Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hiện trạng thảm thực vật và quá trình phục hồi rừng tự nhiên ở huyện vị xuyên tỉnh hà giang

Luận văn thạc sĩ phân tích hiện trạng thảm thực vật và quá trình phục hồi rừng tự nhiên tại huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang, cung cấp dữ liệu quan trọng cho bảo tồn và phát triển ...

• Tác giả: Đỗ Khắc Hùng
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Ngọc Công
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Sinh thái học
• Đề tài: Nghiên cứu hiện trạng thảm thực vật và quá trình phục hồi rừng tự nhiên ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lý do chọn đề tài
• 0.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.3. Phạm vi nghiên cứu
• 0.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 0.5. Những đóng góp mới của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Một số khái niệm liên quan
• 1.1.1. Khái niệm thảm thực vật
• 1.1.2. Khái niệm tái sinh rừng
• 1.1.3. Khái niệm về phục hồi rừng tự nhiên
• 1.2. Những nghiên cứu về phân loại thảm thực vật
• 1.2.1. Các nguyên tắc phân loại thảm thực vật
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Thời gian nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp luận
• 2.4.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể
• 3. 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 và ranh giới
• 3.1.2. Đá mẹ, thổ nhưỡng
• 3.1.3. Tài nguyên thiên nhiên
• 3.2. Điều kiện kinh tế, xã hội
• 3.2.1. Điều kiện kinh tế
• 3.2.2. Điều kiện xã hội
• 3.2.3. Đánh giá chung về thuận lợi và khó khăn của khu vực nghiên cứu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Hiện trạng thảm thực vật ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang
• 4.2. Hiện trạng sử dụng đất lâm nghiệp ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang
• 4.3. Các nguyên nhân làm suy thoái rừng ở huyện Vị Xuyên tỉnh Hà Giang
• 4.4. Những thay đổi các yếu tố chủ yếu trong quá trình diễn thế đi lên từ thảm cỏ đến thảm cây bụi thấp, thảm cây bụi cao và đến rừng thứ sinh ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang
• 4.5. Đặc điểm các kiểu thảm thực vật nghiên cứu
• 4.6. Sự thay đổi về thành phần thực vật trong các kiểu thảm thực vật
• 4.7. Sự thay đổi số lượng các loài cây trong các kiểu thảm thực vật
• 4.8. Sự thay đổi mật độ, phẩm chất và nguồn gốc cây tái sinh trong các kiểu thảm thực vật
• 4.9. Sự thay đổi về cấu trúc quần xã trong kiểu thảm thực vật
• 4.10. Sự thay đổi về tốc độ sinh trưởng của các loài cây gỗ chính
• 4.11. Sự thay đổi đặc điểm phẫu diện đất trong các kiểu thảm thực vật
• 4.12. Sự thay đổi về một số tính chất vật lý của đất trong các kiểu thảm thực vật
• 4.13. Sự thay đổi một số tính chất hoá học cơ bản của đất trong các kiểu thảm thực vật
• 4.14. Sự thay đổi của vi sinh vật đất trong các kiểu thảm thực vật
• 4.15. Sự thay đổi thành phần, số lượng và phân bố của động vật đất trong các kiểu thảm thực vật
• 4.16. Đánh giá khả năng và đề xuất một số giải pháp phục hồi rừng tự nhiên ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang
• 4.16.1. Đánh giá khả năng phục hồi rừng tự nhiên ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang
• 4.16.2. Đề xuất một số giải pháp phục hồi rừng tự nhiên ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Hiện trạng thảm thực vật tại Vị Xuyên Hà Giang

Nghiên cứu hiện trạng thảm thực vật tại huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang cho thấy sự đa dạng về hệ thực vật bậc cao có mạch. Các kiểu thảm thực vật chính bao gồm thảm cỏ, thảm cây bụi thấp, thảm cây bụi cao và rừng thứ sinh. Sự phân bố của các loài thực vật phụ thuộc vào điều kiện địa hình, khí hậu và tác động của con người. Đa dạng sinh học trong khu vực đang bị đe dọa do hoạt động khai thác gỗ và lâm sản ngoài gỗ. Nghiên cứu cũng chỉ ra sự suy thoái nghiêm trọng của rừng tự nhiên, chủ yếu do tập quán du canh, du cư và khai thác trái phép.

1.1. Phân bố và thành phần thảm thực vật

Thảm thực vật tại Vị Xuyên được phân bố theo các kiểu khác nhau, từ thảm cỏ đến rừng thứ sinh. Các loài thực vật chủ yếu thuộc ngành Mộc lan, với số lượng họ, chi và loài đa dạng. Sự phân bố của các taxon thực vật phản ánh điều kiện sinh thái đặc thù của khu vực. Các họ thực vật có từ 10 loài trở lên chiếm ưu thế, trong đó các chi thực vật có từ 4 loài trở lên cũng được ghi nhận. Sự đa dạng này là cơ sở quan trọng cho việc bảo tồn rừng và phục hồi hệ sinh thái.

1.2. Nguyên nhân suy thoái thảm thực vật

Nguyên nhân chính dẫn đến suy thoái thảm thực vật tại Vị Xuyên bao gồm khai thác gỗ trái phép, cháy rừng và hoạt động du canh, du cư. Số liệu thống kê cho thấy số vụ cháy rừng và mức độ thiệt hại tăng đáng kể trong giai đoạn 2005-2012. Các loại lâm sản bị tịch thu do khai thác trái phép cũng phản ánh tình trạng khai thác quá mức. Những hoạt động này không chỉ làm suy giảm diện tích rừng mà còn ảnh hưởng đến đa dạng sinh học và khả năng phục hồi tự nhiên của hệ sinh thái.

II. Quá trình phục hồi rừng tự nhiên

Quá trình phục hồi rừng tự nhiên tại Vị Xuyên diễn ra qua các giai đoạn từ thảm cỏ đến thảm cây bụi thấp, thảm cây bụi cao và cuối cùng là rừng thứ sinh. Nghiên cứu chỉ ra sự thay đổi về thành phần thực vật, mật độ cây tái sinh và cấu trúc quần xã trong các kiểu thảm thực vật. Sự phục hồi rừng phụ thuộc vào điều kiện đất đai, khí hậu và mức độ tác động của con người. Tái sinh rừng là yếu tố quan trọng trong quá trình này, đảm bảo sự tồn tại liên tục của hệ sinh thái.

2.1. Diễn thế sinh thái trong phục hồi rừng

Diễn thế sinh thái trong quá trình phục hồi rừng tự nhiên tại Vị Xuyên được nghiên cứu qua sự thay đổi về thành phần thực vật, mật độ cây tái sinh và cấu trúc quần xã. Các yếu tố như tốc độ sinh trưởng của cây gỗ, đặc điểm phẫu diện đất và tính chất vật lý, hóa học của đất cũng được phân tích. Kết quả cho thấy sự phục hồi rừng diễn ra theo hướng đi lên, từ thảm cỏ đến rừng thứ sinh, với sự gia tăng về độ phức tạp của hệ sinh thái.

2.2. Đề xuất giải pháp phục hồi rừng

Dựa trên kết quả nghiên cứu, các giải pháp phục hồi rừng tự nhiên tại Vị Xuyên được đề xuất bao gồm tăng cường quản lý rừng bền vững, hạn chế khai thác trái phép và thực hiện các biện pháp bảo vệ rừng hiệu quả. Việc áp dụng các chính sách lâm nghiệp phù hợp và quy hoạch rừng hợp lý cũng là yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo sự phục hồi và phát triển bền vững của hệ sinh thái rừng.

III. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu về thảm thực vật và phục hồi rừng tự nhiên tại Vị Xuyên, Hà Giang có ý nghĩa quan trọng cả về mặt lý luận và thực tiễn. Về lý luận, nghiên cứu làm sáng tỏ quy luật tái sinh và diễn thế đi lên trong quá trình phục hồi rừng. Về thực tiễn, kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp bảo tồn rừng và phát triển bền vững. Nghiên cứu cũng góp phần vào việc giảng dạy và nghiên cứu chuyên ngành sinh thái học tại các trường đại học và cao đẳng.

3.1. Đóng góp khoa học

Nghiên cứu cung cấp các dẫn liệu khoa học về thảm thực vật và quá trình phục hồi rừng tự nhiên tại Vị Xuyên. Kết quả nghiên cứu làm sáng tỏ mối quan hệ giữa thảm thực vật và các yếu tố môi trường đất, đồng thời góp phần vào việc xây dựng các nguyên tắc phân loại thảm thực vật. Những đóng góp này có giá trị trong việc phát triển lý thuyết sinh thái học và ứng dụng vào thực tiễn quản lý rừng.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu được ứng dụng trong việc đề xuất các giải pháp bảo vệ rừng và phát triển rừng bền vững tại Vị Xuyên. Các giải pháp này bao gồm tăng cường quản lý rừng, hạn chế khai thác trái phép và thực hiện các biện pháp phục hồi rừng hiệu quả. Nghiên cứu cũng cung cấp cơ sở dữ liệu cho việc xây dựng chính sách lâm nghiệp và quy hoạch rừng tại địa phương.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ sinh học với đề tài "Nghiên cứu hiện trạng thảm thực vật và quá trình phục hồi rừng tự nhiên ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang" do nghiên cứu sinh Đỗ Khắc Hùng thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm – Đại học Thái Nguyên (2014), dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Lê Ngọc Công và GS. Trần Đình Lý, thuộc chuyên ngành Sinh thái học (mã số 62 42 01 20).

• Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu: Rừng giữ vai trò cốt lõi trong việc điều hòa khí hậu, duy trì cân bằng sinh thái và giảm nhẹ tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu. Tại Việt Nam, "Định hướng chiến lược phát triển bền vững – Chương trình nghị sự 21" (phê duyệt ngày 17/8/2004) đặt mục tiêu độ che phủ rừng đạt 45% vào năm 2020. Huyện Vị Xuyên có tổng diện tích rừng đạt 102.072,06 ha (chiếm 68% diện tích tự nhiên). Tuy nhiên, do tập quán du canh du cư, đốt rừng làm nương rẫy và khai thác lâm sản kéo dài, chất lượng rừng tại đây bị suy giảm nghiêm trọng, phần lớn diện tích là rừng non và rừng thứ sinh phục hồi. Mặc dù thảm thực vật tại Vị Xuyên có xu hướng diễn thế đi lên qua các giai đoạn từ thảm cỏ, thảm cây bụi thấp, thảm cây bụi cao đến rừng thứ sinh, nhưng tại thời điểm nghiên cứu chưa có công trình nào đánh giá một cách có hệ thống về khả năng tái sinh và phục hồi rừng tự nhiên tại địa bàn này.
• Mục tiêu nghiên cứu:
  1. Xác định và phân tích được một số đặc điểm của các kiểu thảm thực vật ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang.
  2. Làm sáng tỏ sự khác biệt về tính chất vật lý, hóa học, vi sinh vật và động vật đất của các kiểu thảm thực vật khác nhau làm cơ sở đề xuất các biện pháp phục hồi rừng ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang.
• Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
  • Đối tượng: Các kiểu thảm thực vật phục hồi tự nhiên (thảm cỏ, thảm cây bụi thấp, thảm cây bụi cao, rừng thứ sinh) cùng các tính chất lý học, hóa học, vi sinh vật và động vật đất trong quá trình phục hồi rừng.
  • Phạm vi nội dung và lập địa: Nghiên cứu các kiểu thảm thực vật cây lá rộng trên núi đất, hệ thực vật bậc cao có mạch và môi trường đất dưới tán; chỉ khảo sát các thảm thực vật biến động theo chiều diễn thế đi lên phục hồi rừng; nghiên cứu các hoạt động gây suy thoái rừng (khai thác gỗ, khai thác lâm sản ngoài gỗ, cháy rừng). Luận án không nghiên cứu khí hậu thực vật quần do giới hạn về thời gian và trang thiết bị.
  • Phạm vi không gian: Các điểm nghiên cứu có điều kiện tương đồng về địa hình, khí hậu, hướng phơi, đá mẹ tại 3 xã: Đạo Đức, Việt Lâm và Trung Thành (huyện Vị Xuyên).
  • Phạm vi thời gian: Điều tra thực địa từ năm 2011 đến năm 2013 (thu mẫu thực vật 5 đợt vào các tháng 4/2011, 12/2011, 4/2012, 12/2012, 4/2013; lấy mẫu đất phân tích lý hóa vào tháng 4/2011; phân tích vi sinh vật đất vào tháng 4/2011 và 4/2013; phân tích động vật đất vào tháng 4/2013).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng thuật toàn diện các hướng nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm trong nước cũng như quốc tế xoay quanh bốn trục nội dung chính:

• Nghiên cứu về phân loại thảm thực vật:
  • Quốc tế: Tồn tại hai trường phái đối lập là quan điểm cá thể (Negri, Gleason, Curtis, Whitaker, Brown, Fournier, Lenoble, Ramenxki) xem thảm thực vật là biến trạng liên tục, và quan điểm quần thể (Braun-Blanquet, Pavillard, Du Rietz, Rübel, Weaver, Clements, Walter, Soó, Tüxen, Pawłowski, Sukachev, Lavrenko) xem quần xã là thực thể khách quan. Bốn nguyên tắc phân loại chính gồm: lấy thành phần thực vật làm chủ đạo (Hult 1881; Schröter & Brockmann-Jerosch 1916; Braun-Blanquet 1928 với đơn vị quần hợp Association); lấy đặc điểm ngoại mạo làm chủ đạo (Humboldt 1807; Grisebach 1838 với đơn vị quần hệ Formation); phân loại theo phân bố không gian; và phân loại theo yếu tố phát sinh quần thể thực vật (Thái Văn Trừng 1970). Khung phân loại của UNESCO (1973) kết hợp ngoại mạo và sinh thái địa lý được đánh giá là công cụ chuẩn hóa quốc tế phù hợp thể hiện trên bản đồ tỷ lệ lớn.
  • Việt Nam: Các hệ thống tiêu biểu gồm phân loại theo trạng thái hiện trạng trữ lượng gỗ của Loschau (1960) áp dụng tại Cục Điều tra Quy hoạch Rừng (Loại I đến Loại IV); phân loại sinh thái phát sinh của Thái Văn Trừng (1970) với 14 kiểu thảm thực vật; phân chia theo đai cao của Trần Ngũ Phương (1970); phân loại theo UNESCO của Nguyễn Nghĩa Thìn (1997); và phân loại 8 hệ sinh thái rừng tự nhiên theo Cẩm nang ngành Lâm nghiệp (2006).
• Nghiên cứu về tái sinh, diễn thế và phục hồi rừng:
  • Tái sinh rừng: Các nghiên cứu của Aubréville (1938), Davis & Richards (1933), Baur (1976), Richards (1964), Whitmore (1989), Saldarriaga (1991). Ở Việt Nam, Nguyễn Vạn Thường (1991), Thái Văn Trừng (1970), Nguyễn Văn Trương (1983), Vũ Tiến Hinh (1991), Nguyễn Văn Thêm (1992), Đinh Quang Diệp (1993), Trần Đình Lý & Đỗ Hữu Thư (1995), Lê Ngọc Công (2004), Võ Đại Hải (2008), Ma Thị Ngọc Mai (2007, 2013) đã xác định vai trò của ánh sáng, độ tàn che, cấu trúc tầng tán và tầng cỏ mục đối với mật độ, phẩm chất và phân bố cây tái sinh.
  • Diễn thế thảm thực vật: Khái niệm và quy luật từ Thoreau (1860), Clements (1916), Odum (1956), Bazzaz (1968), Habeck (1968), Hibbs (1983), Vankat (1993), Wang (1992). Tại Việt Nam, Dương Hữu Thời (1968), Trần Ngũ Phương (1970), Phan Nguyên Hồng (1991), Lê Trọng Cúc & Phạm Hồng Ban (1996), Đinh Thị Phượng (2010), Nguyễn Đăng Hội (2013) đã mô tả các chuỗi diễn thế suy thoái và tiến hóa sau nương rẫy hoặc do hóa chất, cháy rừng.
  • Phục hồi rừng: Gồm phục hồi nhân tạo (trồng rừng), phục hồi tự nhiên và khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên (Phùng Ngọc Lan 1991; Lâm Phúc Cố 1994; Nguyễn Ngọc Lung & Võ Đại Hải 1994; Trần Đình Lý 1995; Nguyễn Xuân Quát 2002; Nguyễn Thế Hưng 2003).
• Nghiên cứu về ảnh hưởng tương hỗ giữa thảm thực vật và môi trường đất: Baur (1964), Jacob (1956), Monin (1937), Zon (1955), Nguyên Vi & Trần Khải (1978), Nguyễn Lân Dũng (1984), Nguyễn Trọng Điều (1992), Bùi Thị Huế (1991-1994), Hoàng Xuân Tý (1988, 1996), Trương Văn Lung & Nguyễn Bá Hải (1996), Trần Đình Lý (1997) chứng minh lượng chất rơi rụng, độ che phủ của thực vật cải thiện độ xốp, độ ẩm, hàm lượng mùn, đạm, lân, kali, đồng thời kích thích sự phát triển của vi sinh vật và động vật đất.
• Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết: Các nghiên cứu tại Hà Giang trước đó (Hồ Quang Đức 2008 về tài nguyên đất vùng kinh tế trọng điểm; Nguyễn Quang Hưng và cộng sự 2009 về tính đa dạng thực vật tại Khu bảo tồn thiên nhiên Tây Côn Lĩnh với 796 loài) còn đơn lẻ, chưa có công trình nào đánh giá đồng bộ quy luật diễn thế phục hồi thảm thực vật gắn liền với động thái lý - hóa - sinh học của môi trường đất tại huyện Vị Xuyên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án xây dựng dựa trên hệ thống cơ sở lý thuyết sinh thái học quần xã và phương pháp nghiên cứu thực địa kết hợp phân tích phòng thí nghiệm:

• Lý thuyết và khái niệm sử dụng:
  • Khái niệm thảm thực vật: Lớp phủ thực vật ở một vùng cụ thể (Schmithüsen 1976; Trần Đình Lý 1998; Thái Văn Trừng 1999).
  • Khái niệm tái sinh rừng: Quá trình sinh học đặc thù nhằm phục hồi thế hệ cây con của các loài cây gỗ (Phùng Ngọc Lan 1986).
  • Khái niệm phục hồi rừng tự nhiên và chỉ tiêu định lượng: Quá trình biến đổi tuần tự theo hướng đi lên của thảm thực vật; xác định rừng non thứ sinh phục hồi khi cây gỗ có chiều cao từ 3 m trở lên và độ tàn che đạt 0,3 (Trần Đình Lý 1995).
  • Khung phân loại thảm thực vật: Khung phân loại của UNESCO (1973) với tiêu chuẩn cấu trúc ngoại mạo làm cơ sở phân chia thảm thực vật địa phương.
• Phương pháp luận:
  • Vận dụng quan điểm sinh thái phát sinh quần thể của Thái Văn Trừng (1970): thảm thực vật là tấm gương phản chiếu tổng hợp các điều kiện tự nhiên.
  • Sử dụng phương pháp "dãy phát triển tự nhiên" ("lấy không gian thay thế thời gian") kết hợp quan trắc định kỳ trên 9 ô định vị (OĐV) trong thời gian 3 năm (2011–2013) để phản ánh tiến trình diễn thế kéo dài.
  • Kế thừa số liệu lưu trữ từ Chi cục Thống kê, Hạt Kiểm lâm Vị Xuyên, Phòng TN&MT, Phòng NN&PTNT, Hạt Kiểm lâm Khu BTTN Tây Côn Lĩnh.
• Phương pháp nghiên cứu thực địa và xử lý dữ liệu:
  • Tuyến điều tra (TĐT): Áp dụng theo Hoàng Chung (2008) và Nguyễn Nghĩa Thìn (2004). Thiết lập 15 TĐT vuông góc đường đồng mức và song song cách nhau 50–100 m. Chiều rộng dải điều tra là 2 m mỗi bên đối với rừng thứ sinh và thảm cây bụi; 1 m mỗi bên đối với thảm cỏ (gồm 5 tuyến rừng thứ sinh; 4 tuyến thảm cây bụi cao; 4 tuyến thảm cây bụi thấp; 2 tuyến thảm cỏ).
  • Ô tiêu chuẩn (OTC): Thiết lập 60 OTC phân bố đều trên các tuyến điều tra:
    • Rừng thứ sinh: Diện tích $400\text{ m}^2$ ($20\text{ m} \times 20\text{ m}$).
    • Thảm cây bụi cao và thảm cây bụi thấp: Diện tích $16\text{ m}^2$ ($4\text{ m} \times 4\text{ m}$).
    • Thảm cỏ: Diện tích $1\text{ m}^2$ ($1\text{ m} \times 1\text{ m}$).
  • Ô dạng bản (ODB): Trong mỗi OTC rừng thứ sinh, bố trí 5 ODB có diện tích $25\text{ m}^2$ ($5\text{ m} \times 5\text{ m}$) tại 4 góc và tâm giao điểm 2 đường chéo để điều tra cây gỗ tái sinh, đo chiều cao vút ngọn ($H_{vn}$), đường kính ngang ngực ($D_{1,3}$), đánh giá nguồn gốc (hạt/chồi) và phẩm chất cây tái sinh.
  • Ô định vị (OĐV): Thiết lập 9 OĐV được bảo vệ nghiêm ngặt tại 3 xã (Đạo Đức, Việt Lâm, Trung Thành) nhằm theo dõi tốc độ tăng trưởng chiều cao, đường kính của các loài cây gỗ chính và sự biến động mật độ vi sinh vật đất.
  • Phân tích đất và sinh vật đất: Phân tích mẫu lý tính, hóa tính (pH_KCl, mùn, đạm tổng số, lân dễ tiêu, kali dễ tiêu, $\text{Ca}^{2+}$, $\text{Mg}^{2+}$), xác định mật độ và thành phần nhóm chức năng vi sinh vật đất, thành phần loài và độ phong phú của giun đất cùng các nhóm động vật đất cỡ trung bình (Mesofauna) với sự hỗ trợ của Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Công nghệ Sinh học và Viện Hóa học.

Kiểu thảm thực vật nghiên cứu	Số tuyến điều tra (TĐT)	Kích thước và diện tích OTC	Số lượng OTC	Phương pháp bố trí ô phụ / Ô định vị
Thảm cỏ (TC)	2 tuyến	$1\text{ m} \times 1\text{ m}$ ($1\text{ m}^2$)	Phân bố đều	Theo dõi diễn thế và lấy mẫu đất
Thảm cây bụi thấp (TCBT)	4 tuyến	$4\text{ m} \times 4\text{ m}$ ($16\text{ m}^2$)	Phân bố đều	Theo dõi diễn thế và lấy mẫu đất
Thảm cây bụi cao (TCBC)	4 tuyến	$4\text{ m} \times 4\text{ m}$ ($16\text{ m}^2$)	Phân bố đều	Theo dõi diễn thế và lấy mẫu đất
Rừng thứ sinh (RTS)	5 tuyến	$20\text{ m} \times 20\text{ m}$ ($400\text{ m}^2$)	Phân bố đều	5 ODB ($5\text{ m} \times 5\text{ m}$) bố trí 4 góc và tâm OTC
Tổng thể khu vực nghiên cứu	15 tuyến	Đa tầng kích thước	60 OTC	9 OĐV (tại Đạo Đức, Việt Lâm, Trung Thành)

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Chương 1 hệ thống hóa các khái niệm nền tảng về thảm thực vật, tái sinh rừng, phục hồi rừng tự nhiên và các trường phái phân loại thảm thực vật trên thế giới và tại Việt Nam. Tác giả phân tích các nhân tố sinh thái chi phối quá trình diễn thế, tái sinh tự nhiên (ánh sáng, độ ẩm, tương tác cạnh tranh thảm cỏ - cây bụi), các phương thức phục hồi rừng (trồng rừng, khoanh nuôi xúc tiến tái sinh, phục hồi tự nhiên), và mối quan hệ hai chiều giữa thảm thực vật với độ phì, xói mòn, tính chất lý hóa, vi sinh vật và động vật đất. Đồng thời, chương này tổng kết các công trình nghiên cứu tại Hà Giang và khẳng định việc áp dụng khung phân loại UNESCO (1973) kết hợp phương pháp "lấy không gian thay thế thời gian" là phù hợp cho đề tài.

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương 2 mô tả chi tiết đối tượng nghiên cứu (4 kiểu thảm thực vật và môi trường đất), xác định 3 nội dung trọng tâm và trình bày kế hoạch thu thập dữ liệu trong 3 năm (2011–2013). Tác giả chi tiết hóa phương pháp luận sinh thái phát sinh quần thể của Thái Văn Trừng, quy trình lập 15 tuyến điều tra, quy cách thiết lập 60 ô tiêu chuẩn, bố trí ô dạng bản, tiêu chí chọn 9 ô định vị tại 3 xã (Đạo Đức, Việt Lâm, Trung Thành), cùng phương pháp thu thập, định loại mẫu thực vật và các quy trình phân tích mẫu lý, hóa, vi sinh vật, động vật đất.

Chương 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Chương 3 trình bày các đặc trưng tự nhiên của huyện Vị Xuyên gồm vị trí địa lý, địa hình núi đất, đá mẹ, thổ nhưỡng, mạng lưới sông ngòi và các thông số khí hậu giai đoạn 2010–2012 (nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm, số giờ nắng trình bày tại Bảng 3.1 và Hình 3.2 đến 3.5). Về mặt kinh tế - xã hội, chương này phân tích tập quán sản xuất nông lâm nghiệp, tập quán du canh du cư, áp lực khai thác tài nguyên và đánh giá tổng hợp các yếu tố thuận lợi, khó khăn ảnh hưởng trực tiếp đến công tác quản lý, bảo vệ và phục hồi tài nguyên rừng trên địa bàn huyện.

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Chương 4 là phần nội dung thực nghiệm chính của luận án, trình bày các phát hiện và hệ thống số liệu qua 25 bảng và 12 hình:

• Hiện trạng sử dụng đất lâm nghiệp và hệ thực vật: Phân tích diện tích theo 3 loại rừng (Bảng 4.1); cấu trúc các taxon thực vật (Bảng 4.2), số lượng họ, chi, loài trong ngành Mộc lan (Bảng 4.3), danh sách các họ có từ 10 loài trở lên (Bảng 4.4), các chi có từ 4 loài trở lên (Bảng 4.5), và danh lục các loài thực vật quý hiếm (Bảng 4.6).
• Nguyên nhân làm suy thoái rừng: Số liệu thống kê lâm sản bị tịch thu do khai thác trái phép (Bảng 4.7), sản lượng lâm sản đã khai thác giai đoạn 2010–2013 (Bảng 4.8), các hình ảnh khai thác gỗ Nghiến trái phép làm thớt bán qua biên giới tại xã Phong Quang (Hình 4.1, Hình 4.2), và thống kê số vụ cháy rừng, mức độ thiệt hại giai đoạn 2005–2012 (Bảng 4.9).
• Sự biến đổi của thảm thực vật trong quá trình diễn thế đi lên (TC $\rightarrow$ TCBT $\rightarrow$ TCBC $\rightarrow$ RTS):
  • Biến động thành phần loài, chi, họ và tỷ lệ (%) tương ứng giữa các kiểu thảm (Bảng 4.10, Hình 4.3).
  • Biến động số lượng loài/OTC và số loài cây qua các giai đoạn phục hồi (Bảng 4.11, Bảng 4.12).
  • Đặc điểm tầng cây gỗ tái sinh: mật độ, tỷ lệ phẩm chất (tốt, trung bình, xấu), và tỷ lệ nguồn gốc tái sinh (hạt so với chồi) ở từng kiểu thảm (Bảng 4.13).
  • Cấu trúc quần xã: Phân bố cá thể cây gỗ theo cấp chiều cao $H_{vn}$ (Bảng 4.14, Hình 4.4) và cấp đường kính $D_{1,3}$ (Bảng 4.15, Hình 4.5).
  • Tốc độ sinh trưởng định lượng: Tốc độ tăng trưởng về chiều cao (Bảng 4.16) và đường kính (Bảng 4.17) của các loài cây gỗ chính quan trắc trên các OĐV qua các năm.
• Sự biến đổi tính chất môi trường đất dưới các kiểu thảm thực vật:
  • Mức độ xói mòn đất giảm dần theo chiều tiến hóa của thảm thực vật (Bảng 4.18).
  • Tính chất lý học đất: dung trọng, độ xốp, độ ẩm, thành phần cơ giới (Bảng 4.19).
  • Tính chất hóa học đất: Biến thiên độ $\text{pH}_{\text{KCl}}$ (Hình 4.6), đạm tổng số (Hình 4.7), hàm lượng mùn (Hình 4.8), lân dễ tiêu (Hình 4.9), kali dễ tiêu (Hình 4.10), hàm lượng $\text{Ca}^{2+}$ (Hình 4.11), $\text{Mg}^{2+}$ (Hình 4.12), tổng hợp tại Bảng 4.20.
  • Động thái sinh vật đất: Mật độ các nhóm vi sinh vật đất giai đoạn 2011–2013 (Bảng 4.21), mật độ vi sinh vật theo chức năng (Bảng 4.22), thành phần vi sinh vật (Bảng 4.23); thành phần loài và độ phong phú của giun đất (Bảng 4.24), cùng độ phong phú của các nhóm động vật đất cỡ trung bình Mesofauna (Bảng 4.25).
• Đánh giá khả năng và đề xuất giải pháp phục hồi rừng: Đánh giá tiềm năng tái sinh tự nhiên của từng trạng thái thảm và đề xuất nhóm giải pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp (khoanh nuôi bảo vệ nghiêm ngặt, khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên có tác động làm giàu bằng cây bản địa).

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án tự xác định các đóng góp mới về mặt lý luận khoa học và thực tiễn quản lý lâm nghiệp:

• Đóng góp về mặt lý luận:
  • Cung cấp các dẫn liệu khoa học có hệ thống về cấu trúc thảm thực vật và thành phần hệ thực vật bậc cao có mạch tại huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang.
  • Làm sáng tỏ quy luật tái sinh tự nhiên và tiến trình diễn thế phục hồi đi lên từ thảm cỏ, thảm cây bụi thấp, thảm cây bụi cao đến rừng thứ sinh.
  • Định lượng hóa mối quan hệ tác động tương hỗ giữa sự phục hồi của thảm thực vật với việc cải thiện các đặc tính lý học, hóa học, mật độ vi sinh vật chức năng và cấu trúc quần xã động vật đất.
• Đóng góp về mặt thực tiễn và giải pháp đề xuất:
  • Cung cấp cơ sở khoa học xác thực phục vụ xây dựng quy hoạch lâm nghiệp, phân loại trạng thái rừng và lựa chọn giải pháp phục hồi rừng phù hợp với điều kiện sinh thái huyện Vị Xuyên.
  • Đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh:
    • Áp dụng biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt đối với các trạng thái rừng thứ sinh và thảm cây bụi cao có mật độ cây tái sinh mục đích lớn để rừng tự phục hồi.
    • Áp dụng khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp trồng bổ sung các loài cây bản địa có giá trị kinh tế và sinh thái tại những nơi thảm cây bụi thoái hóa, mật độ cây tái sinh thấp hoặc nguồn gieo giống bị hạn chế.
    • Kiểm soát chặt chẽ các nguyên nhân gây suy thoái rừng (cháy rừng, khai thác gỗ Nghiến trái phép, chuyển đổi nương rẫy).
  • Cung cấp nguồn tư liệu thực nghiệm phục vụ công tác giảng dạy và nghiên cứu chuyên ngành Sinh thái học, Lâm nghiệp tại các trường đại học, cao đẳng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế đã được luận án chỉ rõ:
  • Luận án không tiến hành nghiên cứu khí hậu thực vật quần (tiểu khí hậu dưới tán) do hạn chế về thời gian và trang thiết bị chuyên dụng.
  • Phạm vi khảo sát tập trung vào các kiểu thảm thực vật cây lá rộng trên núi đất và chuỗi diễn thế đi lên, chưa mở rộng sang các dạng lập địa núi đá vôi hoặc các chuỗi diễn thế suy thoái khác.
  • Thời gian theo dõi trên các ô định vị giới hạn trong 3 năm (2011–2013), phải sử dụng phương pháp "lấy không gian thay thế thời gian" để bổ trợ cho việc đánh giá toàn bộ quá trình diễn thế dài hạn.
• Hướng nghiên cứu tiếp theo:
  • Duy trì quan trắc dài hạn trên các ô định vị cố định để ghi nhận đầy đủ chu kỳ động thái cấu trúc và tốc độ tăng trưởng thể tích của rừng thứ sinh.
  • Bổ sung các chỉ tiêu đo đạc về vi khí hậu dưới tán rừng và cân bằng dinh dưỡng khoáng trong chu trình sinh địa hóa.
  • Mở rộng nghiên cứu thử nghiệm các mô hình xúc tiến tái sinh làm giàu rừng bằng tập đoàn cây bản địa trên các diện tích đất sau nương rẫy thoái hóa nặng.

Giá trị tham khảo

• Đối với các nhà nghiên cứu, nghiên cứu sinh và học viên cao học: Luận án là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp luận kết hợp giữa điều tra tuyến, thiết lập ô tiêu chuẩn đa tầng kích thước ($1\text{ m}^2$, $16\text{ m}^2$, $400\text{ m}^2$), ô dạng bản ($25\text{ m}^2$) và ô định vị trong nghiên cứu sinh thái học thực vật và sinh thái học đất.
• Đối với các nhà quản lý, hoạch định chính sách lâm nghiệp địa phương: Hệ thống dữ liệu về hiện trạng 3 loại rừng, danh lục thực vật quý hiếm, nguyên nhân suy thoái và bộ chỉ số cải tạo đất theo từng kiểu thảm cung cấp luận cứ thực tiễn trực tiếp cho Chi cục Kiểm lâm tỉnh Hà Giang, Hạt Kiểm lâm huyện Vị Xuyên và Ban quản lý Khu BTTN Tây Côn Lĩnh trong việc xây dựng phương án khoanh nuôi, phục hồi rừng.
• Đối với giảng viên và sinh viên các trường đại học, cao đẳng: Cung cấp dẫn liệu thực tế về thảm thực vật miền núi phía Bắc phục vụ giảng dạy các học phần Sinh thái học thực vật, Sinh thái học đất, Khoa học môi trường và Quản lý tài nguyên thiên nhiên.

Câu hỏi thường gặp

• 1. Khung phân loại thảm thực vật nào được luận án lựa chọn áp dụng và vì sao?
  Luận án lựa chọn khung phân loại thảm thực vật của UNESCO (1973). Lý do là khung phân loại này lấy cấu trúc ngoại mạo làm tiêu chuẩn cơ bản kết hợp thông tin sinh thái và địa lý, dễ áp dụng cho các vùng lãnh thổ có diện tích quy mô cấp huyện, đồng thời cho phép thể hiện rõ ràng trên bản đồ nghiên cứu.
• 2. Phương pháp "lấy không gian thay thế thời gian" được triển khai như thế nào trong luận án?
  Do quá trình diễn thế thứ sinh phục hồi rừng kéo dài nhiều thập kỷ, trong khi thời gian thực hiện luận án có hạn, tác giả vận dụng phương pháp "dãy phát triển tự nhiên": chọn các kiểu thảm thực vật cùng tồn tại trong một không gian có điều kiện lập địa tương đồng (địa hình, khí hậu, hướng phơi, đá mẹ tại 3 xã Đạo Đức, Việt Lâm, Trung Thành) nhưng ở các giai đoạn phát triển khác nhau (thảm cỏ $\rightarrow$ thảm cây bụi thấp $\rightarrow$ thảm cây bụi cao $\rightarrow$ rừng thứ sinh) kết hợp theo dõi 9 ô định vị trong 3 năm để mô tả quy luật biến đổi theo thời gian.
• 3. Quy cách bố trí ô tiêu chuẩn (OTC) và ô dạng bản (ODB) được thực hiện ra sao?
  Tác giả thiết lập 60 OTC gồm: diện tích $1\text{ m}^2$ ($1\text{ m} \times 1\text{ m}$) cho thảm cỏ; $16\text{ m}^2$ ($4\text{ m} \times 4\text{ m}$) cho thảm cây bụi thấp và cây bụi cao; $400\text{ m}^2$ ($20\text{ m} \times 20\text{ m}$) cho rừng thứ sinh. Trong mỗi OTC rừng thứ sinh lập 5 ODB có diện tích $25\text{ m}^2$ ($5\text{ m} \times 5\text{ m}$) tại 4 góc và điểm giao 2 đường chéo để điều tra lớp cây tái sinh.
• 4. Những chỉ tiêu đất nào được phân tích để chứng minh vai trò cải tạo đất của thảm thực vật?
  Luận án phân tích mức độ xói mòn; các tính chất lý học (độ ẩm, độ xốp, dung trọng, thành phần cơ giới); các tính chất hóa học ($\text{pH}_{\text{KCl}}$, hàm lượng mùn, đạm tổng số, lân dễ tiêu, kali dễ tiêu, $\text{Ca}^{2+}$, $\text{Mg}^{2+}$); mật độ và thành phần các nhóm chức năng vi sinh vật đất; cùng thành phần, độ phong phú của giun đất và các nhóm động vật đất cỡ trung bình (Mesofauna).
• 5. Những hoạt động chính nào được xác định là nguyên nhân gây suy thoái rừng tại Vị Xuyên?
  Các nguyên nhân chủ yếu gồm: tập quán du canh du cư và phá rừng làm nương rẫy; tình trạng khai thác gỗ trái phép (đặc biệt là gỗ Nghiến bị xẻ thớt vận chuyển qua biên giới); khai thác lâm sản ngoài gỗ; và các vụ cháy rừng diễn ra trong mùa khô.

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Đỗ Khắc Hùng là công trình khoa học chuyên ngành Sinh thái học nghiên cứu toàn diện về hiện trạng thảm thực vật và tiến trình phục hồi rừng tự nhiên tại huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang. Bằng việc kết hợp phương pháp điều tra thực địa theo tuyến, ô tiêu chuẩn, ô định vị với các phân tích lý - hóa - sinh học đất, tác giả đã làm sáng tỏ quy luật diễn thế đi lên của thảm thực vật gắn liền với quá trình cải tạo môi trường đất. Các dẫn liệu định lượng của luận án cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn phục vụ công tác quy hoạch, khoanh nuôi xúc tiến tái sinh và bảo vệ tài nguyên rừng tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Một số khái niệm liên quan 1. Khái niệm thảm thực vật Thảm thực vật (vegetation) là khái niệm phổ biến trong nghiên cứu sinh thái học, đã có nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước đưa ra các định nghĩa khác nhau về thảm thực vật. (1976) [73] thì thảm thực vật là lớp thực bì của trái đất và các bộ phận hợp thành khác nhau của nó.

Thái Văn Trừng (1999) [96] cho rằng thảm thực vật là các quần hệ thực vật phủ trên mặt đất như một tấm thảm xanh. Trần Đình Lý (1998) [58] đưa ra khái niệm thảm thực vật là toàn bộ lớp phủ thực vật ở một vùng cụ thể hay toàn bộ lớp phủ thảm thực vật trên toàn bộ bề mặt trái đất. Theo tác giả, thảm thực vật là một khái niệm chung chưa chỉ rõ đặc trưng hay phạm vi không gian của đối tượng cụ thể. Nó chỉ có ý nghĩa và giá trị cụ thể khi có định ngữ kèm theo như: thảm thực vật cây bụi, thảm thực vật rừng ngập mặn… Chúng ta đều biết thành phần chủ yếu của thảm thực vật là những cá thể của các loài cây cỏ, nhưng đối tượng nghiên cứu của thảm thực vật là những tập thể cây cối được hình thành do một số lượng lớn hay nhỏ những cá thể của các loài tập hợp lại.

Tuy nhiên không phải các nhà nghiên cứu về thảm thực vật đều nhất trí với nhau về đơn vị nghiên cứu cơ bản. Do đó trên thế giới có hai chiều hướng nghiên cứu khác nhau. Chiều hướng thứ nhất gồm một số ít các nhà nghiên cứu: Negri (Italia); Gleason, Curtis (Mỹ); Whitaker, Brown (Anh); Fournier, Lenoble (Pháp) và Ramenxki (Liên Xô cũ, trước 1953) [95] cho rằng cá thể các loài cây là thực thể duy nhất trong thiên nhiên và phủ nhận sự tồn tại của các quần thể. Theo quan điểm này – còn gọi là quan điểm cá thể thì thảm thực vật là một biến trạng liên tục, có nghĩa là bao gồm những tập hợp ngẫu nhiên của cá thể các loài cây luôn luôn thay đổi thành phần và không có ranh giới rõ nét.

Chiều hướng thứ hai gồm đa số các nhà khoa học có uy tín của nhiều nước trên thế giới như: Braun - Blanquet, Pavillard (Pháp); Du Rietz, Rubel (Scandinavi); Weavar, Clements (Anh); Walter e 5 (Đức); Shoo, Tuxen (Hungari); Pavlovxki (Ba Lan); Sukasov, Lavrenko (Liên Xô cũ)., đều nhất trí cho rằng đối tượng nghiên cứu cơ bản của thảm thực vật là những quần thể thực vật. Theo quan điểm này – còn gọi là quan điểm quần thể thì thảm thực vật bao gồm những đơn vị cụ thể có hình dáng, cấu trúc, thành phần, ranh giới, trạng mùa, động thái và vùng phân bố., đều dựa trên cở sở sinh thái học và địa lý học thực vật [95]. *Nhận xét: Trên thế giới, có hai quan điểm trái ngược nhau về sự tồn tại của kiểu thảm thực vật trong tự nhiên. Một quan điểm cho rằng, thảm thực vật không được xem như những đơn vị riêng biệt, mà chúng thay đổi không ngừng khi ở cùng khu vực, điều kiện hoàn cảnh sống thay đổi hoặc khu vực phân bố của các loài thay đổi.

Chỉ có cá thể loài cây là thực thể duy nhất tồn tại trong thiên nhiên. Ngược lại với quan điểm nói trên, phần lớn các nhà nghiên cứu cho rằng, thảm thực vật bao gồm các đơn vị cụ thể, mà ngoại mạo, cấu trúc, thành phần, ranh giới, động thái, đặc điểm phân bố đều dựa trên cơ sở sinh thái học và địa lý học thực vật. Tuy nhiên, nguyên tắc và phương pháp phân chia thảm thực vật của các nhà khoa học thuộc trường phái này lại rất khác nhau.