặc điểm lá: lá đơn, mọc cách vòng, xếp sang 2 bên, lá phân cành ở
cành tam cấp, lá tập trung ởđầu cành.(hình 3, 4 phần phụ lục)
- Lá cây trưởng thành: có 1 gân nổi rõ ở giữa màu xanh đậm, mặt trên lá màu xanh thẫm, đồng màu, mặt dưới có 2 bên sọc trắng, màu trắng xanh. Cuống có chiều dài 1mm, chiều rộng 0,5 - 1 mm. Lá có chiều dài là 2mm.
- Lá trên cành non: Thường có kích thước lớn hơn lá trên cành cây trưởng thành, có chiều dài 3mm, mặt trên xanh vàng, mặt dưới có sọc trắng. Đặc điểm nón: Nón cái rộng 2 - 3cm, cuống nón ngắn, cách mở theo từng tầng, vảy ốc, ở giữa mỗi vảy đính 1 hạt. Đỉnh sinh trưởng hình chóp nón, màu nâu, những vảy xếp trên đỉnh chóp nón theo hình hoa sen nhìn thấy rõ.(hình 5 phần phụ lục).
Đặc điểm rễ: Bộ rễ của Thiết sam giả lá ngắn là rễ cọc dài phát triển rất mạnh đặc biệt là các cây trưởng thành, rễ giúp cây bám chặt vào các tảng đá và lan tỏa ra xung quanh. Rễ hút chất dinh dưỡng nuôi cây và tạo cho cây một thế vững chắc để chống chọi với điều kiện tự nhiên.
39
4.1.2. C ây non
Khi cây còn non thân cây có màu xám, tán cây đều, vỏ cây có màu xám trắng, chưa xuất hiện vết nứt, trên thân còn để lại nốt sần của lá, rễ cây mọc ngang, phân bốở ngay cổ rễ.
Đặc điểm thân cây: Cây thường cong queo, phân cành theo từng đốt (hình zíc zắc), đều sang 2 bên. Vỏ cây màu nâu vàng. Đỉnh sinh trưởng bé, màu nâu đỏ.(hình 2 phần phụ lục).
Đặc điểm lá: Mặt trên xanh bóng, ngọn xanh vàng, mặt dưới có gân ở
giữa, sọc xanh trắng 2 bên, có gân ở mép. Chiều dài từ 3 - 4,5 cm.
Đặc điểm rễ: Cây Thiết sam giả lá ngắn tái sinh có bộ rễ cọc dài, bám sâu vào đất để lấy chất dinh dưỡng, cây có rễ con ít.
Phân bố: Trên thế giới Thiết sam giả lá ngắn thường gặp ở các vùng núi
đá vôi của hai tỉnh Quảng Đông và Quảng Tây (Trung Quốc). Ở Việt Nam, kết quả điều tra nhiều năm cho thấy, thiết sam giả lá ngắn được phân bố trên núi đá vôi của các tỉnh vùng Đông Bắc như Hà Giang (Yên Minh, Đồng Văn, Mèo Vạc), Cao Bằng (Nguyên Bình, Trà Lĩnh, Hạ Lang, Bảo Lạc), Bắc Kạn (Na Rì).
Số lựơng quần thể: mọc rải rác trên các đỉnh núi đá vôi ở vùng đông bắc, có nơi mọc gần như thuần loài (Kim Hỷ).
Công dụng: Thớ thẳng, dễ gia công, được dùng trong xây dựng, làm cầu, đồ gia dụng, cột điện. Thân thẳng, dáng đẹp, có thể trồng làm cảnh. Cây lớn có thể sử dụng để làm nhà hay làm đồ gỗ.
Đặc điểm sinh thái : thường mọc trên đai cao 500-1500 m, trên núi đá vôi. Tình trạng bảo tồn và mối đe dọa : loài nằm trong nhóm sắp nguy cấp (VU) Sách Đỏ Việt Nam, 2007. Trong 10 năm trở lại đây, kích thước quần thể
40
4.2. Đặc điểm cấu trúc tổ thành và mật độ tầng cây gỗ nơi có loài Thiết sam giả lá ngắn phân bố