Tài liệu Nghiên cứu mối quan hệ tự nhiên giữa các loài cây rừng với loài cây vàng anh (saraca dives) và cây vối ( cleistocalyx operculatus roxb) tại vườn quốc gia ba bể tỉnh bắc kạn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ----------------------------- TRẦN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ TỰ NHIÊN GIỮA CÁC LOÀI CÂY RỪNG VỚI LOÀI CÂY VÀNG ANH (Saraca dives) VÀ LOÀI CÂY VỐI (Cleistocalyx operculatus Roxb) TẠI VƯỜN QUỐC GIA BA BỂ, TỈNH BẮC KẠN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Quản lý tài nguyên rừng Khoa : Lâm Nghiệp Khóa học : 2014 - 2018 THÁI NGUYÊN - 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ----------------------------- TRẦN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ TỰ NHIÊN GIỮA CÁC LOÀI CÂY RỪNG VỚI LOÀI CÂY VÀNG ANH (Saraca dives) VÀ LOÀI CÂY VỐI (Cleistocalyx operculatus Roxb) TẠI VƯỜN QUỐC GIA BA BỂ, TỈNH BẮC KẠN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Quản lý tài nguyên rừng Lớp : K46QLTNR(N2) Khoa : Lâm Nghiệp Khóa học : 2014 - 2018 Giáo viên hướng dẫn : TS. NGUYỄN THANH TIẾN Giảng viên Khoa Lâm nghiệp - Trường ĐH Nông Lâm THÁI NGUYÊN - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập và chưa công bố của riêng tôi. Mọi số liệu và kết quả nghiên cứu là quá trình điều tra trên thực địa hoàn toàn chung thực, khách quan và chưa hề sử dụng cho một khóa luận nào. Nếu có gì sai sót tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Giảng viên hướng dẫn Sinh viên Đồng ý cho bảo vệ kết quả trước Hội đồng! TS. Nguyễn Thanh Tiến Trần Anh Tuấn Xác Nhận Của Giáo Viên Chấm Phản Biện ii LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, tôi đã trang bị cho mình kiến thức cơ bản về chuyên môn dưới sự giảng dạy và chỉ bảo tận tình của toàn thể thầy cô giáo. Để củng cố lại những khiến thức đã học cũng như làm quen với công việc ngoài thực tế thì việc thực tập tốt nghiệp là một giai đoạn rất quan trọng, tạo điều kiện cho sinh viên cọ sát với thực tế nhằm củng cố lại kiến thức đã tích lũy được trong nhà trường đồng thời nâng cao tư duy hệ thống lý luận để nghiên cứu ứng dụng một cách có hiệu quả những tiến bộ khoa học kỹ thuật vào thực tiễn sản xuất. Xuất phát từ nguyện vọng của bản thân, được sự nhất trí của nhà trường, ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp và sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo T.S Nguyễn Thanh Tiến , tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu mối quan hệ tự nhiên giữa các loài cây rừng với loài cây Vàng anh (Saraca dives) và cây Vối ( Cleistocalyx operculatus Roxb) tại vườn Quốc gia Ba Bể, Tỉnh Bắc Kạn” Trong thời gian nghiên cứu đề tài, được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của TS. Nguyễn Thanh Tiến và các thầy cô giáo trong khoa cùng với sự phối hợp giúp đỡ của các ban ngành lãnh đạo của xã Nam Mẫu huyện Ba Bể và người dân của xã. Qua đây tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc nhất đến các thầy cô giáo trong khoa Lâm Nghiệp, đặc biệt là thầy giáo TS. Nguyễn Thanh Tiến người thầy đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận. Do trình độ chuyên môn và kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế do vậy khóa luận không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi kính mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để khóa luận này hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 6 năm 2018 Sinh viên Trần Anh Tuấn iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Kiểm tra mối quan hệ theo từng cặp loài trong ô sáu cây .......................... 8 Bảng 4.1. Số ô quan sát và số loài cây bạn của các loài cây nghiên cứu .................. 20 Bảng 4.2.Các giá trị bình quân của các loài Vàng anh và nhóm cây bạn ................. 21 Bảng 4.3.Các giá trị bình quân của các loài Vối và nhóm cây bạn .......................... 21 Bảng 4.4.Danh sách và chỉ số các loài cây đi kèm với loài Vàng anh .................... 22 Bảng 4.5. Danh sách và chỉ số các loài đi kèm với loài cây Vối .............................. 23 Bảng 4.6. Mức độ xuất hiện của nhóm loài cây bạn với các loài cây Vàng anh ...... 25 Bảng 4.7. Nghiên cứu mối quan hệ giữa loài cây Vàng anh và cây bạn rất hay gặp 28 Bảng 4.8. Mức độ xuất hiện của nhóm loài cây bạn với các loài cây Vối ................ 29 Bảng 4.9. Nghiên cứu mối quan hệ giữa loài cây Vối và cây bạn rất hay gặp ......... 31 Bảng 4.10. Danh lục các loài cây bạn đề xuất trồng cây chính hỗn giao với ........... 34 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1. Biểu đồ tần xuất các loài cây bạn với cây Vàng anh ................................ 27 Hình 4.2. Biểu đồ tần xuất các loài cây bạn với cây Vối ........................................ 30 Hình 4.3. Trắc đồ lâm học lâm phần xuất hiện loài cây Vàng anh ........................... 32 Hình 4.4. Trắc đồ lâm học lâm phần có xuất hiện loài cây Vối................................ 33 v DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT D1,3 : Đường kính thân cây tại vị trí 1,3m Hvn : Chiều VQG : Vườn quốc gia BTTN : Bảo tồn tài nguyên Ni : Số lượng cá thể loài thứ i Ni% :Tỷ lệ phần trăm số cây của loài so với tổng số cây trong lâm phần Gi :Tổng tiết diện ngang lâm phần Gi% :Tỷ lệ tiết diên ngang của loài so với tổng tiết diện ngang lâm phần QH : Quan hệ fo : tần suất xuất hiện của loài theo số điểm quan sát fc : tần suất xuất hiện của loài theo số cây OTC :Ô tiêu chuẩn cao vút ngọn vi MỤC LỤC Phần 1.MỞ ĐẦU .........................................................................................................1 1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu.............................................................................................2 1.3. Ý nghĩa nghiên cứu ..............................................................................................2 1.3.1.Ý nghĩa học tập và nghiên cứu khoa học ...........................................................2 Phần 2.TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .......................................................................3 2.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu ..............................................................................3 2.1.1. Những khái niệm và thuật ngữ liên quan ..........................................................5 2.1.2. Những nghiên cứu trên thế giới. .......................................................................7 2.1.3. Những nghiên cứu ở Việt Nam .........................................................................7 2.1.4. Kết luận ...........................................................................................................10 2.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu ..........................................................................10 2.2.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu (VQG) ..............................................10 2.2.2. Điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu .................................11 2.2.3. Các hoạt động đe dọa đến đa dạng sinh học ...................................................13 Phần 3.ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............15 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................15 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................15 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................................15 3.3. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................15 3.4. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................15 3.4.1. Vật tư và dụng cụ cần thiết cho nghiên cứu ....................................................15 3.4.2. Phương pháp kế thừa số liệu. ..........................................................................16 3.4.3. Phương pháp thu thập số liệu ..........................................................................16 3.4.4. Xử lý số liệu điều tra .......................................................................................17 Phần 4.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................................20 vii 4.1. Một số đặc điểm lâm phần rừng nơi sinh sống của hai loài cây Vàng anh và loài cây Vối tại VQG Ba Bể ..........................................................20 4.1.1 Danh sách các loài đi kèm với loài Vàng anh ..................................................22 4.1.2 Dánh sách các loài đi kèm với loài Vối ...........................................................23 4.2. Kết quả nghiên cứu mối quan hệ tự nhiên giữa các loài cây rừng tự nhiên với các loài cây Vàng anh tại VQG Ba Bể .........................................23 4.2.1. Tần suất xuất hiện các loài cây bạn trong quá trình điều tra...........................25 4.2.2. Mối quan hệ giữa loài cây Vàng anh với các cây bạn rất hay gặp..................27 4.3. Mối quan hệ tự nhiên giữa các loài cây rừng tự nhiên với cây Vối................................28 4.3.1.Tần suất xuất hiện các loài cây bạn trong quá trình điều tra............................28 4.3.2. Mối quan hệ giữa loài cây Vối với các cây bạn rất hay gặp ...........................31 4.4. Trắc đồ lâm học (trắc đồ ngang, trắc đồ dọc) lâm phần có loài cây Vàng anh và cây Vối. ................................................................................................32 4.4. Đề xuất tập đoàn loài cây trồng rừng hỗn giao với loài cây Vàng anh và loài cây Vối của một số phân khu phục hồi sinh thái tại VQG Ba Bể. .....................34 Phần 5.KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ...........................................................................36 5.1. Kết luận ..............................................................................................................36 5.2. Đề nghị ...............................................................................................................36 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................38 1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Như chúng ta đều biết rừng có vai trò rất quan trọng đối với cuộc sống của con người. Rừng đem đến cho chúng ta một ngôi nhà xanh, đem đến cho ta rất nhiều những nguồn lợi từ rừng và hơn thế nữa, rừng cung cấp cho chúng ta một lượng lớn khí oxi – hay còn chính là nguồn sống của mỗi con người. Tuy nhiên trong những năm qua, do ảnh hưởng của nhiều nguyên nhân khác nhau như biến đổi khí hậu, nạn phá rừng tái phép, cháy rừng, hạn hán… nên diện tích, trữ lượng rừng cũng như nguồn gen thực vật rừng nhiệt đới bị suy giảm mạnh, khiến cho khả năng phòng hộ và cung cấp gỗ, lâm sản cho quá trình phát triển kinh tế - xã hội bị hạn chế. Vì vậy, phải đẩy mạnh công tác xây dựng vốn rừng, trồng rừng phủ xanh đất trống đồi núi trọc, hướng tới đóng cửa rừng tự nhiên. Cho nên việc nghiên cứu sâu về mối quan hệ qua lại giữa các loài trong rừng tự nhiên là rất cần thiết cho việc điều chỉnh tổ thành loài cây trong các lâm phần rừng tự nhiên khi cần tác động các giải pháp lâm sinh và quan trọng hơn là làm cơ sở cho việc lựa chọn và phối hợp các loài cây trong trồng rừng hỗn loài. Nhưng hiện nay việc đánh giá công tác trồng rừng hỗn giao bằng các loài cây, chỉ dựa trên báo cáo khái quát kết quả nghiệm thu trồng rừng, chăm sóc và báo cáo tình hình sinh trưởng chung của các loài cây đem trồng từ các lâm trường, ban quả lý dự án trồng rừng, Sở NN&PTNT các tỉnh v.v, nhưng chưa được điều tra và nghiên cứu cụ thể về diện tích, trữ lượng, chất lượng rừng , tăng trưởng của rừng,nhất là mối quan hệ giữa các loài đem lại hiệu quả để đánh giá khả năng phòng hộ cung cấp mộ số nhu cầu cho người dân. Để có cơ sở khoa học và thực tiễn về mối quan hệ giữa các loài cây một cách rõ ràng hơn, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài : ''Nghiên cứu mối quan hệ tự nhiên giữa các loài cây rừng với loài cây Vàng anh(Saraca dives) và cây Vối (Cleistocalyx operculatus Roxb) tại vườn Quốc gia Ba Bể, Tỉnh Bắc Kạn" . 2 Thực tiễn đã chứng minh rằng các giải pháp nhằm phục hồi rừng, quản lý rừng bền vững chỉ có thể giải quyết thỏa đáng một khi có sự hiểu biết đầy đủ về bản chất quy luật sống về hệ sinh thái. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định được một số đặc điểm cấu trúc rừng nơi sinh sống của hai loài cây Vàng anh (Saraca dives) và cây Vối ( Cleistocalyx operculatus Roxb) tại vườn Quốc gia Ba Bể, Tỉnh Bắc Kạn - Xác định mối quan hệ tự nhiên giữa các loài cây rừng khác với hai loài cây Vàng anh (Saraca dives) và cây Vối (Cleistocalyx operculatus Roxb) tại vườn Quốc gia Ba Bể, Tỉnh Bắc Kạn. - Đề xuất được tập đoàn cây trồng rừng hỗn giao với loài cây Vàng anh (Saraca dives) và cây Vối (Cleistocalyx operculatus Roxb) tại vườn Quốc gia Ba Bể, Tỉnh Bắc Kạn nói riêng và các vùng sinh thái tương tự nói chung. 1.3. Ý nghĩa nghiên cứu 1.3.1.Ý nghĩa học tập và nghiên cứu khoa học Bổ sung những cơ sở khoa học và thực tiễn về mối quan hệ tự nhiên giữa các loài cây rừng với cây Vàng anh và Vối. Đồng thời giúp cho sinh viên tiếp cận phương pháp nghiên cứu khoa học, giải quyết vấn đề thực tiễn của khoa học đặt ra. Trên cơ sở các quy luật quan hệ tự nhiên giữa các loài ta chỉ ra là cơ sở khoa học quan trọng để VQG Ba Bể lựa chọn chỉ ra những loài cây có mối quan hệ mật thiết để xây dựng tập đoàn cây trồng rừng phục vụ trồng rừng phòng hộ hỗn giao hiện nay, nâng cao năng suất của rừng. 3 Phần 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu Rừng tự nhiên nước ta có tổ thành loài cây đa dạng và phong phú. Song mỗi một loài cây lại có một vùng phân bố nhất định, sự phân bố này có liên quan chặt chẽ với điều kiện hoàn cảnh của môi trường xung quanh. Trong các hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới, ngoài các yếu tố về điều kiện của môi trường, sự tồn tại của các loài trong cùng một lâm phần còn phụ thuộc vào mối quan hệ qua lại giữa các loài, nghĩa là ngoài sự cạnh tranh về điều kiện sống, sự cùng tồn tại của các loài còn chịu ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp bởi các chất tiết của các loài sống cạnh nó (gọi là phitônxit) thông qua lá, hoa, rễ... Trong một lâm phần khi các loài có đủ không gian dinh dưỡng nhưng vì ảnh hưởng bởi phitônxit của các loài cây xung quanh nên có thể diễn ra theo hai chiều hướng: hoặc là cùng tồn tại hoặc là bài xích lẫn nhau. Chúng cùng tồn tại khi phitônxit của các loài không có ảnh hưởng xấu đến nhau hoặc kích thích sự sinh trưởng phát triển của các loài xuang quanh, ngược lại chúng sẽ loại trừ nhau khi phitônxit của loài này có ảnh hưởng xấu, kìm hãm sự phát triển của các loài bên cạnh. Vì thế nghiên cứu sâu về mối quan hệ qua lại giữa các loài trong rừng tự nhiên là rất cần thiết cho việc điều chỉnh tổ thành loài cây trong các lâm phần rừng tự nhiên khi cần tác động các giải pháp lâm sinh và quan trọng hơn là làm cơ sở cho việc lựa chọn và phối hợp các loài cây trong trồng rừng hỗn loài[5]. Phục hồi rừng trước hết là phục hồi lại thành phần chủ yếu của rừng, là thảm thực vật cây gỗ; sự hình thành nên thảm cây gỗ này sẽ tạo điều kiện cho sự xuất hiện các thành phần khác của rừng như: tầng cây bụi, tầng cỏ quyết, khu hệ động vật, vi sinh vật… và các yếu tố khác của rừng như: chế độ nhiệt, chế độ ẩm… (Võ Đại Hải và cộng sự, 2003) [3]. Vì vậy, khái niệm phục hồi rừng sẽ có một ý nghĩa rộng lớn hơn là phục hồi lại cả một quần lạc sinh địa hay một hệ sinh thái rừng hoàn chỉnh; trong thực tế, quá trình phục hồi rừng được đánh giá bằng sự xuất hiện và chất lượng của thế hệ mới các cây gỗ. Phục hồi rừng là một quá trình sinh học, gồm nhiều giai đoạn và kết 4 thúc bằng sự xuất hiện một thế hệ mới thảm cây gỗ bắt đầu khép tán; quá trình phục hồi sẽ tạo điều kiện cho sự cân bằng sinh học xuất hiện, đảm bảo cho sự cân bằng này tồn tại liên tục và cũng vì thế mà chúng ta có thể sử dụng chúng liên tục được (Võ Đại Hải và cộng sự, 2003)[3]. Để phục hồi lại các sinh thái rừng đã bị thoái hoá, chúng ta có rất nhiều lựa chọn tùy thuộc vào từng đối tượng và mục đích cụ thể. Lamd và Gilmour (2003)[15] đã đưa ra ba nhóm hành động nhằm làm đảo ngược quá trình suy thoái rừng là cải tạo, khôi phục và phục hồi rừng. Các khái niệm này được hiểu như sau: - Cải tạo hay là thay thế (reclamation or replacement): Khái niệm này được hiểu là sự tái tạo lại năng suất và độ ổn định của một lập địa bằng cách thiết lập một thảm thực vật hoàn toàn mới để thay thế cho thảm thực vật gốc đã bị thoái hoá mạnh. Ở vùng nhiệt đới, các xã hợp thực vật được thay thế này thường đơn giản nhưng lại có năng suất cao hơn thảm thực vật gốc. Các lập địa rừng nghèo kiệt, trảng cây bụi… là đối tượng của hoạt động này và cũng là những cơ hội cho việc thiết lập các rừng công nghiệp sử dụng các loài cây nhập nội sinh trưởng nhanh hơn và có giá trị kinh tế cao hơn so với thảm thực vật gốc. - Khôi phục (restoration): Hiểu một cách chính xác về mặt lý thuyết thì khôi phục lại một khu rừng bị suy thoái (rừng nghèo) là đưa khu rừng đó trở về nguyên trạng ban đầu của nó. Đưa về nguyên trạng bao gồm cả các thành phần thực vật, động vật và toàn bộ các quá trình sinh thái dẫn đến sự khôi phục lại hoàn toàn tính tổng thể của hệ sinh thái. - Phục hồi (rehabilitation): Khái niệm phục hồi rừng được định nghĩa như là gạch nối (trung gian) giữa cải tạo và khôi phục. Trong trường hợp này, một vài cố gắng có thể được thực hiện để thay thế thành phần dễ thấy nhất của thảm rừng gốc, đó thường là tầng cây cao bao gồm cả các loài bản địa được thay thế bằng các loài có giá trị kinh tế và sinh trưởng nhanh hơn. Ngoài ba nhóm hành động này, việc phục hồi rừng còn bao gồm: - Trồng rừng (afforestation): Trồng rừng được hiểu là sự chuyển đổi từ đất không có rừng thành rừng thông qua trồng cây, gieo hạt thẳng hoặc xúc tiến tái sinh tự nhiên (Smith, 2002). 5 - Trồng lại rừng (reforestation): Là hoạt động trồng rừng trên đất không có rừng do bị mất rừng trong một thời gian nhất định. Sự khác nhau giữa trồng lại rừng và trồng rừng nằm ở thời gian không có rừng của đối tượng (đất trồng rừng), hoạt động trồng rừng ở đối tượng có thời gian rất lâu không phải là rừng thì gọi là trồng rừng; còn hoạt động đó trên đối tượng mới không có rừng trong thời gian ngắn thì gọi là trồng lại rừng. Trong nhiều trường hợp, trồng rừng, trồng lại rừng được hiểu đồng nghĩa với sự cải tạo (hay là sự thay thế). Theo chúng tôi thì nên hiểu cải tạo rừng là hoạt động thay thế rừng nghèo kiệt thành rừng trồng có năng suất cao hơn, còn trồng rừng và trồng lại rừng là hoạt động gây lại rừng trên đất trống đồi núi trọc. Phục hồi rừng có thể được giải thích như một phương pháp phối hợp giữa các hoạt động thay thế, phục hồi và khôi phục. Hoạt động phục hồi có thể thay đổi tuỳ thuộc vào mục đích, điều kiện của đối tượng (rừng nghèo) và rừng mong muốn đạt đến. Các loài trong quần xã gắn bó mật thiết với nhau theo các mối quan hệ: quan hệ hỗ trợ và quan hệ đối kháng. Trong các mối quan hệ hỗ trợ, ít nhất có 1 loài hưởng lợi, còn trong mối quan hệ đối kháng ít nhất 1 loài bị hại. Trong quần xã cũng có trường hợp các loài không gây ảnh hưởng cho nhau, sống bàng quan nhau. 2.1.1. Những khái niệm và thuật ngữ liên quan 2.1.1.1. Các mối quan hệ hỗ trợ * Quan hệ hội sinh: Hợp tác giữa 2 hay nhiều loài, trong đó 1 loài có lợi, còn loài kia không có lợi cũng chẳng có hại gì. VD: Hội sinh giữa dương sỉ và cây gỗ là hiện tượng ở nhờ, dương sỉ sống bám trên thân cây tạo điều kiện thuận lợi cho việc lấy nước và ánh sáng; Cá ép sống bám vào các loài động vật biển lớn như cá mập, cá voi, đồi mồi... Cá ép nhờ đó được mang đi xa cùng với loài hội sinh, khả năng kiếm mồi và hô hấp thuận lợi. * Quan hệ hợp tác: Hợp tác giữa 2 hay nhiều loài và tất cả các loài tham gia hợp tác đều có lợi. Khác với cộng sinh, quan hệ hợp tác không phải là quan hệ chặt chẽ và nhất thiết phải có đối với mỗi loài.VD: Một số loài chim như sáo, chè pheng... thường bậu trên lưng trâu đẻ bắt giận,trấy để ăn. * Quan hệ cộng sinh: Hợp tác chặt chẽ giữa 2 hay nhiều loài và tất cả các loài tham gia cộng sinh đều có lợi.VD: Mối quan hệ cộng sinh giữa kiến và cây, kiến nhờ 6 cây để đi tìm thức ăn và nhờ đó cây được bảo vệ nhưng khi rời nhau thì cả 2 loài sẽ rất khó sống. Hay ví dụ như nấm và vi khuẩn lam cộng sinh với nhau tạo nên một dạng sống đặc biệt đó là địa y. 2.1.1.2. Các mối quan hệ đối kháng * Quan hệ ức chế - cảm nhiễm: Ức chế - cảm nhiễm: là mối quan hệ trong đó 2 loài này sống bình thường nhưng lại gây hại cho nhiều loài khác. Ví dụ, trong quá trình phát triển của mình, khuẩn lam thường tiết ra các chất độc, gây hại cho các loài động vật sống xung quanh. Một số loài tảo biển khi nở hoa, gây ra “thủy triều đỏ” làm cho hàng loạt động vật không xương sống, cá, chim chết vì nhiễm độc trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua chuỗi thức ăn. Trong nhiều trường hợp, người cũng bị ngộ độc vì ăn hàu, sò, cua, cá trong vùng thủy triều đỏ[10]. * Quan hệ cạnh tranh giữa các loài và sự phân li ổ sinh thái: Các loài tranh giành nguồn sống như thức ăn, chỗ ở ...trong mối quan hệ này, các loài đều bị ảnh hưởng bất lợi, tuy nhiên có một loài sẽ thắng thế còn các loài khác bị hại hoặc cả 2 đều bị hại. Nhờ có cạnh tranh mà số lượng và sự phân bố của các cá thể trong quần thể duy trì ở mức độ phù hợp, đảm bảo sự tồn tại và sự phát triển của quần thể. Ví dụ : Cây trồng và cỏ dại thường cạnh tranh nhau giành ánh sáng, chất dinh dưỡng. Các con hổ, báo cạnh tranh nhau dành nơi ở, kết quả dẫn đến hình thành khu vực sinh sống của từng cặp hổ, báo bố mẹ. Khi thiếu thức ăn, cá mập cạnh tranh nhau và dẫn tới cá lớn ăn thịt cá bé, cá mập con nở ra trước ăn các phôi non hay trứng chưa nở[10]. * Quan hệ con mồi – vật ăn thịt và vật chủ - vật kí sinh: Mối quan hệ con mồi – vật ăn thịt được đề cập chủ yếu ở bài quan hệ dinh dưỡng trong quần xã. Trong mối quan hệ này, con mồi có kích thước nhỏ, nhưng số lượng đông, còn vật ăn thịt thường có kích thước lớn, nhưng số lượng ít. Con mồi thích nghi với kiểu lẩn tránh và bằng nhiều hình thức chống lại sự săn bắt của vật dữ, còn vật ăn thịt có răng khỏe, chạy nhanh và có nhiều “mánh khóe” để khai thác con mồi có hiệu quả. . Mối quan hệ vật chủ - vật kí sinh là sự biến tướng của quan hệ con mồi – vật ăn thịt, chỉ khác là vật kí sinh nhỏ, có số lượng đông, ăn dịch trong cơ thể vật chủ hoặc tranh chất dinh dưỡng với vật chủ, thường không giết chết vật chủ; còn vật chủ có kích thước rất lớn, nhưng số lượng ít[10]. 7 2.1.2. Những nghiên cứu trên thế giới. Trên thế giới, việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã được tiến hành từ lâu nhằm xác định cơ sở khoa học cho việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và môi trường của rừng. Theo Baur G.N.(1976) đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, trong đó đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên[12]. Richard P.W(1952)[13] đã phân biệt tổ thành thực vật rừng mưa thành hai loại :rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây rất phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản và trong nhiều điều kiện đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây. Lamprecht H. (1989) [17] căn cứ vào nhu cầu ánh sáng của các loài cây trong suốt quá trình sống để phân chia cây rừng nhiệt đới thành nhóm cây ưa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng. Kết cấu của quần thụ lâm phần có ảnh hưởng đến tái sinh rừng. I.D. Yurkevich (1960) đã chứng minh độ tàn che tối ưu cho sự phát triển bình thường của đa số các loài cây gỗ là 0,6 - 0,7. Balley (1973) [15], đã mô hình hoá cấu trúc thân cây với phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D) bằng hàm Weibull; nhiều tác giả khác dùng hàm Schumacher, Hyperbol, Hàm mũ, Poisson, Charlier... UNESCO (1973) [17], nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này đã không tách rời cấu trúc ngoại mạo của quần xã thực vật khỏi hoàn cảnh của nó và do đó đã hình thành một hướng phân loại theo ngoại mạo sinh thái. 2.1.3. Những nghiên cứu ở Việt Nam Nghiên cứu sâu về mối quan hệ qua lại giữa các loài trong rừng tự nhiên là rất cần thiết cho việc điều chỉnh tổ thành loài cây trong các lâm phần rừng tự nhiên khi cần tác động các giải pháp lâm sinh, làm cơ sở cho việc lựa chọn và phối hợp các loài cây trong trồng rừng hỗn loài. Nhìn thấy tầm quan trọng của vấn đề vậy nên trong những năm gần đây cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu về mối quan hệ giữa các loài cây nhất là cho rừng tự nhiên. Những công trình đầu tiên phải kể đến là: 8 Nguyễn Thị Mừng (2000) có kết quả về nghiên cứu quan hệ giữa cây Giáng hương với các loài khác[4]. Nguyễn Văn Thêm (2004) có những nghiên cứu về quan hệ giữa các loài Chò Xót Thành ngạnh, Hà nu, Trắc. Nhưng đáng chú ý nhất gần đây là công trình Nguyễn Thành Mến (2005) với các đối tượng là rừng tái sinh rừng tự nhiên sau khai thác ở Phú Yên. Qua nghiên cứu cho thấy rằng tương tác âm xuất hiện khi quần xã mới hình thành, chưa xuất hiện những loài chiếm ưu thế. Sau một quá trình biến đổi của quần xã những tương tác dương giảm dần và xuất hiện mối tương tác âm nhằm nâng cao sự sống sót của các loài và cuối cùng ở những quần xã ổn định cao thì tương tác dương và âm gần như bằng nhau. Bảng 2.1. Kiểm tra mối quan hệ theo từng cặp loài trong ô sáu cây Loài A Loài B nA (c) nB (b) nAB (a) (d) P(A) P(B) P(AB)  2 Quan hệ Chò Trâm 6 14 31 9 0,62 0,75 0,52 0,26 3,95 QH+ Chò Giẻ 9 9 33 9 0,70 0,70 0,55 0,29 4,88 QH+ Chò Thị 15 18 14 13 0,48 0,53 0,23 -0,10 0,57 NN Chò Huỷnh 11 15 21 13 0,53 0,60 0,35 0,12 0,90 NN Chò Trám 21 16 12 11 0,55 0,47 0,20 -0,23 3,11 NN Trâm Giẻ 10 12 19 19 0,48 0,52 0,32 0,27 4,29 QH+ Trâm Thị 9 14 17 20 0,43 0,52 0,28 0,24 3,44 NN Trâm Huỷnh 6 17 20 17 0,43 0,62 0,33 0,27 4,50 QH+ Trâm Trám 22 15 9 14 0,52 0,40 0,15 -0,23 3,20 NN Giẻ Thị 24 15 9 12 0,55 0,40 0,15 -0,29 4,93 QH- Giẻ Huỷnh 10 14 17 19 0,45 0,52 0,28 0,20 2,50 NN Giẻ Trám 17 12 13 18 0,50 0,42 0,22 0,03 0,07 NN Thị Huỷnh 23 13 10 14 0,55 0,38 0,17 -0,18 2,00 NN Thị Trám 18 19 6 17 0,40 0,42 0,10 -0,28 4,55 QH- Huỷnh Trám 12 16 3 29 0,25 0,32 0,05 -0,15 1,25 NN Ghi chú: QH+ = tương tác dươg, QH - = tương tác âm, NN= ngẫu nhiên 9 Hay công trình nghiên cứu của Phạm Văn Bốn, Phạm Thế Dũng, NguyễnVăn Thiết, 2015[2]. Mối quan hệ của Thanh thất (Ailanthus triphysa(Dennst) Alston) với các loài trong rừng tự nhiên ở 3 vùng sinh thái trọng điểm. Qua nghiên cứu cho thấy mối quan hệ giữa các loài cây trong tự nhiên là cơ sở để nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng, đặc biệt là trồng rừng hỗn loài. Nghiên cứu mối quan hệ giữa các loài là công việc khó khăn, phức tạp, với nhiều phương pháp khác nhau đã được áp dụng. Sử dụng phương pháp điều tra ô 6 cây và chỉ số tần suất xuất hiện, để nghiên cứu mối quan hệ giữa Thanh thất với các loài cây bạn, ở 3 địa điểm là Vĩnh Phúc, Quảng Nam và Đồng Nai, kết quả thu được như sau: Số loài cây xuất hiện cùng với Thanh thất, nhiều nhất là ở Đồng Nai, với 62 loài, Quảng Nam là 48 loài và ở Vĩnh Phúc 47 loài; Nhóm loài rất hay gặp cùng với Thanh thất ở Vĩnh Phúc có 3 loài, ở Quảng Nam và Đồng Nai đều có 2 loài; Nhóm loài hay bắt gặp cao nhất là ở Quảng Nam với 11 loài, 2 địa điểm còn lại đều có 6 loài; Ở Vĩnh Phúc và Quảng Nam, Thanh thất đều xuất hiện cùng với nó ở nhóm rất hay bắt gặp, trong khi ở Đồng Nai Thanh thất hoàn toàn không thấy xuất hiện cùng với nó; Ở cả 3 địa điểm nghiên cứu Thanh thất đều xuất hiện ở tầng trên của tán rừng, chỉ số trung bình D1.3 và Hvn đều vượt trội so với các loài cây bạn[1]. Nguyễn Văn Trương (1983) [9] đã nghiên cứu mối quan hệ giữa lớp cây tái sinh với tầng cây gỗ và quy luật đào thải tự nhiên dưới tán rừng. Hoàng Văn Thắng (2003), kết quả nghiên mối quan hệ giữa các cây trong rừng tự nhiên. Nghiên cứu xác định mối quan hệ giữa các loài trong rừng tự nhiên là vấn đề phức tạp. Để có những cơ sở khoa học chắc chắn cần phải căn cứ vào đặc điểm sinh vật học và đi sâu nghiên cứu về phitônxit của từng loài. Trong khi chưa có điều kiện nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa các loài cây trong rừng tự nhiên bằng phương pháp đó thì việc nghiên cứu mối quan hệ giữa các loài: Vạng trứng, Sồi phảng, Lim xanh và trám trắng với các loài cây khác trong rừng tự nhiên bằng phương pháp tần xuất xuất hiện cho ta một số kết quả ban đầu rất quan trọng làm cơ sở cho việc chọn và phối hợp nhóm loài cây khi xây dựng mô hình trồng rừng hỗn loài.. [6] 10 2.1.4. Kết luận Trong thiên nhiên mối quan hệ giữa các loài là một vấn đề cũng rất đa dạng và phức tạp. Có những loài suốt quá trình sống luôn luôn có quan hệ mật thiết với nhau như các loài ký sinh thực vật và động vật (1). Có những loài mà quan hệ giữa chúng theo hướng ngược lại (2). Sự tồn tại của loài này là nguyên nhân cơ bản cho sự suy vong của loài khác hoặc chúng sẽ di chuyển chỗ ở sang chỗ khác. Nguyên nhân sâu xa của mối quan hệ trên là sự tìm kiếm hoặc lợi dụng chuỗi thức ăn có trong thiên nhiên hoặc giữa chúng với nhau. Ngoài ra còn có sự lợi dụng để che chở cho nhau trước kẻ thù. Mối quan hệ ở dạng (1) người ta gọi là quan hệ dương. Còn quan hệ ở dạng (2) người ta gọi là quan hệ âm. Ngoài ra còn mối quan hệ trung tính tức là sự tồn tại giữa những loài nào đó luôn luôn không chịu ảnh hưởng lẫn nhau[7]. Việc nghiên cứu quan hệ giữa các loài có một ý nghĩa rất quan trọng trong bảo tồn đa dạng sinh học. Trong động vật nếu muốn bảo tồn các loài hổ chẳng hạn thì không thể không bảo tồn các loài làm thức ăn cho hổ. Trong nghiên cứu lâm sinh học người ta thường chú ý mối quan hệ giữa các loài trong thiết kế trồng rừng hỗn loài, thiết kế khu khoanh nuôi và bảo vệ. 2.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu 2.2.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu (VQG) VQG Ba Bể cách Hà Nội 250km về phía Bắc thuộc địa bàn huyện Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn, bao gồm toàn bộ diên tích đất xã Nam Mẫu, một phần ở các xã Khang Ninh, Cao Thương, Quảng Khê, Cao Trĩ. Vườn là một điểm du lịch sinh thái lý tưởng với phong cảnh kỳ thú và sự đa dạng sinh học. Năm 2004, Ba Bể đã được công nhận là một di sản thiên nhiên của ASEAN. Trước đó, đây từng là Khu danh lam thắng cảnh và Di tích lịch sử, là Khu rừng cấm hồ Ba Bể. VQG Ba Bể được thành lập theo quyết định số 83/TTg ngày 10/11/1992 của Chính phủ với diện tích 7.610 ha, trong đó có 3.226 ha là phân khu bảo vệ nghiêm ngặt và hơn 300 ha diện tích mặt hồ. Những nghiên cứu khoa học khẳng định đây là khu vực giàu có về đa dạng sinh học, có nhiều nét đặc trưng của hệ sinh thái điển hình 11 rừng thường xanh trên núi đá vôi và hồ trên núi, rừng thường xanh đất thấp. Trung tâm của vườn là hồ Ba Bể với chiều dài tới 8 km và chiều rộng 800 m. Nằm trên độ cao 178 m, hồ Ba Bể là "hồ tự nhiên trên núi có ý nghĩa đặc biệt quan trọng ở Việt Nam". Nằm trên vùng núi đá vôi, vốn có rất nhiều hang động caxtơ….mà hồ vẫn tồn tại với cảnh đẹp mê người là điều diệu kì, hấp dẫn mà thiên nhiên ban tặng. VQG Ba Bể có 1.281 loài thực vật thuộc 162 họ, 672 chi, trong đó có nhiều loài thực vật quý hiếm có giá trị được ghi vào Sách Đỏ của Việt Nam và Thế giới. Các loài cây gỗ quý, hiếm như: Nghiến, Đinh, Lim, Trúc dây…trong đó, Trúc dây là một loài tre đặc hữu của Ba Bể thường mọc tại các vách núi, thân của chúng thả mành mành xuống hồ tạo nên những bức mành xung quanh hồ. Đây là khu vực được các nhà khoa học trong và ngoài nước đánh giá là trung tâm đa dạng và đặc hữu cao nhất về loài lan không chỉ của Việt Nam mà còn của cả toàn vùng Đông Nam Á. Ở đây có 182 loài lan, một số loài lan là đặc hữu, chỉ phát hiện thấy duy nhất ở vùng này. Khu hệ động vật rất phong phú với 81 loài thú, 27 loài bò sát, 17 loài lưỡng cư, 322 loài chim, 106 loài cá, 553 loài côn trùng và nhện. Trong đó có nhiều loài có giá trị, quý hiếm đã được Việt Nam và Quốc tế ghi vào Sách Đỏ[11]. 2.2.2. Điều kiện dân Sinh, kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu VQG Ba Bể có rất đông dân cư sinh sống tại 10 thôn bản với khoảng 3.000 người thuộc các dân tộc Tày, Dao Mông và Kinh, trong đó khoảng 58% là người Tày. Hàng nghìn năm qua, cư dân người Tày đã định cư tại nơi này và trở thành tộc người chiếm đa số ở Ba Bể. Người Nùng, người Dao đến cư ngụ khoảng 100 năm về trước (chiếm 28% tổng số dân). Trong khi đó người Kinh và người Mông chỉ mới di cư đến. Do tập quán canh tác, thói quen sống dựa vào rừng nên người dân ở đây vẫn còn lén lút vào rừng khai thác gỗ, săn bắt động vật rừng, lấn chiếm đất rừng để làm nương rẫy, đánh bắt cá bằng công cụ có tính hủy diệt như băng thuốc nổ, chất độc, xung điện, đánh bắt cá trong mùa sinh sản, xả dầu máy trong mùa sinh sản, xả dầu máy trực tiếp xuống hồ...làm giảm tính đa dạng sinh học của vườn. 2.2.1.1. Địa hình VQG Ba Bể là một phức hệ hồ, sông, suối, núi đá vôi từ dốc vừa đến dốc đứng, xen giữa núi đá vôi có nhiều núi đất tạo nên một cảnh quan đa dạng và phong phú. Độ cao từ 150-1098m so với mực nước biển.Toàn bộ khu vực VQGBa Bể là núi đá vôi