Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Đánh giá bước đầu về thành phần loài, cấu trúc và động thái tái sinh của các ô tiêu chuẩn định vị trong rừng lá rộng thường xanh vườn quốc gia Ba bể, Bắc cạn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:109

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài “Đánh giá bước đầu về thành phần loài, cấu trúc và động thái tái sinh của các ô tiêu chuẩn định vị trong rừng lá rộng thường xanh vườn quốc gia Ba bể, Bắc cạn” được thực hiện nhằm góp phần bổ sung những hiểu biết về đặc điểm thành phần loài, cấu trúc và động thái tái sinh từ đó đề xuất biện pháp lâm sinh phù hợp nhằm khôi phục hệ sinh thái rừng nơi đây. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Đánh giá bước đầu về thành phần loài, cấu trúc và động thái tái sinh của các ô tiêu chuẩn định vị trong rừng lá rộng thường xanh vườn quốc gia Ba bể, Bắc cạn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ----------------------- NGÔ THỊ HẠNH ĐÁNH GIÁ BƯỚC ĐẦU VỀ THÀNH PHẦN LOÀI, CẤU TRÚC VÀ ĐỘNG THÁI TÁI SINH CỦA CÁC Ô TIÊU CHUẨN ĐỊNH VỊ TRONG RỪNG LÁ RỘNG THƯỜNG XANH VƯỜN QUỐC GIA BA BỂ - BẮC CẠN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP HÀ NỘI - 2009
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ----------------------- NGÔ THỊ HẠNH ĐÁNH GIÁ BƯỚC ĐẦU VỀ THÀNH PHẦN LOÀI, CẤU TRÚC VÀ ĐỘNG THÁI TÁI SINH CỦA CÁC Ô TIÊU CHUẨN ĐỊNH VỊ TRONG RỪNG LÁ RỘNG THƯỜNG XANH VƯỜN QUỐC GIA BA BỂ - BẮC CẠN Chuyên ngành : Lâm học Mã số : 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. Trần Văn Con HÀ NỘI – 2009
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ÔTC : Ô tiêu chuẩn OĐV : Ô định vị HST : Hệ sinh thái HSTR : Hệ sinh thái rừng QXTV : Quần xã thực vật TS : Tái sinh VQG : Vườn quốc gia DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Sự đa dạng về thực vật rừng VQG Ba Bể .......................................... 49 Bảng 3.2. Kết quả sản xuất nông nghiệp các xã vùng nghiên cứu ..................... 51 Bảng 4.1. Kết quả phân loại trạng thái rừng ....................................................... 54 Bảng 4.2. Cấu trúc tổ thành và mật độ tầng cây cao ở các trạng thái rừng ....... 57 Bảng 4.4. Công thức tổ thành tầng cây tái sinh có 1
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Thiết kế ÔTCĐV ................................................................................. 29 Hình 2.2. Sơ đồ 25 ô vuông để điều tra Ô cấp A ................................................ 29 Hình 2.3 Xác định điểm đo đường kính............................................................ 31 Hình 2.4. Các loại chiều cao của cây .................................................................. 31 Hình 2.5. Đo chiều cao cây tái sinh .................................................................... 33 Hình 4.1.Biểu đồ đại diện thể hiện phân bố N/D tuân theo hàm khoảng cách ... 52 Hình 4.2. Biểu đồ phân bố mật độ và tiết diện ngang theo cấp kính của OĐV 06 trong 6 OĐV ....................................................................................... 54 Hình 4.3. Biểu đồ phân bố số cây theo cấp kính................................................. 55 Hình 4.4. Biểu đồ thể hiện phân bố tiết diện ngang theo cỡ kính G/D............... 56 Hình 4.5. Sơ đồ cấu trúc thẳng đứng của rừng ở VQG Ba Bể............................ 70 Hình 4.6. Tỷ lệ cây tái sinh theo cấp chiều cao .................................................. 74 Hình 4.7. Biểu đồ tỷ lệ chất lượng cây tái sinh có đường kính 1
LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu cấu trúc và động thái của rừng tự nhiên là một công việc rất cần thiết để nắm bắt được các qui luật phát triển của rừng để có các quyết định điều chỉnh hợp lý và kịp thời trong từng giai đoạn phát triển của rừng. Trong đó, tái sinh rừng là một quá trình phức tạp, nghiên cứu các quy luật tái sinh là cần thiết, vừa có ý nghĩa lý luận, vừa là cơ sở khoa học quan trọng cho việc đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm xúc tiến tái sinh rừng theo hướng sử dụng bền vững tài nguyên rừng. Để có cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp kỹ thuật phục hồi các trạng thái rừng phục vụ cho công tác bảo tồn tại Vườn quốc gia Ba Bể, chúng tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá bước đầu về thành phần loài, cấu trúc và động thái tái sinh của các ô tiêu chuẩn định vị trong rừng lá rộng thường xanh vườn quốc gia Ba bể, Bắc cạn.” Nhân dịp này cho tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học, TS.Trần Văn Con đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện các nội dung của đề tài. Xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp và các thầy cô giáo Khoa Sau đại học, Khoa Lâm học đã tạo điều kiện tốt cho tôi hoàn thành chương trình cao học khoá 2007 - 2010. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Phòng Nghiên cứu kỹ thuật Lâm sinhViện KHLN Việt Nam đã tạo điều kiện cho tôi có được số liệu để hoàn thành bài luận văn này. Cũng nhân dịp này tôi xin cảm ơn lãnh đạo và anh chị em trong VQG Ba Bể đã hợp tác, giúp đỡ nhiệt tình giúp tôi hoàn thành tốt bài luận văn này. Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến tất cả bạn bè, người thân và đồng nghiệp gần xa đã giúp đỡ tác giả cả về vật chất lẫn tinh thần trong quá trình hoàn thành luận văn. Đó là nguồn cổ vũ lớn lao đối với tác giả. Vì điều kiện thời gian nghiên cứu có hạn và những khó khăn khách quan khác nên bản luận văn này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy, cô giáo, các nhà khoa học và bạn bè đồng nghiệp. Tôi xin cam đoan số liệu điều tra, tính toán là hoàn toàn trung thực, công trình và sản phẩm khoa học là của bản thân tôi. Xin chân thành cảm ơn ! Tác giả Ngô Thị Hạnh
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Chúng ta đang sống trong một thời đại với những mâu thuẫn gay gắt giữa các mục tiêu phát triển và các vấn đề suy thoái tài nguyên môi trường do chính con người gây ra. Sự tiến bộ của nền văn minh nhân loại tất yếu phải đô thị hóa và công nghiệp hóa. Quá trình này kéo theo nhu cầu ngày càng tăng về tài nguyên thiên nhiên. Nhưng dân số thì tăng rất nhanh, còn tài nguyên thiên nhiên thì có hạn. Sự khan hiếm về nguyên liệu, năng lượng, lương thực và nạn ô nhiễm môi trường ngày càng tăng đã và đang là những vấn đề cấp bách trong thời đại chúng ta. Đất nước Việt Nam mến yêu của chúng ta không nằm ngoại lệ, chúng ta phải có những quyết sách đúng đắn để giải quyết hài hòa mâu thuẫn giữa các mục tiêu kinh tế và yêu cầu bảo vệ môi trường sinh thái. Trong công cuộc phát triển bền vững của đất nước, rừng và nghề rừng có một vai trò hết sức quan trọng, giải hòa phần nào mâu thuẫn nêu trên. Rừng là nhân tố môi trường quan trọng bậc nhất và cũng là nguồn nguyên liệu cần thiết cho phát triển kinh tế. Rừng giữ vai trò quan trọng không gì thay thế được trong nhiều lĩnh vực: Phòng hộ bảo vệ môi trường, duy trì cân bằng sinh thái, bảo vệ đa dạng sinh học, bảo tồn nguồn gen, tạo cảnh quan, cung cấp nhiều loại lâm sản và lâm sản ngoài gỗ thiết yếu, ... đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của con người. Theo đà phát triển của xã hội, kiến thức về rừng của con người ngày một sâu sắc hơn, quan điểm về mục tiêu sử dụng rừng ngày một đúng đắn và toàn diện, các biện pháp quản lý sử dụng rừng cũng dần được hoàn thiện. Tuy vậy, những đổi mới và tiến bộ của quản lý sử dụng rừng chưa đủ sức ngăn chặn nạn suy thoái rừng gây ra từ những nguyên nhân mang tính xã hội,... dẫn đến tình trạng phá vỡ cân bằng sinh thái, gây tổn hại môi trường sống, thiên tai mạnh hơn, gây nhiều thiệt hại đến tính mạng và tài sản của con người.
2 Đây là nỗi lo chung của hành tinh ta chúng ta hiện nay. Vì thế yêu cầu đặt ra hiện nay cho chúng ta là phải sử dụng tài nguyên rừng một cách bền vững, trong đó nhiệm vụ quan trọng nhất là tiếp tục nghiên cứu và khôi phục lại các hệ sinh thái rừng để duy trì khả năng cung cấp của rừng. Việc tiếp tục nghiên cứu để hiểu rõ hơn về rừng vẫn là cần thiết để con người đưa ra cách thức cải tạo, phục hồi, quản lý sử dụng rừng, ... từ đó nâng cao năng suất chất lượng rừng , biến rừng trở thành một người bạn thân thiết với con người. Để sử dụng, quản lý và phục hồi các hệ sinh thái rừng nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng thì việc nghiên cứu cấu trúc và động thái có ý nghĩa hết sức quan trọng. Việc nghiên cứu cấu trúc rừng nhằm duy trì rừng như một hệ sinh thái ổn định, có sự hài hoà của các nhân tố cấu trúc, lợi dụng tối đa mọi tiềm năng của điều kiện lập địa và phát huy bền vững các chức năng có lợi của rừng về kinh tế, xã hội và môi trường; đồng thời chúng ta nắm bắt được các qui luật phát triển của rừng để có các quyết định điều chỉnh hợp lý và kịp thời trong từng giai đoạn phát triển của rừng. Vì vậy, việc xác định các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động phù hợp nhằm sử dụng hợp lý tài nguyên rừng là nhiệm vụ rất quan trọng. Để có cơ sở đề xuất những biện pháp kỹ thuật tác động hợp lý và hiệu quả, cần có những hiểu biết về lâm học, mà trong đó đặc điểm cấu trúc, động thái được xem là một trong những cơ sở quan trọng nhất để giúp chúng ta đưa ra các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp theo hướng “tiếp cận tự nhiên”, là cơ sở tạo nên sự thành công của công tác phục hồi rừng. Tuy nhiên, cho đến nay những nghiên cứu về cấu trúc và động thái vẫn chưa thể bao quát cho mọi khu rừng, chưa thể làm nổi bật những điển hình và đặc thù của mọi loại hình rừng ở từng khu vực cụ thể. VQG Ba Bể được thành lập theo quyết định số 83/TTg ngày 10/11/1992 của Thủ tướng Chính phủ với diện tích 7.610 ha, trong đó có
3 3.226 ha là phân khu bảo vệ nghiêm ngặt. Từ khi có quyết định thành lập VQG, hiện tượng khai thác, tác động không tốt vào rừng của người dân đã giảm đáng kể. Nhưng, không thể không nói đến một bộ phận nhỏ người dân khai thác trái phép vẫn tiếp tục diễn ra trong Vườn, đây là nguyên nhân chính làm suy thoái tài nguyên rừng nơi đây. Đồng thời diện tích rừng trước khi có có quyết định thành lập VQG đã bị khai thác làm cho suy thoái quá mức, việc khôi phục các hệ sinh thái rừng này là cần thiết cho VQG, đặc biệt cho hoạt động du lịch. Xuất phát từ thực tế đó, đề tài: “Đánh giá bước đầu về thành phần loài, cấu trúc và động thái tái sinh của các ô tiêu chuẩn định vị trong rừng lá rộng thường xanh vườn quốc gia Ba bể, Bắc cạn” được thực hiện nhằm góp phần bổ sung những hiểu biết về đặc điểm thành phần loài, cấu trúc và động thái tái sinh từ đó đề xuất biện pháp lâm sinh phù hợp nhằm khôi phục hệ sinh thái rừng nơi đây. Đây cũng là một trong những nội dung nghiên cứu thuộc đề tài “Nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc và động thái của một số kiểu rừng chủ yếu ở Việt Nam” do nhóm nghiên cứu của TS. Trần Văn Con, Viện Khoa học lâm nghiệp Việt Nam thực hiện.
4 Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Ngoài nước 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và theo thời gian. Cấu trúc rừng hợp lý là cơ sở quan trọng phát huy tối ưu hiệu ích của rừng. Cấu trúc rừng trồng có thể được con người thiết kế một cách đầy đủ ngay từ khi thiết lập. Ngược lại , cấu trúc rừng tự nhiên được cho trước như là nhân tố tự nhiên, và con người thông qua một loạt các biện pháp tác động có thể điều chỉnh, làm cho rừng có cấu trúc hợp lý mà vẫn phù hợp với quy luật tự nhiên, mang lại hiệu quả cao nhất cho con người. Để thực hiện được sự điều chỉnh này, cần phải có những hiểu biết sâu sắc về các đặc điểm và tính qui luật của cấu trúc rừng. Ngày nay, số công trình nghiên cứu đã được công bố về cấu trúc rừng tự nhiên trên thế giới tương đối nhiều. Có thể điểm qua một số công trình có liên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài như sau: a) Về cấu trúc tổ thành Rừng mưa nhiệt đới với sự đa dạng và phong phú của nó đã cuốn hút nhiều nhà khoa học nghiên cứu sâu rộng như Richards P.W (1952) [46], Catinot (1965) [43], các tác giả này đã đi sâu vào biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng phẫu diện đồ, các nhân tố cấu trúc được mô tả phân loại theo các khái niệm: dạng sống, tầng phiến... Sự phong phú của hệ thực vật rừng mưa nhiệt đới được nhiều nhà khoa học ghi nhận. Theo Richards P.W (1952) [46], trong rừng mưa nhiệt đới, trên mỗi hécta không mấy khi có ít hơn 40 loài cây gỗ, mà có trường hợp còn đến trên 100 loài. Ông cũng đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mưa thành hai loại rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây rất phức tạp và rừng mưa đơn ưu
5 có tổ thành loài cây đơn giản, trong những lập địa đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây. Baur G.N (1962) [42], khi nghiên cứu rừng mưa ở khu vực gần Belem trên sông Amazôn, trên một ô tiêu chuẩn diện tích khoảng hai hecta đã thống kê được 36 họ thực vật và trên ô tiêu chuẩn diện tích hơn bốn hecta ở phía bắc New South Wales cũng đã ghi nhận được sự hiện diện của 31 họ chưa kể cây leo, cây thân cỏ và thực vật phụ sinh. b) Về cấu trúc tầng thứ Đối với kiểu rừng lá rộng thường xanh của vùng nhiệt đới, do tính chất phức tạp của nó nên việc xác định tầng thứ có nhiều ý kiến trái ngược nhau. Có tác giả cho rằng ở kiểu rừng này chỉ có một tầng cây gỗ mà thôi, vì không thể tìm thấy ở đây một giới hạn rõ rệt nào trong tầng cây gỗ này. Các tác giả theo quan điểm này cho rằng đã gọi là tầng thứ thì giữa tầng này và tầng khác phải có một khoảng trống rõ ràng. Beard (1946) [45] không thừa nhận sự phân tầng trong rừng Trinidad. Odum (1925) [45] nghi ngờ sự phân tầng rừng rậm ở độ cao dưới 600m ở Porto Rico và cho rằng không có sự tập trung khối tán ở chiều cao riêng biệt nào cả. Nhưng ngược lại với ý kiến trên, có nhiều tác giả cho rằng rừng lá rộng thường xanh có từ 3 đến 5 tầng. Beard (1946) [45] cũng mô tả sự phân tầng rõ rệt trong rừng Trinidad, với ba tầng cây gỗ và tầng cây bụi, tầng mặt đất. Theo Richards P.W (1952) Catinot (1974) [46] cho rằng: rừng ẩm nhiệt đới có sự phân hoá mạnh, những tầng trong quần thụ rõ nét, cụ thể là có một tầng vượt tán với những cây có chiều cao trên 40m và những tầng bên dưới. Như vậy, hầu hết các tác giả nghiên cứu về rừng tự nhiên đều nhắc đến sự phân tầng của đối tượng này nhưng mới chỉ dừng lại ở mức nhận xét theo cảm tính hoặc kết luận mang tính định tính, chưa có một tiêu chí phân loại tầng thứ nhất định. Việc phân chia tầng thứ theo chiều cao cũng chỉ mang tính
6 chất cơ giới, chưa phản ánh được sự phân tầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới. c) Về cấu trúc tuổi Theo Richards P.W(1952) [46], trong rừng nhiệt đới có mùa khô hạn thật rõ, dựa vào vòng năm đôi khi có thể xác định được tuổi cây gỗ đại khái gần đúng và có thể dùng phương pháp này đối với một số ít loài cây trong rừng phân mùa thường xanh, nhưng trong rừng mưa điển hình với khí hậu tương đối không phân thành mùa thì vòng sinh trưởng hình thành hàng năm không phân biệt rõ rệt. Do đó, việc xác định tuổi cây trong rừng nhiệt đới có nhiều khó khăn, đôi khi là điều không thể được. Để giải quyết, các nhà nghiên cứu đã thay thế việc nghiên cứu tuổi cây rừng tự nhiên thông qua cấu trúc cấp kính (thể hiện sự kế tiếp của các thế hệ cây theo tuổi). Trong các cây ưu thế thường gặp, từ loài này qua loài khác (và đôi khi trong cùng một loài, từ nơi này qua nơi khác), đã có sự biến đổi rất lớn về độ nhiều trong các giai đoạn còn non. Một loài cây mà trong các tầng trên chiếm tỉ lệ lớn, có thể có rất nhiều đại biểu là mầm non và cây non, trong khi đó một loài cây khác, ở tầng trên cũng có nhiều không kém gì, lại có rất ít đại biểu trong số mầm non, cây non. Đôi khi một loài cây trong lúc còn là mầm non thì có nhiều, nhưng đến khi là cây lớn lại hoàn toàn vắng hẳn. d) Về cấu trúc mật độ Theo Richards P.W (1952) [46], trong rừng mưa nhiệt đới ở Nam Mỹ và châu Phi, mật độ lâm phần (cây có đường kính ngang ngực từ 10 cm trở lên) biến động từ 390 - 1.710 c/ha, trong đó mật độ của những cây có đường kính từ 41cm trở lên khoảng 39 - 60 c/ha. Baur G.N (1962) [42], cũng cho biết: trong rừng mưa nguyên sinh ở Mã Lai trên diện tích một hecta có khoảng 550 cây có đường kính từ 10cm trở lên, trong đó những cây có đường kính trên 48cm từ 42 - 65 c/ha.
7 Về mật độ tối ưu lâm phần, H. Thomasius (1972) đã xây dựng lí thuyết khoảng sống và hằng số không gian sinh trưởng liên quan tới chiều cao, mật độ và tuổi. Kairukstis (1980) xác định mật độ tối ưu lâm phần theo diện tích tán lá và mức độ che phủ. e) Về nghiên cứu dạng sống và đa dạng sinh học Raunkiear (1934) [48] đã đưa ra công thức xác định phổ dạng sống chuẩn cho hàng nghìn loài cây khác nhau. Theo đó, công thức phổ dạng sống chuẩn được xác định theo tỷ lệ phần trăm giữa số lượng cá thể của từng dạng sống so với tổng số cá thể trong một khu vực. Để biểu thị tính đa dạng về loài, một số tác giả đã xây dựng công thức xác định chỉ số đa dạng loài như Simpson (1949), Margalef (1958), Menhinik (1964)... và để đánh giá mức độ phân tán hay tập trung của các loài, đặc biệt là lớp thảm tươi, Drude đã đưa ra khái niệm độ nhiều và cách xác định. f) Về nghiên cứu định lượng Để có cái nhìn toàn diện và chính xác hơn về cấu trúc phức tạp của rừng nhiệt đới các nghiên cứu cấu trúc rừng được chuyển dần từ mô tả định tính sang định lượng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học, trong đó việc mô hình hoá cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả. Vấn đề về cấu trúc không gian và thời gian của rừng được các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất. Có thể kể đến một số tác giả tiêu biểu như: B.Rollet (1971) [47] đã biểu diễn các quan hệ chiều cao- đường kính ngang ngực, đường kính tán - đường kính ngang ngực bằng các hàm hồi quy; phân bố đường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng các phân bố xác suất; Balley (1973) [41] mô hình hoá cấu trúc thân cây với phân bố số cây theo cỡ kính ( N-D) bằng hàm Weibull. Nhiều tác giả khác dùng hàm Schumacher, hyperbol, hàm mũ, Poisson, Charlier,... để mô hình hoá cấu trúc rừng (dẫn theo Trần Văn Con, 2001,).
8 Nhìn chung các nghiên cứu về cấu trúc theo định lượng trên cơ sở thống kê sinh học vẫn tập trung vào giải quyết phân bố số cây theo cỡ kính. Các hàm toán học được sử dụng để mô phỏng quy luật này rất đa dạng và phong phú. Xu hướng nghiên cứu các quy luật phân bố của các nhân tố điều tra thông qua các hàm toán học là phù hợp nhất. Qua thực tế nghiên cứu thì rất khó có một hàm toán học nào có thể phù hợp một cách tuyệt đối các quy luật của tự nhiên. Tóm lại, trên thế giới, các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú, đa dạng, có nhiều công trình nghiên cứu công phu và đã đem lại hiệu quả trong kinh doanh rừng. Tuy nhiên, chưa thấy một công trình nào nghiên cứu đầy đủ về tất cả các mặt trong cấu trúc rừng. 1.1.2. Nghiên cứu về động thái tái sinh rừng tự nhiên Vấn đề tái sinh nhiệt đới, cũng như hiệu quả của cách xử lý lâm sinh của các loài cây mục đích ở các kiểu rừng khác nhau được thảo luận nhiều nhất. Lịch sử nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên trên thế giới đã trải qua hàng trăm năm nhưng đối với rừng nhiệt đới mới chỉ đề cập đến từ những năm 1930 trở lại đây. Kết quả nghiên cứu được tóm tắt như sau: Lập ÔTC để điều tra đánh giá tái sinh rừng là một nhiệm vụ cần thiết đối với các mục đích kinh tế lâm học. Các nhà nghiên cứu đều có quan điểm thống nhất rằng nghiên cứu tái sinh rừng là nhằm xác định được mật độ, tổ thành loài, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con v.v… Để xác định mật độ cây con ta dùng các phương pháp: Ô dạng bản (diện tích 1 4m2), dải hẹp và ô có kích thước lớn (10 100m2). Phổ biến nhất là cách dùng phương pháp thống kê từng phần bằng cách đặt các ô dạng bản trong ô thí nghiệm 0,5 1 ha (Povarnixhun, 1934; Yurkevich, 1938…).
9 Bên cạnh đó, cũng có nhiều tác giả đề nghị sử dụng phương pháp điều tra dải hẹp với các ô đo đếm có diện tích biến động từ 10  100m2. Phổ biến nhất là bố trí theo hệ thống trong các diện tích nghiên cứu từ 0,25  1,0 ha (Povarnixbun, 1934; Yurkevich, 1938). Phương pháp này trong điều kiện tái sinh sẽ khó xác định được quy luật phân bố hình thái của lớp cây tái sinh trên mặt đất rừng. Để giảm sai số trong khi thống kê, Barnard (1950) đã đề nghị phương pháp “Điều tra chẩn đoán”, theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác [44. Phương pháp này được áp dụng nhiều hơn vì nó thích hợp cho từng đối tượng rừng cụ thể. a) Xác định thời gian nghiên cứu tái sinh Đa số các nhà lâm nghiệp cho rằng, trong nghiên cứu tái sinh rừng cần phải xem xét quá trình tái sinh kể từ khi hình thành cơ quan sinh sản, sự hình thành hoa, quả, các tác nhân phân tán hạt, sự phù hợp của mùa vụ hạt giống với điều kiện khí hậu … Phần lớn các nhà lâm học Liên Xô cũ lại đề nghị chỉ nên nghiên cứu quá trình tái sinh rừng bắt đầu từ cây có hoa quả, thậm chí từ thời gian cây mạ trở đi. b) Điều tra đánh giá tái sinh tự nhiên Khi nghiên cứu ở Châu Phi A.Obrevin (1938) [39] nhận thấy, cây con của những loài cây ưu thế trong rừng có thể cực hiếm hoặc vắng hẳn. Đây là hiện tượng không sinh con đẻ cái của cây mẹ trong rừng mưa. Mặt khác trong rừng mưa tổ thành rừng thường thay đổi theo không gian và thời gian, ngay cả trong cùng một địa điểm, cùng một thời gian nhất định, tổ hợp các cây sẽ được thay thế bằng tổ hợp loài cây khác hẳn. Nếu xét trên diện tích nhỏ, tổ hợp loài cây tái sinh không mang tính chất kế thừa. Nhưng nếu xét trên một phạm vi rộng, thì tổ hợp các loài cây sẽ thừa kế nhau theo phương thức tuần
10 hoàn. Thành công của A. Obrevin đã khái quát được hiện tượng bức khảm tái sinh. Ông coi đó là “Hiện tượng thuần tuý ngẫu nhiên”. Điều tra đánh giá tái sinh rừng là nhiệm vụ cần thiết của các nhà điều tra.Việc nghiên cứu phân bố cây tái sinh tự nhiên cũng có nhiều công trình đề cập đến, đáng chú lý là công trình của Richards.P.W (1952) [46]. Tác giả đã nghiên cứu tái sinh ở rừng mưa nhiệt đới. Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong các ô dạng bản, thế hệ cây tái sinh có tổ thành giống hoặc khác biệt cây mẹ. Vansteenis (1956) 49 khi nghiên cứu về rừng mưa đã nhận xét, đặc điểm hỗn loài của rừng mưa nhiệt đới là nguyên nhân dẫn đến đặc điểm tái sinh phân tán liên tục. Ngược lại, tái sinh phân tán liên tục ở rừng mưa lại là tiền đề để tạo thành một rừng mưa hỗn loài khác tuổi. Tổ thành những loài cây tái sinh mọc ở lỗ trống là những loài cây ưa sáng mọc nhanh, đời sống ngắn, không có mặt trong tổ thành rừng, mà nguồn gốc có thể là do chim, những động vật từ xa mang tới … Tỷ lệ cây ưa sáng tỷ lệ thuận với kích thước lỗ trống, tức là kích thước lỗ trông càng lớn, thì tỷ lệ cây ưa sáng càng nhiều. Đây là loài cây tiên phong làm nhiệm vụ hàn gắn các lỗ trống ở trong rừng. Sau khi các loài cây ưa sáng tạo ra bóng, cây tái sinh của những loài cây chịu bóng có trong thành phần của rừng nguyên sinh xuất hiện, vươn lên thay thế các loài cây ưa sáng. Khi nghiên cứu rừng nhiệt đới ở Châu Á, tác giả cho thấy có hai đặc điểm tái sinh phổ biến, đó là tái sinh vệt và tái sinh phân tán liên tục. Trong số các công trình nghiên cứu của các tác giả về phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới đáng chú ý nhất là công trình nghiên cứu của P. Richard (1952). Ở Châu Phi, trên cơ sở số liệu thu thập, Taylor (1954), Bennard (1955) xác định các cây tái sinh trong rừng nhiệt đới thiếu hụt, cần phải bổ sung bằng cách trồng rừng. Các tác giả nghiên cứu tái sinh rừng nhiệt đới Châu Á , như Budowski (1956), Bara (1954), Catinott (1965) lại có nhận
11 định rằng: Dưới tán rừng nhiệt đới, nhìn chung có đủ số lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế. Do vậy, các biện pháp lâm sinh đề ra cần thiết để bảo vệ cây tái sinh sẵn có dưới tán rừng. Bernard Rollet (1974) tổng kết các kết quả nghiên cứu về phân bố tái sinh đã nhận xét. Trong các ÔTC có kích thước nhỏ (1 x 1m); (1 x 1,5m) cây tái sinh có dạng phân bố cụm, một ít có dạng phân bố Poisson. Ở Châu Phi, trên cơ sở các số liệu thu thập, Taylor (1954), và Bernad (1955) cho thấy số lượng cây tái sinh trong rừng nhiệt đới bị thiếu hụt, cần phải bổ sung thêm bằng trồng nhân tạo. Các công trình nghiên cứu trên đây phần nào đã làm sáng tỏ các phương pháp điều tra tái sinh. Tuy nhiên vì rừng mưa nhiệt đới luôn tồn tại những quy luật hết sức phức tạp, do vậy việc nghiên cứu về tái sinh rừng nhiệt đới nói chung vẫn chưa thật đầy đủ và hệ thống cho từng loại rừng cụ thể. 1.2. Trong nước 1.2. 1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên Ở Việt Nam, diện tích rừng đang không ngừng suy giảm, mà điều chỉnh cấu trúc rừng trồng cũng như rừng tự nhiên theo hướng có lợi cho con người sẽ mang lại giá trị to lớn. Chính vì vậy, từ những năm đầu thành lập ngành lâm nghiệp, đã có nhiều công trình nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của các kiểu rừng tự nhiên, rừng trồng nhằm phục vụ công tác quản lý, kinh doanh lâu dài và ổn định. Các công trình nghiên cứu có thể kể ra như sau: a) Cấu trúc tổ thành Nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ở Việt nam, trên quan điểm hệ sinh thái, Thái Văn Trừng (1963,1978,1999) [30] đã dựa trên số lượng và sinh khối nhóm loài ưu thế trong rừng nhiệt đới ẩm Việt Nam để phân định các ưu hợp và phức hợp. Nhóm loài ưu thế trong các ưu hợp không quá 10 loài, tỉ lệ cá thể của mỗi loài ưu thế chiếm khoảng 5% và tổng số cá thể của 10 loài ưu thế đó phải chiếm 40-50% tổng số cá thể cây của các tầng lập quần trong quần
12 thể trên đơn vị diện tích điều tra. Trường hợp độ ưu thế các loài cây không rõ ràng gọi là các phức hợp. Do đặc trưng khí hậu và đất thuận lợi cho nhiều loài cây cùng phát triển, cho nên trong rừng tự nhiên hỗn loài nhiệt đới hiếm khi chỉ có một loài ưu thế duy nhất tạo thành các quần hợp như vùng ôn đới. Theo Nguyễn Hồng Quân (1982) [24], trong rừng loại IVb ở Kon Hà Nừng, trên diện tích một ha có khoảng 60 loài, nhưng các loài có tổ thành lớn nhất cũng không vượt quá 10%. Nguyễn Văn Trương (1983) [33], cho rằng: trong rừng tự nhiên hỗn loài, chỉ tính loài cây gỗ từ trạng thái sào trở lên cũng có đến ba bốn chục loài trên một ha, nhưng trong đó loài cây gỗ lớn có thể vươn đến lớp không gian cao 30m chỉ từ 10-20%. Để đánh giá tổ thành rừng, nhiều tác giả đã sử dụng công thức tổ thành trên tỉ lệ phần mười theo số cây, diện ngang, hoặc chỉ số IV%, trong đó phương pháp tính tỉ lệ tổ thành (IV%) theo phương pháp của Daniel Marmillod, Vũ Đình Huề (1984) [13] thường được các nhà khoa học vận dụng trong những công trình nghiên cứu cấu trúc rừng. Về nghiên cứu mối quan hệ sinh thái giữa các loài cây trong rừng tự nhiên, Nguyễn Hải Tuất (1991) [28], đã sử dụng phương pháp tương quan giữa hai sự kiện và phương pháp kiểm tra tính độc lập bằng mẫu biểu 2 x 2. Hạn chế của phương pháp trên là kết quả đánh giá phụ thuộc vào độ lớn của ô thu thập số liệu, và tác giả đã đề xuất có thể dùng phương pháp 6 cây để đánh giá sẽ khách quan hơn. b) Cấu trúc tầng thứ Khác với một số tác giả nước ngoài về quan điểm tầng thứ trong rừng nhiệt đới, ở Việt nam hầu như các nhà khoa học đều thống nhất là có sự phân tầng trong rừng tự nhiên. Thái Văn Trừng (1963,1978) [30] đã phân rừng kín thường xanh mưa
13 ẩm nhiệt đới ở Việt Nam thành năm tầng: tầng vượt tán A1, tầng ưu thế sinh thái A2, tầng dưới tán A3, tầng cây bụi thấp B và tầng cỏ quyết C. Trần Ngũ Phương (1970, 1998, 1999) [25], cho rằng: số tầng nhiều nhất trong đai rừng nhiệt đới mưa mùa ở Việt Nam là năm, kể cả tầng cây bụi và thảm tươi. Nhưng theo ông việc phân tầng theo các cấp chiều cao là không khoa học. Thực tế nếu phân tầng mà không chỉ rõ giới hạn cấp chiều cao, thì việc phân tầng ấy chỉ đơn thuần mang tính chất định tính. Theo Nguyễn Văn Trương (1973,1983) [34] khi nghiên cứu cấu trúc đứng của rừng tự nhiên ở các vùng Nghệ An, Hà Tĩnh, Hà Giang, Bắc Kạn và Tuyên Quang, đã chia chiều cao rừng từ đỉnh cây cao nhất đến cây thấp nhất thành một số cấp chiều cao theo công thức Hoppman và gộp thành năm cấp chiều cao. Lê Minh Trung (1991,1992) [28], trên cơ sở phân cấp chiều cao với cự li cấp là hai mét; đã phân các ưu hợp giổi xanh, ưu hợp bằng lăng thành ba tầng và ưu hợp dầu đỏ thành hai tầng với giá trị các đường giới hạn tầng khác nhau cho rừng ở vùng Gia Nghĩa- Đắc Nông. Đào Công Khanh (1996) [17], cũng cho biết: trong rừng mưa nhiệt đới, sự ứ đọng tầng tán hình thành tầng tích tụ ở một vài cấp chiều cao là tồn tại rõ rệt. Qua đây cho thấy, quan điểm phân chia mặt cắt đứng của rừng thành các cấp chiều cao để có cơ sở định lượng cấu trúc, được nhiều nhà khoa học tán thành và áp dụng. c) Về cấu trúc mật độ Trần Văn Con (1991) [2], đề nghị ứng dụng mô phỏng toán trong nghiên cứu động thái rừng tự nhiên dựa trên tương quan giữa tổng số cây và tiết diện ngang của lâm phần rừng khộp, tính toán các tham số phù hợp cho mỗi dạng cấu trúc để xác định mật độ tối ưu của lâm phần; qua đó cũng cho biết rằng rừng khộp Tây Nguyên có mật độ rất thưa, độ đầy chỉ đạt từ 0,4- 0,7.
14 Vận dụng phương pháp trên, Bảo Huy (1990,1993) [15], dùng phân bố khoảng cách và kiểm tra bằng tiêu chuẩn U của phân bố chuẩn để xác định các kiểu phân bố cây rừng trên bề mặt cho các đơn vị phân loại của lâm phần bằng lăng ở Đắc Lắc. Lê Sáu (1996) [27], áp dụng khi nghiên cứu phân bố cây ở các lâm phần rừng tự nhiên Kon Hà Nừng. Từ cự ly bình quân cây rừng tính toán theo phương pháp trên, kết hợp với việc xác định mô hình cấu trúc N/ D định hướng, tính toán được mô hình cự ly bình quân tối ưu giữa các cây rừng theo cỡ kính phục vụ cho công tác bài cây khai thác, tỉa thưa nuôi dưỡng rừng, Bảo Huy(1993,2002)[15]). d) Về cấu trúc tuổi Một trong những nội dung cần đề cập khi nghiên cứu cấu trúc rừng đó là cấu trúc tuổi. Nhưng khác với rừng trồng, có thể xác định tuổi thông qua hồ sơ trồng rừng, còn đối với rừng tự nhiên nhiệt đới thì vấn đề này hết sức khó khăn và hầu như chưa có phương pháp nào để xác định chính xác. Vì thế, hiện nay các nghiên cứu về cấu trúc tuổi rừng tự nhiên ở Việt Nam vẫn còn hạn chế. Phùng Ngọc Lan (1986) cho rằng: nghiên cứu cấu trúc tuổi của rừng mưa nhiệt đới là vấn đề cực kì khó khăn vì hiện nay chưa đủ cơ sở tin cậy để căn cứ vào vòng năm xác định tuổi của các cây rừng nhiệt đới. Mặc dù vấn đề vòng năm đã được Giang Văn Thắng, Trịnh Khắc Mười (1988), bước đầu nghiên cứu và cho biết các loài: cồng, ràng ràng, táu và huỹnh mỗi vòng năm ứng với một năm tuổi. Nhưng thật ra, phương pháp tính tuổi theo vòng năm áp dụng cho rừng ôn đới chỉ đúng với những loài cây ôn đới hoặc trên một số đối tượng hạn chế là các cây rừng nhiệt đới rụng lá, sinh trưởng ở nơi có hai mùa rõ rệt. Vì vậy, trong thực tế nhiều nhà nghiên cứu đã nghiên cứu phân bố số cây theo cấp kính để thay thế cho việc nghiên cứu cấu trúc tuổi đối với rừng tự nhiên hỗn loài nhiệt đới.
15 e) Nghiên cứu định lượng mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc Khi lập biểu thể tích cây đứng rừng tự nhiên miền bắc Việt Nam, Đồng Sĩ Hiền (1974) [24], có kết luận: phân bố số cây theo cỡ đường kính là phân bố giảm nhưng do quá trình khai thác chọn thô không theo quy tắc nên đường thực nghiệm thường có dạng hình răng cưa và tác giả đã dùng hàm Meyer và họ đường cong Pearson để mô tả phân bố này. Nguyễn Văn Trương (1983) [34], đã thử nghiệm dùng các hàm mũ, logarit, phân bố Poisson và phân bố Pearson để biểu thị cấu trúc số cây - cấp đường kính của rừng tự nhiên hỗn loại, trong đó riêng phân bố Pearson không mang lại kết quả mong muốn. Trần Văn Con (1991,1992) [2], dùng phân bố Weibull để mô phỏng cấu trúc đường kính cho rừng khộp ở Tây Nguyên; đề tài sử dụng để tham khảo phương pháp nghiên cứu. Lê Minh Trung ( 1991) qua thử nghiệm mô phỏng phân bố N/ D rừng tự nhiên ở Gia Nghĩa - Đắc Nông bằng bốn dạng hàm: Poisson, Weibull, Hyperbol và Meyer, đã có kết luận: hàm Weibull có khả năng tiếp cận được phân bố thực nghiệm của đường kính rất tốt, tuy nhiên việc xác định hai tham số của phương trình rất phức tạp vì thế đã sử dụng hàm Meyer để tính toán. Bảo Huy (1993) [15] qua thử nghiệm mô phỏng phân bố thực nghiệm N/ D cho rừng ưu thế bằng lăng ở Đắc Lắc theo các dạng phân bố: Poisson, khoảng cách, hình học, Weibull và Meyer, có kết luận: phân bố khoảng cách và trường hợp riêng là phân bố hình học khái quát khá tốt cho phân bố thực nghiệm N/ D của tổng thể. Lê Sáu (1996) [27], Trần Xuân Thiệp (1996), khẳng định phân bố Weibull thích hợp nhất để mô tả phân bố N/D cho tất cả các trạng thái rừng tự nhiên, cho dù phân bố thực nghiệm có dạng giảm liên tục hay một đỉnh. Bên cạnh các nghiên cứu về phân bố N/D, thì phân bố N/H cũng đã