Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu hiện trạng đất trống đồi núi trọc tỉnh Thái Nguyên và đề xuất các mô hình phủ xanh đất trống đồi trọc hợp lý.
i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐỖ THỊ HÀ NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG ĐẤT TRỐNG ĐỒI NÚI TRỌC TỈNH THÁI NGUYÊN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC MÔ HÌNH PHỦ XANH ĐẤT TRỐNG ĐỒI TRỌC HỢP LÝ Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 62.42.01.20 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. Đỗ Hữu Thư 2. TS. Lê Đồng Tấn Thái Nguyên - 2013 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của TS. Đỗ Hữu Thư và TS. Lê Đồng Tấn. Các số liệu trình bày trong luận án là trung thực. Một số kết quả ñã ñược công bố riêng hoặc ñồng tác giả, phần còn lại chưa ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận án này. Thái Nguyên, ngày tháng năm 2013 Tác giả luận án Đỗ Thị Hà ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Đỗ Hữu Thư và TS. Lê Đồng Tấn ñã tận tình hướng dẫn và giúp ñỡ tôi trong học tập, nghiên cứu và hoàn thành bản luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, các thầy cô giáo khoa Sinh – Kỹ thuật Nông nghiệp; Ban lãnh ñạo Viện Sinh thái và Tài Nguyên sinh vật; Phòng Khoa học và Kỹ thuật phân tích thuộc Viện Hóa học; TS. Phạm Đình Sắc ñã giúp ñỡ tôi xác ñịnh tên các loài ñộng vật ñất, PGS.TS. Hoàng Chung và PGS. TS. Lê Ngọc Công ñã giúp ñỡ tôi xác ñịnh các loài thực vật ở Thái Nguyên cùng nhân dân ñịa phương ñã giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu ngoài thực ñịa. Tôi xin cảm ơn gia ñình và những người thân ñã luôn ñộng viên, giúp ñỡ và tạo ñiều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và làm nghiên cứu sinh. Tác giả luận án Đỗ Thị Hà iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH ix MỞ ĐẦU 1 Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4 1.1. Một số khái niệm liên quan ñến luận án 4 1.1.1. Khái niệm về ñất 4 1.1.2. Khái niệm về ñất rừng 4 1.1.3. Khái niệm về ñất trống ñồi núi trọc 4 1.1.4. Khái niệm về thảm thực vật và thảm thực vật thứ sinh 5 1.1.5. Khái niệm phủ xanh ñất trống ñồi núi trọc 6 1.2. Những nghiên cứu về thảm thực vật 7 1.2.1. Đơn vị cơ bản trong hệ thống phân loại thảm thực vật 7 1.2.2. Nguyên tắc phân loại thảm thực vật 9 1.2.3. Thành phần loài 11 1.2.4. Dạng sống thực vật 14 1.2.5. Tái sinh tự nhiên 16 1.2.6. Khoanh nuôi phục hồi rừng 19 1.3. Những nghiên cứu về hiện trạng ñất trống ñồi núi trọc 23 1.3.1. Trên thế giới 23 1.3.2. Ở Việt Nam 24 1.3.3. Ở Thái Nguyên 27 1.4. Những nghiên cứu về mối quan hệ giữa ñất và thảm thực vật 30 1.4.1. Quan hệ giữa ñất và thảm thực vật 30 iv 1.4.2. Ảnh hưởng của thảm thực vật ñến môi trường ñất 32 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 2.1. Đối tượng nghiên cứu 39 2.2. Nội dung nghiên cứu 39 2.2.1. Hiện trạng ñất trống ñồi núi trọc 39 2.2.2. Tính ña dạng thực vật ở Thái Nguyên 39 2.2.3. Tổng kết hiệu quả các mô hình phủ xanh ñã triển khai ở tỉnh Thái Nguyên 39 2.2.4. Xây dựng mô hình thử nghiệm và ñề xuất các giải pháp phủ xanh 39 2.2.5. Tuyển chọn và xác ñịnh cơ cấu cây trồng phủ xanh ñất trống ñồi núi trọc ở tỉnh Thái Nguyên 39 2.3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 40 2.3.1. Nghiên cứu thực vật và thảm thực vật 40 2.3.2. Nghiên cứu tính chất ñất 42 2.3.3. Nghiên cứu vi sinh vật ñất 42 2.3.4. Nghiên cứu ñộng vật ñất 43 Chương 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 45 3.1. Điều kiện tự nhiên 45 3.1.1. Vị trí ñịa lý, ñịa hình 45 3.1.2. Khí hậu - Thuỷ văn 46 3.1.3. Đá mẹ, thổ nhưỡng 48 3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội 50 3.2.1. Dân số, dân tộc 50 3.2.2. Hoạt ñộng kinh tế 51 Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55 4.1. Hiện trạng ñất trống ñồi núi trọc 55 4.1.1. Phân loại ñất trống ñồi núi trọc 57 4.1.2. Những ñặc trưng cơ bản của ñất trống ñồi núi trọc ở Thái Nguyên 61 v 4.2. Tính ña dạng thực vật ở Thái Nguyên 82 4.2.1. Thảm thực vật 82 4.2.2. Hệ thực vật 85 4.3. Tổng kết hiệu quả các mô hình ñã triển khai ở Thái Nguyên 86 4.3.1. Các mô hình phủ xanh ñất trống ñồi núi trọc ở tỉnh Thái Nguyên 86 4.3.2. Phân tích nguyên nhân kém hiệu quả của phủ xanh ñất trống ñồi núi trọc 89 4.4. Xây dựng mô hình thử nghiệm và ñề xuất các giải pháp phủ xanh 91 4.4.1. Xây dựng mô hình thử nghiệm 91 4.4.2. Xây dựng quy trình phủ xanh ñất trống ñồi núi trọc 97 4.4.3. Đề xuất các giải pháp phủ xanh ñất trống ñồi núi trọc 109 4.5. Tuyển chọn và xác ñịnh cơ cấu cây trồng phủ xanh ñất trống ñồi núi trọc ở tỉnh Thái Nguyên 113 4.5.1. Tập ñoàn cây trồng phục hồi rừng phủ xanh ở vùng núi ñất 113 4.5.2. Tập ñoàn cây trồng cho mô hình phục hồi rừng phủ xanh vùng núi ñá 120 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 129 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Đọc ĐTĐNT Đất trống ñồi núi trọc TSTN Tái sinh tự nhiên TTV Thảm thực vật vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Nhiệt ñộ trung bình ( 0 C) các tháng trong năm giai ñoạn (2009-2012) 47 Bảng 3.2. Tổng lượng mưa (mm) các tháng trong năm giai ñoạn (2009-2012) 48 Bảng 4.1. Độ che phủ rừng và tỉ lệ ĐTĐNT Thái Nguyên 56 Bảng 4.2. Diện tích các loại ñất của Thái Nguyên 56 Bảng 4.3. Thành phần thực vật trên ĐTĐNT có ñộ thoái hoá khác nhau ở tỉnh Thái Nguyên 60 Bảng 4.4. Tính chất vật lý ở nhóm ĐTĐNT loại I, II, III ở xã Yên Ninh, xã Yên Đổ huyện Phú Lương và xã Tân Long huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 61 Bảng 4.5. Tính chất vật lý và hoá học của phẫu diện ñất Feralit vùng ñồi phát triển trên ñá mácma ở xã Yên Ninh huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên 64 Bảng 4.6. Tính chất vật lý và hoá học của phẫu diện ñất Feralit vùng ñồi phát triển trên ñá mácma ở xã Yên Đổ huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên 67 Bảng 4.7. Tính chất vật lý và hoá học của phẫu diện ba loại ĐTĐNT vùng ñồi phát triển trên ñá mácma ở xã Tân Long huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 69 Bảng 4.8. Thành phần vi sinh vật trong ĐTĐNT ở xã Yên Ninh, xã Yên Đổ huyện Phú Lương và xã Tân Long huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 71 Bảng 4.9. Số lượng vi sinh vật ñất thay ñổi từ 1 – 4 năm của mô hình khoanh nuôi phục hồi rừng, trồng bổ sung cây mục ñích tại xã Yên Ninh huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên 73 Bảng 4.10. Số lượng vi sinh vật ñất của mô hình trồng lại rừng tại xã Yên Đổ huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên 74 Bảng 4.11. Số lượng vi sinh vật ñất của mô hình trồng lại rừng tại xã Tân Long huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 76 Bảng 4.12. Độ phong phú của giun ñất trong ba loại ñất ñồi tại các ñiểm nghiên cứu ở Yên Ninh, Yên Đổ và Tân Long 79 viii Bảng 4.13. Độ phong phú tính theo tỷ lệ % về số lượng (n%) và sinh khối của các nhóm Mesofauna khác trong ba loại ĐTĐNT tại các ñiểm nghiên cứu ở Yên Ninh, Yên Đổ và Tân Long 81 Bảng 4.14. Cơ cấu diện tích ñất rừng nhận khoanh nuôi 87 Bảng 4.15. Số hộ gia ñình ñược giao ñất, giao rừng áp dụng các phương thức khoanh nuôi phục hồi rừng 87 Bảng 4.16. Sau 4 năm sinh trưởng chiều cao (m) của mô hình khoanh nuôi phục hồi rừng có tác ñộng ở xã Yên Ninh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên với diện tích 2 ha 92 Bảng 4.17. Sau 4 năm sinh trưởng ñường kính (cm) của mô hình khoanh nuôi phục hồi rừng có tác ñộng ở xã Yên Ninh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái nguyên với diện tích 2 ha 93 Bảng 4.18. Sự sinh trưởng chiều cao của mô hình trồng lại rừng tại xã Yên Đổ, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên 94 Bảng 4.19. Sự sinh trưởng ñường kính của mô hình trồng lại rừng tại xã Yên Đổ, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên 94 Bảng 4.20. Sau 4 năm sinh trưởng chiều cao (m) của mô hình trồng lại rừng ở xã Tân Long, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên với diện tích 2 ha 95 Bảng 4.21. Sự tăng trưởng về ñường kính của mô hình trồng lại rừng ở xã Tân Long huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên 96 ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Sơ ñồ quá trình phủ xanh ĐTĐNT 7 Hình 3.1. Bản ñồ hành chính tỉnh Thái Nguyên 52 Hình 3.2. Bản ñồ Huyện Phú Lương và ñiểm nghiên cứu (xã Yên Ninh và xã Yên Đổ) 53 Hình 3.3. Bản ñồ Huyện Đồng Hỷ và ñiểm nghiên cứu (xã Tân Long) 54 Hình 4.1. Số lượng vi sinh vật ñất thay ñổi từ 1 – 4 năm của mô hình khoanh nuôi phục hồi rừng có trồng bổ sung cây mục ñích tại xã Yên Ninh huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên 73 Hình 4.2. Số lượng vi sinh vật của mô hình trồng lại rừng tại xã Yên Đổ huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên 75 Hình 4.3. Số lượng vi sinh vật của mô hình trồng lại rừng tại xã Tân Long, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 77 [...]... u qu v kinh t và môi trư ng c a các mô hình ph xanh ã có trên a bàn, xanh xu t gi i pháp ph xanh h p lý và xây d ng qui trình cho vi c ph t tr ng - i núi tr c t i t nh Thái Nguyên xu t mô hình ph xanh 3 Ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a tài 3.1 V lý lu n Xác h p lý thì s nh, phân lo i T NT và l a ch n mô hình cùng v i quy trình ph xanh t ư c k t qu cao trong vi c ph xanh T NT t nh Thái Nguyên 3.2 V... NT 24 Mô hình nông lâm k t h p a t ng, nhi u s n ph m (Multistrata), tr ng cây ăn qu v i cây l y g theo mô hình a loài nhi u t ng T i Châu Á: G m các nư c Malaysia, Thái Lan, và Vi t Nam Các mô hình ã th c hi n là: - Nghiên c u s d ng tri th c b n a trong canh tác ph xanh b ov t và tăng thu nh p cho h nương r y - Mô hình nông lâm k t h p - Mô hình tr ng cây trên - Mô hình tr ng cây h - Mô hình s d... úng cho vi c ph xanh nhanh t ai còn khá l n Nghiên c u tìm ra T NT là m t bi n pháp tích c c góp ph n tăng che ph r ng, c i thi n và nâng cao i s ng cho ngư i dân Xu t phát t nh ng lý do trên, chúng tôi ã ch n tr ng t tr ng t tr ng ng i núi tr c t nh Thái Nguyên và tài: "Nghiên c u hi n xu t các mô hình ph xanh i tr c h p lý" 2 M c ích nghiên c u - Xác nh hi n tr ng T NT c a t nh Thái Nguyên - ánh giá... ình Lý làm ch nhi m + Nghiên c u cơ s khoa h c và xây d ng mô hình c i t o, s d ng h p l h sinh thái vùng cát huy n Gio Linh, t nh Qu ng Tr (1999-2000) [38] do Tr n ình Lý làm ch nhi m + Nghiên c u các gi i pháp tr ng r ng vùng núi á vôi các t nh biên gi i b ng các loài cây g quí b n a (1998-2002) [5] do Nguy n Ti n Bân làm ch nhi m + Nghiên c u cơ s khoa h c và xây d ng mô hình c i t o h sinh thái. .. Trong mô hình này, các loài cây tr ng ch y u là cây b n a s t o ra m t h th ng tr ng tr t b n v ng có nhi u s n ph m và tăng thu nh p - Mô hình chăn nuôi lâm sinh (Silvopastoral) b ng vi c t o ra th m c chăn nuôi dư i tán r ng th sinh T i châu M La Tinh: G m các nư c Braizil, Peru, Mexico Các mô hình ã xây d ng u nh m m c ích b o m an toàn lương th c và ph xanh Nh ng mô hình ã th c hi n g m: - Mô hình. .. và “Khôi ph c r ng và phát tri n lâm nghi p” mã s KN03 (1990 1995) do B Lâm nghi p ch trì 25 Theo hư ng nghiên c u này, Trung tâm khoa h c T nhiên nay là Vi n Khoa h c và Công ngh Vi t Nam cũng ã u tư m t s tài nghiên c u như: + Nghiên c u xây d ng mô hình ph xanh T NT mi n núi Ngh An (1993- 1997) [35] do Tr n ình Lý làm ch nhi m + Nghiên c u cơ s khoa h c và xây d ng mô hình ph xanh T NT B c Trung... ình Lý làm ch nhi m Ngoài các chương trình trên, còn có nhi u tài c p cơ s thu c các vi n nghiên c u chuyên ngành như: Vi n Khoa h c k thu t Lâm nghi p Vi t Nam, Vi n sinh thái và Tài nguyên sinh v t ã và ang ư c th c hi n Ph xanh T NT b ng tr ng r ng i v i vi c tr ng r ng (r ng s n xu t, r ng c d ng, r ng phòng h ) b ng các loài cây nh p n i, các nghiên c u thư ng t p trung vào vi c tuy n ch n và kh... châu Phi: G m các nư c Zambia, Tanzania, Zimbabwe Các mô hình ã th c hi n: - Mô hình th m c luân phiên (Rotation Woodlost) nh m ph xanh th i kỳ b hoá Trong mô hình này, ngư i ta ã xây d ng m t loài cây thu c h u (Fabaceae) ph xanh 2-3 năm có th khai thác làm c i Ph n còn l i mùn và ch t dinh dư ng cho t trong i n (Sesbaina sesban), t trong th i kỳ b hoang Sau t ho c m c tăng thêm ch t t - Mô hình tr ng... ph xanh vùng nghiên c u Xây d ng quy trình và h i và nâng cao phì xu t các gi i pháp ph xanh T NT nh m ph c t trong vùng nghiên c u 5 B c c lu n án Ngoài ph n m u và k t lu n, n i dung chính c a lu n án ư c trình bày trong 4 chương: Chương 1 T ng quan v n Chương 2 nghiên c u i tư ng, n i dung và phương pháp nghiên c u Chương 3 i u ki n t nhiên, kinh t - xã h i khu v c nghiên c u Chương 4 K t qu nghiên. .. ng, nghiên c u i u ki n l p a, phương th c tr ng, sinh trư ng phát tri n c a các loài, c u trúc ph c v cho công tác chăm sóc tu b i v i vi c tr ng r ng nh m m c ích phòng h và b o v môi trư ng, các tác gi ã i sâu vào nghiên c u ph c h i các h sinh thái r ng nhi t a loài nhi u t ng b ng các loài cây b n Tr n Ngũ Phương (2000) [46] h i các ki u r ng nhi t i i theo hư ng a ã mô t quy lu t c u trúc và . GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐỖ THỊ HÀ NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG ĐẤT TRỐNG ĐỒI NÚI TRỌC TỈNH THÁI NGUYÊN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC MÔ HÌNH PHỦ XANH ĐẤT TRỐNG ĐỒI TRỌC HỢP LÝ Chuyên. " ;Nghiên cứu hiện trạng ñất trống ñồi núi trọc tỉnh Thái Nguyên và ñề xuất các mô hình phủ xanh ñất trống ñồi trọc hợp lý& quot;. 2. Mục ñích nghiên cứu - Xác ñịnh hiện trạng ĐTĐNT của tỉnh. trình phủ xanh ñất trống ñồi núi trọc 97 4.4.3. Đề xuất các giải pháp phủ xanh ñất trống ñồi núi trọc 109 4.5. Tuyển chọn và xác ñịnh cơ cấu cây trồng phủ xanh ñất trống ñồi núi trọc ở tỉnh Thái