Xác Định Sinh Khối Rễ Nhỏ Trong Rừng Trồng Keo Tai Tượng (Acacia Mangium) Tại Xã Tân Thái, Huyện Đại Từ, Tỉnh Thái Nguyên

i

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------------------------

NGÔ THỊ HUYỀN TRANG

"XÁC ĐỊNH SINH KHỐI RỄ NHỎ TRONG RỪNG
TRỒNG KEO TAI TƯỢNG (Acacia mangium)TẠI XÃ
TÂN THÁI, HUYỆN ĐẠI TỪ, TỈNH THÁI NGUYÊN"
Chuyên ngành : Lâm nghiệp
MS: 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP

THÁI NGUYÊN - 2014


ii

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------------------------

NGÔ THỊ HUYỀN TRANG

"XÁC ĐỊNH SINH KHỐI RỄ NHỎ TRONG RỪNG
TRỒNG KEO TAI TƯỢNG (Acacia mangium)TẠI XÃ
TÂN THÁI, HUYỆN ĐẠI TỪ, TỈNH THÁI NGUYÊN"
Chuyên ngành : Lâm nghiệp

MS: 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:
1. TS ĐỖ HOÀNG CHUNG

THÁI NGUYÊN - 2014


iii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan nội dung luận văn cũng như số liệu trong luận văn của
tôi chưa từng công bố trên bất kỳ tài liệu nào. Nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn
chịu trách nhiệm và nhận mọi hình thức kỉ luật theo quy định của Nhà trường.
Thái Nguyên, ngày......tháng 9 năm 2014
Tác giả luận văn

Ngô Thị Huyền Trang


iv

LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được hoàn thành tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
theo chương trình đào tạo Cao học Lâm Nghiệp khóa 20, niên khóa 2012 – 2014.
Trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được sự
quan tâm, giúp đỡ của Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên,
Phòng quản lý đào tạo sau Đại học, Ủy ban nhân dân xã Tân Thái, huyện Đại Từ,

tỉnh Thái Nguyên.
Trước tiên tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến TS. Đỗ Hoàng
Chung – người hướng dẫn khoa học đã trực tiếp hướng dẫn tận tình chỉ bảo, giúp đỡ
truyền đạt những kiến thức quý báu và dành những tình cảm tốt đẹp cho tác giả
trong suốt thời gian học tập cũng như trong thời gian thực hiện luận văn.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới Phòng sau đại học Đại học Thái Nguyên, cùng
toàn thể các thầy cô giáo khoa Lâm Nghiệp đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tác giả
trong qua trình hoàn thành luận văn.
Cuối cùng tác giả xin chân thành cảm ơn bạn bè, người thân trong gia đình
đã luôn bên cạnh giúp đỡ, động viên tác giả trong suốt thời gian học tập và hoàn
thành luận văn.

Thái Nguyên, ngày tháng 9 năm 2014
Tác giả luận văn

Ngô Thị Huyền Trang


v

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU................................................................................................. 1
2.1. Mục tiêu chung ................................................................................. 2
3.1. Ý nghĩa khoa học ....................................................................................... 3
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................4
1.1. Đặc điểm sinh thái cây Keo tai tượng (Acacia mangium) .............................. 4
1.2. Các nghiên cứu về sinh khối rễ nhỏ trên thế giới và Việt Nam .......... 5
1.2.1. Trên thế giới .................................................................................. 5
1.2.2. Ở Việt Nam ................................................................................. 11
1.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ................................................... 13

1.3.1. Điều kiện tự nhiên ....................................................................... 13
1.3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ............................................................. 14
1.3.3. Đánh giá chung ............................................................................ 19
1.3.3.1. Thuận lợi .................................................................................. 19
1.3.3.2. Khó khăn .................................................................................. 20
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......... 21
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................... 21
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................. 21
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 21
2.2. Nội dung nghiên cứu ....................................................................... 21
2.2.1. Đặc điểm cấu trúc các loại rừng ................................................... 21
2.2.2. Đặc điểm cấu trúc sinh khối rễ nhỏ .............................................. 21
2.2.4. Lượng các bon tích lũy trong rễ nhỏ ............................................. 21
2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 21
2.3.1. Phương pháp kế thừa ................................................................... 21
2.3.2. Điều tra ô tiêu chuẩn ................................................................... 22
2.3.3. Phương pháp thu mẫu .................................................................. 26


vi

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................... 29
3.1. Đặc điểm cấu trúc sinh khối của rừng trồng Keo tai tượng .............. 29
3.1.1. Cấu trúc lâm phần ........................................................................ 29
3.1.2. Đặc điểm cấu trúc sinh khối rừng trồng Keo tai tượng .................. 31
3.2. Sinh khối của rễ nhỏ ....................................................................... 35
3.2.1. Sinh khối tươi của rễ nhỏ ............................................................. 35
3.2.1.1. Sinh khối tươi của rễ nhỏ rừng Keo tai tượng nhóm tuổi I ......... 35
3.2.1.2. Sinh khối tươi của rễ nhỏ rừng Keo tai tượng nhóm tuổi II ........ 36
3.2.1.3. Sinh khối tươi rễ nhỏ rừng trồng Keo tai tượng nhóm tuổi III ... 38

3.4.2. Sinh khối khô của rễ nhỏ .............................................................. 39
3.3. Mối quan hệ giữa rễ nhỏ và rừng trồng Keo tai tượng. .................... 41
3.3.1. Mối quan hệ giữa sinh khổi rễ nhỏ và sinh khối tầng cây gỗ ........ 41
3.3.3. Mối quan hệ giữa sinh khối rễ nhỏ và sinh khối phần trên mặt đất
của lâm phần ......................................................................................... 44
3.4. Lượng các bon tích lũy trong rễ nhỏ ................................................ 45
3.4.1. Lượng các bon tích lũy trong rễ nhỏ rừng Keo tai tượng nhóm tuổi I
.............................................................................................................. 45
3.4.2. Lượng các bon tích lũy trong rễ nhỏ rừng Keo tai tượng nhóm tuổi II . 47
3.4.3. Lượng các bon tích lũy trong rễ nhỏ rừng keo tai tượng nhóm tuổi
III.....................................................................................................................48
KẾT LUẬN ........................................................................................... 51
1. Kết luận ............................................................................................. 51
2. Kiến nghị ........................................................................................... 52


vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ANPP

Năng suất sơ cấp

D1.3

Đường kính ngang ngực

FPR

Năng suất rễ nhỏ

Hdc

Chiều cao dưới cành

Hvn

Chiều cao vút ngọn

OBD

Ô dạng bản

OTC

Ô tiêu chuẩn

Rt

Bán kính tán

UBND

Ủy ban nhân dân


viii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Tổng hợp số liệu nghiên cứu về rễ nhỏ ANPP viết tắt của năng
suất sơ cấp trên mặt đất và FRP viết tắt của năng suất rễ nhỏ ................... 7
Bảng 1.2: Diện tích Lâm nghiệp xã Tân Thái..........................................18
Bảng 2.1: Ký hiệu độ nhiều (độ dầy rậm) thảm tươi ...................................... 25
Bảng 3.1: Chỉ tiêu sinh trưởng của các OTC .......................................... 29
Bảng 3.2: Độ nhiều (độ dầy rậm) thảm tươi ........................................... 30
Bảng 3.3: Sinh khối tầng cây gỗ ..................................................................... 31
Bảng 3.4: Sinh khối tầng cây bụi, thảm tươi................................................... 32
Bảng 3.5: Sinh khối tầng thảm mục ................................................................ 33
Bảng 3.6: Tổng sinh khối trên mặt đất của lâm phần Keo tai tượng ....... 34
Bảng 3.7: Sinh khối tươi của rễ nhỏ rừng Keo tai tượng nhóm tuổi I ................... 36
Bảng 3.8: Sinh khối tươi của rễ nhỏ rừng Keo tai tượng nhóm tuổi II ...... 37
Bảng 3.9: Sinh khối tươi của rễ nhỏ rừng Keo tai tượng nhóm tuổi III................ 38
Bảng 3.10: Sinh khối khô của rễ nhỏ tại các nhóm tuổi rừng trồng keo tai
tượng...............................................................................................................40
Bảng 3.11: Mối quan hệ giữa sinh khối rễ nhỏ và sinh khối tầng cây gỗ . 42
Bảng 3.12: Mối quan hệ giữa sinh khối rễ nhỏ và sinh khối tầng cây bụi, thảm tươi
và thảm mục....................................................................................................................... 44
Bảng 3.13: Sinh khối phần trên mặt đất của lâm phần Keo tai tượng với
sinh khối rễ nhỏ ..................................................................................... 45
Bảng 3.14: Lượng các bon tích lũy trong rễ nhỏ rừng Keo tai tượng nhóm tuổi I... 46
Bảng 3.15: Lượng các bon tích lũy trong rễ nhỏ rừng Keo tai tượng nhóm tuổi
II......................................................................................................................47


ix

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Ảnh vệ tinh địa hình xã Tân Thái ................................................... 13
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí OTC của đề tài ............................................................ 22

Hình 2.2: Clinometer tự chế ........................................................................................ 23
Hình 2.3: ODB lấy mẫu thảm mục và cây bụi thảm tươi. .............................. 25
Hình 2.4: Khoan mẫu đất ............................................................................... 26
Hình 3.1: Biểu đồ sinh khối khô của rễ nhỏ theo các nhóm tuổi .................... 41
Hình 3.2. Mối quan hệ giữa sinh khối rễ nhỏ và sinh khối tầng cây gỗ ............ 43
Hình 3.3. Lượng tích lũy các bon trong rễ nhỏ rừng Keo tai tượng nhóm tuổi I . 46
Hình 3.4: Lượng các bon tích lũy trong rễ nhỏ rừng keo tai tượng nhóm tuổi II
.........................................................................................................................48
Hình 3.5: Lượng tích lũy các bon trong rễ nhỏ rừng Keo tai tượng nhóm tuổi III. 49
Hình 3.6: Tỷ lệ trữ lượng các bon trong rễ nhỏ theo các tầng đất .................. 50


1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Đất rừng đóng vai trò như một bể chứa các bon khổng lồ trong hệ sinh
thái lục địa. Ngày nay, nồng độ CO2 tăng lên trong không khí có vẻ như đang
làm lượng C đi vào đất tăng thêm thông qua sự tăng lên của sinh khối rừng
bên trên hay dưới mặt đất. Lượng bổ sung này tạo ra sự tăng thêm lượng C
lưu trữ trong bể chứa. Sinh khối dưới mặt đất được bổ sung 1 phần qua hệ rễ
thực vật.
Rễ cây là một cơ quan sinh dưỡng của thực vật, thực hiện các chức năng
thực thụ như bám cây vào đất và bản thể, rễ cây hút nước và các chất khoáng,
hô hấp. Ngoài ra rễ cây còn là cơ quan dự trữ các chất dinh dưỡng, là cơ quan
sinh sản sinh dưỡng của thực vật. Ở thực vật có mạch, rễ là một cơ quan của
thực vật thông thường nằm dưới mặt đất (khi so sánh với thân). Tuy nhiên, nó
vẫn có ngoại lệ chẳng hạn ở một số loài có rễ khí sinh (nghĩa là nó mọc trên
mặt đất) hoặc thông khí (nghĩa là mọc trên mặt đất hoặc trên mặt nước). Rễ
cũng đóng vai trò quan trọng trong tổng hợp cytokinin, một dạng hoóc
môn tăng trưởng của thực vật, một trong các nhu cầu để phát triển các chồi và

cành cây.
Các nhà khoa học đã tìm ra một tác dụng quan trọng của rễ, cung cấp
chất dinh dưỡng cho đất. Rễ nhỏ (fine root) là những rễ có đường kính < 2
mm, thời gian sinh trưởng ngắn khi chết đi chúng phân hủy thành các chất
hữu cơ cung cấp cho đất. Mặc dù sinh khối rễ nhỏ đóng góp ít hơn 1,5% tổng
số sinh khối trong các khu rừng, tuy nhiên năng suất sinh khối rễ nhỏ có thể
chiếm tới một phần ba năng suất sơ cấp sinh khối của cả khu rừng. Trong một
khu rừng lượng dinh dưỡng và các bon rễ nhỏ cung cấp cho đất bằng hoặc có
thể hơn so với cành rơi, lá rụng.
Sinh khối rễ nhỏ có ý nghĩa quan trọng cho sự phát triển của cây, tương
tác giữa cây trồng và chu trình dinh dưỡng các bon. Mỗi trạng thái rừng với
thành phần loài khác nhau có thành phần rễ nhỏ khác nhau.


2
Tại Việt Nam, những nghiên cứu về lĩnh vực này còn ít được tiến hành
đối với các trạng thái rừng hiện có. Bên cạnh đó, việc áp dụng những kiến
thức học được để áp dụng giải quyết những vấn đề thực tiễn cụ thể là rất quan
trọng, qua đó có thể thực hành những phương pháp đã được học, cũng như
bước đầu làm quen với hoạt động nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực nông
lâm nghiệp.
Trước thực tiễn đó, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Xác định sinh khối
rễ nhỏ trong rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium) tại xã Tân Thái,
huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên”. Nhằm xác định được sinh khối rễ nhỏ và
khả năng tích lũy các bon trong đất thông qua rễ nhỏ. Từ đó góp phần cung
cấp cơ sở khoa học cho việc đánh giá động thái và các quá trình xảy ra trong
hệ sinh thái rừng.
2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1. Mục tiêu chung
Góp phần làm sáng tỏ giá trị về mặt môi trường của hệ sinh thái rừng

nói chung và của rễ nhỏ của rừng trồng Keo tai tượng tại xã Tân Thái, huyện
Đại Từ nói riêng.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Mô tả được đặc điểm cấu trúc rừng trồng Keo tai tượng theo tuổi tại
khu vực nghiên cứu.
- Xác định được sinh khối rễ nhỏ của rừng trồng Keo tai tượng tại xã
Tân Thái, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.
- Đánh giá được mối quan hệ giữa sinh khối rễ nhỏ và đặc điểm cấu
trúc rừng trồng Keo tai tượng.
- Xác định được lượng các bon tích lũy trong rễ nhỏ của rừng trồng
Keo tai tượng tại xã Tân Thái, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.


3
3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
+ Cung cấp dẫn liệu làm sáng tỏ khả năng vận chuyển và tích lũy các
bon trong đất của hệ sinh thái rừng, đặc biệt là rừng trồng.
+ Giúp kiểm chứng lại những kiến thức lý thuyết liên quan đến sinh thái
rừng và làm rõ giá trị môi trường của hệ sinh thái rừng trồng. Vai trò của nó
trong chu trình tuần hoàn vật chất nói chung và chu trình các bon nói riêng.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Nhằm xác định được sinh khối rễ nhỏ trong các trạng thái tuổi rừng
trồng Keo tai tượng và khả năng phân giải thành các bon hữu cơ và các chất
dinh dưỡng cung cấp cho đất. Từ đó góp phần cung cấp cơ sở khoa học cho
việc đánh giá động thái và các quá trình xảy ra trong hệ sinh thái rừng trồng
Keo tai tượng tại xã Tân Thái, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Đặc điểm sinh thái cây Keo tai tượng (Acacia mangium)
Keo tai tượng (Acacia mangium), còn có tên khác là keo lá to, keo mỡ là một
cây thuộc phân họ Trinh nữ (Mimosaceae). Keo tai tượng phân bố tự nhiên ở phía
Bắc Australia, Papua New Guinea, Đông Indonesia. Vùng phân bố chính rộng nhưng
không liên tục từ vĩ tuyến 8 – 180 Nam. Thường phân bố ở những nơi có độ cao thấp
từ 10 – 400 m và không vượt quá 800 m. Loài này đã được đem trồng thành công ở
Sabah (Malaysia), Philippines, Hawaii, Costa Rica và nhiều nơi khác ở châu Á.
Người ta sử dụng keo tai tượng để bảo vệ cảnh quan môi trường và lấy gỗ. Ở
Việt Nam, Keo tai tượng được trồng rừng với mục đích chủ yếu là cải tạo môi trường
sinh thái và sản xuất gỗ, cung cấp gỗ nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến bột
giấy, ván sợi ép, trụ mỏ dùng đóng đồ mộc, gỗ xây dựng, làm ván ghép thanh….
Loài cây Keo tai tượng thích hợp nơi có nhiệt độ bình quân năm 23-240C, độ
cao dưới 600 - 700m so với mực nước biển, độ dốc dưới 20 – 250C, ưa đất tốt sâu
dày hơn Keo lá tràm, thành phần cơ giới trung bình, thoát nước. Cây mọc tốt trên
nhiều loại đất có pH: 4 – 5; đặc biệt sinh trưởng tốt ở những nơi đất tốt, tầng đất dày,
nơi có lượng mưa từ 1500 – 2500 mm/năm. Cây mọc nhanh, khỏe, chịu đựng mọi
hoàn cảnh. Mọc trên nhiều loại đất: Đất pha cát ven biển, đất Bazan, đất bồi tụ, vàng
đỏ, phù sa cổ,…
Cây gỗ lớn cao 25 - 30m, đường kính có thể đạt tới 60-80 cm.Thân mập,
thẳng, vỏ ngoài màu xám, phân cành dài, nhánh non có 3 cạnh to. Cây ưa sáng, mọc
nhanh, có khả năng cải tạo đất, chống xói mòn, chống cháy rừng.
Gỗ thẳng, màu vàng trắng có vân, có giác lõi phân biệt, gỗ có tác dụng nhiều
mặt: kích thước nhỏ làm nguyên liệu giấy, kích thước lớn sử dụng trong xây dựng,
đóng đồ mộc mỹ nghệ, hàng hóa xuất khẩu.
Về đất đai: chủ yếu trồng trên các loại đất feralit, tầng dày tối thiểu 35 cm, tối
ưu: 40 - 50 cm. Đất phù sa cổ, đất xám bạc màu, đất phèn lên luống không bị ngập
nước đều có thể trồng được.

5

- Lá đơn, mọc cách, dạng thuôn dài, cong phình rộng ở phần trên, đầu thuôn tù
thu hẹp dần ở góc, hẹp theo cuống, màu xanh lục bóng. Có 4 gân từ góc lá, cong theo
phiến, gân nhỏ mạng lưới.
- Cụm hoa dạng bông ở nách lá. Hoa nhỏ màu vàng.
- Quả đậu, dài, xoắn lại nhiều vòng, màu nâu đậm.
- Keo tai tượng mọc tự nhiên ở Australia, được nhập trồng ở nhiều nước nhiệt
đới Châu Á. Ở Việt Nam được trồng rộng rãi trong toàn quốc, thường trồng thành
rừng tập trung, trồng xen, trồng phân tán,…
- Gỗ màu nhạt dễ cưa xẻ, đóng đồ gia dụng, dùng trong xây dựng, xẻ ván, làm
bột, giấy, sản xuất ván nhân tạo.
- Là loài cây đa mục đích, thuộc loài cây cố định đạm có tác dụng cải tạo đất.
1.2. Các nghiên cứu về sinh khối rễ nhỏ trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Trên thế giới
Ammer và Wagner (2005) nghiên cứu tại rừng Thông Na uy đã chỉ ra
sử dụng phương pháp mô hình hóa để xác định sinh khối rễ nhỏ sẽ đạt được
62 đến 72% so với kết quả xác định sinh khối rễ nhỏ bằng phương pháp ống
dung trọng [8].
Katrin Heinsoo và cộng sự (2009) nghiên cứu tại hai loại rừng trồng
(Salix viminalis và Salix dasyclados) kết quả cho thấy sinh khối rễ nhỏ chiếm
từ 39-54% sinh khối rễ ở tầng đất 0-10 cm [15].
Roger và cộng sự (2003) nghiên cứu động thái của rễ nhỏ ở rừng Sồi tại
Alaska, đã chỉ ra năng suất rễ nhỏ hàng năm đạt 228±75g sinh khối/m2/năm,
chiếm khoảng 56% so với năng suất của phần trên mặt đất [10].
Jiménez và cộng sự (2009) nghiên cứu động thái rễ nhỏ trong các loại đất
rừng tại khu vực Amazôn Côlômbia, kết quả cho thấy khối lượng và năng
suất rễ nhỏ thay đổi theo độ sâu tầng đất (0-10 và 10-20 cm) [19].

Vardan Singh Rawat (2012) đã nghiên cứu sinh khối của rễ nhỏ và dinh
dưỡng đất ở rừng Van Panchayat của huyện Almora tại Ấn Độ đã cho rằng:
Sinh khối rễ nhỏ có ý nghĩa quan trọng cho sự tăng trưởng của cá thể cây
rừng, mối quan hệ giữa cây với chu trình các bon. Tích lũy các bon trong rễ
nhỏ có sự khác biệt nhau giữa các loài và các mùa. Kết quả nghiên cứu cho


6

thấy với rừng ưu thế bởi các loài Quercus leucotrichophora, Pinus roxburghii
và Rhododendron arboretum thì tổng sinh khối rễ nhỏ biến động từ 4,28
tấn/ha - 5,74 tấn/ha. Trong khi tổng trữ lượng các bon thay đổi từ 2,14 tấn/ha
– 2,87 tấn/ha. Trung bình sinh khối rễ nhỏ là 6,56 ±2,68 tấn/ha. Sinh khối rễ
nhỏ và các bon phân bố theo các mùa giảm theo độ sâu tầng đất. Rễ nhỏ đóng
vai trò như một phương tiện để chuyển các bon trong khí quyển vào đất dưới
dạng các bon có chứa các hợp chất [21].
Xác định năng suất rễ nhỏ ở hệ sinh thái trên cạn là một vấn đề. Do đó,
rất khó để khái quát về mối quan hệ giữa năng suất trên mặt đất và dưới mặt
đất hoặc kiểm soát năng suất rễ nhỏ. Tuy nhiên, năng suất rễ nhỏ có khả năng
đại diện cho tổng năng suất sơ cấp của các hệ sinh thái. Ví dụ, một số nghiên
cứu cho rằng năng suất rễ nhỏ của hệ sinh thái rừng có thể đạt đến 75% tổng
năng suất sơ cấp (Agren et al. 1980, Grier et al. 1981, Vogt et al. 1982, 1986,
Fogel 1983) (dẫn theo Knute & Jame, 1992) [16].
McDonald (2010) Nghiên cứu về rễ nhỏ (FR) (rễ có đường kính <2
mm) trong các khu rừng Taiga đã trở thành tiêu điểm của nhiều nhà nghiên
cứu về rừng trong thập kỉ qua với nỗ lực hiểu rõ hơn các quá trình bên dưới
mặt đất. Mục đích của cuộc nghiên cứu này đã : (1)Xác định sự thay đổi năng
suất C hàng năm của rễ nhỏ trong mối quan hệ của chu kì C. (2)Xác định
năng suất rễ, tỷ lệ rễ chết, doanh thu và thời gian sống thay đổi theo cấp
đường kính rễ và độ sâu tầng đất….[18].

Năng suất của rễ nhỏ đã được ước tính chiếm tới 33% trọng lượng
hàng năm của năng suất sơ cấp (Gill và Jackson, 2000). Năng suất của rễ nhỏ
có ý nghĩa quan trọng đối với tăng trưởng của cây, tương tác giữa cây, C ở
dưới mặt đất và chu kì sinh dưỡng. Sản phẩm rễ nhỏ được quy định bởi các
chất dinh dưỡng sẵn có trong các vật liệu rơi rụng (Cuevas và Medina, 1988;
Aerts et al, 1992.). Rễ nhỏ được liên tục đổi mới và năng suất của nó thường
vượt quá năng suất trên mặt đất, mặc dù thực tế là sinh khối rễ nhỏ chỉ chiếm
một phần nhỏ trong tổng sinh khối đứng (Helmisaari et BC., 2002) [21].
Knute và Jame (1992) đã tổng hợp những nghiên cứu về năng suất rễ
nhỏ, số liệu được tổng hợp tại bảng 1.1 [16].


7

Bảng 1.1: Tổng hợp số liệu nghiên cứu về rễ nhỏ ANPP viết tắt của năng
suất sơ cấp trên mặt đất và FRP viết tắt của năng suất rễ nhỏ
Loại thảm thực

ANPP

FRP

vật/Khu vực

(g/m2/năm)

(g/m2/năm)

Rừng Thông Scốtlen

285

Nguồn tài liệu

Bringmark 1977

120 năm, Thụy điển
Nt

217

Persson 1983

Nt

226

Persson 1983

Rừng khô, Venezuela

1590

Medina và Cuevas
1989

Nt

1540

Vitousek và
Sanford 1986

Nt

201

Jordan và
Escalante 1980

Nt

1117

Cuevas và Medina
1988

Hoang mạc, Venezuela

1150

Medina và Cuevas
1989

Nt

120

Cuevas và Medina
1988

Sồi đen, Nam

1103

591

Wisconsin, Mỹ

1985

Nt
Sồi đỏ, Nam Wisconsin,

1371

174

Aber và cs. 1985

524

Nadelhoffer và cs.

Mỹ
Nt

Nadelhoffer và cs.

1985

52

Aber và cs. 1985


8

Loại thảm thực vật/Khu
vực
Rừng Phong (Acer

ANPP

FRP

Nguồn tài liệu

(g/m2/năm) (g/m2/năm)
932

402

saccharum), Nam

Nadelhoffer và cs.
1985

Wisconsin, Mỹ
Nt
Rừng Cáng lò, Nam

680

110

Aber và cs. 1985

324

Nadelhoffer và cs.

Wisconsin, Mỹ
Thông trắng (Pinus

1985
837

257

strobus), Nam Wisconsin,

Nadelhoffer và cs.
1985

Mỹ
Nt
Thông hỗn giao, Nam

850

97

Aber và cs. 1985

262

Nadelhoffer và cs.

Wisconsin, Mỹ
Rừng Vân sam, Nam

1985
748

160

Wisconsin, Mỹ
Thông đỏ (Pinus resinosa),

1985
653

198

Nam Wisconsin, Mỹ

Nadelhoffer và cs.
1985

Nt

Thông đỏ (Pinus resinosa),

Nadelhoffer và cs.

410

69

Aber và cs. 1985

253

Aber và cs. 1985

120

Aber và cs. 1985

Trung Wisconsin, Mỹ
Nt
Thông trắng (Pinus

640

McClaugherty và

strobus), Trung Wisconsin,

cs. 1985

Mỹ
Nt

162

Aber và cs. 1985

Nt

140

Aber và cs. 1985

Sồi trắng (Quercus alba),

840

McClaugherty và


9

Trung Wisconsin, Mỹ

cs. 1985

Nt

340

Aber và cs. 1985

Nt

305

Aber và cs. 1985

235

Aber và cs. 1985

250

Aber và cs. 1985

106

Aber và cs. 1985

650

Aber và cs. 1985

420

Aber và cs. 1985

1090

McClaugherty và

Sồi đỏ (Quercus rubra),

810

Trung Wisconsin, Mỹ
Nt
Rừng Phong (Acer

950

saccharum), Trung
Wisconsin, Mỹ
Rừng Phong (Acer
saccharum), Trung
Wisconsin, Mỹ
Rừng Thông đỏ (Pinus

980

resinosa), Massachusetts,
Mỹ
Nt

cs. 1985
Nt

410

McClaugherty và
cs. 1985

Rừng hỗn giao lá rộng,

930

400

Aber và cs. 1985

1140

McClaugherty và

Massachusetts, Mỹ
Nt

cs. 1985
Nt

540

McClaugherty và
cs. 1985

Linh sam Douglas duyên
hải (Pseudotsuga menziesii)
180 năm, Washington, Mỹ

455

1708

Vogt và cs. 1982


10

Liriodendron, Tennessee,

865

Stand Số 23, Cole

Mỹ

và Rapp 1981

Nt

900

Harris và cs. 1977

Nt

580

Harris và cs. 1977

Pinus elliottii, Florida, Mỹ

1346

Gholz và Fisher
1982

Nt

542

Gholz và cs. 1985a

Fagus 120 năm, Bỉ

439

van Praag và cs.
1988

Picea 35 năm, Bỉ

701

van Praag và cs.
1988

Pseudotsuga, vùng khô hạn,

650

Oregon, Mỹ

Hermann 1985

Pseudotsuga, vùng trung

630

gian, Oregon, Mỹ

Santantonio và
Hermann 1985

Pseudotsuga, vùng ẩm ướt,

480

Oregon, Mỹ
Rừng rụng lá, Ấn độ

Santantonio và

Santantonio và
Hermann 1985

950

Singh và Misra

1979

Quercus spp., Missouri, Mỹ

220

Joslin và Henderson
1987

Nt

598

Pseudotsuga, vùng thấp,

730

Rochow 1975
620

Washington, Mỹ

Keyes và Grier
1981

Nt

700

Keyes và Grier

1981

Pseudotsuga, vùng cao,
Washington, Mỹ

1370

160

Keyes và Grier
1981


11

Nt

250

Keyes và Grier
1981

Pseudotsuga, Oregon, Mỹ

1180

1668

Fogel và Hunt 1983

Pinus contorta, xeric 1,

350

390

Comeau và

Brit. Col.
Pinus contorta, xeric 2,

Kimmins 1989
330

590

Brit. Col.
Pinus contorta, mesic 1,

Kimmins 1989
640

470

Brit. Col.
Pinus contorta, mesic 2,

Comeau và
Kimmins 1989

740

370

Brit. Col.
Fagus, Đức

Comeau và

Comeau và
Kimmins 1989

1030

150

Ellenberg và cs.
1986

1.2.2. Ở Việt Nam
Hiện tại ở Việt Nam rất ít công trình nghiên cứu về lĩnh vực này.
Z. Čermák (2011) đã tiến hành nghiên cứu tại Khu rừng nhiệt đới ẩm
Kon Hà Nừng, tỉnh Gia Lai và đã đưa ra một số kết quả nghiên cứu. Khu rừng
nhiệt đới ẩm Kon Hà Nừng có diện tích 275.900 ha, tiêu biểu cho hệ sinh thái
rừng ở Gia Lai. Rừng ở đây nhiều tầng, thảm thực vật xanh tốt quanh năm và
có nhiều loại gỗ quý, nơi đây còn bảo tồn được nhiều khu rừng nguyên sinh
quý giá với nhiều cây cổ thụ đường kính trên 1 m [9].
Mục tiêu nghiên cứu khu rừng Kon Hà Nừng là để xác định số lượng,
khối lượng rễ trong đất và đánh giá các ảnh hưởng của việc khai thác trên
sinh khối rễ. Trong rừng sự xuất hiện của rễ trong lớp đất được theo dõi. Mẫu

được thu thập 10cm là 1 lớp đất và độ sâu lên đến 80 cm. Rễ thu thập được
chia thành 3 cỡ kính: cỡ kính I: ≤ 1.0 mm, cỡ kính II: 1.1 – 5.0 mm, cỡ kính
III: <5.0 mm. Một số tác giả ví dụ Vance (1992) phân loại rễ có đường kính


12

lên đến 2 mm là rễ nhỏ. Mặt khác, Aruchalam et al. (1992) chia rễ nhỏ có
đường kính lên đến 2 mm và rễ thô có đường kính 2 – 15 mm.
Kết quả cho thấy phần lớn các rễ nhỏ có mặt trong 10 cm đầu tiên của
tầng đất. Khối lượng của chúng giảm theo chiều sâu, hơn 50% tổng khối
lượng của rễ nằm trong 30 cm đầu của đất. Tổng trọng lượng khô của rễ có
đường kính ≤ 1 mm dao động từ 2.34 – 3.24 tấn/ha, trọng lượng khô của rễ có
đường kính 1.1 – 5.0 mm dao động từ 6.57 – 9.69 tấn/ha [9].
Theo Đỗ Hoàng Chung và cs. (2012), thông tin về sinh khối rễ nhỏ rất
quan trọng cho việc xác định số lượng các chất dinh dưỡng và chu kỳ các bon
của các hệ sinh thái rừng. Năm ô tiêu chuẩn đại diện cho rừng tự nhiên đã
được thiết lập tại Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh. Sinh khối rễ nhỏ được xác
định thông qua việc thu mẫu từ các lõi đất của ống dung trọng ở các tầng khác
nhau: 0 – 10 cm ; 10- 20 cm; 20-30 cm. Sinh khối rễ nhỏ (đường kính ≤ 2
mm) trong rừng tự nhiên nằm trong khoảng từ 685,95 g/ m2 đến 1835,71 g/
m2. Hàm lượng các bon trong rễ nhỏ của rừng tự nhiên nằm trong khoảng
0,352 g C/g – 0,429 g C/g. Tổng lượng các bon tích lũy trong rễ nhỏ của rừng
tự nhiên đạt giá trị từ 2,74 tấn C /ha đến 7,64 tấn C /ha. Trữ lượng các bon rễ
nhỏ ở ba tầng đất có sự khác nhau và giảm dần theo chiều sâu. Rễ nhỏ đóng
vai trò như một phương tiện để chuyển các bon trong khí quyển vào đất dưới
dạng các hợp chất chứa các bon. Những trầm tích này có tiềm năng đóng góp
lớn thông qua việc lưu giữ các bon lâu dài trong đất đối với việc giảm nồng
độ CO2 trong khí quyển [3].
Trên thế giới người ta tiến hành nghiên cứu rễ nhỏ chủ yếu tập chung

tiến hành ở rừng tự nhiên và một số ít ở rừng trồng. Ở Việt Nam, các nghiên
cứu về rễ nhỏ còn rất hạn chế một số ít nghiên cứu về rễ nhỏ ở rừng tự nhiên,
rừng phục hồi. Hiện tại Keo là một trong số những loài cây phổ biến ở các
tỉnh trung du miền núi phía bắc được đa số người dân trồng. Để hiểu được vai
trò và giá trị của rừng trồng nói chung và rừng trồng Keo nói riêng đối với
việc vận chuyển các bon từ thảm thực vật xuống đất là cần thiết. Thực tế tại
xã Tân Thái là khu vực rừng trồng thuộc rừng phòng hộ Hồ Núi Cốc loài cây
chủ yếu được trồng là Keo tai tượng. Vì vậy tiến hành nghiên cứu xác định


13

sinh khối rễ nhỏ (rễ có đường kính ≤ 2 mm) tại rừng trồng Keo tai tượng tại
xã Tân Thái, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. Trên cơ sở đó cung cấp những
dẫn liệu mang tính định lượng để làm sáng tỏ các vấn đề trên.
1.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
1.3.1. Điều kiện tự nhiên
Vị trí đại lý: Tân Thái là một xã thuộc huyện Đại Từ, tỉnh Thái
Nguyên. Đây là một xã có nhiều hộ dân sống trên sườn núi và ven bờ hồ Núi
Cốc, có địa hình mấp mô theo đường tỉnh lộ 260, chiều dài xã là 8km, chiều
rộng 4km. Xã Tân Thái nằm ở phía Đông Nam của huyện Đại Từ.
-Phía Đông giáp xã Hà Thượng và xã Cù Vân
-Phía Tây giáp Hồ Núi Cốc
-Phía Nam giáp xã Phúc Xuân thuộc thành phố Thái Nguyên
-Phía Bắc giáp xã Hùng Sơn
-Xã Tân Thái có đường liên tỉnh 260 chạy qua đang được nâng cấp và
mở rộng, là tuyến đường liên tỉnh kết hợp liên huyện nên đã tạo cho xã nhiều
điều kiện giao lưu văn hóa thương mại với nhiều vùng kinh tế khác, kinh tế xã
hội ở đây đang phát triển từng ngày. Theo Niên giám thống kê tỉnh Thái
Nguyên năm 2010, xã Tân Thái có diện tích 19,25 km² Khu vực xã.

(Nguồn: Google Earth)
Hình 1.1: Ảnh vệ tinh địa hình xã Tân Thái


14
Địa hình: Khu vực nghiên cứu nằm tại phía đông của huyện và được
biết đến vì là nơi có khu du lịch Hồ Núi Cốc là nơi có địa hình dốc.
Về đồi núi: Do vị trí địa lý của Huyện, Đại Từ được bao bọc xung
quanh bởi dãy núi:
- Phía Tây và Tây Nam có dãy núi Tam đảo ngăn cách giữa Huyện và
tỉnh Vĩnh Phúc, Phú Thọ, độ cao từ 300 - 600m .
- Phía Bắc có dãy Núi Hồng và Núi Chúa.
- Phía đông là dãy núi Pháo cao bình quân 150 - 300 m.
- Phía Nam là dãy núi Thằn Lằn thấp dần từ bắc xuống nam.
Khí hậu, Thủy văn: Theo sự phân vùng của nha khí tượng Thái
Nguyên, khí hậu của xã Tân Thái nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm
mưa nhiều. Hàng năm khí hậu biến đổi rõ rệt, mỗi mùa có đặc thù riêng.
Mùa đông từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung
bình 15,50C, thấp nhất từ 9 - 100C, cao nhất 20 - 210C. Thường xuyên có các
đợt gió mùa đông bắc và sương muối kèm theo khí hậu khô hanh.
Mùa hè kéo dài từ tháng 5 đến thang 10. Nhiệt độ trung bình là 280C,
thấp nhất là 260C, cao nhất là 300C; đột xuất có ngày lên tới 380C, nóng nhất
là tháng 6 và tháng 7, nhiều khi có đợt mưa lớn và tập trung.
Lượng mưa trong năm phân bố không đều, mưa lớn vào khoảng tháng
6 và tháng 7, chiếm 60 - 70% lượng mưa cả năm. Lượng mưa trung bình năm
là 1869mm, cao nhất là 2380mm, thấp nhất là 1385mm.
Độ ẩm không khí trung bình năm là 81.6%.
1.3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
1.3.2.1. Tình hình dân sinh kinh tế

Xã Tân Thái có 758 hộ và 3.320 nhân khẩu (theo số liệu thống kê tháng
3 năm 2010). Trên địa bàn xã có 10 xóm, trong đó có 8/10 xóm bị ảnh hưởng
của nước hồ Núi Cốc, nhiều hộ gia đình bị nước ngập vào đất thổ cư nên
không có nhà ở và đất canh tác dẫn tới đời sống khó khăn và bấp bênh. Đời


15

sống nhân dân trong xã chủ yếu dựa vào sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp,
chăn nuôi, buôn bán nhỏ nên mức thu nhập của người dân còn thấp và chưa
ổn định, dẫn tới đời sống sinh hoạt của người dân còn chưa cao.
Diện tích đất canh tác ít do nằm vào vùng bán ngập lòng hồ Núi Cốc,
nước hồ lại thường xuyên dâng cao nên ảnh hưởng rất lớn tới diện tích đất
canh tác. Theo con số thống kê của xã năm 2010 thì:
- Số hộ có đất canh tác là: 235 hộ.
- Số hộ không có đất canh tác là: 154 hộ
- Số hộ sinh sống bằng nghề trồng trọt, chăn nuôi: 389 hộ
- Số hộ bị ngập nhà ở hàng năm: 97 hộ
Trên địa bàn xã có nhiều nhà nghỉ, khách sạn như: Nhà nghỉ An Điều
Dưỡng 16, Trung tâm điều dưỡng có công (Sở lao động thương binh xã hội),
Trạm thủy sản Núi Cốc, đặc biệt là công ty cổ phần Khách sạn Du lịch Công
Đoàn Hồ Núi Cốc (Khu du lịch Hồ Núi Cốc), tuy không do ủy ban nhân dân
xã quản lý nhưng đã góp phần tạo điều kiện giải quyết việc làm cho nhiều lao
động trong xã.
1.3.2.2. Tình hình văn hóa xã hội
* Về văn hóa: Trong những năm gần đây, công tác văn hóa thông tin
tuyên truyền của xã Tân Thái được quan tâm rõ rệt. Xã đã tổ chức tốt các hoạt
động văn hóa thông tin, thể dục thể thao nhằm nâng cao sức khỏe, thể lực và
tinh thần cho nhân dân. Tổ chức các buổi giao lưu văn nghệ, mời các đoàn
nghệ thuật về phục vụ để đáp ứng nhu cầu văn hóa tinh thần của nhân dân. An

ninh quốc phòng được giữ vững và ổn định. Tệ nạn xã hội từng bước được đẩy
lùi. Về công tác xã hội xã tập trung chỉ đạo thực hiện công tác thăm hỏi, tặng
quà các gia đình chính sách, trợ cấp cho các hộ nghèo có hoàn cảnh khó khăn.
* Về Giáo dục: Sự nghiệp giáo dục phổ thông có nhiều chuyển biến
tích cực, xã có một trường trung học cơ sở, một trường tiểu học, và một
trường mầm non. Cơ sở vật chất trường lớp được củng cố, số giáo viên dạy


16

giỏi, học sinh giỏi ngày càng tăng. Năm 2010, trường THCS có 238 học sinh
và 27 giáo viên, tỷ lệ lên lớp đạt 100%, tỷ lệ tốt nghiệp là 100%; Trường tiểu
học có 249 học sinh và 20 giáo viên, tỷ lệ lên lớp đạt 100%; Trường mầm non
có 169 học sinh và 13 giáo viên, tỷ lệ bé chăm ngoan đạt 98%. Nhờ vậy
trường đã được công nhận hoàn thành phổ cập giáo dục trung học cơ sở theo
quy định. Hiện nay, trường tiếp tục chỉ đạo xây dựng trường xanh, sạch, đẹp,
chất lượng giáo dục trung học từng bước được tăng lên.
* Về y tế: Xã Tân Thái có một trạm y tế có 7 giường, duy trì tốt hoạt
động khám, chữa bệnh. Các chương trình y tế được triển khai đúng kế hoạch,
thực hiện chương trình phòng chống bênh mùa hè, bệnh suy dinh dưỡng trẻ
em, tổ chức chiến dịch truyền thông lồng ghép kế hoạch hóa gia đình, chăm
sóc sức khỏe sinh sản, tổ chức khám chữa bệnh định kỳ cho người nghèo và
làm tốt công tác y tế học đường. Trong 6 tháng đầu năm 2010 xã đã tổ chức
11 buổi truyền thông; có 1153 lượt khám chữa bệnh, trong đó có 1002 lượt
khám miễn phí.
Tình hình sản xuất
Dựa trên bản báo cáo sơ kết của xã Tân Thái năm 2010 chúng tôi đã
thu được những kết quả sau:
1.3.2.3. Tình hình sản xuất nông - lâm nghiệp
* Về cây lúa: Tổng diện tích gieo cấy cả năm: 121 ha (trong đó: diện

tích tranh thủ cấy lúa lấn hồ được 25,4 ha), năng suất đạt 53.95 tạ/ha, đạt
133,8% so với kế hoạch giao sản lượng đạt 598.4 tấn, , sản lương đạt 131% so
với Nghị quyết HĐND xã đề ra, so với cùng kỳ đạt 134,1%.
* Về các loại rau màu:
- Cây ngô cuối vụ đông trồng 18,4 ha năng xuất 40 tạ/ha, sản lượng
73,6 tấn đạt 100% so với kế hoạch đề ra. Tổng sản lượng cây có hạt là đạt 672
tấn, đạt 107,7 % so với kế hoạch, so với cùng kỳ đạt 96,3%.
- Rau mầu các loại 28,6 ha. Trong đó: