Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc, tái sinh của rừng thứ sinh nghèo và đề xuất giải pháp tác động tại thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:99

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phương hướng của đề tài là xác định một số đặc điểm lâm học về địa hình, thổ nhưỡng, thảm thực vật trong rừng thứ sinh nghèo của thành phố Uông Bí, xác định khả năng phục hồi của nó và đề xuất được một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng. 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: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc, tái sinh của rừng thứ sinh nghèo và đề xuất giải pháp tác động tại thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ----------------------------- NGUYỄN THỊ MAI LAN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC, TÁI SINH CỦA RỪNG THỨ SINH NGHÈO VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TÁC ĐỘNG TẠI THÀNH PHỐ UÔNG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP HÀ NỘI, 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ----------------------------- NGUYỄN THỊ MAI LAN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC, TÁI SINH CỦA RỪNG THỨ SINH NGHÈO VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TÁC ĐỘNG TẠI THÀNH PHỐ UÔNG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH Chuyên ngành: Lâm học Mã ngành: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. PHẠM VĂN ĐIỂN Hà Nội, 2011
i LỜI CẢM ƠN Sau hai năm học tập và rèn luyện, khóa học Cao học lâm nghiệp K17 (2009 - 2011) tại Trường đại học Lâm nghiệp đã bước vào giai đoạn kết thúc. Được sự nhất trí của của Nhà trường và Khoa đào tạo Sau đại học, tôi tiến hành thực tập tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc, tái sinh của rừng thứ sinh nghèo và đề xuất giải pháp kỹ thuật tác động tại thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh”. Sau gần một năm thực hiện, đến nay đề tài đã hoàn thành. Nhân dịp này, cho phép tôi được bày tỏ lời cảm ơn chân thành nhất tới PGS.TS Phạm Văn Điển, người đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành đề tài này. Xin chân thành cảm ơn tới: PGS. TS Hoàng Kim Ngũ, các thầy, cô giáo thuộc Khoa Đào tạo Sau đại học, Khoa Lâm học- Trường Đại học Lâm nghiệp, thư viện Trường Đại học Lâm nghiệp; Ban Giám hiệu Trường Cao đẳng Nông lâm Đông Bắc, các giảng viên thuộc Khoa Lâm học-Trường Cao đẳng Nông lâm Đông Bắc và thư viện Trường Cao đẳng Nông lâm Đông Bắc ; các cán bộ phòng kỹ thuật – Công ty Lâm nghiệp Uông Bí cùng các bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Mặc dù đã rất cố gắng trong quá trình thực hiện, nhưng do kiến thức, kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế, điều kiện về thời gian cũng như tư liệu tham khảo còn chưa nhiều nên luận văn chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận được những ý kiến đóng góp, bổ sung của các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn. Tôi xin cam đoan các số liệu thu thập, kết quả xử lý, tính toán là trung thực và được trích dẫn rõ ràng. Xin trân trọng cảm ơn ! Hà Nội, tháng 9 năm 2011 Tác giả Nguyễn Thị Mai Lan
ii MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn .................................................................................................................. i Danh mục kí hiệu và từ viết tắt ................................................................................. iv Danh mục bảng ......................................................................................................... vi Danh mục hình ......................................................................................................... vii ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................1 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .............................................2 1.1. Ở ngoài nước ..................................................................................................2 1.1.1. Thành quả nghiên cứu .........................................................................2 1.2. Ở Việt Nam: ...................................................................................................9 1.2.1. Thành quả nghiên cứu .........................................................................9 1.2.2. Tồn tại nghiên cứu .............................................................................16 1.3. Thảo luận .....................................................................................................17 Chương 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........................................................................................................19 2.1. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................19 2.2 . Đối tượng nghiên cứu và giới hạn vấn đề nghiên cứu ..............................19 2.3. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................20 2.3.1. Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng ........................................................20 2.3.2. Đặc điểm cấu trúc QXTVR ...............................................................20 2.3.3. Đặc điểm tái sinh QXTVR .................................................................21 2.3.4. Đề xuất giải pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng...................21 2.4. Phương pháp nghiên cứu. ...........................................................................23 2.4.1. Phương pháp luận..............................................................................23 2.4.2. Phương pháp kế thừa số liệu ............................................................23 2.4.3. Phương pháp thu thập số liệu ...........................................................23 2.4.4. Phương pháp xử lí số liệu .................................................................25 Chương 3: ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU .................33 3.1. Điều kiện tự nhiên .......................................................................................33
iii 3.1.1. Vị trí địa lí .........................................................................................33 3.1.2. Địa hình .............................................................................................33 3.1.3. Khí hậu ..............................................................................................34 3.1.4. Thủy văn ............................................................................................35 3.1.5. Tài nguyên đất ...................................................................................36 3.1.6. Tài nguyên rừng ................................................................................37 3.2. Điều kiện kinh tế xã hội...............................................................................38 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................39 4.1. Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng của rừng thứ sinh nghèo ...........................39 4.1.1. Đặc điểm địa hình .............................................................................39 4.1.2. Đặc điểm thổ nhưỡng.........................................................................40 4.2. Đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng ....................................................43 4.2.1. Đặc điểm cấu trúc tổ thành và tính đa dạng loài thuộc tầng cây cao ...... 43 4.2.2. Cấu trúc tầng tán rừng ......................................................................50 4.2.3. Cấu trúc mật độ .................................................................................60 4.2.4. Các đại lượng sinh trưởng của lâm phần ..........................................64 4.3. Đặc điểm tái sinh quần xã thực vật rừng .....................................................67 4.3.1 Cấu trúc tổ thành cây tái sinh.............................................................67 4.3.2. Cấu trúc mật độ cây tái sinh ..............................................................69 4.3.3. Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh ...............................................69 4.3.4. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao ...........................................71 4.3.5 Phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng ngang ......................................72 4.3.6 Biến động của mật độ cây tái sinh có triển vọng theo tổ hợp các nhân tố có ảnh hưởng chủ yếu ....................................................................................72 4.4. Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng .................75 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ ............................................................78 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
iv DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu/Từ viết tắt Viết đầy đủ B Cây bạn C Cây có ích CP Che phủ (%) CND Chặt nuôi dưỡng D1.3 Đường kính thân cây tại vị trí 1.3m (cm) Dt Đường kính tán (m) GOL Cây gỗ lớn GOT Cây gỗ trung bình GON Cây gỗ nhỏ ∑G/ha Tổng tiết diện ngang trên một héc ta (m2) Hvn Chiều cao vút ngọn (m) Hdc Chiều cao dưới cành (m) K Kém KTLS Kỹ thuật lâm sinh KNXTTS Khoanh nuôi xúc tiến tái sinh MĐ Cây mục đích ∑M/ha Tổng trữ lượng trên một héc ta (m3) N/D1.3 Phân bố số cây theo cỡ đường kính NGH Nguồn gốc hạt NGC Nguồn gốc chồi
v OTC Ô tiêu chuẩn ODB Ô dạng bản P Cây phi mục đích PAK Phương án không phù hợp PAPH Phương án phù hợp PA Phương án QPN Quy phạm ngành QXTVR Quần xã thực vật rừng T Tốt TB Trung bình TC Tàn che TPCG Thành phần cơ giới TSR Tái sinh rừng TSTN Tái sinh tự nhiên TTV Thảm thực vật TSTV Tái sinh có triển vọng X Xấu [24] Số thứ tự tài liệu tham khảo
vi DANH MỤC BẢNG Bảng Tên bảng Trang 3.1 Diện tích rừng và đất lâm nghiệp của Uông Bí năm 2010 37 4.1 Một số tính chất hóa học của đất ở các trạng thái rừng 41 4.2 Công thức tổ thành tầng cây cao các trạng thái rừng 43 4.3 Số lượng loài và cá thể theo từng trạng thái 47 4.4 Các chỉ số đa dạng sinh học 47 4.5 Số lượng và tỉ lệ nhóm loài cây mục đích ở các trạng thái rừng 49 4.6 Chỉ số diện tích tán ở các trạng thái rừng 57 4.7 Mật độ tầng cây cao các trạng thái rừng 60 4.8 Phân bố của tầng cây cao ở các trạng thái rừng 61 4.9 Bảng tổng hợp kết quả tính toán một số đại lượng sinh trưởng 64 4.10 Tổng tiết diện ngang và trữ lượng ở các trạng thái rừng theo phẩm chất 66 4.11 Công thức tổ thành cây tái sinh các trạng thái rừng 67 4.12 Mật độ cây tái sinh ở các trạng thái rừng 69 4.13 Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh ở các trạng thái rừng 70 4.14 Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao 71 4.15 Ảnh hưởng của tầng cây cao đến mật độ cây TSTV 73 4.16 Hệ số các đường ảnh hưởng đến mật độ cây TSTV 74 4.17 Phương án kỹ thuật tối ưu, phù hợp và không phù hợp 75 4.18 Các chỉ tiêu kỹ thuật chặt nuôi dưỡng theo nhóm tác động 77
vii DANH MỤC HÌNH Hình Tên hình Trang 2.1 Sơ đồ các nội dung nghiên cứu 22 2.2 Sơ đồ bố trí ô dạng bản 25 2.3 Sơ đồ phân loại cây tốt, cây xấu 26 4.1 Biểu đồ phân bố số cá thể theo họ 46 4.2 Một góc nhìn trạng thái rừng IIA 50 4.3 Trắc đồ mặt cắt đứng trạng thái rừng IIA-OTC 02 52 4.4 Một góc nhìn trạng thái rừng IIB 53 4.5 Một góc nhìn tầng tán trên trạng thái rừng IIB 54 4.6 Trắc đồ mặt cắt đứng trạng thái rừng IIB-OTC 07 55 4.7 Một góc nhìn trạng thái rừng IIIA1 58 4.8 Trắc đồ mặt cắt đứng trạng thái rừng IIIA1-OTC 13 59 4.9 Biểu đồ phân bố N/D1.3 của trạng thái rừng IIA (OTC2) 62 4.10 Biểu đồ phân bố N/D1.3 của trạng thái rừng IIB (OTC7) 62 4.11 Biểu đồ phân bố N/D1.3 của trạng thái rừng IIIA1(OTC18) 63
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Khác với nhiều thành phố hay đô thị ở Việt Nam, thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh có diện tích đất dốc và đất lâm nghiệp khá lớn, chiếm tới trên 16.000 ha, tương đương 64% tổng diện tích tự nhiên của Thành phố. Đây là một tiềm năng khá lớn cho phát triển lâm nghiệp. Tuy nhiên, diện tích rừng tự nhiên này cũng vẫn đã và đang suy giảm cả về số lượng và chất lượng. Năm 2010, diện tích rừng tự nhiên chỉ còn lại 4284,82 ha (tỉ lệ rừng thứ sinh nghèo chiếm trên 80%) [66], chưa đáp ứng được yêu cầu về cung cấp lâm sản cũng như phòng hộ, bảo vệ môi trường. Vì vậy, cần phải có chính sách đầu tư, khai thác hợp lý và áp dụng các giải pháp kỹ thuật tác động phù hợp để rừng phát triển bền vững. Với yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội của Tỉnh nói chung và ở Uông Bí nói riêng, việc phục hồi lại rừng nghèo là nhiệm vụ cần thiết trước mắt và cả lâu dài nhằm đáp ứng được các mục tiêu kinh tế xã hội và phòng hộ. Mặc dù đã có khá nhiều công trình nghiên cứu về cấu trúc của rừng thứ sinh nghèo và một số quy phạm kỹ thuật phục hồi cũng đã được ban hành. Tuy nhiên, rừng tự nhiên là đối tượng phức tạp, có sự phân hóa lớn giữa các vùng nên sự đi sâu nghiên cứu kỹ lưỡng hơn cho một vùng cụ thể là cần thiết để có thể lựa chọn được những giải pháp kỹ thuật lâm sinh tác động phù hợp nhằm mang lại hiệu quả cao nhất. Hơn nữa, một tỉ lệ khá lớn diện tích rừng tự nhiên ở Uông Bí được các đơn vị quản lí áp dụng giải pháp khoanh nuôi không tác động từ những năm 90 của thế kỷ 20 đến nay mà chưa có đánh giá chính thức về sự hồi phục của rừng và xử lí sau khoanh nuôi như thế nào. Xuất phát từ thực tế đó, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc, tái sinh của rừng thứ sinh nghèo và đề xuất giải pháp kỹ thuật tác động tại thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh” đã được lựa chọn. Phương hướng của đề tài là xác định một số đặc điểm lâm học về địa hình, thổ nhưỡng, thảm thực vật trong rừng thứ sinh nghèo của thành phố Uông Bí, xác định khả năng phục hồi của nó và đề xuất được một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng.
2 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Ở ngoài nước 1.1.1. Thành quả nghiên cứu  Nghiên cứu về cấu trúc rừng Đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu nhằm xây dựng cơ sở khoa học phục vụ cho kinh doanh rừng. Có thể thống kê một số nghiên cứu có liên quan đến cấu trúc rừng như sau: Nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng, tiêu biểu như: Baur G.N (1964) [1] và Odum E.P (1971) [77]. Các tác giả đã tập trung nghiên cứu về các vấn đề sinh thái nói chung và cơ sở sinh thái cho kinh doanh rừng mưa nói riêng, tạo cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu cấu trúc rừng. Hình thái và tính đa dạng của cây rừng có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc của cả hệ sinh thái rừng ‘Dưới con mắt của các nhà thực vật học ở miền ôn đới, những cây cỏ ở miền nhiệt đới được xem là những kỳ quan, những sinh vật sai quy cách, mà đáng lẽ ra phải xem chúng là những sinh vật bình thường, đại diện cho một bộ phận to lớn của thế giới thực vật’ (Vann Stenis, 1956) [81]. Tầng thứ là chỉ tiêu cấu trúc phản ánh hình thái theo mặt phẳng đứng của lâm phần, thể hiện sự cạnh tranh sinh tồn giữa các loài cây trong quần xã với nhau và với hoàn cảnh xung quanh trong quá trình sinh trưởng và phát triển. Với đối tượng nghiên cứu là rừng tự nhiên, cấu trúc tầng thứ phản ánh bản chất sinh thái nội bộ hệ sinh thái rừng và phản ánh các mối quan hệ giữa các tầng rừng với nhau, giữa các loài cây khác nhau. Đã có một số tác giả nghiên cứu về vấn đề này, điển hình như Richards P.W và Davis T.A.W (1933 - 1934) đã mô phỏng cấu trúc tầng thứ thông qua trắc đồ đứng. Tuy nhiên cách mô phỏng của ông chỉ minh hoạ được cách sắp xếp theo hướng thẳng đứng của các loài cây gỗ trong một diện tích có hạn. Sau đó, Cusen (1951) đã khắc phục bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đưa lại một hình tượng về không gian ba chiều (dẫn theo Phùng Ngọc Lan, 1986 [36]).
3 Richards P.W (1952) [78] đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mưa thành hai loại: Rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài đơn giản chỉ bao gồm một vài loài cây. Theo tác giả, rừng mưa thường có nhiều tầng (thường là 3 tầng, trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ). Trong rừng mưa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các cây thân cỏ còn có nhiều loại dây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây hình thành nên nhóm thực vật ngoại tầng. Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo hay ngoại mạo sinh thái [19]. Cơ sở phân loại rừng theo xu hướng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng. Tiêu biểu cho hệ thống phân loại rừng theo hướng này có Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973)... Trên cơ sở nghiên cứu rừng ở trạng thái động Melekhov đã nhấn mạnh sự biến đổi của rừng theo thời gian, đặc biệt là sự biến đổi của tổ thành loài cây trong lâm phần qua các giai đoạn khác nhau trong quá trình phát sinh và phát triển của rừng. Như vậy, những nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ của các tác giả nêu trên mới mang tính chất định tính, chưa phản ánh hết tính phức tạp của cấu trúc rừng nhiệt đới. Do vậy, 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) 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) 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) [14].
4  Nghiên cứu về tái sinh rừng Lịch sử nghiên cứu tái sinh rừng trên thế giới đã trải qua hàng trăm năm, nhưng với rừng nhiệt đới, vấn đề này mới được tiến hành chủ yếu từ những năm 30 đến nay. Có nhiều quan điểm, nội dung nghiên cứu của các tác giả về tái sinh tự nhiên nhưng có thể tóm tắt như sau: Về đặc điểm tái sinh: TSTN rừng nhiệt đới là vấn đề cực kỳ phức tạp bởi tính đa dạng sinh học cao trong cùng QXTVR và có nhiều khác biệt với rừng ôn đới và còn ít được nghiên cứu. Vansteenis (1956) [81] đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là: tái sinh phân tán, liên tục của các loài cây chịu bóng tạo tiền đề tạo thành rừng hỗn loài khác tuổi và tái sinh vệt của các loài cây ưa sáng tiên phong, mọc nhanh để lấp các lỗ trống do cây già đổ. Về xác định thời gian nghiên cứu tái sinh: Đa số các nhà nghiên cứu thống nhất rằng trong nghiên cứu tái sinh rừng cần phải nghiên cứu quá trình tái sinh rừng kể từ khi hình thành cơ quan sinh sản, sự hình thành hoa, quả, các tác nhân phát tán hạt, sự phù hợp của mùa vụ hạt giống với điều kiện khí hậu ..v..v... Phần lớn các nhà lâm học Liên Xô cũ lại đề nghị chỉ nên nghiên cứu quá trình TSR bắt đầu từ cây có hoa quả, thậm chí từ thời gian cây mạ trở đi (dẫn theo Đinh Quang Diệp, 1993)[16]. Về ảnh hưởng của một số nhân tố sinh thái đến tái sinh rừng: Cho đến nay, có rất nhiều công trình nghiên cứu tập trung xác định ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh đến tái sinh rừng và được phân thành 2 nhóm: nhóm các nhân tố ảnh hưởng không có sự tác động của con người và có sự tác động của con người. Quá trình sinh trưởng của cây rừng nói chung và cây tái sinh nói riêng chịu tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái như ánh sáng, đất, lượng mưa...và mỗi loài cây chỉ có thể tồn tại và sinh trưởng trong một giới hạn nhất định của các nhân tố sinh thái trên. Khi một trong các nhân tố thay đổi làm cho môi trường thay đổi và sinh trưởng của chúng sẽ bị ảnh hưởng [82]. Để làm rõ mức độ ảnh hưởng của các nhân tố và xác định được tổ hợp thích hợp cho mỗi loài cây các nhà sinh thái học đã tập trung
5 nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng chủ yếu như: ánh sáng, đất, cây bụi thảm tươi, nguồn hạt giống, thảm mục, các nhân tố khí hậu, động vật và vi sinh vật rừng... Thứ nhất, nhân tố ánh sáng. Đây là nhân tố sinh thái được nhiều tác giả qua tâm bởi đa số các loài cây, ánh sáng là nhân tố giới hạn có ảnh hưởng rất lớn tới thành công của quá trình tái sinh [82]. Theo đó có hai hướng nghiên cứu: Một là tái sinh dưới tán, để phân biệt nhu cầu ánh sáng giữa các loài cây, H. Lamprecht (1989) [74] đã phân cây rừng thành 3 nhóm: chịu bóng, ưa sáng và trung tính dựa theo nhu cầu ánh sáng tối thiểu cho quá trình quang hợp của chúng. Dưới tán rừng, khi lượng ánh sáng chiều xuống bị thiếu hụt mức độ chịu bóng của cây rừng sẽ là đặc điểm quyết định khả năng tái sinh của chúng [1], [82]. Hơn nữa, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng chủ yếu đến sự phát triển của cây con, còn đối với sự nảy mầm và phát triển của mầm non thường không rõ [78]. I.D.Yurkevich (1960) đã chứng minh độ tàn che tối ưu cho sự phát triển bình thường của đa số các loài cây gỗ là 0,6 - 0,7. Hai là, tái sinh lỗ trống. P.E. Odum (1971) [77] khi nghiên cứu về nội cân bằng của hệ sinh thái cho rằng: Hệ sinh thái có khả năng tự duy trì và tự điều chỉnh, có khả năng chống chịu sự biến đổi và duy trì trạng thái cân bằng. Hệ sinh thái rừng nhiệt đới cũng có đặc điểm này, thể hiện rõ nhất ở việc tái sinh lỗ trống khi cây cổ thụ trong rừng tự nhiên bị bão đổ, chết; tùy theo độ lớn của lỗ trống, lỗ trống lớn sẽ xuất hiện cây tái sinh của loài ưa sáng mọc nhanh, lấp kín lỗ trống nhanh chóng, sau mới đến cây tái sinh của các loài có giá trị, chiếm tầng ưu thế trong rừng nhưng ưa bóng trong giai đoạn đầu. Thứ hai, nhân tố đất không chỉ là giá thể cho cây đứng vững mà con cung cấp nước, các chất dinh dưỡng, muối khoáng và ô xy cho cây sinh trưởng và phát triển. Khác với cây cao, bộ rễ của cây tái sinh chủ yếu tập trung ở tầng đất mặt. Do vậy, khi định lượng mối quan hệ giữa cây rừng và đất, các nhà khoa học không chỉ tập trung vào các tính chất của đất mà còn chú trọng nghiên cứu biến động nhiệt độ và độ ẩm tầng đất mặt bởi chúng có liên quan trực tiếp tới khả năng hấp thụ nước,
6 muối khoáng và các chất dinh dưỡng khác trong đất của cây. Theo Tamari (1975) [80] hàm lượng mùn, độ xốp, nhiệt độ và độ ẩm của tầng đất mặt có ảnh hưởng rất lớn tới khả năng nẩy mầm và sinh trưởng của cây tái sinh. Độ khép tán của quần thụ ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và sức sống của cây con. Trong công trình nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa cây con và quần thụ, V.G. Karpov (1969) đã chỉ ra đặc điểm phức tạp trong quan hệ cạnh tranh về dinh dưỡng khoáng của đất, ánh sáng, ẩm độ và tính chất không thuần nhất của quan hệ qua lại giữa các thực vật tuỳ thuộc đặc tính sinh vật học, tuổi và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật. I.N.Nakhteenko (1973) cho rằng sự trùng hợp cao của sự hấp thụ dinh dưỡng giữa hai loài có thể gây cho nhau sự kìm hãm sinh trưởng và làm tăng áp lực cạnh tranh giữa hai loài (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992) [51]. Thứ ba, cây bụi, thảm tươi và nguồn hạt giống: Đây là nhân tố có ảnh hưởng rất lớn tới khả năng tiếp cận của hạt giống với đất, chi phối lượng ánh sáng chiếu xuống, ảnh hưởng đến độ ẩm đất và là đối thủ cạnh tranh sinh tồn của cây mạ. Những quần thụ kín tán ảnh hưởng của chúng tới cây tái sinh thường không đáng kể trong khi những quần thụ có tầng tán thưa hơn chúng là những nhân tố gây trở ngại rất lớn cho tái sinh rừng (Vipper, 1973) (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992) [51]. Thêm vào đó, khi đánh giá ảnh hưởng của nguồn hạt giống đến tái sinh rừng các tác giả đều nhấn mạnh 3 yếu tố: (i) các nhân tố ảnh hưởng đến nguồn hạt, (ii) đặc điểm phát tán hạt giống của cây rừng và (iii) mức độ phong phú của nguồn hạt. Theo Matthew (2000) [75], tại những vùng đất thấp của Costa Rica các khúc gỗ mục nhỏ và những đám cây dương xỉ có ảnh hưởng rất lớn tới sự tồn tại của hạt giống sau khi được phát tán và sự phát tán của hạt giống trên những vùng đất bỏ trống là nhân tố chính góp phần vào thành công của phục hồi rừng [84]. Trong khi Holl và các cộng sự (2000) [73] lại khẳng định, sự thiếu hụt về nguồn hạt giống và cạnh tranh của cỏ dại như là những nhân tố rào cản của quá trình này. Thứ tư, các yếu tố khí hậu: như gió, lượng mưa, nhiệt độ cũng được đánh giá có ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình phát tán, nẩy mầm của hạt giống. Nghiên
7 cứu của Nathan và Muller-Landau (2000) [76] về khả năng phát tán nhờ gió của 1.500 loại hạt giống trong phạm vi 100m tính từ gốc các cây mẹ cho thấy cường độ phát tán giảm xuống khi khoảng cách tăng lên. Khả năng phát tán này không chỉ phụ thuộc vào cường độ gió mà còn phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo hạt. Điều này đồng nghĩa với việc hạt có kích thước nhỏ và có cánh thì cự ly phát tán xa hơn so (nhiều trường hợp lên tới 2km tính từ gốc cây mẹ [79]) so với với các hạt kích thước lớn và không cánh [70]. Thứ năm, động vật rừng, bao gồm côn trùng, động vật ăn quả, động vật và vi sinh vật đất có vai trò thụ phấn làm tăng lượng quả, hạt giống, góp phần phát tán hạt hạt giống [76] và phân giải các chất hữu cơ trong đất thúc đẩy khả năng sinh trưởng của cây tái sinh [73]. Một số loài động vật trong quá trình đào bới đất để kiếm thức ăn hoặc loài giun đất đã đưa hạt giống từ các tầng đất sâu hơn lên phía trên từ đó hạt có thể nẩy mầm sau thời gian dài chờ đợi [83]. Về điều tra, đánh giá tái sinh tự nhiên: Các nhà nghiên cứu đều có chung một quan điểm thống nhất là: Hiệu quả TSR được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố và độ dài của thời kỳ TSR. Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây tái sinh và tầng cây gỗ lớn đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbread, 1930; Richards, 1933; 1939; Aubréville, 1938; Beard, 1946; Lebrun và Gilbert, 1954; Joné, 1955-1956; Schultz, 1960; Baur, 1964; Rollet, 1969 [81]. Do tính chất phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài có giá trị nên trong thực tiễn lâm sinh người ta chỉ tập trung khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định. Để xác định mật độ cây tái sinh nhiều tác giả đã sử dụng các phương pháp khác nhau, điển hình như: ODB theo hệ thống do Lowdermilk (1927) [72] đề xuất (diện tích 1- 4 m2), ô có kích thước lớn (10-100 m2), điều tra theo dải hẹp với ô có kích thước từ 10-100 m2. Để giảm sai số trong khi thống kê, Barnard (1950) [69] đề nghị một phương pháp "điều tra chuẩn đoán" mà theo ông kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo thời gian phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác
8 nhau. Phương pháp này được áp dụng nhiều hơn vì nó thích hợp cho từng đối tượng rừng cụ thể. M. Loeschau (1977) 40 đã đưa ra một số để nghị để đánh giá một khu rừng có tái sinh đạt yêu cầu hay không phải áp dụng phương pháp điều tra ngẫu nhiên, trừ trường hợp đặc biệt có thể dựa vào những nhận xét tổng quát về mật độ tái sinh như nơi có lượng cây tái sinh rất lớn. Từ những tính toán về sai số cũng như về mặt tổ chức thực hiện thì các ô được chọn là những ô vuông có diện tích là 25m2 dễ dàng xác lập bằng gậy tre. Các ô đo đếm được xác lập theo từng nhóm, mỗi nhóm gồm 4 ô bố trí liên tiếp theo kiểu phân bố hệ thống không đồng đều. Như vậy, các ô vừa đại diện được đầy đủ toàn bộ khu vực điều tra, và những nhân tố điều tra vừa có dạng gần với phân bố chuẩn.  Vận dụng hiểu biết về cấu trúc và tái sinh rừng trong kỹ thuật tác động vào rừng tự nhiên Góp phần xây dựng những nguyên lý và đề xuất các biện pháp kỹ thuật về kinh doanh rừng mưa nhiệt đới đã có nhiều tác giả nước ngoài như: Richard (1960) với công trình Rừng mưa nhiệt đới; Baur (1964) [1] với công trình cơ sở sinh thái học của kinh doanh rừng mưa; Catinot (1965) [10] với công trình Lâm sinh học nhiệt đới; Lamprecht (1989) [74] với công trình Lâm sinh học nhiệt đới..., các công trình nghiên cứu này đã chỉ ra rằng rừng nhiệt đới rất đa dạng phong phú về thành phần loài, trong rừng thường phân hoá thành một số tầng nhất định. Đồng thời các tác giả đã nghiên cứu, thảo luận và đề xuất nhiều vấn đề lý luận, kỹ thuật và cả kinh tế xã hội có vai trò quan trọng trong kinh doanh hệ sinh thái rừng tự nhiên. Trong công trình của Baur (1964) [1] đã tổng kết, đánh giá rất nhiều phương thức xử lý lâm sinh đối với rừng nhiệt đới như: Phương thức rừng đều tuổi ở Mã lai, Bắc Borneo và Tân Ghi nê; Taylor (1954), Jones (1960) phương thức chặt dần nhiệt đới ở Nigeria, Gana và Triniđat; phương thức chặt dần nâng cao vòm lá ở Andamann và ở ấn Độ.
9 Các phương thức xử lý lâm sinh trên đều nhằm mục tiêu tạo ra rừng mưa khá đồng đều để có thể cung cấp một lượng sản phẩm lớn, đồng đều về chủng loại cho một lần khai thác; nhưng trong thực tế không được như mong muốn. 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. Kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới cho chúng ta những hiểu biết các phương pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh tự nhiên ở một số nơi. Đặc biệt, sự vận dụng các hiểu biết về quy luật tái sinh để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý tài nguyên rừng bền vững. 1.1.2. Tồn tại nghiên cứu Mặc dù các nghiên cứu khá đầy đủ, đa dạng song mới chỉ chủ yếu nghiên cứu trên phạm vi rộng mà chưa chú ý tới sự thay đổi của tiểu hoàn cảnh trong phạm vi hẹp, chưa xác định được nhân tố có ảnh hưởng quan trọng nhất tới tái sinh và xu hướng thay đổi của cây tái sinh theo sự thay đổi của các nhân tố ảnh hưởng. 1.2. Ở Việt Nam: 1.2.1. Thành quả nghiên cứu  Nghiên cứu về cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là một vấn đề có nội dung phong phú và đa dạng. Những đặc trưng này thường được mô tả theo đơn vị lâm phần của Đổng Sỹ Hiền (1974) [24]. Theo ông, chỉ cần có những cây, dù khác loài, khác tuổi, mọc thành rừng, nghĩa là cùng nhau sinh trưởng trên một diện tích nào đó với một mật độ nhất định, hình thành một đơn vị sinh vật học, một lâm phần có quy luật xác định”. Luận điểm này điều đã được nhiều nhà nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ở nước ta vận dụng trong các công trình nghiên cứu khoa học của mình. Ngay từ những năm 60 của thế kỷ 20, đã có những công trình nghiên cứu về cơ sở khoa học và biện pháp kỹ thuật kinh doanh rừng tự nhiên ở Việt nam. Những đặc điểm cấu trúc của các thảm thực vật rừng miền Bắc Việt nam đã được Trần Ngũ
10 Phương (1970) [45] chỉ ra trên cơ sở kết quả điều tra tổng quát về tình hình rừng miền Bắc Việt nam từ năm 1961-1965. Nhân tố cấu trúc đầu tiên được nghiên cứu là tổ thành và thông qua đó một số quy luật phát triển của các hệ sinh thái rừng được phát hiện và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất. Ở huyện Hoành bồ - Quảng Ninh, tổ thành loài trong rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở các trạng thái IIA, IIB, IIIA1 rất phức tạp nhưng có thể xác định được nhóm loài cây ưu thế từ 7-10 loài (Lim xanh, dẻ, Trám chim, Xoan đào, Táu duối, Kháo vàng, Trám trắng) [25],.... Khi nghiên cứu về cấu trúc rừng, trên quan điểm hệ sinh thái, Thái Văn Trừng (1978,1999) [62, 63] đã dựa trên số lượng và tỷ lệ nhóm loài ưu thế để phân định các đơn vị phân loại sau: quần hợp, ưu hợp và phức hợp. Quần hợp: đó là một quần thể thực vật trong đó cá thể của 1 - 2 loài chiếm 90% tổng số cá thể trong tầng lập quần. Ưu hợp: một số cây chiếm ưu thế không quá 10 loài, tỷ lệ các loài cây 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 thể trên đơn vị diện tích điều tra. Trường hợp độ ưu thế các loài cây không rõ ràng gọi là những phức hợp. Cũng theo ông, cấu trúc tầng thứ rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới thường có: Tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C). Trong nghiên cứu cấu trúc, vấn đề được nhiều tác giả quan tâm là nghiên cứu quy luật cấu trúc. Nhiều tác giả ứng dụng hàm toán học để mô phỏng như: Trần Văn Con (1991) [13], Đồng Sỹ Hiền (1974) [24], Nguyễn Văn Trương (1983) [61], Lê Minh Trung (1991) [60], Đào Công Khanh (1996) [35],... Rừng lá rộng, hỗn loại, thường xanh ở Kon hà nừng-Gia lai có phân bố số cây theo cấp kính, cấp chiều cao, đường kính 1,3 m trong 1 cấp tuổi đều có dạng phân bố giảm, đa số loài cây có cấu trúc đường kính và chiều cao giống với cấu trúc tương ứng của lâm phần, đồng thời cấu trúc của loài cũng có những biến động [46]. Rừng thứ sinh ở huyện Hoành Bồ - Quảng Ninh, phân bố N/D1.3 cũng có dạng phân bố giảm, có một đỉnh lệch trái [25]. Đối với rừng sau khai thác, đa số có dạng phân bố N/D theo hướng giảm dần, lệch phải một hoặc một số trường hợp là hai đỉnh. Rừng sau khai thác sau 15, 20, 25 năm
11 trữ lượng rừng tuy đạt trên 100 m3/ha nhưng phân bố trữ lượng, số cây theo cấp kính, theo loài kinh doanh không hợp lý. Phần lớn cây tập trung ở cấp đương kính nhỏ ( 8 - 12 và 14 - 20), cấp đường kính thành thục công nghệ (> 40 cm) chiếm tỷ lệ thấp. Ngoài ra, ở cấp thành thục công nghệ các loài cây phẩm chất xấu còn ứ đọng lại trong rừng không đạt hiệu quả trong khai thác [48],[49].  Nghiên cứu về tái sinh: TSR là một quá trình sinh học đặc thù của hệ sinh thái rừng. Phùng Ngọc Lan (1986) [36] quan niệm về TSR, hiểu theo nghĩa hẹp, là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ và “Tái sinh rừng là chìa khóa quyết định nội dung điều chế rừng” [18]. các nhà lâm học trong nước cũng đã có nhiều nghiên cứu để tìm ra những đặc điểm và quy luật tái sinh của rừng nhiệt đới Việt Nam Các nghiên cứu về TSR tập trung theo các hướng sau: Về đặc điểm tái sinh, công trình nghiên cứu quy mô lớn do Viện điều tra quy hoạch rừng thực hiện trong 8 năm (từ 1962-1969) nhằm đánh giá đặc điểm tái sinh của các loại hình thực vật ưu thế tại Yên Bái, Hà Tĩnh, Quảng Bình và Lạng Sơn đã khẳng định: TSTN rừng nhiệt đới miền Bắc Việt Nam cũng mang những đặc điểm của tái sinh rừng nhiệt đới đó là đặc điểm tái sinh phân tán và liên tục của các loài chịu bóng được dưới tán rừng và tái sinh theo vệt của các loài ưa sáng ở các lỗ trống [31]. Đặc điểm này lần nữa được khẳng định trong tổng kết nghiên cứu của Trần Văn Con (2006) [15] và trong nghiên cứu của Thái Văn Trừng (1978, 1999) [62, 63]. Bên cạnh đó, hiện tượng tái sinh dưới tán rừng của những loài cây gỗ đã tiếp diễn liên tục, không mang tính chu kỳ. Sự phân bố cây tái sinh rất không đồng đều, số cây mạ chiếm ưu thế rõ rệt so với số cây ở cấp tuổi khác [58]. TSTN dưới tán rừng và ở các lỗ trống của TTV rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới tại Vườn quốc gia Bạch Mã - Thừa Thiên Huế trên các đối tượng rừng thuộc trạng thái IIB, IIIA1 và IIIA2 lại có đặc điểm: Với tái sinh dưới tán, mật độ cây tái sinh tương đối cao (7323-8985 cây/ha) và giảm xuống khi mức độ ổn định của lâm phần tăng lên. Số loài cây tái sinh ở trạng thái IIB cao hơn so với trạng thái IIIA2