Tài liệu 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 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. Đỗ Hữu Thƣ 2. TS. Lê Đồng Tấn Thái Nguyên - 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Đỗ Hữu Thƣ và TS. Lê Đồng Tấn. Các số liệu trình bày trong luận án là trung thực. Một số kết quả đã đƣợc công bố riêng hoặc đồng tác giả, phần còn lại chƣa đƣợc 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 2014 Tác giả luận án Đỗ Thị Hà Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Đỗ Hữu Thƣ và TS. Lê Đồng Tấn đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong học tập, nghiên cứu và hoàn thành bản luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trƣờng Đại học Sƣ phạm Thái Nguyên, các thầy cô giáo khoa Sinh – Kỹ thuật Nông nghiệp; Ban lãnh đạo Viện Sinh thái và Tài Nguyên sinh vật; Phòng Khoa học và Kỹ thuật phân tích thuộc Viện Hóa học; TS. Phạm Đình Sắc đã giúp đỡ tôi xác định tên các loài động vật đất, PGS.TS. Hoàng Chung và PGS. TS. Lê Ngọc Công đã giúp đỡ tôi xác định các loài thực vật ở Thái Nguyên cùng nhân dân địa phƣơng đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu ngoài thực địa. Tôi xin cảm ơn gia đình và những ngƣời thân đã luôn động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và làm nghiên cứu sinh. Tác giả luận án Đỗ Thị Hà Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... iii MỤC LỤC ................................................................................................................. iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ....................................................vii DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... viii DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................... x MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................. 4 1.1. Một số khái niệm liên quan đến luận án .......................................................... 4 1.1.1. Khái niệm về đất ...................................................................................... 4 1.1.2. Khái niệm về đất rừng ............................................................................. 4 1.1.3. Khái niệm về ĐTĐNT ............................................................................. 4 1.1.4. Khái niệm về TTV và TTV thứ sinh ....................................................... 5 1.1.5. Khái niệm phủ xanh ĐTĐNT .................................................................. 6 1.2. Những nghiên cứu về TTV ............................................................................. 7 1.2.1. Đơn vị cơ bản trong hệ thống phân loại TTV ......................................... 7 1.2.2. Nguyên tắc phân loại TTV ...................................................................... 8 1.2.3. Thành phần loài ..................................................................................... 11 1.2.4. Dạng sống thực vật ................................................................................ 13 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 ĐTĐNT .................................................... 22 1.3.1. Trên thế giới .......................................................................................... 22 1.3.2. Ở Việt Nam ............................................................................................ 24 1.3.3. Ở Thái Nguyên ...................................................................................... 27 1.4. Những nghiên cứu về mối quan hệ giữa đất và TTV ................................... 30 1.4.1. Quan hệ giữa đất và TTV ...................................................................... 30 1.4.2. Ảnh hƣởng của TTV đến môi trƣờng đất .............................................. 31 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ................................................................................... 39 2.2. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 39 2.2.1. Hiện trạng ĐTĐNT ................................................................................ 39 2.2.2. Tính đa dạng thực vật ở Thái Nguyên ................................................... 39 2.2.3. Tổng kết hiệu quả các mô hình phủ xanh đã triển khai ở tỉnh Thái Nguyên ............................................................................................................. 39 2.2.4. Xây dựng mô hình thử nghiệm và đề xuất các giải pháp phủ xanh ...... 39 2.3. Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................ 40 2.3.1. Nghiên cứu thực vật và TTV ................................................................. 40 2.3.2. Nghiên cứu tính chất đất........................................................................ 42 2.3.3. Nghiên cứu vi sinh vật đất ..................................................................... 42 2.3.4. Nghiên cứu động vật đất ........................................................................ 43 Chƣơng 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 địa lý, địa hình .............................................................................. 45 3.1.2. Khí hậu - Thuỷ văn ................................................................................ 46 3.1.3. Đá mẹ, thổ nhƣỡng ................................................................................ 48 3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội.............................................................................. 50 3.2.1. Dân số, dân tộc ...................................................................................... 50 3.2.2. Hoạt động kinh tế .................................................................................. 51 Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................. 55 4.1. Hiện trạng ĐTĐNT ....................................................................................... 55 4.1.1. Phân loại ĐTĐNT .................................................................................. 57 4.1.2. Những đặc trƣng cơ bản của ĐTĐNT ở Thái Nguyên VSV cố định nitơ 71 4.2. Tính đa dạng thực vật ở Thái Nguyên .......................................................... 82 4.2.1. Thảm thực vật ........................................................................................ 82 4.2.2. Hệ thực vật ............................................................................................. 85 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi 4.3. Tổng kết hiệu quả các mô hình đã triển khai ở Thái Nguyên ....................... 86 4.3.1. Các mô hình phủ xanh ĐTĐNT ở tỉnh Thái Nguyên ............................ 86 4.3.2. Phân tích nguyên nhân kém hiệu quả của phủ xanh ĐTĐNT ............... 89 4.4. Xây dựng mô hình thử nghiệm và đề xuất các giải pháp phủ xanh .............. 91 4.4.1. Xây dựng mô hình thử nghiệm .............................................................. 91 4.4.2. Hƣớng dẫn xây dựng quy trình phủ xanh ĐTĐNT ............................... 96 4.4.3. Đề xuất các giải pháp phủ xanh ĐTĐNT ............................................ 109 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 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Đọc ĐTĐNT Đất trống đồi núi trọc TSTN Tái sinh tự nhiên TTV Thảm thực vật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1. Nhiệt độ trung bình (0C) các tháng trong năm giai đoạn (2009-2012) .... 47 Bảng 3.2. Tổng lƣợng mƣa (mm) các tháng trong năm giai đoạn (2009-2012) ...... 48 Bảng 4.1. Độ che phủ rừng và tỉ lệ ĐTĐNT Thái Nguyên ...................................... 56 Bảng 4.2. Số liệu hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp tỉnh Thái Nguyên ................. 56 Bảng 4.3. Thành phần thực vật trên ĐTĐNT có độ 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 Lƣơng và xã Tân Long huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên 61 Bảng 4.5. Tính chất vật lý và hoá học của phẫu diện đất Feralit vùng đồi phát triển trên đá mácma axit ở xã Yên Ninh huyện Phú Lƣơng, tỉnh Thái Nguyên ..........64 Bảng 4.6. Tính chất vật lý và hoá học của phẫu diện đất Feralit vùng đồi phát triển trên đá mácma axit ở xã Yên Đổ huyện Phú Lƣơng, tỉnh Thái Nguyên 67 Bảng 4.7. Tính chất vật lý và hoá học của phẫu diện ba loại ĐTĐNT vùng đồi phát triển trên đá mácma axit 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 Lƣơng và xã Tân Long huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên VSV cố định nitơ .................................................................................................. 71 Bảng 4.9. Số lƣợng vi sinh vật đất thay đổi từ 1 – 4 năm của mô hình khoanh nuôi phục hồi rừng, trồng bổ sung cây mục đích tại xã Yên Ninh huyện Phú Lƣơng, tỉnh Thái Nguyên ....................................................................... 73 Bảng 4.10. Số lƣợng vi sinh vật đất của mô hình trồng lại rừng tại xã Yên Đổ huyện Phú Lƣơng, tỉnh Thái Nguyên ..................................................... 74 Bảng 4.11. Số lƣợng vi sinh vật đất 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 đất trong ba loại đất đồi tại các điểm nghiên cứu ở Yên Ninh, Yên Đổ và Tân Long ......................................................... 79 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ix Bảng 4.13. Độ phong phú tính theo tỷ lệ % về số lƣợng (n%) và sinh khối của các nhóm Mesofauna khác trong ba loại ĐTĐNT tại các điểm nghiên cứu ở Yên Ninh, Yên Đổ và Tân Long ............................................................ 81 Bảng 4.14. Cơ cấu diện tích đất rừng nhận khoanh nuôi ......................................... 87 Bảng 4.15. Số hộ gia đình đƣợc giao đất, giao rừng áp dụng các phƣơng thức khoanh nuôi phục hồi rừng ..................................................................... 87 Bảng 4.16. Sau 4 năm sinh trƣởng chiều cao (m) của mô hình khoanh nuôi phục hồi rừng có tác động ở xã Yên Ninh, huyện Phú Lƣơng, tỉnh Thái Nguyên với diện tích 2 ha .................................................................................... 92 Bảng 4.17. Sau 4 năm sinh trƣởng đƣờng kính (cm) của mô hình khoanh nuôi phục hồi rừng ở xã Yên Ninh, huyện Phú Lƣơng, tỉnh Thái nguyên với diện tích 2 ha .................................................................................................. 93 Bảng 4.18. Sự sinh trƣởng chiều cao của mô hình trồng lại rừng tại xã Yên Đổ, huyện Phú Lƣơng, tỉnh Thái Nguyên ..................................................... 94 Bảng 4.19. Sự sinh trƣởng đƣờng kính của mô hình trồng lại rừng tại xã Yên Đổ, huyện Phú Lƣơng, tỉnh Thái Nguyên ..................................................... 94 Bảng 4.20. Sau 4 năm sinh trƣởng 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 trƣởng về đƣờng kính của mô hình trồng lại rừng ở xã Tân Long huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên ......................................................... 95 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ x DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1. Sơ đồ quá trình phủ xanh ĐTĐNT ............................................................. 6 Hình 3.1. Bản đồ hành chính tỉnh Thái Nguyên ...................................................... 52 Hình 3.2. Bản đồ huyện Phú Lƣơng và điểm nghiên cứu (xã Yên Ninh và xã Yên Đổ) ........................................................................................................... 53 Hình 3.3. Bản đồ huyện Đồng Hỷ và điểm nghiên cứu (xã Tân Long) ................... 54 Hình 4.1. Số lƣợng vi sinh vật đất thay đổi từ 1 – 4 năm của mô hình khoanh nuôi phục hồi rừng có trồng bổ sung cây mục đích tại xã Yên Ninh huyện Phú Lƣơng, tỉnh Thái Nguyên ........................................................................ 73 Hình 4.2. Số lƣợng vi sinh vật của mô hình trồng lại rừng tại xã Yên Đổ huyện Phú Lƣơng, tỉnh Thái Nguyên ......................................................................... 75 Hình 4.3. Số lƣợng vi sinh vật của mô hình trồng lại rừng tại xã Tân Long, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên .................................................................... 77 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ VUI LÒNG TẢI VỀ ĐỂ XEM BẢN FULL ĐẦY ĐỦ ! VUI LÒNG TẢI VỀ ĐỂ XEM BẢN FULL ĐẦY ĐỦ ! VUI LÒNG TẢI VỀ ĐỂ XEM BẢN FULL ĐẦY ĐỦ ! VUI LÒNG TẢI VỀ ĐỂ XEM BẢN FULL ĐẦY ĐỦ ! VUI LÒNG TẢI VỀ ĐỂ XEM BẢN FULL ĐẦY ĐỦ ! VUI LÒNG TẢI VỀ ĐỂ XEM BẢN FULL ĐẦY ĐỦ ! VUI LÒNG TẢI VỀ ĐỂ XEM BẢN FULL ĐẦY ĐỦ ! VUI LÒNG TẢI VỀ ĐỂ XEM BẢN FULL ĐẦY ĐỦ ! VUI LÒNG TẢI VỀ ĐỂ XEM BẢN FULL ĐẦY ĐỦ ! VUI LÒNG TẢI VỀ ĐỂ XEM BẢN FULL ĐẦY ĐỦ !