Đặc điểm lâm học và sinh thái quần thể loài thông 5 lá Pinus dalatensis Ferré ở Tây Nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM

LÊ CẢNH NAM

ĐẶC ĐIỂM LÂM HỌC VÀ SINH THÁI QUẦN THỂ

LOÀI THÔNG 5 LÁ (Pinus dalatensis Ferré) Ở TÂY NGUYÊN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

Hà Nội, 2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM

LÊ CẢNH NAM

ĐẶC ĐIỂM LÂM HỌC VÀ SINH THÁI QUẦN THỂ

LOÀI THÔNG 5 LÁ (Pinus dalatensis Ferré) Ở TÂY NGUYÊN

Chuyên ngành: Lâm sinh

Mã số: 9 62 02 05

Người hướng dẫn khoa học:

1. GS.TS. Bảo Huy

2. TS. Nguyễn Thành Mến

Hà Nội, 2020

LỜI CAM ĐOAN

Luận án này được hoàn thành theo Chương trình đào tạo tiến sĩ tại Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, khóa 25/2013. Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu này là của bản thân tôi. Tất cả các số liệu và kết quả trình bày trong luận án là trung thực, nếu có gì sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.

Được sự cho phép của chủ nhiệm đề tài khoa học công nghệ cấp tỉnh “Điều tra phân bố, sinh thái một số loài thực vật thân gỗ quí hiếm phục vụ công tác bảo tồn nguồn gen tại tỉnh Đăk Lăk” Luận án có kế thừa một phần số liệu để nghiên cứu sinh thái loài tại Vườn quốc gia Chư Yang Sin.

Tác giả

Lê Cảnh Nam

LỜI CẢM ƠN

Luận án được hoàn thành theo Chương trình đào tạo tiến sĩ tại Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, khóa 25/2013. Tác giả xin chân thành cám ơn sự quan tâm, giúp đỡ và hỗ trợ của tập thể lãnh đạo các đơn vị: Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Viện Khoa học Lâm nghiệp Nam Trung Bộ và Tây Nguyên, Ban Khoa học, Đào tạo và Hợp tác quốc tế, Viện Nghiên cứu Lâm sinh trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án.

Tác giả xin được gửi lời cảm ơn đến Lãnh đạo và cán bộ - viên chức các VQG Bidoup - Núi Bà, Chư Yang Sin và Kon Ka Kinh đã tạo điều kiện và giúp đỡ tác giả trong thời gian thu thập số liệu ngoại nghiệp.

Xin chân thành cám ơn GS.TSKH. Nguyễn Ngọc Lung, GS.TS. Vương Văn Quỳnh, GS.TS. Võ Đại Hải, TS. Đào Công Khanh, PGS.TS. Lê Xuân Trường, PGS.TS. Vũ Nhâm, TS. Cao Thị Lý, PGS.TS. Nguyễn Huy Sơn, PGS. TS. Triệu Văn Hùng, PGS. TS. Trần Văn Con, PGS. TS Bùi Thế Đồi, TS. Nguyễn Phú Hùng, TS. Trần Lâm Đồng, TS. Lại Thanh Hải, TS. Đặng Thịnh Triều, TS. Nguyễn Văn Thịnh, ThS. Hồ Ngọc Thọ, ThS. Nguyễn Công Tài Anh, ThS. Lương Hữu Thạnh, ThS. Bùi Thế Hoàng, ThS. Trương Quang Cường, ThS. Lưu Thế Trung, ThS. Hoàng Thanh Trường, TS. Ngô Văn Cầm, hai thầy phản biện độc lập và những người khác đã góp ý và hỗ trợ tác giả trong quá trình thu thập số liệu và hoàn thành luận án.

Tác giả xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thành Mến, Viện trưởng Viện KHLN Nam Trung Bộ và Tây Nguyên, là người hướng dẫn khoa học 2 đã tạo điều kiện và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án.

Đặc biệt, tác giả xin ghi nhận và chân thành cám ơn GS.TS. Bảo Huy với tư cách là người hướng dẫn khoa học 1 đã dành nhiều thời gian và công sức cho việc hướng dẫn và giúp đỡ nghiên cứu sinh hoàn thành luận án này.

Cuối cùng tác giả xin gửi lời cám ơn đến những người thân trong gia đình, vợ con đã động viên, chia sẻ trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận án.

Tác giả

Lê Cảnh Nam

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN III

LỜI CẢM ƠN IV

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT VIII

DANH MỤC CÁC BẢNG IX

DANH MỤC CÁC HÌNH XI

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 4

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1. TRÊN THẾ GIỚI 4

1.1.1. Cấu trúc quần thể thực vật rừng 4

1.1.2. Tái sinh rừng 7

1.1.3. Sinh thái rừng và mối quan hệ các nhân tố sinh thái đến rừng 8

1.1.4. Nghiên cứu vòng năm và sinh trưởng cây rừng trong mối quan hệ với khí hậu 9

1.1.5. Ứng dụng GIS để nghiên cứu, lập dữ liệu phân bố, sinh thái loài 11

1.1.6. Nghiên cứu về Thông 5 lá 11

1.2. TRONG NƯỚC 12

1.2.1. Cấu trúc quần thể thực vật rừng 12

1.2.2. Tái sinh rừng 17

1.2.3. Sinh thái rừng và mô hình hóa các mối quan hệ sinh thái rừng 18

1.2.4. Vòng năm và mô hình hóa quá trình sinh trưởng cây rừng 21

1.2.5. Sử dụng GIS để nghiên cứu, lập dữ liệu phân bố, sinh thái loài 22

1.2.6. Nghiên cứu về Thông 5 lá 23

1.3. Thảo luận vấn đề nghiên cứu 25

CHƯƠNG 2 28

NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP 28

VÀ ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 28

2.1. Nội dung nghiên cứu 28

2.2. Phương pháp nghiên cứu 28

2.2.1. Tiếp cận nghiên cứu 28

2.2.2. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm cấu trúc lâm phần 30

2.2.3. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng các nhân tố sinh thái đến phân bố mật độ Thông 5 lá 36

2.2.4. Phương pháp xác định mối quan hệ sinh thái loài 40

2.2.5. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của nhân tố khí hậu đến bề rộng vòng năm và sinh trưởng đường kính loài Thông 5 lá theo vùng phân bố 43

2.2.6. Phương pháp lập bản đồ phân bố và mật độ loài Thông 5 lá 50

2.3. Đặc điểm khu vực nghiên cứu 50

CHƯƠNG 3 53

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53

3.1. Đặc điểm cấu trúc lâm phần có phân bố Thông 5 lá 53

3.1.1. Cấu trúc thành phần loài lâm phần có phân bố Thông 5 lá 53

3.1.2. Cấu trúc thành phần loài cây gỗ tái sinh ở lâm phần có phân bố Thông 5 lá 55

3.1.3. Cấu trúc số cây theo cấp kính (N/D) của lâm phần có phân bố Thông 5 lá 58

3.1.4. Cấu trúc số cây theo cấp chiều cao (N/H) của lâm phần có phân bố Thông 5 lá 64

3.1.5. Cấu trúc mặt bằng của lâm phần và riêng loài Thông 5 lá 68

3.1.6. Cấu trúc N/D và N/H của riêng loài Thông 5 lá 70

3.2. Ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến phân bố mật độ Thông 5 lá 75

3.3. Mối quan hệ sinh thái giữa Thông 5 lá với các loài ưu thế trong quần xã 81

3.4. Bề rộng vòng năm và sinh trưởng, tăng trưởng đường kính cây cá thể Thông 5 lá dưới ảnh hưởng của nhân tố khí hậu và vùng phân bố 85

3.4.1. Biến động của nhân tố khí hậu trong vùng phân bố Thông 5 lá 85

3.4.2. Biến động bề rộng vòng năm chuẩn hóa (Zt) theo chuỗi thời gian ở 3 vùng phân bố88

3.4.3. Ảnh hưởng của khí hậu đến chỉ số bề rộng vòng năm chuẩn hóa (Zt) vùng Bidoup - Núi Bà 91

3.4.4. Ảnh hưởng của khí hậu đến chỉ số bề rộng vòng năm chuẩn hóa (Zt) vùng Chư Yang Sin 96

3.4.5. Ảnh hưởng của khí hậu đến chỉ số bề rộng vòng năm chuẩn hóa (Zt) vùng Kon Ka Kinh 98

3.4.6. Mô hình sinh trưởng, tăng trưởng đường kính Thông 5 lá theo vùng phân bố sinh thái

.................................................................................................................................. 101

3.5. Bản đồ và cơ sở dữ liệu GIS về phân bố mật độ và sinh thái Thông 5 lá 119

3.6. Tổng hợp các ứng dụng cho bảo tồn và phát triển quần thể Thông 5 lá 124

KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 128

KẾT LUẬN 128

TỒN TẠI 130

KIẾN NGHỊ 130

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 131

TÀI LIỆU THAM KHẢO 132

PHỤ LỤC 149

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt, ký hiệu

Nguyên nghĩa
A	Tuổi cây (năm)
BD	Bidoup - Núi Bà
CYS	Chư Yang Sin
D	Đường kính ở độ cao ngang ngực 1,3 m (cm)
F	Tần suất xuất hiện
G	Tiết diện ngang thân cây vị trí 1,3m (m2)
GIS	Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System)
H	Chiều cao cây (m)
IUCN	Liên minh bảo tồn đa dạng sinh học quốc tế (International Union for Conservation of Nature)
IV%	Chỉ số quan trọng loài (Importance Value Index)
KKK	Kon Ka Kinh
N	Mật độ cây gỗ/ha (cây/ha)
NT	Sắp nguy cấp (Near Threatened)
ÔTC	Ô tiêu chuẩn
P	Lượng mưa (mm/năm)
Pd	Tỷ lệ tăng trưởng đường kính
T	Nhiệt độ (0C)
VQG	Vườn quốc gia
Zd	Tăng trưởng đường kính (cm/năm)
Zr	Bề rộng vòng năm (cm)
Zt	Bề rộng vòng năm chuẩn hóa