Luận án TS Lê Cảnh Nam - Đặc điểm lâm học, sinh thái thông 5 lá (Pinus dalatensis) 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 i ii 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 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. Nguyễn Thành Mến Hà Nội, 2020 iii L I CAM ĐOAN Luận án này đƣợc hoàn thành theo Chƣơng 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.

Đƣợc 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 Vƣờn quốc gia Chƣ Yang Sin. Tác giả Lê Cảnh Nam iv L I CẢM ƠN Luận án đƣợc hoàn thành theo Chƣơng trình đào tạo tiến sĩ tại Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, khóa 25/2013. Quá trình thực hiện và hoàn thành luận án, tác giả đã nhận đƣợc sự quan tâm, gi p đ 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. Nhân dịp này, tác giả xin chân thành cám ơn sự quan tâm gi p đ quí báu này.

Tác giả xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến Lãnh đạo và cán bộ - viên chức các VQG Bidoup - Núi Bà, Chƣ Yang Sin và Kon Ka Kinh đã tạo điều kiện và gi p đ tác giả trong thời gian thu thập số liệu ngoại nghiệp. Xin chân thành cám ơn GS. Nguyễn Ngọc Lung, GS. Vƣơng Văn Quỳnh, GS.

Võ Đại Hải, TS. Đào Công Khanh, PGS. Lê Xuân Trƣờng, PGS. Cao Thị Lý, PGS.

Nguyễn Huy Sơn, TS. Lại Thanh Hải, TS. Đặng Thịnh Triều, ThS. Hồ Ngọc Thọ, ThS.

Nguyễn Công Tài Anh, ThS. Lƣơng Hữu Thạnh, ThS. Bùi Thế Hoàng, ThS. Trƣơng Quang Cƣờng, ThS.

Lƣu Thế Trung, ThS. Hoàng Thanh Trƣờng, TS. Ngô Văn Cầm và những ngƣời 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 trƣởng Viện KHLN Nam Trung Bộ và Tây Nguyên, là ngƣời hƣớng dẫn khoa học 2 đã tạo điều kiện và gi p đ 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. Bảo Huy với tƣ cách là ngƣời hƣớng dẫn khoa học 1 đã dành nhiều thời gian và công sức cho việc hƣớng dẫn và gi p đ nghiên cứu sinh hoàn thành luận án này. Cuối cùng tác giả xin gửi lời cám ơn đến những ngƣời thân trong gia đình, vợ con đã động viên, chia sẻ trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận án.

Đà Lạt, ngày tháng năm 2020 Tác giả Lê Cảnh Nam v DANH MỤC CÁC K HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt, ký hiệu Nguyên nghĩa A Tuổi cây (năm) BD Bidoup - Núi Bà CYS Chƣ Yang Sin D Đƣờng kính ở độ cao ngang ngực , 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 Lƣợng mƣa (mm năm) Pd Tỷ lệ tăng trƣởng đƣờng kính T Nhiệt độ (0C) VQG Vƣờn quốc gia Zd Tăng trƣởng đƣờng kính (cm năm) Zr Bề rộng vòng năm (cm) Zt Bề rộng vòng năm chuẩn hóa vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. III LỜI CẢM ƠN. IV DANH MỤC CÁC K HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT. V DANH MỤC CÁC BẢNG.

IX DANH MỤC CÁC HÌNH. XI MỞ ĐẦU. 4 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU. TRÊN THẾ GIỚI.

Cấu trúc quần thể thực vật rừng. Sinh thái rừng và mối quan hệ các nhân tố sinh thái đến rừng. Nghiên cứu vòng năm và sinh trƣởng cây rừng trong mối quan hệ với khí hậu. Ứng dụng GIS để nghiên cứu, lập dữ liệu phân bố, sinh thái loài.

Nghiên cứu về Thông 5 lá. Cấu trúc quần thể thực vật rừng. Sinh thái rừng và mô hình hóa các mối quan hệ sinh thái rừng. Vòng năm và mô hình hóa quá trình sinh trƣởng cây rừng.

Sử dụng GIS để nghiên cứu, lập dữ liệu phân bố, sinh thái loài. Nghiên cứu về Thông 5 lá. Thảo luận vấn đề nghiên cứu. 28 NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP.

28 VÀ Đ C ĐIỂM KHU V C NGHIÊN CỨU. Nội dung nghiên cứu. Phƣơng pháp nghiên cứu. Tiếp cận nghiên cứu.

Phƣơng pháp nghiên cứu đặc điểm cấu tr c lâm phần. Phƣơng pháp nghiên cứu ảnh hƣởng các nhân tố sinh thái đến phân bố mật độ Thông 5 lá. Phƣơng pháp xác định mối quan hệ sinh thái loài. Phƣơng pháp nghiên cứu ảnh hƣởng của nhân tố khí hậu đến bề rộng vòng năm và sinh trƣởng đƣờng kính loài Thông 5 lá theo vùng phân bố.

Phƣơng pháp lập bản đồ phân bố và mật độ loài Thông 5 lá. Đặc điểm khu vực nghiên cứu. 54 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LU N. Đặc điểm cấu tr c lâm phần có phân bố Thông 5 lá.

Cấu tr c thành phần loài lâm phần có phân bố Thông 5 lá. Cấu tr c thành phần loài cây gỗ tái sinh ở lâm phần có phân bố Thông 5 lá. Cấu tr c số cây theo cấp kính (N D) của lâm phần có phân bố Thông 5 lá. Cấu tr c số cây theo cấp chiều cao (N H) của lâm phần có phân bố Thông 5 lá.

Cấu tr c mặt bằng của lâm phần và riêng loài Thông 5 lá. Cấu tr c N D và N H của riêng loài Thông 5 lá. Ảnh hƣởng của các nhân tố sinh thái đến phân bố mật độ Thông 5 lá. Mối quan hệ sinh thái giữa Thông 5 lá với các loài ƣu thế trong quần xã.

Bề rộng vòng năm và sinh trƣởng, tăng trƣởng đƣờng kính cây cá thể Thông 5 lá dƣới ảnh hƣởng của nhân tố khí hậu và vùng phân bố. Biến động của nhân tố khí hậu trong vùng phân bố Thông 5 lá. Biến động bề rộng vòng năm chuẩn hóa (Zt) theo chuỗi thời gian ở vùng phân bố89 3. Ảnh hƣởng của khí hậu đến chỉ số bề rộng vòng năm chuẩn hóa (Zt) vùng Bidoup - Núi Bà.

Ảnh hƣởng của khí hậu đến chỉ số bề rộng vòng năm chuẩn hóa (Zt) vùng Chƣ Yang Sin. Ảnh hƣởng của khí hậu đến chỉ số bề rộng vòng năm chuẩn hóa (Zt) vùng Kon Ka Kinh. Mô hình sinh trƣởng, tăng trƣởng đƣờng kính Thông 5 lá theo vùng phân bố sinh thái. Bản đồ và cơ sở dữ liệu GIS về phân bố mật độ và sinh thái Thông 5 lá.

Tổng hợp các ứng dụng cho bảo tồn và phát triển quần thể Thông 5 lá. 128 viii KẾT LU N, T N TẠI VÀ KIẾN NGH. 134 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA H C Đ CÔNG B. 135 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

153 ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2. Mã hóa mật độ Thông 5 lá và các nhân tố sinh thái cùng chiều tăng. Thông tin thống kê về cây mẫu Thông 5 lá đã khoan xác định. Thành phần loài ƣu thế theo IV% trong các lâm phần có Thông 5 lá phân bố.

Thành phần loài tái sinh ƣu thế theo IV% trong các lâm phần. Kiểm tra sự đồng nhất các dãy phân bố N D của các ô tiêu chuẩn trong vùng và khác vùng phân bố theo tiêu chuẩn χ2. Kết quả kiểm tra mô phỏng cấu tr c N D theo nhóm ô đồng nhất. Kiểm tra sự đồng nhất dãy phân bố N H các ô tiêu chuẩn.

Kết quả các ô có thể mô phỏng đƣợc cấu tr c N H theo một phân bố lý thuyết ở ba vùng phân bố. Cấu tr c mặt bằng lâm phần theo ô tiêu chuẩn và riêng loài Thông 5 lá. Kết quả mô phỏng cấu tr c N D theo các dạng phân bố lý thuyết cho loài Thông 5 lá ở vùng phân bố. Kết quả mô phỏng cấu tr c N H theo các dạng phân bố lý thuyết cho loài Thông 5 lá ở vùng phân bố.

Kết quả lựa chọn mô hình quan hệ giữa cấp mật độ Thông 5 lá (N). Biến động cấp mật độ Thông 5 lá ha (N) theo 27 tổ hợp ba nhân tố ảnh hƣởng. Các nhân tố sinh thái hình thành các cấp mật độ Thông 5 lá. Chỉ số IV% của các loài ƣu thế trên tất cả lâm phần nghiên cứu ở ba vùng phân bố loài Thông 5 lá.

Kết quả xác định mối quan hệ sinh thái loài giữa Thông 5 lá với các loài ƣu thế trong quần xã. Chỉ số IV% của các loài ƣu thế tái sinh trên tất cả lâm phần nghiên cứu. Kết quả xác định mối quan hệ sinh thái loài giữa Thông 5 lá tái sinh với các loài ƣu thế tái sinh trong quần thể. Chỉ tiêu thống kê của bề rộng vòng năm chuẩn hóa (Zt) ở ba vùng phân bố theo chuỗi thời gian.

Chỉ tiêu thống kê bề rộng vòng năm chuẩn hóa Zt và chỉ tiêu khí hậu theo chuỗi thời gian tƣơng ứng. Chỉ tiêu thống kê sinh trƣởng D và Zd theo A của các cây khoan. Thẩm định chéo sai số theo K-Fold mô hình quan hệ H/D của Thông 5 lá có hay không xét ảnh hƣởng của các vùng phân bố khác nhau. Tham số của mô hình H = ai × Db theo các vùng phân bố Thông 5 lá khác nhau ở Tây Nguyên.

Ƣớc tính H của Thông 5 lá theo D qua mô hình H = ai × Db ở các vùng phân bố khác nhau ở Tây Nguyên .