Luận án Nghiên cứu tính đa dạng thực vật và cấu trúc rừng tại rừng quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM NGHIÊN CỨU TÍNH ĐA DẠNG THỰC VẬT VÀ CẤU TRÚC RỪNG TẠI RỪNG QUỐC GIA YÊN TỬ, TỈNH QUẢNG NINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Hà Nội - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM NGHIÊN CỨU TÍNH ĐA DẠNG THỰC VẬT VÀ CẤU TRÚC RỪNG TẠI RỪNG QUỐC GIA YÊN TỬ, TỈNH QUẢNG NINH Chuyên ngành: LÂM SINH Mã số: 62 62 02 05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. HOÀNG VĂN SÂM 2. PGS.TS. TRẦN VĂN CON Hà Nội, 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu nghiêm túc của bản thân tôi, công trình đƣợc thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS. Hoàng Văn Sâm và PGS.TS. Trần Văn Con trong thời gian từ năm 2013 đến 2016. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Các thông tin trích dẫn trong luận án đã đƣợc ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, tháng 12 năm 2016 Tác giả luận án Phan Thanh Lâm ii LỜI CẢM ƠN Luận án đƣợc hoàn thành là sự nỗ lực học tập, nghiên cứu của bản thân, sự quan tâm giúp đỡ, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy giáo hƣớng dẫn, của các cán bộ và Ban lãnh đạo Viện Khoa học Lâm nghiệp, các nhà Khoa học. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS. Hoàng Văn Sâm – Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp và PGS.TS. Trần Văn Con - Viện Nghiên cứu Lâm sinh, Viện Khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam – những ngƣời thầy đã dành nhiều thời gian và công sức giúp đỡ hƣớng dẫn khoa học cho tôi trong quá trình thực hiện luận án. Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Trƣờng Cao đẳng Nông Nông Lâm Đông Bắc đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi có thể học tập và nghiên cứu. Cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ, động viên của Ban lãnh đạo Viện Khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam, Ban Đào tạo, Hợp tác quốc tế - Viện Khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam. Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, cán bộ nhân viên của Rừng Quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh, các cán bộ giáo viên, sinh viên Trƣờng Cao đẳng Nông Lâm Đông Bắc, ThS. Nguyễn Văn Huy và các sinh viên trƣờng Đại học Lâm nghiệp đã giúp đỡ tôi trong quá trình điều tra ngoại nghiệp. Cảm ơn sự quan tâm chia sẻ, động viên ủng hộ của gia đình, bạn bè cả về mặt tinh thần và vật chất để tôi có thể hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng bày tỏ lòng cảm ơn tới tất cả những sự giúp đỡ quý báu đó. Hà Nội, tháng 12 năm 2016 Tác giả luận án Phan Thanh Lâm iii MỤC LỤC Nội dung Trang LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... vii DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... viii DANH MỤC CÁC ẢNH, HÌNH ................................................................................ x MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 1 2. Mục tiêu của đề tài .............................................................................................. 2 2.1. Mục tiêu chung ............................................................................................. 2 2.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................................. 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................ 3 3.1. Ý nghĩa khoa học .......................................................................................... 3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài .......................................................................... 3 4. Đóng góp mới của luận án ................................................................................... 3 5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 41 5.1. Đối tƣợng .................................................................................................... 41 5.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................... 41 6. Cấu trúc luận án ................................................................................................... 3 Chƣơng 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................ 4 1.1. Một số khái niệm có liên quan ......................................................................... 4 1.2. Những nghiên cứu trên thế giới ........................................................................ 4 1.2.1. Các nghiên cứu về thảm thực vật............................................................... 4 1.2.2. Nghiên cứu về hệ thực vật ......................................................................... 4 1.2.3. Nghiên cứu về cấu trúc rừng ...................................................................... 8 1.3. Những nghiên cứu ở Việt Nam ........................................................................ 4 1.3.1. Nghiên cứu về thảm thực vật ................................................................... 12 iv 1.3.2. Nghiên cứu về hệ thực vật ....................................................................... 12 1.3.3. Nghiên cứu về cấu trúc rừng .................................................................... 20 1.3.4. Các nghiên cứu về Rừng Quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh ................ 22 1.4. Thảo luận và xác định vấn đề nghiên cứu của đề tài ...................................... 12 1.4.1. Phân loại thảm thực vật rừng ................................................................... 24 1.4.2. Nghiên cứu về đa dạng loài ..................................................................... 25 1.4.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ......................................................................... 26 1.4.4. Định hƣớng nghiên cứu ........................................................................... 27 Chƣơng 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU .......................................................................................................................... 28 2.1. Điều kiện tự nhiên .......................................................................................... 28 2.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................... 28 2.1.2. Địa hình.................................................................................................... 28 2.1.3. Khí hậu ..................................................................................................... 29 2.1.4. Thuỷ văn .................................................................................................. 30 2.1.5. Địa chất, thổ nhƣỡng ............................................................................... 30 2.1.6. Tài nguyên thiên nhiên ............................................................................ 30 2.2. Điều kiện kinh tế xã hội ................................................................................. 33 2.2.1. Dân số ...................................................................................................... 33 2.2.2. Dân tộc ..................................................................................................... 34 2.2.3. Thực trạng phát triển kinh tế ................................................................... 34 2.2.4. Thực trạng cơ sở hạ tầng ......................................................................... 35 2.3. Công tác quản lý ĐDSH tại Rừng Quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh ........ 36 2.3.1. Hệ thống tổ chức quản lý Rừng Quốc gia Yên Tử .................................. 36 2.3.2. Các chƣơng trình, chính sách, dự án tại Rừng Quốc gia Yên Tử ............ 38 2.4. Nhận xét chung ............................................................................................... 39 2.4.1. Thuận lợi .................................................................................................. 39 2.4.2. Khó khăn .................................................................................................. 39 Chƣơng 3: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................... 41 v 3.1. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 41 3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................ 42 3.2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu tài liệu thứ cấp ................................................ 43 3.2.2. Phƣơng pháp chuyên gia .......................................................................... 44 3.2.3. Phƣơng pháp điều tra thực địa ................................................................. 44 3.2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu ....................................................................... 49 Chƣơng 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................................... 59 4.1. Tính đa dạng hệ thực vật Rừng Quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh ............ 59 4.1.1. Đa dạng mức độ ngành ............................................................................ 59 4.2.2. Chỉ số đa dạng của các taxon thực vật ..................................................... 68 4.2.3. Đa dạng bậc dƣới ngành .......................................................................... 69 4.2.4. Đa dạng về dạng sống .............................................................................. 72 4.2.5. Đa dạng về giá trị của hệ thực vật ........................................................... 75 4.2. Đa dạng thảm thực vật tại rừng Quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh ................ 89 4.2.1. Đa dạng thảm thực vật và đặc điểm cấu trúc thảm thực vật Yên Tử ...... 89 4.2.1.1. Kiểu rừng kín lá rộng thƣờng xanh mƣa ẩm nhiệt đới ......................... 90 4.2.1.2. Kiểu rừng kín hỗn giao cây lá rộng, lá kim ẩm á nhiệt đới núi thấp (Rkh) ................................................................................................................ 103 4.2.2. Sự khác nhau về đa dạng sinh học giữa các kiểu thảm thực vật ........... 106 4.2.3 Sự biến đổi về thành phần loài thực vật theo đai cao ............................. 109 4.3. Đặc điểm phân bố số cây theo đƣờng kính (N/D1.3) và số cây theo chiều cao (N/Hvn) ................................................................................................................. 110 4.3.1. Phân bố số cây theo đƣờng kính (N/D1.3) .............................................. 110 4.3.2. Phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn) .................................................. 116 4.4. Đặc điểm tái sinh tự nhiên ở các kiểu thảm thực vật tại Rừng Quốc gia Yên Tử. ........................................................................................................................ 122 4.4.1. Tổ thành và mật độ cây tái sinh của các thảm thực vật rừng ở Yên Tử 122 4.4.2. Chất lƣợng và nguồn gốc cây tái sinh.................................................... 128 4.4.3. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao ................................................ 130 vi 4.4.4. Chỉ số đa dạng tầng cây tái sinh của các kiểu thảm thực vật ................ 131 4.5. Các yếu tố ảnh hƣởng tới đa dạng sinh học tại Rừng quốc gia Yên Tử ....... 132 4.5.1. Công tác quản lý, bảo tồn ĐDSH ........................................................... 132 4.5.2. Hoạt động của ngƣời dân bản địa ........................................................... 133 4.5.3. Hoạt động của khách tham quan, du lịch ............................................... 135 4.5.4. Tổng hợp các mối đe dọa đến thảm thực vật và hệ thực vật Yên Tử .... 137 4.5.5. Đề xuất một số giải pháp bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật tại Rừng Quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh. ...................................................... 138 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 145 1. Kết luận ........................................................................................................... 145 2. Tồn tại .............................................................................................................. 147 3. Kiến nghị ......................................................................................................... 147 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ............................................................................... 148 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 149 vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BNN & PTNT: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn BTTN: Bảo tồn thiên nhiên CP: Chính phủ CMYT: Chi mới Yên Tử CS: Cộng sự DT: Diện tích ĐDSH: Đa dạng sinh học IUCN: Hiệp hội bảo tồn thiên nhiên quốc tế (The World Conservation Union) IVI: Chỉ số quan trọng (Importance Value Index) HMYT: Họ mới Yên Tử LN: Lâm nghiệp LMYT: Loài mới Yên Tử N/D1.3: Phân bố số cây theo đƣờng kính ngang ngực N/Hvn: Phân bố số cây theo chiều cao vút ngọn NN&PTNT: Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ODB: Ô dạng bản OTC: Ô tiêu chuẩn RQG: Rừng quốc gia RT: Rừng trồng TCLN: Tổng cục Lâm nghiệp TNTV: Tài nguyên thực vật TTV: Thảm thực vật UBND: Ủy ban nhân dân UNESCO: Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hoá của Liên Hợp Quốc (United Nations Educational Scientific and Cultural Organization) VQG: Vƣờn quốc gia * Loài đƣợc gây trồng viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Trang Bảng 2.1. Hiện trạng rừng và các loại đất của RQG Yên Tử Bảng 2.2: Thống kê dân số các thôn ở vùng đệm tại RQG Yên Tử, 2014 Bảng 2.3: Tổng hợp nguồn lực cán bộ công nhân viên trong RQG Yên Tử, 2014 Bảng 2.4: Một số dự án thực hiện tại RQG Yên Tử, 2014 Bảng 3.1: Giá trị sử dụng của các loài thực vật Bảng 4.1. Các taxon của hệ thực vật tại Rừng Quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh Bảng 4.2. So sánh tỷ trọng hai lớp trong ngành Mộc lan của hệ thực vật Rừng Quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh Bảng 4.3. Tỷ trọng của hệ thực vật Yên Tử so với hệ thực vật Việt Nam Bảng 4.4. Các chỉ số đa dạng của hệ thực vật Rừng Quốc gia Yên Tử Bảng 4.5. So sánh các chỉ số đa dạng của hệ thực vật Yên Tử với một số rừng đặc dụng tại Việt Nam Bảng 4.6. Các họ đa dạng nhất của hệ thực vật Rừng Quốc gia Yên Tử Bảng 4.7. Mƣời chi đa dạng nhất hệ thực vật Rừng Quốc gia Yên Tử Bảng 4.8. Phổ dạng sống của hệ thực vật Rừng Quốc gia Yên Tử Bảng 4.9. So sánh phổ dạng sống chính của Yên Tử và một số khu vực Bảng 4.10. Giá trị sử dụng của các loài thực vật tại Rừng Quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh Bảng 4.11. Tình trạng bảo tồn loài quý hiếm theo mức độ phân hạng Bảng 4.12. So sánh số loài thực vật quý hiếm trong Sách đỏ Việt Nam với một số Khu bảo tồn, VQG ở Việt Nam Bảng 4.13. Hiện trạng một số loài thực vật quý hiếm tại Rừng Quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh Bảng 4.14. Cấu trúc mật độ và tổ thành rừng của thảm thực vật thứ sinh phục hồi sau khai thác kiệt (Rkx-PH) 32 34 38 40 54 62 69 69 70 71 72 73 74 76 77 78 83 84 93 ix Bảng 4.15. Cấu trúc mật độ và tổ thành rừng của trạng thái rừng IIIA1 Bảng 4.16. Cấu trúc mật độ và tổ thành rừng của trạng thái rừng IIIA2 Bảng 4.17. Cấu trúc mật độ và tổ thành rừng của trạng thái rừng IIIA3 Bảng 4.18. Cấu trúc mật độ và tổ thành rừng của thảm thực vật rừng kín hỗn hợp cây lá rộng, lá kim ẩm á nhiệt đới núi thấp (Rkh) Bảng 4.19. Chỉ số đa dạng Rẽnyi ở các kiểu thảm thực vật rừng Bảng 4.20. Chỉ số tƣơng đồng (SI) tầng cây gỗ của các kiểu thảm thực vật rừng Bảng 4.21. Sự phân hóa số loài theo độ cao tại Rừng Quốc gia Yên Tử Bảng 4.22. Chỉ số đa dạng sinh học theo đai cao tại rừng Quốc gia Yên Tử Bảng 4.23. Chỉ số tƣơng đồng giữa các đai độ cao tại Rừng Quốc gia Yên Tử Bảng 4.24. . Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về luật phân bố N/D1.3 Bảng 4.25. Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về luật phân bố N/Hvn Bảng 4.26. Công thức tổ thành cây tái sinh trên các ô tiêu chuẩn tại Rừng Quốc gia Yên Tử Bảng 4.27. Tổ thành cây tái sinh trên các thảm thực vật tại Rừng Quốc gia Yên Tử Bảng 4.28. Chất lƣợng và nguồn gốc cây tái sinh của các kiểu thảm thực vật rừng ở Rừng Quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh Bảng 4.29. Mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao của các thảm thực vật rừng ở Rừng Quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh Bảng 4.30. Chỉ số đa dạng của cây gỗ tái sinh ở các kiểu thảm thực vật rừng Bảng 4.31. Tổng hợp thực thi pháp luật ở RQG Yên Tử qua các năm Bảng 4.32. Các loại gỗ thƣờng đƣợc ngƣời dân khai thác Bảng 4.33. Một số lâm sản ngoài gỗ đƣợc ngƣời dân sử dụng thƣờng xuyên Bảng 4.34. Số lƣợng khách tham quan di tích Yên Tử qua các năm 96 99 102 106 108 110 111 111 111 112 118 112 123 117 126 130 131 132 133 134 135 136 x DANH MỤC CÁC ẢNH, HÌNH Hình Hình 3.1: Sơ đồ khái quát hóa cách tiếp cận và tiến hành nghiên cứu Trang 46 Hình 4.1. Biểu đồ phổ dạng sống của hệ thực vật Rừng Quốc gia Yên Tử Hình 4.2. Biểu đồ chỉ số đa dạng Rẽnyi của các kiểu thảm thực vật rừng Rừng Quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh Hình 4.3. Phân bố N/D1.3 ở kiểu rừng Rkx – PH OTC 01 Hình 4.4. Phân bố N/D1.3 ở kiểu rừng Rkx – PH OTC 02 Hình 4.5. Phân bố N/D1.3 ở kiểu rừng Rkx – PH OTC 03 Hình 4.6. Phân bố N/D1.3 kiểu rừng Rkx – TĐ (IIIA1) OTC 01 Hình 4.7. Phân bố N/D1.3 kiểu rừng Rkx – TĐ (IIIA1) OTC 02 Hình 4.8. Phân bố N/D1.3 kiểu rừng Rkx – TĐ (IIIA1) OTC 03 Hình 4.9. Phân bố N/D1.3 kiểu rừng Rkx – TĐ (IIIA2) OTC 01 Hình 4.10. Phân bố N/D1.3 kiểu rừng Rkx – TĐ (IIIA2) OTC 02 Hình 4.11. Phân bố N/D1.3 kiểu rừng Rkx – TĐ (IIIA2) OTC 03 Hình 4.12. Phân bố N/D1.3 kiểu rừng Rkx – TĐ (IIIA3) OTC 01 Hình 4.13. Phân bố N/D1.3 kiểu rừng Rkx – TĐ (IIIA3) OTC 02 Hình 4.14. Phân bố N/D1.3 kiểu rừng Rkx – TĐ (IIIA3) OTC 03 Hình 4.15. Phân bố N/D1.3 kiểu rừng Rkx OTC 01 Hình 4.16. Phân bố N/D1.3 kiểu rừng Rkx OTC 02 Hình 4.17. Phân bố N/D1.3 kiểu rừng Rkx OTC 03 Hình 4.18. Phân bố N/Hvn kiểu rừng Rkx (IIB) OTC 01 Hình 4.19. Phân bố N/Hvn kiểu rừng Rkx (IIB) OTC 02 Hình 4.20. Phân bố N/Hvn kiểu rừng Rkx (IIB) OTC 03 Hình 4.21. Phân bố N/Hvn kiểu rừng Rkx-TĐ (IIIA1) OTC 01 Hình 4.22. Phân bố N/Hvn kiểu rừng Rkx-TĐ (IIIA1) OTC 02 Hình 4.23. Phân bố N/Hvn kiểu rừng Rkx-TĐ (IIIA1) OTC 03 Hình 4.24. Phân bố N/Hvn kiểu rừng Rkx-TĐ (IIIA2) OTC 01 76 109 113 113 113 114 114 114 115 115 115 116 116 116 117 117 117 119 119 119 120 120 120 120 xi Hình 4.25. Phân bố N/Hvn kiểu rừng Rkx-TĐ (IIIA2) OTC 02 Hình 4.26. Phân bố N/Hvn kiểu rừng Rkx-TĐ (IIIA2) OTC 03 Hình 4.27. Phân bố N/Hvn kiểu rừng Rkx-TĐ (IIIA3) OTC 01 Hình 4.28. Phân bố N/Hvn kiểu rừng Rkx-TĐ (IIIA3) OTC 02 Hình 4.29. Phân bố N/Hvn kiểu rừng Rkx-TĐ (IIIA3) OTC 03 Hình 4.30. Phân bố N/Hvn kiểu rừng Rkh OTC 01 Hình 4.31: Phân bố N/Hvn kiểu rừng Rkh OTC 02 Hình 4.32. Phân bố N/Hvn trạng thái rừng lùn OTC 03 Hình 4.33. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao của các kiểu thảm thực vật rừng ở Rừng Quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh Hình 4.34. Biểu đồ diễn tả đánh giá của ngƣời dân về mức độ ảnh hƣởng từ khách tham quan du lịch danh thắng Yên Tử tới RQG, 2015 120 121 121 121 122 122 122 123