Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của hệ sinh thái rừng núi đất theo đai cao tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hu, Thanh Hóa

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm góp phần bổ sung những hiểu biết mới về đặc điểm cấu trúc của hệ sinh thái rừng núi đất đai cao tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hu – Thanh Hóa. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của luận văn này.

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 của hệ sinh thái rừng núi đất theo đai cao tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hu, Thanh Hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP -------------------------------------------- LÊ NGỌC HẢI NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA HỆ SINH THÁI RỪNG NÚI ĐẤT THEO ĐAI CAO TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN PÙ HU, THANH HÓA Chuyên ngành: QUẢN LÝ BẢO VỆ TÀI NGUYÊN RỪNG Mã số : 60.62.68 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN QUANG BẢO HÀ NỘI - 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP -------------------------------------------- LÊ NGỌC HẢI NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA HỆ SINH THÁI RỪNG NÚI ĐẤT THEO ĐAI CAO TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN PÙ HU, THANH HÓA 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 -------------------------------------------- LÊ NGỌC HẢI NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA HỆ SINH THÁI RỪNG NÚI ĐẤT THEO ĐAI CAO TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN PÙ HU, THANH HÓA Chuyên ngành: QUẢN LÝ BẢO VỆ TÀI NGUYÊN RỪNG Mã số : 60.62.68 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP HÀ NỘI - 2011
Công trình được hoàn thành tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Quang Bảo Phản biện 1: …………………………………………………….. Phản biện 2: ……………………………………………………… Phản biện 3: ……………………………………………………… Luân văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nước họp tại: Trường Đại học Lâm Nghiệp vào hội ……..giờ…..ngày……tháng…….năm….. Có thể tìm hiểu luận văn tại: Thư viện - Trường Đại học Lâm nghiệp
i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Giải thích nghĩa D1.3 Đường kính ở vị trí 1,3 m Hvn Chiều cao vút ngọn N Số lượng cây NL Số lượng loài M Trữ lượng G Tổng tiết diện ngang DDSH Đa dạng sinh học OTC Ô tiêu chuẩn UBND Uỷ ban nhân dân BTTN Bảo tồn thiên nhiên PH Phòng hộ SX Sản xuất ĐD Đặc dụng Nxb Nhà xuất bản
ii DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 2.1 Hiện trạng dân sinh các xã thuộc vùng lõi, vùng đệm 20 Tổ thành tầng cây cao của hệ sinh thái rừng núi đất theo đai cao 4.1 44 Khu BTTN Pù Hu theo tỉ lệ số cây của mỗi loài (N%) Tổ thành tầng cây cao của hệ sinh thái rừng núi đất theo đai cao 4.2 47 Khu BTTN Pù Hu theo mức độ quan trọng của loài IV%. 4.3 Chỉ số phong phú của loài theo các đai cao 49 4.4 Kết quả tính toán chỉ số đa dạng sinh học Shannon – Wiener. 50 4.5 Kết quả so sánh mức độ đa dạng loài theo tiêu chuẩn t-Student 51 4.6 Kết quả tính toán mức độ đa dạng loài theo chỉ số Simpson. 51 4.7 Mô phỏng phân bố NL/D1.3 bằng hàm Khoảng cách 52 4.8 Mô phỏng phân bố NL/D1.3 bằng hàm Weibull 53 4.9 Mô phỏng phân bố N/D1.3 bằng hàm Khoảng cách 55 4.10 Mô phỏng phân bố N/D1.3 bằng hàm Weibull 55 4.11 Tổng hợp kết quả so sánh phân bố NL/D1.3 trên các đai cao 58 4.12 Tổng hợp kết quả so sánh phân bố N/D1.3 trên các đai cao 58 4.13 Mô phỏng phân bố NL/Hvn bằng hàm Khoảng cách 59 4.14 Mô phỏng phân bố NL/Hvn bằng hàm Weibull 59 4.15 Mô phỏng phân bố N/Hvn bằng hàm Khoảng cách 62 4.16 Mô phỏng phân bố N/Hvn bằng hàm Weibull 62 4.17 Tổng hợp kết quả so sánh phân bố NL/Hvn trên các đai cao 64 4.18 Tổng hợp kết quả so sánh phân bố N/Hvn trên các đai cao 64 Bảng phân loại các trạng thái rừng núi đất theo đai cao hiện tại 4.19 66 ở Khu BTTN Pù Hu – Thanh Hóa
iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên hình Trang 2.1 Bản đồ vị trí Khu BTTN Pù Hu 18 3.1 Công tác thu thập số liệu ngoài thực địa 30 Bản đồ phân bố hệ sinh thái rừng núi đất theo đai cao tại 4.1 39 Khu BTTN Pù Hu 4.2 Hệ sinh thái rừng núi đất ở các đai cao 42 4.3 Biểu đồ phân bố NL/D1.3 theo hàm Weibull 54 4.4 Biểu đồ phân bố N/D1.3 theo hàm Weibull 57 4.5 Biểu đồ phân bố NL/Hvn theo hàm Weibull 61 4.6 Biểu đồ phân bố N/Hvn theo hàm Weibull 63
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Hệ sinh thái rừng được coi là nhân tố quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường và cuộc sống của con người, là loại tài nguyên quý giá có khả năng tái tạo và phát triển, là bộ phận quan trọng có vai trò chủ lực trong nhiều lĩnh vực như: phòng hộ, bảo vệ môi trường, duy trì cân bằng sinh thái, bảo vệ đa dạng sinh học, bảo vệ nguồn gen, tôn tạo cảnh quan, cung cấp nhiều loại lâm sản thiết yếu, quý giá,…gắn liền với đời sống con người. Tuy nhiên hiện nay cùng với sự phát triển của đời sống xã hội và con người, nhu cầu sử dụng tài nguyên từ rừng ngày càng cao làm cho tài nguyên rừng ngày càng suy thoái gây ra nguyên nhân mang tính xã hội, dẫn đến tình trạng phá vỡ cân bằng sinh thái, giảm đa dạng sinh học, tổn hại đến môi trường sống, de dọa tính mạng và tài sản con người. Do vậy yêu cầu thiết yếu 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. Mỗi khu vực, mỗi điều kiện sinh thái khác nhau sẽ cho những khu rừng có tính đặc thù khác nhau cần được nghiên cứu, trong đó nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng là một trong những vấn đề được nhiều nhà khoa học quan tâm. Nó là cơ sở để đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng một cách hiệu quả. Đặc biệt là đối với công tác phục hồi rừng tự nhiên, thì nghiên cứu cấu trúc rừng là việc làm hết sức cần thiết và ảnh hưởng đến khả năng thành công của công tác phục hồi theo hướng “tiếp cận tự nhiên”. Bởi trên quan điểm sinh thái, đặc điểm cấu trúc rừng thể hiện rõ nét mối quan hệ và mức độ phong phú, đa dạng của loài cây trong các hệ sinh thái rừng khác nhau. Vì vậy việc nghiên cứu cấu trúc rừng nhằm duy trì rừng như một hệ sinh thái ổn định để phát huy bền vững các chức năng có lợi của rừng cả về kinh tế, xã hội và sinh thái. Ở Việt Nam việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng cũng đã được nhiều nhà khoa học quan tâm, chú trọng. Tuy nhiên các công trình nghiên cứu vẫn chưa thể bao quát cho mọi hệ sinh thái, chưa làm nổi bật những điển hình và đặc thù của các
2 hệ sinh thái rừng trong từng khu vực cụ thể. Việc nghiên cứu này có ý nghĩa vô cùng quan trọng, một khi chúng ta đã thu được những kết quả phản ánh đặc điểm cấu trúc của các loài cây trong hệ sinh thái rừng sẽ giúp chúng ta có những tác động hợp lý gần với tự nhiên tại các khu rừng chuẩn. Từ các mô hình chuẩn này chúng ta có những hướng tác động, bổ sung các điều kiện cần cho các mẫu thiếu, xây dựng mẫu cho các loại hình rừng mới.... tác động để hướng tới mẫu chuẩn. Bằng cách này, các nhà lâm học có thể sử dụng các mô hình cụ thể cho các mẫu rừng cụ thể để hướng tới phục hồi rừng theo hướng chuẩn của tự nhiên. Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hu nằm phía tây tỉnh Thanh Hóa có tổng diện tích tự nhiên là 27.502,89 ha bao gồm 16.246,74 ha rừng cần được bảo vệ nghiêm ngặt; 11.238,15 ha rừng phục hồi sinh thái. Được tạo thành chủ yếu bởi 2 hệ sinh thái là hệ sinh thái núi đất đai cao và hệ sinh thái núi đá vôi. Phân bố đặc trưng ở độ cao 500 đến 1.500 m với diện tích 27.312,96 ha. Hệ sinh thái núi đất đai cao chiếm 98,55 % tổng diện tích phân bố tương đối đều trên toàn diện tích. gồm các kiểu rừng sau: Kiểu rừng kín thường xanh mưa mùa ít bị tác động trên đai cao, kiểu rừng thường xanh mưa mùa bị tác động trên đai cao, kiểu rừng thường xanh mưa mùa trên đất thấp bị tác động mạnh. Với thực trạng hiện nay trong khu vực quản lý của Khu bảo tồn vẫn còn nhiều cộng đồng dân cư sống xen lẫn. Cuộc sống của họ gắn liền với rừng, sản vật thu hái được từ rừng được phục vụ cho nhu cầu sinh sống hàng ngày. Mặc dù đơn vị tăng cường công tác quản lý bảo vệ rừng và có nhiều chương trình phát triển kinh tế nhằm giảm các tác động xấu đến rừng. Nhưng hiện nay tài nguyên rừng đang bị tác động nghiêm trọng. Xuất phát từ yêu cầu thực tế nhằm bảo tồn, cũng như nâng cao sự hiểu biết hệ sinh thái rừng núi đất đai cao tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của hệ sinh thái rừng núi đất theo đai cao tại Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hu, Thanh Hóa”.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Các nhà lâm sinh quan niệm rằng, cấu trúc rừng (forest structure) là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc tính sinh thái học khác nhau có thể chung sống hài hòa và đạt tới sự ổn định tương đối trong một giai đoạn nhất định của tự nhiên. Cũng theo quan điểm này, Phùng Ngọc Lan (1986) [23] cho rằng: cấu trúc rừng là một khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian. Còn trên quan điểm sản lượng, Husch,B. (1982) [13], cấu trúc là sự phân bố kích thước của loài và cá thể trên diện tích rừng. Như vậy, có thể thấy cấu trúc lớp thảm thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, là sản phẩm của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật, giữa thực vật và môi trường sống. Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái. Trên quan điểm sản lượng thì cấu trúc rừng phản ánh sưc sản xuất của rừng theo điều kiện lập địa. Cấu trúc quần xã thực vật rừng bao gồm cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng thứ, cấu trúc tuổi, cấu trúc mật độ, cấu trúc theo mặt phẳng nằm ngang…. Nhìn chung, nghiên cứu cấu trúc đã chuyển từ mô tả định tính sang phân tích định lượng dưới dạng mô hình hóa toán học nhằm khái quát hóa các quy luật của tự nhiên. Trong đó, các quy luật phân bố, tương quan của một số nhân tố điều tra được quan tâm nghiên cứu. 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Về phân loại rừng Trong kinh doanh rừng, đặc biệt là rừng tự nhiên nhiệt đới thì phân loại rừng là công việc hết sức cần thiết và thường được thực hiện đầu tư. Theo Phùng Ngọc Lan (1986) [22], trên thế giới có rất nhiều trường phái phân loại rừng khác nhau: trường phái Liên Xô cũ và một số nước Đông Âu đã được các nhà phân loại rừng nước ta áp dụng trong một thời gian dài. Bên cạnh đó còn có các trường phái khác như trường phái Bắc Âu, trường phái Mỹ và Canada,
4 tùy thuộc vào kiểu rừng, mục tiêu kinh doanh mà các trường phái lựa chọn các nhân tố chủ đạo phân loại khác nhau. 1.1.2 Nghiên cứu cấu trúc 1.1.2.1. Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng Khái niệm về hệ sinh thái rừng đã được làm sáng tỏ là cơ sở cho việc nghiên cứu các nhân tố cấu trúc đứng trên quan điểm sinh thái học. Baur G.N (1964) [1] đã nghiên cứu các vấn đề cơ cở sinh thái học nói chung và cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng. Trong đó, tác giả đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Theo tác giả, các phương thức đều có hai mục đích rõ rệt: “Mục tiêu thứ nhất là cải thiện rừng cây nguyên sinh vốn thường hỗn loài và không đồng tuổi bằng cách đào thải những cây quá thành thục và vô dụng để tạo không gian sống thích hợp cho các loài cây còn lại sinh trưởng: mục tiêu thứ 2 là tạo lập tái sinh bằng cách xúc tiến tái sinh, thực hiện tái sinh nhân tạo hoặc giải phóng lớp cây tái sinh sẵn có đang ở trạng thái ngủ để thay thế cho những cây đã lấy ra khỏi rừng trong khai thác hoặc trong chăm sóc, nuôi dưỡng rừng sau đó”. Từ đó, tác giả đã đưa ra tổng kết hết sức phong phú về các nguyên lý tác động xử lý cải thiện rừng mưa. Catinot.R (1965) [4] đã nghiên cứu cấu trúc hình thái rừng thông qua việc biểu diễn các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái rừng thông qua việc mô tả, phân loại theo các khái niệm, dạng sống, tầng phiến… Odum E.P (1971) [28] hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tasley A.P năm 1935. Khái niệm hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu cấu trúc trên quan điểm sinh thái học. 1.1.2.2. Mô tả về hình thái cấu trúc rừng Rừng mưa nhiệt đới với sự đa dạng và phong phú của nó đã được nhiều nhiều nhà khoa học đi sâu nghiên cứu như Richards (1952) [31], Catinot (1965) [4]. Các tác giả này 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…
5 Các kết quả nghiên cứu này đã đặt nền móng quan trọng cho các nghiên cứu ứng dụng sau này. Rollet (1971) (theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [10], đã mô tả cấu trúc hình thái rừng mưa bằng các phẫu đồ, biểu diễn các mối tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực, tương quan giữa đường tán với đường kính ngang ngực bằng các hàm hồi quy. Kraft (1988) (theo Phùng Ngọc Lan, 1986) [22], tiến hành phân chia những cây rừng trong lâm phần thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng , kích thước và chất lượng của cây rừng. Các tiêu chuần phân cấp rõ ràng, đơn giản và dễ áp dụng, phản ánh được tình hình phân hóa cây rừng. Như vậy, khi nghiên cứu về tầng thứ, hầu hết các tác giả chỉ đưa ra những nhận xét mang tính định tính chứ chưa thực sự phản ánh về sự phức tạp về cấu trúc của rừng tự nhiên nhiệt đới. 1.1.2.3. Nghiên cứu định lượng về cấu trúc rừng Khi chuyển đổi nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng, nhiều tác giả đã sử dụng các công thức và hàm toán học để mô hình hóa cấu trúc rừng, xác định mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng. Raunkiaer (1934) 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 tỉ lệ phần trăm giữa số lượng các 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 các công thức xác định chỉ số đa dạng loài như Simpson (1949), Margalef (1958), Menhinik (1964) … Đây là những nghiên cứu mang tính định lượng nhưng xuất phát từ những cơ sở sinh thái nên đề tài lựa chọn và vận dụng. Nghiên cứu định lượng các mối quan hệ, cấu trúc ở rừng nhiệt đới phải nói đến Rollet (1971) (dẫn theo Phùng Đình Trung (2007) [37] ) là tác giả có nhiều công trình đi sâu vào lĩnh vực và đối tượng này. Ông đã biểu diễn mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra với nhau bằng các hàm hồi quy, khái quát hóa phân bố đường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng phân bố xác suất.
6 a. Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N /D1.3), số cây theo cỡ chiều cao (N/HVN) Đây là các quy luật cơ bản nhất của kết cấu lâm phần. Việc mô phỏng quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N-D), số cây theo cỡ chiều cao (N/HVN) được nhiều tác giả đặc biệt quan tâm. Hầu hết các tác giả đều sử dụng hàm toán học để mô phỏng cho các quy luật này. Có thể điểm qua một số công trình tiêu biểu sau: Meyer (1934) (theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [10], sử dụng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục để mô tả phân bố số cây theo cỡ đường kính, được gọi là phương trình Meyer hay hàm Meyer Naslund (1936 - 1937) đã xác lập luật phân bố Chiarlier kiểu A để nắn số cây theo cỡ kính của các lâm phần rừng thuần loài đều tuổi (theo Phạm Ngọc Giao, 1995 [10]). Balley (1973) đã sử dụng hàm Weibull để mô hình hóa cấu trúc đường kính loài, chiều cao thông theo mô hình của Schumacher và Coile (theo Bùi Văn Chúc, 1995 [5]). Loestch (1973) đã dùng hàm Beta để nắn các phân bố thực nghiệm (theo Trần Cẩm Tú, 1999 [39]). Diatchenko, Z.N sử dụng phân bố Gamma để biểu thị phân bố số cây theo cỡ đường kính lâm phần Thông Ôn đới. J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1992), đã dùng hàm Weibull để mô phỏng phân bố N/D khi nghiên cứu rừng nhiệt đới tại Marsanhoo – Brazin (theo Phạm Ngọc Giao, 1995 [10]). Ngoài ra, một số tác giả sử dụng các hàm Hyperbol, họ đường cong Pearson, phân bố Boisson,… để mô phỏng quy luật phân bố này. b. Quy luật tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực (HVN/D1.3). Giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực của các cây trong lâm phần luôn tồn tại mối quan hệ chặt và tuân theo quy luật: khi tuổi tăng thì đường kính và chiều cao tăng theo và giữa chúng tồn tại mối quan hệ theo dạng đường cong. Và cùng với tuổi tăng lên thì đường cong có xu hướng dịch chuyển lên trên (Tiurin D.V, 1927). Ngoài ra, độ dốc của đường cong chiều cao giảm theo tuổi [13]. Một số tác giả đã sử dụng các hàm toán học khác để biểu thị mối quan hệ này. Có thể điểm qua một vài công trình như sau:
7 Tovstolesse, DI (1930) đã lấy cấp đất làm cơ sở để nghiên cứu quan hệ HVN/D1.3. Mỗi cấp đất tác giả lập một đường cong chiều cao tương ứng với mỗi cỡ đường kính để có dãy tương quan cho loài và cấp chiều cao. Sau đó dùng phương pháp biểu đồ để nắn dãy tương quan theo dạng đường thẳng của Gehrhardt và Kopetexki (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995 [10]). Các tác giả [13]; Naslund, M (1929); Assmanm, E (1936); Hohenadl, W (1936); Prodan, M (1944); Meyer, H.A (1952) khi nghiên cứu quan hệ H/D đã đề nghị các dạng phương trình: h = a + blog(d) (1.1) h = a o + a 1 d + a 2 d2 (1.2) h = k.db (1.3) d2 h  1,3  (1.4) (a  b.d )2 Petterson, H (1955) (dẫn theo Nguyễn Trọng Bình, 1996 [2]) đề xuất sử dụng phương trình: 1 b a (1.5) 3 h  1,3 d Curtis, R.O (1967) (dẫn theo Hoàng Văn Dưỡng, 2000 [9]) mô phỏng quan hệ giữa chiều cao với đường kính và tuổi theo dạng phương trình: 1 1 1 Logh  d  b1.  b2 .  b3. (1.6) d A d.A 1.1.3. Nghiên cứu về đa dạng khu hệ thực vật. Các công trình nghiên cứu về hệ thực vật đầu tiên trên thế giới được bắt đầu vào thập kỷ 60 của thế kỷ 19, điển hình là: thực vật chí Hồng Kông (1861), thực vật chí Ấn Độ (1872) gồm 7 tập, thực vật chí Hải Nam (1972-1977). Ở Nga, A.I.Tolmachop (1928-1932) khi nghiên cứu về hệ thực vật rừng nhiệt đới đã đưa ra nhận định: số loài trong một hệ thực vật thường là 1500-2000 loài[37]. Về khu hệ thực vật Đông dương có các công trình nghiên cứu: Thực vật Đông Dương gồm 8 tập của H.Lecomte (1905), rừng Đông dương của H.Guibier (1926)[35],...
8 1.1.4. Nghiên cứu về tái sinh Trong phương thức rừng đều tuổi của Malaysia (MUS, 1945), nhiệm vụ đầu tiên được ghi trong lịch trình là điều tra tái sinh theo ô vuông 1/1000 mẫu Anh (4m2), để biết xem tái sinh có đủ hay không và sau đó mới tiến hành các tác động tiếp theo. Richards P.W (1952) [31] đã tổng kết việc nghiên cứu tái sinh trên các ô dạng bản và phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới. Để giảm sai số trong khi thống kê tự nhiên, Barnard (1950)[49] đã đề nghị một phương pháp “Điều tra chuẩn đoán” mà theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh. Một số tác giả nghiên cứu tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới Châu Á như: Bara (1954)[45], Budowski (1956)[], có nhận định: dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, nên việc đề xuất các biện pháp lâm sinh để bảo vệ lớp cây tái sinh này là cần thiết. Nhờ những nghiên cứu này, nhiều biện pháp tác động vào lớp cây tái sinh đã được xây dựng và đem lại hiệu quả đáng kể. Van Steenis (1956)[48] đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng nhiệt đới đó là tái sinh phân tán liên tục và tái sinh vệt (tái sinh lỗ trống). Hai đặc điểm này không chỉ thấy ở rừng nguyên sinh mà còn thấy ở rừng thứ sinh - một đối tượng rừng khá phổ biến ở rừng nhiệt đới. Khi nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến tái sinh tự nhiên, nhân tố ánh sáng (thông qua độ tàn che của rừng), độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi được đề cập thường xuyên. Baur G.N. (1964)[1] cho rằng, trong rừng nhiệt đới sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến phát triển của cây con còn đối với sự nảy mầm và phát triển của cây mầm, ảnh hưởng này thường không rõ ràng. Ngoài ra, các tác giả nhận định, thảm cỏ và cây bụi có ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây tái sinh. Mặc dù ở những quần thụ kín tán, thảm cỏ và cây bụi kém phát triển nhưng chúng vẫn có ảnh hưởng dến cây tái sinh. Đối với rừng nhiệt đới, số lượng loài cây trên một đơn vị diện tích và mật độ tái sinh thường khá lớn. Số lượng loài cây có giá trị kinh tế thường không nhiều và được chú ý hơn, còn các
9 loài cây có giá trị kinh tế thấp lại ít được quan tâm mặc dù chúng có vai trò sinh thái quan trọng. Vì vậy, khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên cần phải đề cập một cách đầy đủ tất cả các loài cây xuất hiện trong lớp cây tái sinh để có những đánh giá chính xác tình hình tái sinh rừng và có những biện pháp tác động phù hợp. Như trên đã đề cập, mục tiêu thứ hai của các tác động xử lý ở rừng mưa nhiệt đới là tạo lập tái sinh bằng mọi cách nhằm thực hiện tái sinh thành công. Việc áp dụng hàng loạt các biện pháp kỹ thuật nhằm xây dựng và duy trì lớp cây tái sinh trong tình trạng lành mạnh, đưa lớp cây tái sinh này tới tuổi thành thục được coi là nền tảng của một phương thức lâm sinh. Tóm lại, các công trình nghiên cứu được đề cập trên đây phần nào làm sáng tỏ việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng. Đó là những cơ sở để lựa chọn cho việc nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng trong luận văn này. Tùy vào từng đối tượng cụ thể mà cần phải có những phương pháp nghiên cứu phù hợp 1.2. Ở Việt Nam Nhiều công trình khoa học của nhiều tác giả đã tập trung vào các 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. 1.2.1. Nghiên cứu về phân loại rừng Dựa vào hệ thống phân loại của Loetschau (1960) [24] Viện điều tra quy hoạch cải tiến lại cho phù hợp với đặc điểm rừng Việt Nam và cho đến nay vẫn áp dụng hệ thống này vào việc phân loại trạng thái rừng hiện tại. Năm 1978, Thái Văn Trừng [35] cũng đã đưa ra hệ thống phân loại sinh thái phát sinh, tác giả chí rừng Việt Nam thành 14 kiểu thảm thực vật. Hệ thống phân loại của Thái Văn Trừng được xây dựng trên cơ sở học thuyết về hệ sinh thái rừng của Tansley A.P (1935) và học thuyết địa quần của Sucasev (1957) theo nguyên lý “ sinh thái phát sinh thảm thực vật”. Vũ Đình Huề (1984) [16], dựa trên hệ thống phân loại của Loeschau, phân chia trạng thái rừng phục vụ công tác kinh doanh rừng dựa vào trạng thái hiện tại.
10 Vũ Đình Phương (1988) [30], khi xác định cấu trúc quần thể rừng phù hợp cho từng đối tượng và mục tiêu điều chế đã dựa vào các đặc trưng: nhóm sinh thái tự nhiên, giao đoạn phát triển và suy thoái của rừng, khả năng tái tạo rừng bằng con đường tái sinh tự nhiên, đặc điểm địa hình và đặc điểm thổ nhưỡng để phân chia rừng thành lô khác nhau phục vụ điều chế rừng. Bảo Huy (1993) [18], đựa trên hệ thống phân loại của Loeschau phân chia trạng thái rưng hiện tại của lâm phần Bằng lăng ở Tây nguyên. Thông qua trị số IV% tác giả cũng xác định các loại hình xã hợp thực vật với các ưu hợp khác nhau. Đào Công Khanh (1996) [19], dựa vào tổ thành các loài cây mục đích để phân loại rừng phục vụ cho việc xác định các biện pháp kỹ thuật lâm sinh. Lê Sáu (1996) [32], dựa trên bảng của Loeschau để phân loại các trạng thái các lâm phần rừng kín thường xanh ở Kon Hà Nừng. Như vậy, nhiều tác giả đã có những nghiên cứu liên quan đến việc phân chia loại hình rừng tự nhiên ở Việt Nam. Mỗi phương pháp phân chia dựa trên cơ sở nhất định và phù hợp cho từng đối tượng nhất định. Tuy nhiên, cơ sở lý luận theo phân loại của Thái Văn Trừng rất chặt chẽ, đáp ứng được thực tiển và khả năng áp dụng dễ dàng. Mặt khác hệ thống phân loại này có thể áp dụng cho tất cả các loại thảm thực vật dù đó là rừng nghiên sinh hay rừng thứ sinh bị tác động, thậm chí là những khu rừng nhân tạo. 1.2.2. Nghiên cứu định lượng về cấu trúc rừng 1.2.2.1. Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N/D1.3) và số cây theo cỡ chiều cao (N/HVN) Trương Hồ Tố (1996) [34] đã dùng họ đường cong Pearson và các hàm Charlie để mô phỏng một số cấu trúc của rừng Thông ba lá ở Tây Nguyên. Vũ Nhâm (1988), Phạm Ngọc Giao (1989), Trần Văn Con (1991) [6] đã áp dụng hàm Weibull để mô phỏng cấu trúc đường kính ở các kiểu rừng khác nhau. Lê Minh Trung (1991) [36] đã sử dụng hàm Poisson mô phỏng cấu trúc tán lá cây, hàm Weibull mô phỏng cấu trúc chiều cao và đường kính. Đồng thời, khảo nghiệm hàm Hyperbol và Meyer cho các cấu trúc này.
11 Ở nước ta, vài ba thập niên trở lại đây, nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo cỡ kính, chiều cao mới được các nhà lâm sinh học quan tâm, cụ thể Đồng Sĩ Hiền (1974) [11] dùng hàm Meyer và họ đường cong Pearson để nắn phân bố số cây theo đường kính làm cơ sở cho việc lập biểu thể tích và biểu độ thon cây đứng rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam. Phân bố số cây theo cỡ chiều cao ở các lâm phần rừng tự nhiên hay trong từng loài cây thường có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu tầng phức tạp của rừng chặt chọn. Nguyễn Hải Tuất (1972, 1982, 1990) [40], [41], [42] đã sử dụng hàm phấn bố giảm, phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và vận dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể. Nguyễn Văn Trương (1983) [38] đã thử nghiệm dùng các hàm mũ, Logarit và phân bố Poisson để biểu thị cấu trúc số cây theo cấp kính, chiều cao của rừng tự nhiên hỗn loài, kết quả cho thấy chỉ có riêng phân bố Poisson không đem lại hiệu quả cao. Bảo Huy (1988, 1993) [17], [18] thử nghiệm 5 dạng phân bố lý thuyết là Poisson, khoảng cách, hình học, Meyer và Weibull để mô phỏng cấu trúc của rừng Bằng lăng ở Tây Nguyên. Phân bố N/HVN có dạng một đỉnh, nhiều đỉnh phụ hình răng cưa và mô tả thích hợp bằng hàm Weibull Trần Văn Con (1991) [6], Lê Minh Trung (1991) [36] đã thử nghiệm một số phân bố xác suất để phân bố N/ D1.3 đều cho nhận xét là phân bố Weibull thích hợp nhất cho rừng tự nhiên ở Đắc Lắc. Nguyễn Ngọc Lung (1991) [25] khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ở Hương Sơn, Kon Hà Nừng và một số địa phương khác thấy rằng: phân bố số cây theo cỡ đường kính tuân theo phân bố giảm kiểu Meyer ở rừng nguyên sinh và thường xuất hiện một đỉnh ngay sau cỡ đường kính nhỏ nhất và có thể có một đỉnh quá thành thục ở cỡ đường kính lớn. Lê Sáu (1996) [32] sử dụng hàm Weibull mô phỏng phân bố đường kính và chiều cao cho rừng tự nhiên ở Kon Hà Nừng, Tây Nguyên.
12 Trần Cẩm Tú (1999) [39] sử dụng hàm Weibull và hàm Khoảng cách để mô phỏng quy luật phân bố N/ D1.3 cho tổng thể rừng tự nhiên phục hồi sau khai thác đã khẳng định: cả hai hàm đều mô phỏng tốt quy luật phân bố N/D1.3, N/HVN, tuy nhiên với việc xuất hiện phổ biến đỉnh đường cong ở cỡ kính 12cm thì hàm khoảng cách thể hiện tính phù hợp N/D1.3, hàm Weibull mô phỏng tốt cho quy luật cấu trúc N/HVN. Vũ Tiến Hinh (1985, 1986, 1990) [12], [13], [14] đã thử nghiệm một số phân bố lý thuyết để nắm phân bố N/D1.3, N/HVN một số loài cây trồng và đi đến kết luận: Phân bố Weibull là phân bố thích hợp nhất. Nhìn chung, khi xây dựng mô hình cấu trúc phân bố N/D1.3, N/HVN với đối tượng là rừng trồng thuần loài đều tuổi, các tác giả thường sử dụng hàm Weibull, còn đối tượng là rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi thì sử dụng phân bố khoảng cách, phân bố giảm là phù hợp hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng hàm này hay hàm khác cần căn cứ vào dãy tần số phân bố thực nghiệm, cũng tức là phải dựa vào quy luật vận động vốn có của rừng. 1.2.2.2. Quy luật tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực (HVN/D1.3). Quy luật tương quan giữa HVN/D1.3 là môt quy luật cơ bản và quan trọng trong hệ thống các quy luật cấu trúc lâm phần. Việc nghiên cứu mối quan hệ này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng và được rất nhiều tác giả quan tâm. Có thể kể đến một số công trình nghiên cứu sau: Đồng Sĩ Hiền (1974) [11] khi nghiên cứu rừng tự nhiên nước ta đã thử nghiệm 5 dạng phương trình sau: h = a + blog(d) (1.7) h = ao + a1d + a2logd (1.8) h = ao + a1d + a2d2 + a3d3 (1.9) h = a o + a 1 d + a 2 d2 (1.10) Logh = a+b.logd (1.11) d2 h  1,3  (1.12) (a  b.d ) 2
13 Kết quả cho thấy, cả 5 dạng phương trình trên đều phù hợp, trong đó có hai dạng (1.8) và (1.11) được chọn làm phương trình lập biểu chiều cao. Phạm Ngọc Giao (1995) [10] sử dụng phương trình logarit một chiều (1.7) để mô tả mối quan hệ giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực của lâm phần thông đuôi ngựa. Tương tự, Vũ Văn Nhâm (1988) [27] cũng sử dụng phương trình (1.7) để xác lập quan hệ giữa HVN/D1.3 cho lâm phần thông đuôi ngựa làm cơ sở lập biểu thương phẩm. Bảo Huy (1993) [18] trong các nghiên cứu cấu trúc Bằng lăng ở Tây Nguyên đã thử nghiệm 5 dạng phân bố lý thuyết là: Poisson, khoảng cách, hình học, Meyer và Weibull để mô phỏng cấu trúc của nhân tố điều tra. Ông đã thử nghiệm 4 phương trình: h = a + b.d (1.13) h = a + blog(d) (1.14) Logh = a + blog(d) (1.15) Logh = a + b.d (1.16) Kết quả lựa chọn được hàm (1.15) là phù hợp nhất. Đào Công Khanh (1996) [19], Trần Cẩm Tú (1993) [39] đã chọn phương trình (1.15) để biểu diễn quan hệ giữa HVN/D1.3 cho rừng tự nhiên, hỗn loài ở Hương Sơn – Hà Tĩnh. Hoàng Văn Dưỡng (2000) [9] đã sử dụng các dạng hàm (1.14), (1.15), (1.16) để nghiên cứu quan hệ giữa HVN/D1.3 cho lâm phần keo lá tràm ở một số tỉnh khu vực miền Trung. Kết quả, tác giả đã chọn quan hệ dạng hàm (1.14) để biểu thị mối quan hệ giữa HVN/D1.3. 1.2.3. Nghiên cứu về đa dạng loài khu hệ thực vật. Trong lĩnh vực nghiên cứu về đa dạng sinh học đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa ở Việt Nam đặc biệt là nghiên cứu về đa dạng hệ thực vật. Đầu tiên phải kể đến công trình nghiên cứu: “Thảm thực vật rừng Việt Nam” của Thái Văn