Nghiên cứu ảnh hưởng của tầng cây cao đến sinh trưởng cây bản địa dưới tán rừng tại rừng thực nghiệm núi Luốt, Xuân Mai

• Tác giả: Nguyễn Đức Vinh
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thế Nhã
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Quản Lý Bảo Vệ Tài Nguyên Rừng
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Tầng Cây Cao Đến Sinh Trưởng Cây Bản Địa Dưới Tán Rừng Tại Rừng Thực Nghiệm Núi Luốt, Xuân Mai
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

I. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng của tầng cây cao

Nghiên cứu ảnh hưởng của tầng cây cao đến sinh trưởng của cây bản địa dưới tán rừng là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực quản lý rừng. Tầng cây cao không chỉ ảnh hưởng đến ánh sáng mà còn tác động đến độ ẩm và dinh dưỡng của đất. Việc hiểu rõ mối quan hệ này giúp xác định các biện pháp quản lý rừng hiệu quả hơn.

1.1. Đặc điểm của tầng cây cao trong rừng

Tầng cây cao thường bao gồm các loài cây gỗ lớn, có khả năng che phủ mạnh. Đặc điểm này tạo ra một môi trường sống đa dạng cho các loài cây bản địa, nhưng cũng gây ra sự cạnh tranh về ánh sáng và dinh dưỡng.

1.2. Vai trò của cây bản địa dưới tán rừng

Cây bản địa đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hệ sinh thái rừng. Chúng không chỉ cung cấp thực phẩm cho động vật mà còn giúp cải thiện chất lượng đất và bảo vệ nguồn nước.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu sinh trưởng cây bản địa

Mặc dù có nhiều lợi ích từ việc nghiên cứu ảnh hưởng của tầng cây cao, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức. Sự cạnh tranh giữa các loài cây có thể dẫn đến sự suy giảm sinh trưởng của cây bản địa. Điều này cần được nghiên cứu kỹ lưỡng để tìm ra giải pháp hợp lý.

2.1. Sự cạnh tranh về ánh sáng và dinh dưỡng

Cây bản địa thường gặp khó khăn trong việc phát triển do sự che phủ của tầng cây cao. Điều này dẫn đến việc cây bản địa không nhận đủ ánh sáng và dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng.

2.2. Ảnh hưởng của độ tàn che đến sinh trưởng

Độ tàn che của tầng cây cao có thể ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển của cây bản địa. Nghiên cứu cho thấy rằng cây bản địa cần một mức độ ánh sáng nhất định để phát triển tốt.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của tầng cây cao

Để đánh giá ảnh hưởng của tầng cây cao đến sinh trưởng của cây bản địa, nhiều phương pháp nghiên cứu đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm khảo sát thực địa, phân tích mẫu đất và theo dõi sự phát triển của cây theo thời gian.

3.1. Khảo sát thực địa và thu thập dữ liệu

Khảo sát thực địa giúp thu thập thông tin về sự phân bố của các loài cây và điều kiện môi trường. Dữ liệu này rất quan trọng để phân tích mối quan hệ giữa tầng cây cao và cây bản địa.

3.2. Phân tích mẫu đất và độ ẩm

Phân tích mẫu đất giúp xác định các yếu tố dinh dưỡng và độ ẩm trong đất. Điều này cho phép đánh giá tác động của tầng cây cao đến sự phát triển của cây bản địa.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng tầng cây cao có ảnh hưởng đáng kể đến sinh trưởng của cây bản địa. Việc hiểu rõ mối quan hệ này có thể giúp cải thiện các biện pháp quản lý rừng, từ đó nâng cao hiệu quả bảo tồn và phát triển rừng.

4.1. Ảnh hưởng tích cực và tiêu cực của tầng cây cao

Nghiên cứu chỉ ra rằng tầng cây cao có thể tạo ra môi trường sống phong phú cho cây bản địa, nhưng cũng có thể gây ra sự cạnh tranh khốc liệt về ánh sáng và dinh dưỡng.

4.2. Đề xuất giải pháp quản lý rừng hiệu quả

Để tối ưu hóa sinh trưởng của cây bản địa, cần áp dụng các biện pháp như tỉa thưa cây cao, tạo điều kiện cho cây bản địa phát triển tốt hơn.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu ảnh hưởng của tầng cây cao đến sinh trưởng cây bản địa là một lĩnh vực quan trọng trong quản lý rừng. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp nâng cao hiểu biết về sinh thái rừng mà còn góp phần vào việc bảo tồn và phát triển bền vững tài nguyên rừng.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong quản lý rừng

Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý rừng hiệu quả, từ đó bảo vệ và phát triển các loài cây bản địa.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về mối quan hệ giữa tầng cây cao và cây bản địa, từ đó phát triển các phương pháp quản lý rừng bền vững hơn.

Tổng quan nghiên cứu

Khu nghiên cứu thực nghiệm núi Luốt, Xuân Mai, thuộc Trường Đại học Lâm nghiệp, có diện tích khoảng 130 ha, là nơi đã được phủ xanh đất trống đồi núi trọc bằng các loài cây như Thông mã vĩ, Keo lá tràm và Bạch đàn từ năm 1985-1986. Đến giai đoạn 1995-2002, các loài cây bản địa được trồng thử nghiệm dưới tán rừng trồng thuần loài này với độ tuổi phổ biến từ 9 đến 16 năm. Tuy nhiên, tầng cây cao trong khu vực đã có ảnh hưởng rõ rệt đến sinh trưởng của cây bản địa tầng dưới, đặc biệt là về nhu cầu ánh sáng và dinh dưỡng, gây ra mâu thuẫn sinh thái giữa các tầng cây.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm xác định ảnh hưởng của tầng cây cao đến sinh trưởng cây bản địa dưới tán rừng, đánh giá đặc điểm thổ nhưỡng và đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm thúc đẩy sinh trưởng cây bản địa, góp phần phát triển rừng hỗn loài bền vững về kinh tế và sinh thái. Nghiên cứu tập trung vào ba loài bản địa chính: Lim xanh (Erythrophloeum fordii), Re hương (Cinnamomum inners), và Đinh thối (Fernandoa brilletii), tại khu rừng thực nghiệm núi Luốt trong giai đoạn 2006-2011.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc chuyển hóa rừng thuần loài thành rừng hỗn loài đa dạng, nâng cao độ bền vững của rừng, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho các biện pháp quản lý và bảo vệ rừng tại các vùng đồi núi tương tự.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về sinh trưởng rừng hỗn loài và ảnh hưởng của tầng cây cao đến cây tầng dưới, bao gồm:

• Lý thuyết cạnh tranh sinh thái: Mô tả sự cạnh tranh về ánh sáng, dinh dưỡng và không gian giữa các tầng cây trong rừng hỗn loài.
• Mô hình cấu trúc tầng tán rừng: Phân tích cấu trúc nhiều tầng của rừng hỗn loài, ảnh hưởng đến điều kiện vi khí hậu và sinh trưởng cây bản địa.
• Khái niệm độ tàn che: Đánh giá mức độ che phủ ánh sáng của tầng cây cao, ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng cây tầng dưới.
• Khái niệm sinh trưởng cây rừng: Bao gồm các chỉ tiêu như đường kính ngang ngực (D1.3), chiều cao vút ngọn (Hvn), chiều cao dưới cành (Hdc), và đường kính tán (Dt).
• Lý thuyết về cải tạo đất và ảnh hưởng của rừng trồng đến tính chất thổ nhưỡng: Đánh giá sự thay đổi về tỷ trọng, dung trọng, độ xốp và hàm lượng mùn đất dưới các loại rừng khác nhau.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Số liệu thu thập từ các ô tiêu chuẩn (OTC) tại khu rừng thực nghiệm núi Luốt, với diện tích mỗi ô 1.000 m², tập trung vào các loài Lim xanh, Re hương và Đinh thối dưới tán rừng Keo lá tràm và Thông mã vĩ.
• Cỡ mẫu: Mật độ cây trong các ô tiêu chuẩn dao động từ 170 đến 540 cây/ha đối với tầng cây cao và từ 70 đến 480 cây/ha đối với cây bản địa.
• Phương pháp chọn mẫu: Lựa chọn ngẫu nhiên các ô tiêu chuẩn đại diện cho các trạng thái rừng khác nhau, đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của số liệu.
• Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp thống kê sinh học với phần mềm Excel và SPSS 16 để xử lý số liệu sinh trưởng và tính chất đất. Các chỉ tiêu sinh trưởng được đo đạc gồm D1.3, Hvn, Hdc, Dt. Độ tàn che được xác định bằng phương pháp điểm ngắm với khoảng 200 điểm điều tra trong mỗi ô tiêu chuẩn.
• Timeline nghiên cứu: Thu thập và phân tích số liệu trong giai đoạn 2006-2011, kết hợp kế thừa số liệu từ các nghiên cứu trước đó tại khu vực.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Sinh trưởng tầng cây cao:

   • Tầng cây cao Keo lá tràm có đường kính ngang ngực trung bình tăng từ 24,1 cm (2006) lên 26,3 cm (2011), chiều cao vút ngọn dao động quanh 20,1 - 20,8 m, độ tàn che trung bình từ 0,2 đến 0,5.
   • Tầng cây cao Thông mã vĩ có đường kính ngang ngực tăng từ 26,9 cm lên 29,0 cm, chiều cao vút ngọn từ 16,2 m đến 17,5 m, độ tàn che dao động từ 0,15 đến 0,21.

2. Sinh trưởng cây bản địa dưới tán rừng Keo lá tràm:

   • Lim xanh có đường kính ngang ngực trung bình từ 0,4 cm đến 1,8 cm, chiều cao vút ngọn tăng từ 0,4 m đến 0,6 m, tỷ lệ cây sinh trưởng tốt dao động 71,4%.
   • Re hương có đường kính ngang ngực tăng từ 4,0 cm lên 9,6 cm, chiều cao vút ngọn từ 4,9 m đến 8,7 m, tỷ lệ cây sinh trưởng tốt tăng từ 58,5% lên 72,3%.
   • Đinh thối có đường kính ngang ngực tăng từ 6,6 cm lên 14,0 cm, chiều cao vút ngọn từ 5,9 m đến 10,1 m, tỷ lệ cây sinh trưởng tốt dao động từ 37,0% đến 70,4%.

3. Sinh trưởng cây bản địa dưới tán rừng Thông mã vĩ:

   • Lim xanh có đường kính ngang ngực tăng từ 5,7 cm lên 11,7 cm, chiều cao vút ngọn từ 6,1 m đến 10,3 m, tỷ lệ cây sinh trưởng tốt dao động từ 68,8% đến 78,1%.
   • Re hương có đường kính ngang ngực từ 7,8 cm đến 14,3 cm, chiều cao vút ngọn từ 9,0 m đến 12,5 m, tỷ lệ cây sinh trưởng tốt từ 61,1% đến 72,2%.
   • Đinh thối có đường kính ngang ngực từ 10,3 cm đến 18,7 cm, chiều cao vút ngọn từ 10,8 m đến 14,6 m, tỷ lệ cây sinh trưởng tốt dao động từ 72,9% đến 79,2%.

4. Tính chất thổ nhưỡng:

   • Tỷ trọng đất dưới tán rừng Thông dao động từ 2,63 đến 2,77 g/cm³, có xu hướng tăng theo độ sâu và thời gian.
   • Tỷ trọng đất dưới tán rừng Keo dao động từ 2,55 đến 2,65 g/cm³, có xu hướng giảm nhẹ theo thời gian.
   • Dung trọng đất dưới tán rừng Thông giảm 18,45% ở tầng 0-10 cm trong 5 năm, trong khi dưới tán rừng Keo giữ ổn định hoặc tăng nhẹ.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy tầng cây cao, dù đã được tỉa thưa, vẫn tạo ra độ tàn che từ 0,2 đến 0,5, ảnh hưởng đáng kể đến sinh trưởng cây bản địa tầng dưới. Cây bản địa dưới tán rừng Thông mã vĩ sinh trưởng tốt hơn so với dưới tán rừng Keo lá tràm, thể hiện qua các chỉ tiêu sinh trưởng và tỷ lệ cây sinh trưởng tốt cao hơn khoảng 10-15%. Nguyên nhân có thể do độ tàn che của rừng Keo lá tràm cao hơn, làm giảm ánh sáng và độ ẩm đất, ảnh hưởng tiêu cực đến cây bản địa.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả phù hợp với lý thuyết cạnh tranh sinh thái và các mô hình rừng hỗn loài, trong đó việc điều chỉnh độ tàn che và lựa chọn loài cây phù trợ là yếu tố then chốt để thúc đẩy sinh trưởng cây bản địa. Đặc tính đất Feralit nâu vàng với tỷ trọng và dung trọng tương đối cao cũng ảnh hưởng đến khả năng hấp thu dinh dưỡng của cây, đòi hỏi các biện pháp cải tạo đất phù hợp.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ đường thể hiện sự thay đổi các chỉ tiêu sinh trưởng theo năm, bảng so sánh tỷ lệ cây sinh trưởng tốt giữa các loài và các trạng thái rừng, cũng như biểu đồ cột thể hiện biến động tỷ trọng và dung trọng đất theo độ sâu và thời gian.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Điều chỉnh độ tàn che tầng cây cao: Thực hiện tỉa thưa hợp lý để duy trì độ tàn che trong khoảng 0,35 - 0,45 nhằm cân bằng nhu cầu ánh sáng cho cây bản địa, tăng tỷ lệ sinh trưởng tốt lên ít nhất 15% trong vòng 3 năm. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý rừng thực nghiệm núi Luốt.

2. Áp dụng kỹ thuật trồng hỗn loài: Kết hợp trồng các loài cây bản địa có khả năng chịu bóng như Lim xanh, Re hương, Đinh thối dưới tán rừng Thông mã vĩ và Keo lá tràm, với mật độ phù hợp (khoảng 300-400 cây/ha), nhằm tăng đa dạng sinh học và cải thiện cấu trúc rừng trong 5 năm tới.

3. Cải tạo và quản lý đất rừng: Thực hiện bón phân hữu cơ và phân vi sinh để cải thiện độ phì đất, giảm tỷ trọng và dung trọng đất, tăng hàm lượng mùn lên trên 4% trong vòng 2 năm. Chủ thể thực hiện: Trung tâm nghiên cứu và phát triển rừng.

4. Chăm sóc và nuôi dưỡng cây bản địa: Thường xuyên kiểm tra, phát quang cỏ dại, phòng trừ sâu bệnh và tưới nước trong mùa khô để đảm bảo sinh trưởng ổn định, nâng cao tỷ lệ cây sinh trưởng tốt lên trên 80% trong 3 năm tiếp theo. Chủ thể thực hiện: Nhân viên kỹ thuật và cán bộ quản lý rừng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà quản lý rừng và cán bộ kỹ thuật lâm nghiệp: Áp dụng các giải pháp kỹ thuật để chuyển hóa rừng thuần loài thành rừng hỗn loài bền vững, nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường.

2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành quản lý bảo vệ tài nguyên rừng: Tham khảo phương pháp nghiên cứu sinh trưởng cây rừng, phân tích ảnh hưởng của tầng cây cao và điều kiện thổ nhưỡng đến cây bản địa.

3. Chính quyền địa phương và tổ chức bảo tồn môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách phát triển rừng bền vững, bảo vệ đa dạng sinh học và ứng phó biến đổi khí hậu.

4. Doanh nghiệp lâm nghiệp và nhà đầu tư trồng rừng: Áp dụng mô hình trồng rừng hỗn loài, lựa chọn loài cây phù hợp nhằm tăng năng suất và giá trị kinh tế rừng trồng.

Câu hỏi thường gặp

1. Tầng cây cao ảnh hưởng như thế nào đến sinh trưởng cây bản địa?
   Tầng cây cao tạo độ tàn che từ 0,2 đến 0,5, làm giảm ánh sáng và cạnh tranh dinh dưỡng, ảnh hưởng tiêu cực đến sinh trưởng cây bản địa, đặc biệt dưới tán rừng Keo lá tràm.

2. Loài cây bản địa nào sinh trưởng tốt nhất dưới tán rừng Thông mã vĩ?
   Lim xanh có khả năng sinh trưởng tốt nhất với tỷ lệ cây sinh trưởng tốt lên đến 78%, tiếp theo là Re hương và Đinh thối.

3. Phương pháp xác định độ tàn che được thực hiện như thế nào?
   Độ tàn che được xác định bằng cách ngắm 200 điểm trong ô tiêu chuẩn, ghi nhận có tán cây hay không, tính trung bình để đánh giá mức độ che phủ ánh sáng.

4. Tính chất đất ảnh hưởng ra sao đến sinh trưởng cây rừng?
   Đất có tỷ trọng và dung trọng cao làm hạn chế khả năng hấp thu nước và dinh dưỡng, cần cải tạo bằng phân hữu cơ để tăng độ phì và hỗ trợ sinh trưởng cây.

5. Giải pháp kỹ thuật nào hiệu quả nhất để thúc đẩy sinh trưởng cây bản địa?
   Điều chỉnh độ tàn che tầng cây cao kết hợp trồng hỗn loài và cải tạo đất là các giải pháp hiệu quả, giúp tăng tỷ lệ cây sinh trưởng tốt và phát triển bền vững.

Kết luận

• Đã xác định được ảnh hưởng rõ rệt của tầng cây cao đến sinh trưởng cây bản địa dưới tán rừng Keo lá tràm và Thông mã vĩ tại núi Luốt.
• Cây bản địa dưới tán rừng Thông mã vĩ sinh trưởng tốt hơn so với dưới tán rừng Keo lá tràm, với tỷ lệ cây sinh trưởng tốt cao hơn khoảng 10-15%.
• Đặc tính thổ nhưỡng đất Feralit nâu vàng có tỷ trọng và dung trọng tương đối cao, ảnh hưởng đến khả năng hấp thu dinh dưỡng của cây.
• Đề xuất các biện pháp kỹ thuật như điều chỉnh độ tàn che, trồng hỗn loài, cải tạo đất và chăm sóc cây bản địa nhằm thúc đẩy sinh trưởng và phát triển rừng bền vững.
• Khuyến nghị triển khai các giải pháp trong vòng 3-5 năm tới để nâng cao hiệu quả quản lý và phát triển rừng tại khu vực nghiên cứu.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan quản lý và nghiên cứu cần phối hợp triển khai các biện pháp kỹ thuật đã đề xuất, đồng thời tiếp tục theo dõi, đánh giá sinh trưởng để điều chỉnh phù hợp. Độc giả quan tâm có thể liên hệ với Trường Đại học Lâm nghiệp để nhận bản đầy đủ luận văn và tham gia các chương trình đào tạo, nghiên cứu liên quan.