Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu cơ sở khoa học phục hồi rừng sau cháy tại khu rừng phòng hộ Nam Ngưng, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào

Chia sẻ: Hoamaudon | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:171

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án "Nghiên cứu cơ sở khoa học phục hồi rừng sau cháy tại khu rừng phòng hộ Nam Ngưng, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào với mục tiêu là xác định được một số đặc điểm biến động quần xã thực vật rừng và đất rừng sau khi cháy theo thời gian làm cơ sở khoa học cho việc đánh giá khả năng phục hồi rừng sau cháy tại khu rừng phòng hộ Năm Ngưng nước CHDCND Lào.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu cơ sở khoa học phục hồi rừng sau cháy tại khu rừng phòng hộ Nam Ngưng, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP SING SOUPANYA NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC PHỤC HỒI RỪNG SAU CHÁY TẠI KHU RỪNG PHÒNG HỘ NAM NGƯM, NƯỚC CỘNG HÒA DÂN CHỦ NHÂN DÂN LÀO LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Hà Nội - 2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP SING SOUPANYA NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC PHỤC HỒI RỪNG SAU CHÁY TẠI KHU RỪNG PHÒNG HỘ NAM NGƯM, NƯỚC CỘNG HÒA DÂN CHỦ NHÂN DÂN LÀO NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RƯNG MÃ SỐ: 9 62 02 11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Bùi Xuân Dũng Hà Nội – 2022
i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tư do - Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu khác. Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh giá Luận án của Hội đồng khoa học. Hà Nội, tháng 05 năm 2022 Người cam đoan SING SOUPANYA
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các cơ quan, ban, ngành, đoàn thể và các cá nhân, người thân trong gia đình. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn tới tập thể, cá nhân và người thân trong gia đình đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu vừa qua. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS. Bùi Xuân Dũng, người đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình viết đề cương, thu thập số liệu cũng như hoàn thành Luận án này. Xin cảm ơn chính phủ Việt Nam và chính phủ Lào, Đại sứ quán Lào tại Việt Nam đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và nghiên cứu tại Việt Nam. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn Ban lãnh đạo trường Đại học Lâm nghiệp, phòng sau Đại học, các thầy, cô giáo thuộc khoa QLTNR&MT, những người đã trang bị cho tôi những kiến thức quý báu và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận án này. Tôi xin trân trọng cám ơn sự giúp đỡ của các đồng chí lãnh đạo Phòng Nông Lâm nghiệp tỉnh Xiêng Khoảng, Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào, đã tạo mọi điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập số liệu. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do thời gian, kinh nghiệm và trình độ bản thân còn hạn chế, nên Luận án không tránh khỏi những sai sót. Tác giả rất mong nhận được những ý kiến góp ý của các nhà khoa học và bạn đồng nghiệp để Luận án được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cám ơn! Hà Nội, tháng 05 năm 2022 Tác giả SING SOUPANYA
iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................... 5 1.1. Các khái niệm về cháy rừng và những quan niệm về tái sinh phục hồi rừng sau cháy .................................................................................... 5 1.1.1. Khái niệm về cháy rừng............................................................... 5 1.1.2. Phân loại cháy rừng .................................................................... 5 1.1.3. Quan niệm về phục hồi rừng sau cháy ....................................... 6 1.2. Nghiên cứu về tái sinh phục hồi rừng sau cháy ............................ 9 1.2.1. Nghiên cứu tái sinh phục hồi tự nhiên sau cháy rừng .............. 9 1.2.2. Nghiên cứu phục hồi rừng sau cháy bằng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh ................................................................................................. 17 1.2.3. Một số nghiên cứu tại khu rừng phòng hộ đầu nguồn Nam Ngưm .................................................................................................... 21 1.3. Thảo luận và xác định hướng nghiên cứu ................................... 22 1.3.1. Về khái niệm cháy, phân loại và quan niệm tái sinh phục hồi rừng sau cháy ................................................................................................. 22 1.3.2. Về phục hổi rừng sau cháy bằng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh ............................................................................................................... 22 1.3.3. Về khoảng trống nghiên cứu..................................................... 23 1.3.4. Xác định vấn đề nghiên cứu cho đề tài luận án....................... 23 CHƯƠNG 2 NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐIỀU KIỆU TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU .......................................................................... 25 2.1. Nội dung nghiên cứu ...................................................................... 25 2.1.1. Nghiên cứu hiện trạng rừng và cháy rừng khu vực nghiên cứu ............................................................................................................... 25 2.1.2. Nghiên cứu các thay đổi về các chỉ tiêu phản ánh cấu trúc rừng, đất rừng theo thời gian sau cháy ........................................................ 25
iv 2.1.3. Đánh giá kết quả thử nghiệm một số biện pháp kỹ thuật phục hồi rừng sau cháy ................................................................................ 25 2.1.4. Nghiên cứu đề xuất một số biện pháp quản lý và biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi rừng rau cháy .............................................. 25 2.2. Phương pháp nghiên cứu .............................................................. 26 2.2.1. Phương pháp luận ..................................................................... 26 2.2.2. Cách tiếp cận nghiên cứu .......................................................... 27 2.2.3. Phương pháp nghiên cứu .......................................................... 28 2.4. Một số thông tin cơ bản về điều kiện tư nhiên khu vực nghiên cứu ................................................................................................................. 50 2.4.1. Vị trí địa lý .................................................................................. 50 1.4.2. Địa hình, địa mạo ...................................................................... 51 1.4.3. Khí hậu thủy văn........................................................................ 52 1.4.4. Tài nguyên thiên nhiên.............................................................. 52 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................. 53 3.1. Hiện trạng rừng và cháy rừng khu vực nghiên cứu ................... 53 3.1.1. Diện tích, phân loại các loại rừng và một số chỉ tiêu đặc trưng lâm phần trên các trạng thái chính..................................................... 53 3.1.2. Số vụ cháy, trận cháy nghiêm trọng và chỉ số cháy (cấp độ cháy) vụ cháy nghiêm trọng .......................................................................... 58 3.1.3. Nguyên nhân gây các vụ cháy rừng ......................................... 63 3.2. Thay đổi về các chỉ tiêu phản ánh cấu trúc, đất rừng theo thời gian sau cháy.......................................................................................... 64 3.2.1. Thay đổi một số chỉ tiêu về tính chất đất rừng sau cháy ......... 64 3.2.2. Thay đổi một số chỉ tiêu cấu trúc rừng ..................................... 73 3.3. Kết quả thử nghiệm các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi rừng sau cháy......................................................................................... 90
v 3.3.1. Thay đổi một số chỉ tiêu đất trên các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi rừng sau cháy ....................................................................... 90 3.3.2. Thay đổi một số chỉ tiêu cấu trúc rừng trên 3 biện pháp tác động phục hồi rừng sau cháy ....................................................................... 94 3.4. Đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi rừng sau cháy 107 3.4.1. Lựa chọn loài cây mục đích thực hiện các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi rừng sau cháy ...................................................... 107 3.4.2. Phân cấp mật độ loài cây mục đích theo các OTC trên cấp độ cháy ..................................................................................................... 110 3.4.3. Phân chia đối tượng để áp dụng biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng sau cháy ..................................................................... 113 3.4.4. Đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi rừng sau cháy ............................................................................................................. 117 KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KHUYẾN NGHỊ ............................................. 125 1. Kết luận ............................................................................................ 125 1.1. Hiện trạng rừng và cháy rừng tại khu rừng phòng hộ Nam Ngưm ............................................................................................................... 125 1.2. Thay đổi các chỉ tiêu cấu trúc và đất rừng sau cháy ................ 125 1.3. Thay đổi các chỉ tiêu cấu trúc và đất rừng trên các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi sau cháy ...................................................... 126 1.4. Đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi rừng sau cháy 126 2. Tồn tại .............................................................................................. 127 3. Khuyến nghị..................................................................................... 127 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ................................. 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 130 PHỤ LỤC
vi CÁC TỪ VIẾT TẮT TT Viết tắt Nội dung đầy đủ 1 CHDCNDL Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào 2 CBI Chỉ số cháy tổng hợp 3 CC Cháy cao 4 CT Cháy thấp 5 CTB Cháy trung bình 6 DAFX Sở Nông Lâm nghiệp tỉnh Xiêng Khoảng 7 FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc 8 IUCN Danh lục đỏ thế giới 9 MAFL Bộ Nông Lâm Nghiệp Lào 10 NCS Nghiên cứu sinh 11 OTC Ô tiêu chuẩn điều tra 12 OTCĐC Ô tiêu chuẩn đối chứng (khu rừng trước khi bị cháy) 13 PCCCR Phòng cháy chữa cháy rừng 14 PHR Phục hồi rừng 15 TC Tiêu chí 16 TTR Trạng thái rừng 17 RBLs Sách đỏ Lào (Red book of Lao) 18 XTTS Xúc tiến tái sinh
vii DANH LỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Số lượng tuyến, ô tiêu chuẩn trên các kiểu rừng ............................ 29 Bảng 2.1. Đánh giá, mô tả tỷ lệ cháy tại hiện trường của Key và Benson ..... 32 Bảng 2.2. Số lượng OTC bố trí trên thực địa .................................................. 35 Bảng 3.1. Chỉ tiêu bình quân của một số nhân tố điều tra lâm phần .............. 54 trên các kiểu rừng ............................................................................................ 54 Bảng 3.2. Số vụ và diện tích rừng bị cháy tại khu rừng phòng hộ Nam Ngưm (2010 - 2020) ................................................................................................... 59 Bảng 3.3. Phân nhóm OTC theo cấp độ cháy ................................................. 61 Bảng 3.4. Thống kê diện tích theo cấp độ trận cháy nghiêm trọng 2016 ...... 62 Bảng 3.5. Thống kê những nguyên nhân gây cháy rừng ................................ 63 Bảng 3.6. Thành phần cơ giới của đất dưới tác động của lửa rừng ................ 71 Bảng 3.7 Các chỉ tiêu bình quân và sự thay đổi chỉ tiêu bình quân theo năm trên cấp độ cháy ...................................................................................................... 76 Bảng 3.8. Thành phần cơ giới của đất dưới tác động của các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi rừng .................................................................................... 93 Bảng 3.9. Nguồn gốc cây tái sinh ................................................................. 106 Bảng 3.10. Thành phần loài cây đáp ứng các tiêu chuẩn lựa chọn theo phương pháp đối lập ................................................................................................... 108 Bảng 3.11. Cấp mật độ cây mục đích trên các OTC ..................................... 111 Bảng 3.13. Giải pháp lâm sinh theo số lượng cây cao mục đích .................. 113 (theo phương án 1) ........................................................................................ 113 Bảng 3.14. Biện pháp lâm sinh theo số lượng cây tái sinh mục đích ........... 114 (theo phương án 2) ........................................................................................ 114 Bảng 4.11. Biện pháp lâm sinh theo số lượng cây cao và cây tái sinh ......... 115 (theo phương án 3) ........................................................................................ 115
viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ quá trình phục hồi rừng........................................................... 7 Hình 2.1. Khung logic tiến trình nghiên cứu .................................................. 27 Hình 2.2. Sơ đồ nghiên cứu............................................................................. 28 Hình 2.3. Sơ đồ khoanh khu, bố trí OTC, phẫu diện đất nghiên cứu ............. 34 Hình 2.4. Sơ đồ ô tiêu chuẩn, bố trí ô dạng bản và phẫu diện đất .................. 35 Hình 2.5. Một số hình ảnh phẫn diện và lấy mẫu đất ..................................... 37 Hình 2.5. Vị trí địa lý khu rừng phòng hộ Nam Ngưm .................................. 50 Hình 3.1. Tỷ lệ các trạng thái rừng khu rừng phòng hộ Nam Ngưm.............. 53 Hình 3.2. Ảnh khu cháy cao ............................................................................ 63 Hình 3.3. Thay đổi hàm lượng mùn theo năm trên các cấp độ cháy .............. 65 Hình 3.4. Thay đổi độ pH theo năm trên các cấp độ cháy .............................. 66 Hình 3.5. Thay đổi đạm tổng số (N) theo năm trên các cấp độ cháy.............. 67 Hình 3.6. Thay đổi lân tổng số (P205%) theo năm trên các cấp độ cháy ....... 68 Hình 3.7. Thay đổi kali tổng số (K20%) theo năm trên các cấp độ cháy ....... 69 Hình 3.8 Thay đổi độ xốp đất theo năm trên các cấp độ cháy ........................ 72 Hình 3.9. Thay đổi mật độ bình quân/ha theo năm trên các cấp độ cháy ....... 74 Hình 3.10. Ảnh khu cháy trung bình theo thời gian phục hồi tầng cây cao ... 75 Hình 3.11. Thay đổi số lượng loài theo năm trên các cấp độ cháy ................. 78 Hình 3.12. Thay đổi mức độ phong phú loài theo thời gian ........................... 80 trên các cấp độ cháy ........................................................................................ 80 Hình 3.13. Thay đổi mật độ tái sinh theo thời gian trên các cấp độ cháy....... 84 Hình 3.14. Thay đổi số lượng loài theo thời gian trên các cấp độ cháy ......... 85 Hình 3.15. Thay đổi chiều cao bình quân theo thời gian trên các cấp độ cháy ......................................................................................................................... 89 Hình 3.16. Thay đổi tỷ lệ che phủ bình quan theo thời gian trên các cấp độ cháy ......................................................................................................................... 90 Hình 3.17. Thay đổi hàm lượng mùn theo năm trên biện pháp phục hồi ....... 91
ix Hình 3.18. Thay đổi độ pH theo năm trên các cấp độ cháy ............................ 92 Hình 3.19. Thay đổi mật độ theo năm trên các biện pháp phục hồi rừng....... 95 Hình 3.20. Số loài cây cao trên các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi .... 96 Hình 3.21. Mật độ và thay đổi mật độ lớp cây tái sinh trên các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi ................................................................................... 99 Hình 3.22. Số lượng và thay đổi số loài cây tái sinh trên các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi .......................................................................................... 101 Hình 3.23. Sinh trưởng và thay đổi về chiều cao cây tái sinh trên các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi rừng.................................................................... 103 Hình 3.24. Phẩm chất cây tái sinh trên các biện pháp kỹ thuật phục hồi rừng sau cháy ......................................................................................................... 105 Hình 3.25. Sơ đồ phân khu áp dụng biện pháp kỹ thuật phục hồi rừng ....... 116
1 MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết của luận án Ở Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào (CHDCND Lào), cũng như nhiều nước trên thế giới, cháy rừng là một hiện tượng khá phổ biến, hậu quả của cháy rừng để lại nhiều thiệt hại đối với tài nguyên và môi trường rừng cũng như tài sản, của cải và thậm chí cả tính mạng con người. Cháy rừng không chỉ gây tổn hại đến một quốc gia riêng rẽ, mà còn có thể ảnh hưởng đến một số quốc gia lân cận, thậm chí cả một khu vực và gián tiếp ảnh hưởng tới các quốc gia trên phạm vi toàn cầu. Rừng phòng hộ Nam Ngưm được thành lập năm 2005, có một vị trị đặc biệt quan trọng cho phòng hộ, điều tiết lưu lượng nước về hồ thủy điện Nam Ngưm 1 và Nam Ngưm 2. Khu rừng phòng hộ có tổng diện tích là 289.635 ha với kiểu rừng hỗn giao cây lá rộng với cây lá kim phân bố tự nhiên trên các kiểu địa hình và thổ những khác nhau. Khu phòng hộ được các nhà khoa học trong và ngoài nước đánh giá là trung tâm đa dạng sinh học của Lào và là nơi còn nhiều loài động, thực vật quý hiến được ghi trong sách Đỏ Lào và Danh lục Đỏ Thế giới (IUCN, 1997). Tuy nhiên, trong những năm qua, tài nguyên thực vật và động vật rừng ở đây bị tàn phá nặng nề do nhiều nguyên nhân, trong đó do cháy rừng là chủ yếu, chiếm trên 80% các vụ xâm hại và tàn phá rừng. Các vụ cháy rừng đã làm mất đi khoảng 2.000 ha, đặc biệt trận cháy xảy ra trong năm 2016 đã làm thiệt hại 230ha, gây nên tổn thất nhiều mặt về tài nguyên, của cải, môi trường, đa dạng sinh học, cảnh quan du lịch sinh thái. Đứng trước thực trạng cháy rừng nêu trên, việc quản lý, phục hồi diện tích sau cháy ở khu rừng phòng hộ đã nhận được sự quan tâm đặc biệt của các cấp, ngành, các nhà khoa học và cả người dân Lào sống trong khu vực này. Tuy vậy, sự quan tâm đó mới chỉ dừng lại dưới góc độ thống kê diện tích rừng bị cháy, thiệt hại về mặt kinh tế, cũng như công tác chữa cháy đối với các vụ cháy rừng, mà chưa quan tâm và ít hiểu biết về cơ sở khoa học cho các biện pháp lâm sinh
2 phục hồi rừng sau cháy, nên tiến trình phục hồi rừng còn chậm, chưa đáp ứng được mục tiêu phục hồi rừng sau cháy nên đang gặp nhiều khó khăn, cả về lý thuyết và thực tiễn. Về lý thuyết, vấn đề cần giải quyết ở đây là: (i) Bằng hướng tiếp cận nào để phục hồi nhanh hệ sinh thái rừng sau cháy, thích ứng với điều kiện tự nhiên nơi đây; (ii) Bằng biện pháp kỹ thuật và biện pháp tác động nào mang lại hiệu quả cao nhất phục hồi rừng sau cháy. Về thực tiễn: (i) Chưa xác định được đặc trưng cấu trúc, đặc điểm tái sinh cũng như khả năng tự phục hồi sau cháy của rừng; (ii) Chưa phân loại được đối tượng rừng dựa trên các đặc điểm cấu trúc, tái sinh phản ánh khả năng tự phục hồi của nó; và (iii) Chưa đề xuất được những biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động phù hợp cho từng đối tượng theo đặc trưng cấu trúc và khả năng tái sinh phục hồi rừng sau cháy. Xuất phát từ những lý do nêu trên tôi đã thực hiện luận án “Nghiên cứu cơ sở khoa học phục hồi rừng sau cháy tại khu rừng phòng hộ Nam Ngưm, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào”. Luận án nhằm cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để phục hồi các diện tích rừng sau cháy một cách hiệu quả nhất, phù hợp nhất tại khu rừng phòng hộ Nam Ngưm cũng như những khu rừng khác của CHDCND Lào có điều kiện tự nhiên tương tự. 2. Mục tiêu của luận án 2.1. Mục tiêu tổng quát Xác định được một số đặc điểm biến động quần xã thực vật rừng và đất rừng sau khi cháy theo thời gian làm cơ sở khoa học cho việc đánh giá khả năng phục hồi rừng sau cháy tại khu rừng phòng hộ Năm Ngưng nước CHDCND Lào. 2.2. Mục tiêu cụ thể - Xác định được các đặc trưng cơ bản và biến động về các chỉ tiêu cấu trúc của rừng, đất rừng trên kiểu rừng hỗn giao cây lá rộng với cây lá kim sau khi cháy tại khu rừng phòng hộ Nam Ngưm. - Xác định và đề xuất được một số giải pháp nâng cao hiệu quả phục hồi rừng sau cháy áp dụng cho kiểu rừng hỗn giao lá rộng với lá kim tại khu rừng phòng hộ Nam Ngưm, nước CHDCND Lào
3 3. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là quần xã thực vật rừng hỗn giao cây lá rộng với cây lá kim và một số tính chất đất rừng sau vụ cháy nghiêm trọng năm 2016 tại khu rừng phòng hộ đầu nguồn Nam Ngưm, CHDCND Lào. 4. Những đóng góp mới của luận án - Đánh giá được khả năng phục hồi quần xã thực vật rừng hỗn giao cây lá rộng với cây lá kim và đất rừng sau cháy tại khu rừng phòng hộ đầu nguồn Nam Ngưm, nước CHDCND Lào. - Xác định và đề xuất được một giải pháp phục hồi quần xã thực vật rừng hỗn giao cây lá rộng với cây lá kim và đất rừng sau cháy tại khu rừng phòng hộ đầu nguồn Nam Ngưm, nước CHDCND Lào. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 5.1. Ý nghĩa khoa học Đánh giá và bổ sung được thực trạng về sự biến động theo cấp độ cháy và theo thời gian sau cháy của kiểu rừng hỗn giao cây lá rộng với cây lá kim tại khu rừng phòng hộ đầu nguồn Nam Ngưm, nước CHDCND Lào, làm cơ sở đề xuất các giải pháp phục hồi sau cháy. 5.2. Ý nghĩa thực tiễn Xác định và xây dựng được phương án, giải pháp kỹ thuật cụ thể phục hồi rừng sau cháy trên từng cấp độ cháy cho kiểu rừng hỗn giao cây lá rộng với cây lá kim tại khu rừng phòng hộ đầu nguồn Nam Ngưm, nước CHDCND Lào. 6. Giới hạn của luận án 6.1. Giới hạn nội dung nghiên cứu - Luận án chỉ nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc tầng cây cao, lớp cây tái sinh, cây bụi thảm tươi, đặc điểm hóa - lý đất rừng sau cháy trên khu không tác động biện pháp và khu có tác động biện pháp kỹ thuật lâm sinh. 6.2. Giới hạn địa bàn nghiên cứu Địa điểm nghiên cứu của luận án là:
4 - Khu vực quần xã thực vật thuộc kiểu rừng hỗn giao cây lá rộng với cây lá kim sau khi bị cháy vào năm 2016 thuộc khu rừng phòng hộ Nam Ngưm, nước CHDCND Lào; - Phòng Tiêu bản thực vật, Viện Khoa học và Công nghệ quốc gia Lào; - Phòng Phân tích đất, Viện Nghiên cứu Thống kê Tài nguyên và Môi trường - Bộ Tài nguyên và Môi trường Lào - Trường Đại học Lâm nghiệp. 6.3. Giới hạn thời gian nghiên cứu Về thời gian: Luận án được thực hiện trong thời gian từ tháng 01/2017 đến 2021. 7. Kết cấu của luận án Ngoài các nội dung: lời cam đoan; lời cảm ơn; mục lục; danh mục các ký hiệu và từ viết tắt; danh mục bảng biểu; danh mục hình ảnh; danh mục các công trình đã công bố; tài liệu tham khảo và phụ lục. Phần chính của luận án gồm 3 chương, phần mở đầu và kết luận: Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu Chương 2. Nội dung, phương pháp và điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
5 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Các khái niệm về cháy rừng và những quan niệm về tái sinh phục hồi rừng sau cháy 1.1.1. Khái niệm về cháy rừng - Theo Tổ chức Nông Lương Liên hợp Quốc (FAO, 2019). Cháy rừng là những đám cháy xuất hiện và lan tỏa ở trong rừng mà không có sự kiểm soát của con người, gây nên những tổn thất nhiều mặt về tài nguyên rừng, môi trường cũng như của cải mà thiên nhiên ban tặng. - Theo Phạm Ngọc Hưng (2001), Bế Minh Châu và Phùng Văn Khoa, 2002). "Cháy rừng là những đám cháy được phát sinh và lan tràn, tiêu hủy sinh vật trong rừng". - Theo Luật Lâm nghiệp Lào năm 2019 (Quốc hội Lào, 2018). Cháy rừng là những đám cháy xảy ra ở trong rừng mà không có sự kiểm soát của con người, gây nên những tổn thất nhiều mặt về tài nguyên thiên nhiên rừng (động, thực vật, vi sinh vật, đất, nước, v.v.). 1.1.2. Phân loại cháy rừng Hiện nay, các nước trên thế giới thường có 2 cách phân loại cháy rừng, tùy từng quốc gia khác nhau mà cách phân loại khác nhau. (i). Phân loại cháy rừng theo kiểu cháy: theo cách phân loại, cháy rừng được chia làm 3 kiểu cháy gồm: (1). Kiểu cháy mặt; (2). Kiểu cháy tán và (3). Kiểu cháy ngầm (Phạm Ngọc Hưng, 2001), (Bế Minh Châu, 2012). (ii). Phân loại cháy rừng theo cấp độ cháy: theo cách phân loại, cháy rừng được chia ra làm 4 cấp độ cháy gồm: (1). Cấp không cháy; (2). Cấp cháy thấp; (3). Cấp cháy trung bình và (4). Cấp cháy cao (Key và Benson, 2003). Theo Luật Lâm nghiệp Lào 2019, Chương phụ lục giải thích các thuật ngữ, có thuật ngữ về đánh giá tác hại của cháy rừng áp dụng trên phạm vi toàn quốc thì xác định mức độ tác hại của vụ cháy theo cấp độ cháy và được chia ra
6 làm 3 cấp cháy khi bị cháy là: (1). Cấp cháy thấp; (2). Cấp cháy trung bình; (3). Cấp cháy cao và một cấp số 0 là cấp không bị cháy (Quốc hội Lào, 2018). Theo quan điểm của luận án, nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng sau cháy được dựa trên xác định mức độ cháy cháy rừng theo cấp độ cháy của phụ chương Luật Lâm nghiệp Lào để đánh giá về đặc trưng biến động cấu trúc và tái sinh rừng. 1.1.3. Quan niệm về phục hồi rừng sau cháy Theo Tổ chức cây gỗ nhiệt đới thế giới (ITTO, 2019), phục hồi rừng tự nhiên nó chung và phục hồi rừng sau cháy nói riêng được hiểu là một quá trình ngược lại của diễn thế thoái hoá rừng thứ sinh nhằm khôi phục hay phục hồi cấu trúc và sản lượng rừng đến hoặc đến gần với trạng thái ban đầu (trước khi cháy). Có ba thuật ngữ được tổ chức sử dụng trong phục hồi rừng là: (i) Khôi phục/tái tạo (restoration); (ii) Phục hồi (rehabilitation), và (iii) Cải tạo (reclamation). Thuật ngữ rehabilitation nhấn mạnh đến việc phục hồi hệ sinh thái rừng tới một mức độ bền vững nào đó nhưng không nhất thiết phải giống như hệ sinh thái ban đầu. Trên thực tế rất khó có thể tái tạo rừng theo quan điểm "restoration" một cách tuyệt đối vì đòi hỏi thời gian rất dài mới có thể tạo lập được trạng thái rừng ban đầu, do đã có sự thay đổi sâu sắc về các quá trình vật chất và năng lượng ở rừng thứ sinh. Chính vì vậy mà, thuật ngữ “rehabilitation” thường được chấp nhận rộng rãi trong nghiên cứu phục hồi rừng thứ sinh nghèo vì có quan điểm thực tế hơn, không nhằm tới việc khôi phục nguyên trạng hệ sinh thái ban đầu mà chỉ nhằm: (i) đưa rừng đến trạng thái ổn định nào đó (theo hướng tiến hoá) và (ii) nâng cao sản lượng lâm phần. Hiện nay, vấn đề phục hồi rừng nói chung (trong đó có cả phục hồi rừng sau cháy) đã được nhiều nhà khoa học và các tổ chức quan tâm. Quan điểm hiện nay về quá trình phục hồi rừng có thể được chia làm 3 nhóm chính sau: Một là, phục hồi rừng là đưa đến trạng thái hoàn chỉnh, tiệm cận trạng thái trước khi bị tác động.
7 Hai là, nhấn mạnh hệ sinh thái rừng phải được phục hồi tới một độ bền vững nào đó bằng con đường tự nhiên hoặc nhân tạo hay kết hợp cả hai mà không nhất thiết giống như hệ sinh thái ban đầu. Đây là quan điểm nhận được nhiều sự tán đồng nhất. Theo quan niệm của Tổ chức cây gỗ nhiệt đới thế giới (ITTO, 2002), phục hồi rừng bằng kỹ thuật khoanh nuôi là quá trình thúc đẩy diễn thế đi lên của hệ sinh thái rừng, nâng cao mức độ đa dạng sinh học, điều chỉnh cấu trúc, sản lượng của chúng thông qua việc bảo vệ không tác động hoặc sử dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh như xúc tiến tái sinh, xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp với trồng bổ sung, làm giàu rừng. Quan niệm và phân tích về quá trình phục hồi rừng (David Lamb, 2003), (hình 1.1), phục hồi rừng có thể đưa đến một cấu trúc và sản lượng của hệ sinh thái tương đương với hệ sinh thái nguyên sinh (A = E). Tuy nhiên, mức độ đa dạng sinh học của chúng không thể đạt được mức độ đó (E luôn thấp hơn A). Cùng với thời gian, một hệ sinh thái mới tại các điểm D (D1, D2 và E) có thể đưa số lượng các loài cây hướng tới điểm A dưới ảnh hưởng của sự xâm nhập của một số loài từ các lâm phần lân cận. Như vậy, để xúc tiến quá trình phục hồi rừng, con người có thể sử dụng các biện pháp kỹ thuật tác động thông qua việc xúc tiến tái sinh cũng như xúc tiến tái sinh có trồng bổ sung hoặc nuôi dưỡng rừng. Hình 1.1. Sơ đồ quá trình phục hồi rừng (David Lamb và Don Gilmour, 2003)
8 Ghi chú: A- giai đoạn nguyên sinh, B và C- giai đoạn suy thoái. Ba là, tập trung vào việc xác định các nguyên nhân và yếu tố rào cản của quá trình phục hồi rừng. Điển hình là nghiên cứu của Tổ chức gỗ nhiệt đới thế giới (ITTO 2002), khi nhấn mạnh khu vực đất rừng đã bị thoái hoá, hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất thấp, kết cấu không tốt dẫn đến dễ dàng tạo mầm bệnh, xói mòn mạnh do lửa rừng. Để phục hồi rừng cần phải xác định ảnh hưởng của các nhân tố tới sự mất rừng như lửa rừng, từ đó cố gắng loại bỏ chúng. Đây được coi như một quan điểm, một nhận thức mới về phục hồi rừng vì nó gắn kết phục hồi rừng tại các nước nhiệt đới với yếu tố xã hội đó là con người. Dựa trên quan niệm trên, luận điểm về cơ sở khoa học phục hồi rừng sau cháy đối với luận án là: (1). Mức độ biến đổi hoàn cảnh rừng sau cháy tại kiểu rừng hỗn giao cây lá rộng với cây lá kim: (i) Biến đổi về đất rừng với các chỉ tiêu như lý học, hóa học, sinh vật đất; (ii) Biến động về môi trường rừng như các chỉ tiêu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm không khí, giáp và (iii) Biến động về cấu trúc rừng như các chỉ tiêu: mật độ tầng cây cao, mật độ cây tái sinh, tầng thứ, thành phần loài cây, loài đồng ưu thế, v.v. Từ thực trạng biến động sau cháy trên, làm cơ sở phân cấp cấp độ cháy. Phân cấp cấp độ cháy được thực hiện theo 3 cấp: Cấp cháy thấp; cấp cháy trung bình và cấp cháy cao. (2) Phục hồi rừng sau cháy. Dựa trên biến động hoàn cảnh rừng và khả năng phục hồi rừng trên từng cấp độ cháy theo thời gian làm cơ sở khoa học đề xuất các biện pháp phục hồi rừng: Trên cấp độ cháy thấp, hiện trạng rừng còn lại tương đối, áp dụng biện pháp khoanh nuôi, xúc tiến tái sinh tự nhiên. Trên cấp cháy trung bình, hiện trạng rừng bị phá hủy, dưới 80%, áp dụng biện pháp chặt nuôi dưỡng, vệ sinh rừng và phục hồi rừng tự nhiên. Trên cấp độ cháy cao, hiện trạng rừng bị phá hủy ≥ 80%, áp dụng biện pháp tạo rừng mới như gieo sạ hay trồng mới.
9 (3). Tiêu chuẩn đánh giá phục hổi rừng thành công đối với kiểu rừng hỗn giao cây lá rộng với cây lá kim gồm: (i). Phục hồi một số chỉ tiêu về đất rừng trên 3 cấp độ cháy; (ii). Phục hồi tầng cây cao trên 3 cấp độ cháy; (iii). Phục hồi lớp cây tái sinh trên 3 cấp độ cháy và (iv). Phục hồi lớp cây bụi thảm tươi. 1.2. Nghiên cứu về tái sinh phục hồi rừng sau cháy 1.2.1. Nghiên cứu tái sinh phục hồi tự nhiên sau cháy rừng 1.2.1.1. Trên thế giới Các nhà nghiên cứu đã thực hiện nghiên cứu về tái sinh phục hổi tự nhiên sau cháy rừng trên thế giới được phân tích, đánh giá và tóm tắt dưới đây. Lê Đình Thuận (2000), đã nghiên cứu khả năng phục hồi rừng Keo tai tượng (Acacia mangium wild) sau khi bị cháy tại Khu rừng phòng hộ Ba Vì, Hà Nội. Kết quả nghiên cứu của tác giá cho thấy: (i). Tỉ lệ cây tái sinh có phẩm chất tốt giảm đi 16,1% và phẩm chất xấu tăng lên 8,2%. Mật độ, chiều cao trung bình và mức độ phục hồi đối với cây tái sinh cũng thấp hơn so với lâm phần Keo tai tượng không bị cháy ngần nhất (ô đối chứng). (ii). Lớp cây bụi, thảm tươi phục hồi rất nhanh, có ba loài cây ưa sáng như: Dâu da đất, Thành ngạnh và Thẩu tấu dần chiếm ưu thế và phát triển mạnh. Dựa trên kết quả nghiên cứu, tác giả đưa ra đề xuất dùng những loài cây bụi chiếm ưu thế sau cháy rừng Keo tai tượng trồng làm băng xanh cản lửa để hạn chế các vụ cháy rừng keo trong tương lai. Vương Văn Quỳnh và Cs (2005), đã nghiên cứu, đề xuất một số biện pháp phòng chống cháy, phục hồi rừng sau cháy ở khu rừng U Minh và Tây Nguyên. Các tác giả đã đề xuất được một số biện pháp như xúc tiến tái sinh tự nhiên sau cháy và các bước tiến hành tái sinh phục hồi rừng sau cháy khu vực nghiên cứu dựa trên những đặc điểm tái sinh sau cháy đã ghi nhận được. Harold S.i. Zald, et al (2008), tiến hành nghiên cứu về lớp cây tái sinh tự nhiên dưới tán rừng hỗn giao cây lá rộng và cây lá kim ở Sierra Nevada, California, Mỹ. Kết quả nghiên cứu của các tác giả đã chỉ ra, lớp cấy tái sinh