Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của kiểu rừng kín thường xanh hỗn giao cây lá rộng và cây lá kim tại Vườn quốc gia Bidoup – Núi Bà tỉnh Lâm Đồng

Chia sẻ: Tri Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:131

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

MỤc tiêu của đề tài là xác định được một số đặc điểm cơ bản về cấu trúc quần xã của kiểu rừng kín thường xanh hỗn giao cây lá rộng và lá kim tại VQG Bidoup-Núi Bà; đề xuất một số giải pháp quản lý nhằm phục cho công tác quản lý bảo vệ kiểu rừng trên một cách hiệu quả hơn.

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 kiểu rừng kín thường xanh hỗn giao cây lá rộng và cây lá kim tại Vườn quốc gia Bidoup – Núi Bà tỉnh Lâm Đồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN QUỐC HIỂN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA KIỂU RỪNG KÍN THƯỜNG XANH HỖN GIAO CÂY LÁ RỘNG VÀ CÂY LÁ KIM TẠI VƯỜN QUỐC GIA BIDOUP – NÚI BÀ TỈNH LÂM ĐỒNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội - 2012
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN QUỐC HIỂN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA KIỂU RỪNG KÍN THƯỜNG XANH HỖN GIAO CÂY LÁ RỘNG VÀ CÂY LÁ KIM TẠI VƯỜN QUỐC GIA BIDOUP – NÚI BÀ TỈNH LÂM ĐỒNG CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. PHẠM XUÂN HOÀN Hà Nội - 2012
i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Nguyễn Quốc Hiển
ii LỜI CẢM ƠN Luận văn này được hoàn thành theo chương trình đào tạo Cao học Lâm nghiệp, chuyên ngành Lâm học, khoá 18 (2010 - 2012). Trong quá trình học tập cũng như hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của Ban giám hiệu, Ban Giám đốc Cơ sở 2, Khoa Đào tạo Sau đại học và các thầy giáo, cô giáo thuộc Trường Đại học Lâm nghiệp, Trung tâm đào tạo thường xuyên tỉnh Lâm Đồng. Nhân dịp này tác giả xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quý báu đó. Tác giả xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Phạm Xuân Hoàn - người hướng dẫn khoa học, đã tận tình giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. .Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Vườn quốc gia Bidoup – Núi Bà, tỉnh Lâm Đồng - nơi tác giả đang công tác đã tạo điều kiện giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Cuối cùng tác giả xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè và người thân trong gia đình đã động viên, hỗ trợ về mọi mặt trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn. Nguyễn Quốc Hiển
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................i LỜI CẢM ƠN.......................................................................................................................ii MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................v DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................................................vi DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................................vii KÝ HIỆU CÁC LOÀI CÂY TRONG LUẬN VĂN..................................................... viii Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU...................................................1 1.1. Trên thế giới ......................................................................................................... 1 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng.....................................................................................1 1.1.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng. .....................................................................................4 1.2. Ở Việt Nam. ......................................................................................................... 7 1.2.1. Nghiên cứu cấu trúc rừng..........................................................................................7 1.2.2. Nghiên cứu tái sinh rừng .........................................................................................10 Chương 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........13 2.1. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 13 2.2. Phạm vi và giới hạn của đề tài ............................................................................ 13 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu. .............................................................................................13 2.2.2. Phạm vi nghiên cứu..................................................................................................13 2.2.3. Giới hạn đề tài..........................................................................................................13 2.3 Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 13 2.4. Phương pháp nghiên cứu. ................................................................................... 14 2.4.1. Quan điểm phương pháp luận.................................................................................14 2.4.2. Phương pháp thu thập số liệu .................................................................................15 CHƯƠNG 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU..................................................................................................................22 3.1. Điều kiện tự nhiên .............................................................................................. 22 3.1.1. Vị trí địa lý – Địa hình .............................................................................................22 3.1.2. Chế độ khí hậu-thủy văn. .........................................................................................25 3.1.3. Hiện trạng rừng và đất rừng. ..................................................................................27 3.2 Đặc điểm kinh tế- xã hội ...................................................................................... 29
iv 3.2.1 Dân số, dân tộc, lao động.........................................................................................29 3.2.2. Hoạt động sản xuất, kinh doanh, thu nhập và tỷ lệ đói nghèo Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THẢO LUẬN..............................................32 4.1. Xác định kiểu rừng kín thường xanh hỗn giao cây lá rộng và lá kim khu vực nghiên cứu................................................................................................................. 32 4.2. Đặc điểm cấu trúc lâm phần trên núi ở khu vực ................................................. 36 4.2.1. Chỉ số quan trọng và cấu trúc tổ thành tầng cây cao............................................36 4.2.2 Mức độ thường gặp của các loài cây trong các khu vực........................................43 4.2.3. Danh lục các loài thực vật tầng cây cao của rừng tại khu vực nghiên cứu........44 4.2.4 Đa dạng thực vật ở khu vực nghiên cứu..................................................................48 4.2.5. Cấu trúc tầng thứ và độ tàn che của rừng.............................................................52 4.2.6. Quy luật phân bố của lâm phần (N/D, N/H) ..........................................................56 4.3. Đặc điểm tái sinh tự nhiên ở khu vực nghiên cứu................................................ 65 4.3.1. Tổ thành loài cây tái sinh ........................................................................................65 4.3.2. Mật độ, phẩm chất và nguồn gốc cây tái sinh........................................................67 4.3.3. Phân bố cây tái sinh theo chiều cao .......................................................................67 4.3.4. Đặc điểm phân bố của cây tái sinh trên mặt phẳng ngang...................................69 4.4. Định hướng giải pháp quản lý bền vững rừng VQG Bidoup – Núi Bà ................ 74 4.4.1. Cơ sở của bảo tồn và phục hồi tài nguyên rừng ....................................................74 4.4.2. Giải pháp phát triển và bảo vệ tài nguyên thực vật rừng......................................75 Chương 5. KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ.................................................76 5.1. Kết luận .............................................................................................................. 76 5.2. Tồn tại ................................................................................................................ 78 5.3. Kiến nghị ............................................................................................................ 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................ix
v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT TỪ VIẾT TẮT VIẾT ĐÚNG 1 VQG Vườn Quốc gia 2 Hvn (m) Chiều cao vút ngọn 3 Hdc (m) Chiều cao dưới cành 4 D1.3 (cm) Đường kính thân cây tại vị trí cao 1.3m so với mặt đất 5 Doo (mm) Đường kính gốc 6 Dt (m) Đường kính tán lá cây rừng 7 ODB Ô dạng bản, ô thứ cấp 8 ÔTC Ô tiêu chuẩn 9 QXTVR Quần xã thực vật rừng 10 IV% Tỷ lệ tổ thành (độ quan trọng) của loài i 11 Ni% Phần trăm % theo số cây của loài i trong QXTV rừng 12 Gi% Phần trăm % theo tổng tiết diện ngang của loài i trong QXTV rừng
vi DANH MỤC CÁC BẢNG TÊN BẢNG TRANG Bảng 3.1. Tổng hợp tài nguyên rừng VQG Bidoup – Núi Bà 27 Bảng 3.2. Thành phần động vật rừng 29 Bảng 3.3. Tổng hợp dân số ở VQG Bidoup – Núi Bà 30 Bảng 4.1. Tổng hợp mật độ và CTTT tầng cây cao ở đai cao 1.500m 37 Bảng 4.2. Tổng hợp mật độ và CTTT tầng cây cao ở đai cao 1.700m 39 Bảng 4.3. Tổng hợp mật độ và CTTT tầng cây cao ở đai cao 1.900m 40 Bảng 4.4. Danh lục thực vật khu vực nghiên cứu theo đai cao 44 Bảng 4.5. Tổng hợp chỉ số Simson 49 Bảng 4.6. Độ tàn che của các QXTV khu vực nghiên cứu 55 Bảng 4.7. Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về quy luật phân bố số cây 57 theo đường kính ở đai cao 1.500m Bảng 4.8. Kiểm tra giả thuyết về quy luật phân bố N/D ở đai cao 1.700m 58 Bảng 4.9. Kiểm tra giả thuyết về quy luật phân bố N/D ở đai cao 1.900m 60 Bảng 4.10. Kiểm tra giả thuyết về luật phân bố N/H ở đai cao 1.500m 61 Bảng 4.11. Kiểm tra giả thuyết về luật phân bố N/H ở đai cao 1.700m 63 Bảng 4.12. Kiểm tra giả thuyết về luật phân bố N/H ở đai cao 1.900m 64 Bảng 4.13. Tổng hợp CTTTT cây tái sinh theo đai cao 65 Bảng 4.14. Tổng hợp mật độ và CTTT cây tái sinh ở khu vực nghiên cứu 66 Bảng 4.15. Mật độ, phẩm chất và nguồn gốc cây tái sinh 67 Bảng 4.16. Phân bố số cây tái sinh dưới tán rừng theo cấp chiều cao 68 Bảng 4.17. Phân bố số cây tái sinh dưới tán rừng theo mặt phẳng ngang 70 Bảng 4.18 Ảnh hưởng của độ tàn che đến TS tự nhiên tại khu vực nghiên cứu 71 Bảng 4.19 Ảnh hưởng của cây bụi, thảm tươi đến tái sinh tự nhiên 72
vii DANH MỤC CÁC HÌNH TÊN HÌNH TRANG Hình 3-1: Bản đồ địa hình VQG Bidoup – Núi Bà 23 Hình 4.1: Tán rừng hỗn giao ở khu vực nghiên cứu 32 Hình 4.2: Biểu đồ phân bố N/D ở đai cao 1.500m 57 Hình 4.3: Biểu đồ phân bố N/D ở đao cao 1.700m 59 Hình 4.4: Biểu đồ phân bố N/D ở ở đai cao 1.900m 60 Hình 4.5: Biểu đồ phân bố N/H ở đai cao 1.500m 62 Hình 4.6: Biểu đồ phân bố N/H ở đai cao 1.700m 63 Hình 4.7 Biểu đồ phân bố N/H ở đai cao 1.900m 64 Hình 4.8: Biểu đồ phân bố số cây theo cấp chiều cao của cây tái 68 sinh của khu vực nghiên cứu
viii KÝ HIỆU CÁC LOÀI CÂY TRONG LUẬN VĂN STT Loài cây KH STT Loài cây KH 1 Bạch tùng Bat 31 Kháo Kha 2 Bời lời Bol 32 Luống xương Lux 3 Bứa Bưa 33 Mạ sưa Mas 4 Cáp mộc Cam 34 Nhọc Nho 5 Cáp mộc bidoup Cmb 35 Nhựa ruồi Nhr 6 Cáp mộc VN Cmv 36 Quế lợn Qul 7 Côm cuống dài Ccd 37 Re Re 8 Côm nhung Côn 38 Re hương Reh 9 Côm tầng Côt 39 Sến núi Sên 10 Côm trâu Ctr 40 Sồi langbiang Slb 11 Cồng Con 41 Sơn trà Sơt 12 Cơi Cơi 42 Sung rừng Sur 13 Chắp tay Cta 43 Tiểu hồi Tih 14 Chân chim Chc 44 Thạch châu Thc 15 Chẹo tía Cti 45 Thị đỏ Thđ 16 Chò sót Chs 46 Thích cuống dài Tcd 17 Dẻ bằng Deb 47 Thích lá quế Tlq 18 Dẻ cọng mảnh Dcm 48 Thông 2 lá dẹt T2l 19 Dẻ rừng Der 49 Thông 5 lá T5l 20 Dung Dun 50 Thông tre Ttr 21 Dung đen Duđ 51 Trâm trắng Trt 22 Đỗ quyên Đôq 52 Trâm vỏ đỏ Trđ 23 Gạc nai Gan 53 Vạng trứng Vat 24 Giổi lông Gil 54 Xăng mã Xăm 25 Giổi Nha trang Gnt 55 Ba gạc Bag 26 Giổi xanh Gix 56 Dẻ xanh Dex 27 Hồng quang Hoq 57 Sến mật Sêm 28 Kha thụ nguyên Knh 58 Pơ mu Pơm 29 Kha thụ nhím Kng 59 Hoàng đàn giả Hđg 30 Kha thụ sừng nai Ktsn
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Nghiên cứu cấu trúc rừng và tái sinh rừng là một trong những nhiệm vụ quan trọng của các nhà lâm nghiệp. Trên quan điểm sinh thái, đặc điểm cấu trúc rừng thể hiện rõ nét những mối quan hệ qua lại giữa các thành phần của hệ sinh thái rừng và giữa chúng với môi trường. Việc nghiên cứu cấu trúc rừng luôn là cơ sở cho những định hướng không chỉ về kỷ thuật mà còn về cả những giải pháp quản lý 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 tối đa các chức năng có lợi của rừng cả và kinh tế, xã hội và sinh thái. Vườn quốc gia (VQG) Bidoup – Núi Bà với diện tích 70.038 ha (trong đó có 61.999 ha diện tích đất có rừng) là một trong năm VQG có diện tích lớn nhất ở Việt Nam. Diện tích lớn, lại nằm ở khu vực chuyển tiếp giữa vùng thấp ven biển với vùng cao nguyên, và sự phân cách mạnh của địa hình đã làm VQG Bidoup – Núi Bà có tính đa dạng sinh học cao, không những về số loài mà cả về kiểu thảm thực vật rừng. Nơi đây được các nhà khoa học đánh giá là một trong bốn trung tâm đa dạng sinh học của Việt Nam. Trong các kiểu thảm thực vật rừng thì kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp với diện tích 21.577 ha (chiếm tỷ lệ 35,67% tổng diện tích) là kiểu rừng có diện tích lớn nhất. Ngoài ra kiểu rừng hỗn giao lá rộng, lá kim cũng chiếm diện tích khá lớn 16.258ha (Chiếm tỷ lệ 26,7% tổng diện tích) tại VQG Bidoup – Núi Bà. Đặc trưng nổi bật nhất của kiểu rừng này là có cấu trúc rất đa dạng. Để quản lý rừng có hiệu quả, một trong những công việc không thể thiếu là nghiên cứu về cấu trúc rừng. Mặc dù vậy, cho đến nay những nghiên cứu về cấu trúc rừng, ở một khu vực cụ thể, đặc biệt là như ở rừng tự nhiên như tại VQG Bidoup – Núi Bà vẫn còn là một khoảng trống cần được nghiên cứu. Do thiếu những nghiên cứu cơ bản và hệ thống về cấu trúc rừng, ở nhiều nơi người ta không dám tác động vào rừng bằng bất kỳ biện pháp kỹ thuật nào, hoặc nếu có thì hiệu quả của các biện pháp tác động không cao, gây nhiều hậu quả tiêu cực đối với rừng. Giải pháp kỹ thuật áp dụng cho loại hình rừng tự nhiên ở Vườn quốc gia Bidoup
2 – Núi Bà hiện nay chủ yếu là khoanh nuôi phục hồi tự nhiên. Từ những lý do trên đề tài tiến hành “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của kiểu rừng kín thường xanh hỗn giao cây lá rộng và cây lá kim tại Vườn quốc gia Bidoup – Núi Bà tỉnh Lâm Đồng” là rất cần thiết.
1 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng - Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng: Cấu trúc rừng là hình thức biểu hiện bên ngoài mối quan hệ qua lại bên trong giữa thực vật rừng với nhau và giữa chúng với môi trường sống. Nghiên cứu cấu trúc rừng để biết được những mối quan hệ sinh thái bên trong của quần xã, từ đó có cơ sở để đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp, là rất cần thiết. Nghiên cứu cấu trúc rừng là cơ sở quan trọng nhất để phát huy tối đa hiệu quả của rừng. Cấu trúc quần xã thực vật rừng gồm cấu trúc tổ thành, cấu trúc thẳng đứng, cấu trúc nằm ngang và cấu trúc tuổi. Trong đó tổ thành và tuổi cây quyết định cấu trúc thẳng đứng, cấu trúc tổ thành và tuổi lại do tỷ lệ số loài cây của quần xã thực vật, nguồn gốc cây và thời gian nuôi dưỡng quyết định. Trong một thời gian dài, vấn đề duy trì và điều tiết cấu trúc rừng đã được bàn luận và có rất nhiều quan điểm khác nhau, đặc biệt là việc đề xuất các tác động xứ lý đối với rừng tự nhiên nhiệt đới. Nhiều phương thức lâm sinh ra đời và được thử nghiệm ở nhiều nơi trên thế giới như phương thức chặt cải thiện tái sinh (RIF: Regeneration Improvement Felling, 1927), phương thức rừng đều tuổi của Malaysia (MUS: Malayan Uniform System, 1945), phương thức chặt dần tái sinh dưới tán rừng nhiệt đới (T.S.S: Tropical Shelterwood System, 1944; 1961) của Nigeria… Baur G.N. (1964) [1] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, trong đó 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 xử lý đều có hai mục tiêu rõ rệt: “Mục tiêu thứ nhất là nhằm cải thiện rừng nguyên sinh vốn thường hỗn loài và không đồng tuổi bằng cách đào thải những cây quá thành thục hiệu quả thấp để tạo không gian thích
2 hợp cho các cây còn lại sinh trưởng. Mục tiêu thứ hai 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 này đã đưa ra những tổng kết hết sức phong phú về các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh nhằm đem lại rừng cơ bản là đều tuổi, rừng không đều tuổi và các phương thức xử lý cải thiện rừng mưa. Catinot (1965) [3] 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 thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến… Odum E.P (1971) [41] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley A.P, năm 1935. Khái niệm hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học. Khi nghiên cứu tổ thành rừng tự nhiên nhiệt đới thành thục, Evans, J. (1984) xác định có tới 70 – 100 loài cây gỗ trên 01 ha, nhưng hiếm có loài nào chiếm hơn 10% tổ thành loài. - Về mô tả hình thái cấu trúc rừng: Richards P. W (1952) [43] đã đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng mưa nhiệt đới về mặt hình thái. Theo tác giả này, một đặc điểm nổi bật của rừng mưa nhiệt đới là tuyệt đại bộ phận thực vật đều thuộc thân gỗ. Rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có ba tầng, ngoại trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ). Trong rừng mưa nhiệt đới ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân cỏ còn có nhiều loài cây giây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây. “Rừng mưa thực sự là một quần lạc hoàn chỉnh và cầu kỳ nhất về mặt cấu tạo và cũng phong phú nhất về mặt loài cây”. Khi nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên nhiệt đới, nhiều tác giả có ý kiến khác nhau trong việc xác định tầng thứ, trong đó có ý kiến cho rằng, kiểu rừng này chỉ có một tầng cây gỗ mà thôi. Richards (1952) [43] phân rừng ở Nigeria thành 6 tầng với các giới hạn chiều cao là 6 –12m, 12–18m, 18-24m, 24-30m, 30-36m và 36-42m,
3 nhưng thực chất đây chỉ là các lớp chiều cao. Odum E.P. (1971) [41] nghi ngờ sự phân tầng rừng rậm nơi có độ cao dưới 600m ở Puecto – Rico và cho rằng không có sự tập trung khối tán ở một tầng riêng biệt nào cả. Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thường đưa ra những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới nên chưa phản ánh được sự phân chia phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới. Khi chuyển đổi từ 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 hoá cấu trúc rừng, xác định mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc của 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 tỷ lệ phần trăm giữa số lượng cá thể của tổng 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),…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. Đây là những nghiên cứu mang tính định lượng nhưng xuất phát từ những cơ sở sinh thái nên được đề tài lựa chọn và vận dụng. Các nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng còn phát triển mạnh mẽ khi các hàm toán học được đưa vào sử dụng để mô phỏng các quy luật kết cấu lâm phần. Rollet B.L. (1971) đã biểu diễn mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính bằng các hàm hồi quy, phân bố đường kính ngang ngực, đường kính tán bằng các dạng phân bố xác suất, Belly (1973) sự dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính thân cây loài Thông,…Tuy nhiên, việc sử dụng các hàm toán học không thể phản ánh hết những mối quan hệ sinh thái giữa các cây rừng với nhau và giữa chúng với hoàn cảnh xung quanh, nên các phương pháp nghiên cứu cấu trúc rừng theo hướng này không được vận dụng trong đề tài.
4 Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc và diện mạo bên ngoài. Cơ sở phân loại rừng theo xu hướng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ và một đặc điểm hình thái khác của quần xã thựt vật rừng. Đại diện cho hệ thống phân loại rừng theo hướng này có Humbold (1809), Shimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973)… Nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này, khi nghiên cứu diện mạo bên ngoài của Quần xã thực vật đã không tách khỏi hoàn cảnh sinh thái của nó, từ đó hình thành xu hướng phân loại rừng theo hình thái sinh thái bên ngoài. 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 cao trong kinh doanh rừng. Tuy nhiên, chưa thấy một công trình nào nghiên cứu đầy đủ về đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên, trên núi. Cấu trúc rừng trên núi thường được đề cập cùng với các đối tượng rừng khác nên chưa làm nổi bật những đặc điểm khác biệt về cấu trúc của loại rừng này so với các loại rừng khác. Do đó, cơ sở khoa học việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật cho rừng trên núi vẫn còn nhiều vấn đề chưa được làm sáng tỏ. 1.1.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng. Khi nghiên cứu cấu trúc rừng, đặc điểm tái sinh là đặc điểm rất quan trọng. Đây là mục tiêu thứ hai sau “Mục tiêu thứ nhất là nhằm cải thiện rừng nguyên sinh vốn thường hỗn loài và không đồng tuổi bằng cách đào thải những cây quá thành thục hiệu quả thấp để tạo không gian thích hợp cho các cây còn lại sinh trưởng”. Hơn nữa, tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng. Biểu hiện đặc trưng của tái sinh rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở các nơi có hoàn cảnh rừng. Vì vậy, tái sinh rừng, hiểu theo nghĩa hẹp, là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Sự xuất hiện lớp cây con là nhân tố mới làm phong phú thêm số lượng và thành phần loài trong quần lạc sinh vật (thực vật, động vật, vi sinh vật), đóng góp vào việc hình thành tiểu hoàn cảnh rừng và làm thay đổi cả quá trình trao đổi vật chất và năng lượng diễn ra trong hệ sinh thái. Do
5 đó, tái sinh rừng có thể hiểu theo nghĩa rộng là sự tái sinh của một hệ sinh thái rừng. Tái sinh rừng thúc đẩy việc hình thành cân bằng sinh học trong rừng, đảm bảo cho rừng tồn tại liên tục và do đó bảo đảm cho việc sử dụng rừng thường xuyên. Do sự phát triển công nghiệp thế kỷ XIX, trong ngành lâm nghiệp của thế giới đã hình thành xu hướng thay thế rừng tự nhiên bằng rừng nhân tạo năng suất cao nhằm đáp ứng yêu cầu của nền kinh tế. Nhưng sau thất bại về tái sinh nhân tạo ở Đức và một số nước nhiệt đới mà Beard (1947) đã gọi là “bệnh sởi trồng rừng” do thiếu sinh tố sinh thái học, nhiều nhà khoa học đã nghĩ tới việc quay trở lại với tái sinh tự nhiên. Khi đề cập vấn đề điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927), với ô đo đếm điều tra tái sinh có diện tích từ 1 đến 4m2 diện tích ô điều tra nhỏ nên việc đo đếm được nhiều thuận lợi nhưng số lượng ô phải đủ lớn và trải đều trên diện tích khu rừng mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng. 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 (4 m2) để biết xem tái sinh có đủ hay không và sau đó mới tiến hành các tác động tiếp theo. Richards P.W (1952) [43] đã tổng kết việc nghiên cứu tái sinh trên các ODB và phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới. Để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1955) đã đề nghị một phươg pháp “điều tra chẩn 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), 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) 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
6 không chỉ thấy rừng nguyên sinh mà còn thấy cả ở rừng thứ sinh - một đối tượng rừng khá phổ biến ở nhiều nước 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, (1962) 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 đến 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. Nhưng số lượng loài cây có giá trị kinh tế thường không nhiều và được chú ý hơn, còn các 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 gây 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 và tái sinh 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 đề tài này. Việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên là việc làm hết sức quan trọng nên với từng đối tượng cụ thể, cần có những phương pháp nghiên cứu phù hợp.
7 1.2. Ở Việt Nam. 1.2.1. Nghiên cứu cấu trúc rừng Rừng tự nhiên nước ta thuộc kiểu rừng nhiệt đới, rất phong phú và đa dạng về thành phần loài, phức tạp về cấu trúc. Việc nghiên cứu cấu trúc rừng ở nước ta cũng được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước thực hiện. Tuy nhiên, cấu trúc rừng là vấn đề có nội dung phong phú và đa dạng, nên ở đây những cấu trúc liên quan đến đề tài mới đề cập. Trần Ngũ Phương (1970)[25], trong công trình nghiên cứu “Bước đầu nghiên cứu rừng miền Bắc Việt Nam” trên cơ sở nghiên cứu và phân tích các nhân tố sinh thái phát sinh cũng như những vùng địa lý khác nhau, tác giả đi đến kết luận và phân loại các kiểu rừng ở Miền bắc Việt Nam cũng như ở Việt Nam. Những công trình nghiên cứu định lượng về cấu trúc rừng, nổi bật là công trình của Đồng Sỹ Hiền (1974) [8] dùng hàm Meyer và hệ thống đường cong Poison để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ đường kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở cho việc lập biểu đồ thân cây đứng ở Việt Nam. Nguyễn Hải Tuất (1975)[34] đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và áp dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể rừng... Khi nghiên cứu kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới ở nước ta Thái Văn Trừng (1978) [31] đã đưa ra mô hình cấu trúc tầng bao gồm, tầng vượt tán, tầng ưu thế sinh thái, tầng dưới tán, tầng cây bụi và tầng cỏ quyết. Tác giả đã vận dụng và có cải tiến bổ sung phương pháp biểu đồ mặt cắt của David và Richards (1956), trong đó tầng cây bụi và thảm tươi được phóng với tỷ lệ lớn hơn. Ngoài ra, tác giả còn dựa vào 4 tiêu chuẩn để phân chia kiểu thảm thực vật rừng Việt Nam, đó là: Dạng sống ưu thế của những thực vật tầng cây lập quần, độ tàn che của tầng ưu thế sinh thái, hình thái sinh thái của nó và trạng thái của tán lá. Dựa vào đó, kết hợp với các phân tích về 5 nhóm nhân tố sinh thái phát sinh của thảm thực vật rừng ở nước ta, tác giả chia thảm thực vật rừng Việt Nam thành 14 kiểu chính và nhiều kiểu phụ.
8 Trong tác phẩm “ Quy luật cấu trúc rừng hỗn loài ” của Nguyễn Văn Trương (1983) khi nghiên cứu về kiểu rừng kín thường xanh có cấu tạo phức tạp cho rằng: Khi nghiên cứu đặc điểm lâm học của rừng phải tập trung xác định thành phần loài cây, tìm hiểu về cấu trúc của từng loại rừng, cấu trúc đường kính qua phân bố số cây và tổng diện ngang trên mặt đất, cấu trúc nhóm loài cây, tình hình tái sinh và diễn thế của rừng… Từ đó mới có những kết luận logic cho những biện pháp xử lý rừng có khoa học và hiệu quả, vừa cung cấp được lâm sản, vừa nuôi dững và tái sinh rừng. Trong phương pháp nghiên cứu tác giả đã sử dụng OTC có diện tích 0,25 ha đến 01 ha trong đó các cây D1,3 ≥ 10 cm trở lên được đo đếm về D1,3, Hvn, đường kính tán … cự ly cấp kính là 4cm, chiều cao là 2m, cấp tiết diện ngang là 0,025m2. Trong biểu xử lý tính toán số liệu nghiên cứu theo xu hướng hiện nay, tác giả đã thử dùng các hàm mũ, logarit, phân bố Poisson để biểu thị cấu trúc số cây theo cấp đường kính của rừng tự nhiên hỗn loài và định lượng hóa quy luật phân bố bằng các mô hình toán học cụ thể. Ưu điểm của công trình nghiên cứu này là tác giả không đi theo con đường cũ của Richards nghĩa là mô tả đối tượng mà thay vào đó là phương pháp định lượng, sử dụng các dạng hàm phân bố để tìm ra quy luật phân bố cụ thể của đối tượng. Nguyễn Ngọc Lung và cộng sự (1986) [18], đã nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng Thông ba lá ở Lâm Đồng làm cơ sở cho việc đề xuất các biện pháp kinh doanh. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng ở rừng thuần loài, đều tuổi phân bố có dạng một đỉnh lệch trái ở giai đoạn rừng non và tiệm cận phân bố chuẩn ở những giai đoạn phát triển về sau. Ở rừng tự nhiên khác tuổi do tái sinh liên tục theo lỗ trống của rừng qua phương pháp chặt chọn nên cấu trúc đứng của rừng cũng có dạng phân bố giảm nhiều đỉnh về chiều cao, còn cấu trúc ngang có dạng phân bố giảm một đỉnh lệch trái về đường kính. Theo Phùng Ngọc Lan (1986) [17], “Cấu trúc rừng” bao gồm cả về sinh thái lẫn hình thái quần thể thực vật. Nghiên cứu cấu trúc rừng là một nội dung quan trọng để phục vụ cho việc áp dụng các giải pháp lâm sinh, kế hoạch kinh doanh rừng lâu dài. Bảo Huy (1993) [15] qua nghiên cứu phân bố N/H để tìm tầng tích tụ tán cây trong các kiểu rừng thường xanh và rừng hỗn loài Bằng lăng ở Kon Hà Nừng và Đắc