Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật theo đai độ cao tại huyện Tánh Linh tỉnh Bình Thuận

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:101

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài nghiên cứu này thực hiện nhằm bổ sung những thông tin về đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng tại các đai độ cao khác nhau, làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp quản lý, xác lập các kế hoạch và biện pháp kỹ thuật tác động chính xác vào rừng, góp phần quản lý và sử dụng rừng bền vững tại huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận. 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 quần xã thực vật theo đai độ cao tại huyện Tánh Linh tỉnh Bình Thuận

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÝ MINH TRIẾT NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC QUẦN XÃ THỰC VẬT THEO ĐAI ĐỘ CAO TẠI HUYỆN TÁNH LINH TỈNH BÌNH THUẬN 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 Đồng Nai, 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. TÁC GIẢ Lý Minh Triết
ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến PGS.TS. Phạm Xuân Hoàn người thầy đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn : Lãnh đạo, Ban chủ nhiệm Khoa đào tạo sau đại học trường Đại học Lâm Nghiệp và các thầy cô giáo đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Lãnh đạo Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn Bình Thuận, Ban quản lý rừng phòng hộ Trị An đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi yên tâm học tập và công tác. Cán bộ, nhân viên Ban quản lý rừng phòng hộ Trị An đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tiến hành điều tra, nghiên cứu ngoài thực địa. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua. Trong thời gian thực hiện luận văn còn nhiều hạn chế về mặt thời gian cũng như trình độ chuyên môn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến quý báu của quý thầy cô giáo, các nhà khoa học, bạn bè và đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn! Binh Thuận, ngày 15 tháng 5 năm 2012 TÁC GIẢ Lý Minh Triết
iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình vẽ, đồ thị ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................ 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................... 1 2. Mục đích của đề tài ................................................................................... 2 3. Những đóng góp của đề tài ....................................................................... 2 4. Đối tượng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu của đề tài .......................... 2 Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.................................. 4 1.1. Trên thế giới............................................................................................ 4 1.1.1. Tình hình nghiên cứu cấu trúc rừng .................................................. 4 1.1.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng ............................................................... 9 1.2. Ở Việt Nam ............................................................................................. 12 1.2.1. Nghiên cứu về sinh thái và cấu trúc rừng .......................................... 12 1.2.2. Về nghiên cứu tái sinh rừng ............................................................... 16 1.3. Một số ý kiến thảo luận chung .............................................................. 17 Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 19 2.1. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................... 19 2.2. Nội dung nghiên cứu .............................................................................. 19 2.3. Phương pháp nghiên cứu....................................................................... 19
iv 2.3.1. Kế thừa tài liệu thứ cấp........................................................................ 19 2.3.2. Điều tra ngoại nghiệp .......................................................................... 20 2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................... 23 2.3.3.1. Nghiên cứu tổ thành tầng cây cao: .................................................... 23 2.3.3.2. Mật độ: ............................................................................................... 25 2.3.3.3. Nghiên cứu quy luật cấu trúc lâm phần ........................................... 25 2.3.3.4. Đặc điểm tái sinh rừng ...................................................................... 29 2.3.3.5. So sánh tính đa dạng loài cây thân gỗ của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại các đai cao 700m- 900m và trên 100m . 31 2.3.4. Công cụ tính toán ................................................................................. 31 Chương 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN-KINH TẾ XÃ HỘI ......................... 32 3.1. Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu ............................................... 32 3.1.1. Vị trí địa lý- diện tích............................................................................ 32 3.1.2. Đặc điểm địa hình thổ nhưỡng............................................................ 33 3.1.2.1. Địa hình, địa mạo ............................................................................... 33 3.1.2.2. Đặc điểm thổ nhưỡng ......................................................................... 34 3.1.2.3. Thực trạng quản lý sử dụng đất ......................................................... 39 3.1.3. Đặc điểm Khí hậu -Thủy văn............................................................... 41 3.1.3.1. Đặc điểm khí hậu ............................................................................... 41 3.1.3.2. Đặc điểm thủy văn .............................................................................. 42 3.2. Đặc điểm về kinh tế - xã hội ................................................................. 42 3.2.1. Đặc điểm về kính tế .............................................................................. 42 3.2.1.1. Hê thống đường giao thông-thông tin liên lạc................................... 42 3.2.1.2. Phát triển kinh tế ................................................................................ 42 3.3. Tình hình tài nguyên rừng .................................................................... 42 Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 45
v 4.1. Một số đặc điểm lâm học của kiểu rừng thường xanh lá rộng trên các đai cao (700m- 900m và trên 1000m) ........................... 45 4.2. Cấu trúc rừng tự nhiên lá rộng theo các đai cao ................................ 50 4.2.1. Cấu trúc tổ thành loài .......................................................................... 50 4.2.2. Quy luật phân bố số cây theo các chỉ tiêu điều tra ............................. 54 4.2.2.1. Phân bố số cây theo chiều cao ........................................................... 54 4.2.2.2. Phân bố số cây theo đường kính ........................................................ 58 4.2.2.3. Tương quan giữa chiều cao và đường kính (Hvn/D1.3) ..................... 64 4.3. Hiện trạng tái sinh tự nhiên dưới tán rừng ........................................ 70 4.3.1. Tỷ lệ tổ thành loài................................................................................. 70 4.3.2. Phân bố số cây theo chiều cao (N - Hvn) ............................................. 72 4.3.3. Phân bố số cây theo phẩm chất ........................................................... 74 4.3.4. Mật độ tái sinh theo nguồn gốc ........................................................... 75 4.4. Tính đa dạng loài cây thân gỗ của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại các đai cao 700m- 900m và trên 1000m ......................... 76 4.4.1. Tính đa dạng của tầng sinh thái (tầng cây gỗ lớn có D1.3 ≥ 8cm) ..... 77 4.4.2. Tính đa dạng của tầng cây gỗ tái sinh (D1.3 ≤ 8cm) ........................... 78 4.5. Đề xuất những giải pháp lâm sinh áp dụng để bảo tồn và phát triển rừng bền vững tại Ban quản lý rừng phòng hộ Trị An. .. 80 Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................... 83 5.1. Kết luận ................................................................................................... 83 5.2. Tồn tại...................................................................................................... 85 5.3. Kiến nghị ................................................................................................. 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH.............................................................. 87
vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu và chữ viết tắt Chú giải A Tuổi của rừng hoặc tuổi cây rừng, năm D1.3 Đường kính thân cây tại vị trí 1,3 m Hvn Chiều cao vút ngọn V Thể tích thân cây Hdc Chiều cao dưới cành G Tiết diện ngang OTC Ô tiêu chuẩn QXTV Quần xã thực vật n Dung lượng mẫu quan sát N Số cây N% Tần suất %N_tn Tần suất thực nghiệm %N_lt(%) Tần xuất lý thuyết STT Số thứ tự IV%: chỉ số quan trọng S Sai tiêu chuẩn S2 Phương sai Cv Hệ số biến động Ln Lôgarít cơ số e Log Lôgarit cơ số 10 R Hệ số tương quan df Độ tự do SS Tổng các bình phương MS Biến lượng hay trung bình bình phương F Thống kê F
vii DANH SÁCH CÁC BẢNG Kí hiệu Tên bảng Trang Bảng 4.1 Đặc trưng lâm học của rừng thường xanh lá rộng trên ba đai cao 700, 900 và trên 1000m 45 Bảng 4.2a Kết quả xác định tổ thành loài đai cao 700m- 900m 51 Bảng 4.2c Kết quả xác định tổ thành loài đai cao trên 1000m 52 Bảng 4.3 Bảng tóm tắc các chỉ tiêu của hàm Weibull theo đai độ cao 55 Bảng 4.4 Phân bố N-Hvn của các đai độ cao 55 Bảng 4.5a Kết quả thử nghiệm một số dạng hàm toán học mô tả phân bố đai cao 700m- 900m 60 Bảng 4.5c Kết quả thử nghiệm một số dạng hàm toán học mô tả phân bố N/D1.3 tại đai cao trên 1000m 61 Bảng 4.6a Kết quả thử nghiệm các dạng hàm toán học mô tả tương quan Hvn/D1.3 ở đai cao 700m- 900m 66 Bảng 4.6c Kết quả thử nghiệm các dạng hàm toán học mô tả 68 tương quan Hvn/D1.3 ở đai cao trên 1000m Bảng 4.7 Tỷ lệ tổ thành loài lớp cây tái sinh tại các đai cao 71 Bảng 4.8 Bảng tính toán các chỉ số đa dạng của tầng cây cao theo đai độ cao 78 Bảng 4.9 Bảng tính toán các chỉ số đa dạng của cây tái sinh theo đai độ cao 79
viii DANH SÁCH CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình vẽ Trang Hình 2.1 Sơ đồ bố trí ô dạng bản điều tra tái sinh 22 Hình 4.1a Trắc đồ rừng tại đai cao 700m- 900m 47 Hình 4.1c Trắc đồ rừng tại đai cao trên 1000m 48 Hình 4.2a Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ tổ thành lòai ở đai độ cao 51 700m- 900m Hình 4.2c Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ tổ thành lòai ở đai độ cao 53 1000m Hình 4.2d Phân bố số cây theo chiều cao ở đai cao 700m- 900m 56 Hình 4.2f Phân bố số cây theo chiều cao ở đai cao trên 1000m 57 Hình 4.3a Biểu đồ mô tả các hàm thử nghiệm phân bố N/D1.3 tại đai cao 700m- 900m Hình 4.3e Biểu đồ mô tả các hàm thử nghiệm phân bố N/D1.3 đai cao trên 1000m 62 Hình 4.3f Biểu đồ mô tả quy luật phân bố N/D1.3 đai cao trên
ix 1000m 62 Hình 4.4a Biểu đồ mô tả các hàm thử nghiệm tương quan Hvn/D1.3 đai cao 700m- 67 900m Hình 4.4e Biểu đồ mô tả các hàm thử nghiệm tương quan Hvn/D1.3 đai cao trên 1000m 68 Hình 4.4f. Biểu đồ mô tả tương quan Hvn/D1.3 đai cao trên 1000m cao trên 1000m 69 Hình 4.5 Phân bố mật độ tái sinh theo cấp chiều cao 73 Hình 4.6 Tỷ lệ mật độ tái sinh theo phẩm chất 74 Hình 4.7 Tỷ lệ mật độ tái sinh theo nguồn gốc 75
1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tính cấp thiết của đề tài Rừng là yếu tố cơ bản của môi trường, giữ vai trò quan trọng không gì thay thế được đối với việc phòng hộ, duy trì cân bằng sinh thái, bảo vệ tính đa dạng sinh học, bảo tồn nguồn gen, cung cấp nhiều loại gỗ và lâm sản ngoài gỗ đáp ứng đa dạng cho nhu cầu sử dụng của con người. Rừng là dạng tài nguyên có khả năng tái tạo do vậy rừng không những là cơ sở của sự phát triển kinh tế mà còn giữ chức năng môi trường cực kỳ quan trọng. Song nó là một hệ sinh thái phức tạp và nhạy cảm bao gồm nhiều thành phần sinh vật với các quy luật sắp xếp khác nhau trong không gian và thời gian. Trong quản lý rừng, tác động lâm sinh là biện pháp kỹ thuật then chốt để cải thiện chất lượng rừng, làm cho rừng có cấu trúc phù hợp với mục đích quản lý, nhằm đáp ứng được các yêu cầu đặt ra cho từng loại hình kinh doanh rừng. Thực tiễn đã cho thấy rằng, các giải pháp nhằm phục hồi rừng, quản lý rừng bền vững chỉ có thể giải quyết thỏa đáng một khi có sự hiểu biết đầy đủ về bản chất quy luật sống của hệ sinh thái rừng. Tỉnh Bình Thuận hiện có 259.541 ha rừng tự nhiên, diện tích rừng phân bố hầu hết trên các địa hình núi cao có độ cao tương đối so với mặt nước biển từ 200- 1600 m, cấu trúc quần xã thực vật tại các đai độ cao cũng rất khác nhau. Tuy nhiên, cho đến nay tại tỉnh Bình Thuận có rất ít những công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng tự nhiên tại các đai độ cao khác nhau. Do vậy việc triển khai đề tài "Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật theo đai độ cao tại huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận” được xem là một trong những công việc cần thiết, quan trọng làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp lâm sinh và chủ động trong việc xác lập
2 các kế hoạch và biện pháp kỹ thuật tác động chính xác vào rừng, góp phần quản lý và phát triển rừng bền vững. 2. Mục đích của đề tài Bổ sung những thông tin về đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng tại các đai độ cao khác nhau, làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp quản lý, xác lập các kế hoạch và biện pháp kỹ thuật tác động chính xác vào rừng, góp phần quản lý và sử dụng rừng bền vững tại huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận. 3. Những đóng góp của đề tài - Ứng dụng các hàm phân bố để mô hình hóa các quy luật cấu trúc quần xã thực vật rừng tự nhiên trong khu vực nghiên cứu. Trên cơ sở các quy luật cấu trúc rừng đã xác định, đề xuất biện pháp lâm sinh hợp lý nhằm phát triển rừng bền vững, phát huy tốt chức năng phòng hộ và các chức năng khác. - Góp phần vào công tác điều tra đánh giá tài nguyên rừng cũng như lập kế hoạch quản lý phát triển rừng bền vững tại Ban quản lý rừng phòng hộ Trị An huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận 4. Đối tượng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu của đề tài * Đối tượng nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu là quần xã thực vật rừng tự nhiên có cùng một trạng thái rừng, có hướng phơi và độ dốc gần giống nhau tại các đai độ cao < 700m, >700m- 900 m và trên 1000m tại lâm phận Ban quản lý rừng phòng hộ Trị An, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận. * Phạm vi nghiên cứu Đề tài tiến hành nghiên cứu và thu thập số liệu với đối tượng là rừng tự nhiên tại lâm phận Ban quản lý rừng phòng hộ Trị An, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận. Do vậy, những kết quả nghiên cứu của đề tài này được giới hạn và áp dụng cho đối tượng rừng tự nhiên tại Ban quản lý rừng phòng hộ Trị An và các khu vực khác có điều kiện tự nhiên tương tự.
3 * Giới hạn của đề tài Đề tài giới hạn chỉ nghiên cứu các chỉ tiêu cấu trúc cơ bản của quần xã thực vật rừng thân gỗ theo các đai độ cao < 700m, >700m - 900 m và trên 1000m trên lâm phận thuộc Ban quản lý rừng phòng hộ Trị An.
4 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Vấn đề nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả trên thế giới và Việt Nam đề cập từ những năm đầu thế kỷ XX. Những nghiên cứu này đều có xu hướng xây dựng các cơ sở có tính khoa học và lý luận phục vụ công tác kinh doanh rừng hiệu quả. Tuy nhiên, do đối tượng rừng tự nhiên lại rất đa dạng, phong phú và phức tạp về cấu trúc, tổ thành loài cây, tầng tán, khả năng sinh trưởng… trên mỗi vùng địa lý khác nhau với những đặc điểm riêng biệt. Vì vậy các kết quả nghiên cứu về cấu trúc rừng và tái sinh rừng trên thế giới và ở Việt Nam được công bố đều mang ý nghĩa ứng dụng nhất định cho từng vùng, từng khu vực và là cơ sở khoa học cho những nghiên cứu tiếp theo. Dưới đây xin trình bày một số kết quả nghiên cứu điển hình mang tính định hướng cho tác giả thực hiện nội dung đề tài. 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Tình hình nghiên cứu cấu trúc rừng Trong những thập kỷ gần đây việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã 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 quan tâm nghiên cứu. - Về cơ sở sinh thái cấu trúc rừng Trong nghiên cứu cấu trúc rừng, các nhà khoa học chia ra ba dạng cấu trúc: cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc thời gian. Cấu trúc hiện tại của lớp thảm thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật, giữa thực vật với hoàn cảnh sống. Như
5 vậy trên quan điểm sinh thái học cấu trúc rừng chính là hình thức ngoại mạo phản ánh những nội dung bên trong của một hệ sinh thái rừng. Tổ thành thực vật là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá sự phong phú của hệ thực vật rừng tại các vùng địa sinh học khác nhau. Richards P.W (1965) [31] đã phân chia tổ thành thực vật của rừng mưa thành hai loại: rừng mưa hỗn loài có tổ thành loài cây phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản. Trong những điều kiện lập địa đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây. Cũng theo Richards P.W (1965) [31], khi nghiên cứu tổ thành loài cây ở rừng nhiệt đới cho thấy thường có ít nhất 40 loài trở lên trên 1 hecta, có trường hợp còn ghi nhận được trên 100 loài. Sự phong phú của hệ thực vật rừng mưa nhiệt đới cũng được nhiều nhà khoa học ghi nhận như: Baur G.N (1979) [2], Catinot. R (1974) [4]… Trong các nghiên cứu này, các tác giả đều nêu lên quan điểm, khái niệm và mô tả định tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng. Riêng G. Baur (1979) [2] 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. Từ đó tác giả đã đưa ra những tổng kết về các nguyên lý tác động lâm sinh và các phương thức xử lý cải thiện rừng mưa ở các nước nhiệt đới. Odum E.P (1978) [27] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở khái niệm 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 bên trong quần xã thực vật rừng trên quan điểm sinh thái học. - Về mô tả hình thái cấu trúc Hiện tượng hình thành tầng là một trong những đặc trưng cơ bản về cấu trúc hình thái của quần xã thực vật và là cơ sở để tạo nên cấu trúc tầng thứ.
6 Về cấu trúc tầng thứ có hai trường phái: Chevalier (1917), Mildbraed (1922), Booberg (1932),… cho rằng tầng rừng không có thực tế khách quan. Nhưng nhiều tác giả khác cho rằng rừng mưa thường có từ ba đến năm tầng như Brown (1919), David và Richards P.W (1933-1934), Richards P.W (1936), Vaughan và Weihe (1941), Beard (1946),…(dẫn theo Vương Tấn Nhị, 1964). Phương pháp vẽ mặt cắt đứng của rừng do David và P.W. Richards (1933 – 1934) đề xướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guyam đến nay vẫn là phương pháp hiệu quả để xác định cấu trúc tầng thứ của rừng. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là chỉ minh họa được cách sắp xếp theo hướng thẳng đứng của các loài cây gỗ trong một diện tích có hạn. Ngày nay, nhiều hệ thống phân loại thảm thực vật rừng đã dựa vào các đặc trưng như cấu trúc và dạng sống, độ ưu thế, kết cấu hệ thực vật hoặc năng suất thảm thực vật. Tiêu biểu cho nửa đầu thế kỷ XIX, là Humbold và Grisebach đã sử dụng dạng sinh trưởng của các loài cây ưu thế và kiểu môi trường sống của chúng để biểu thị cho các nhóm thực vật. Phương pháp này được các nhà sinh thái học Warming (1904) và Raunkiaer (1934) tiếp tục phát triển. Trong đó Raunkiaer đã đưa ra khái niệm về các phổ sinh học, khái niệm này được hiểu là tỷ lệ phần trăm các loài cây trong một quần xã có các dạng sống khác nhau. (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1978) [39]. Việc phân cấp cây rừng cho rừng hỗn loài nhiệt đới tự nhiên là hết sức phức tạp, cho đến nay vẫn chưa có tác giả nào đưa ra phương pháp phân cấp được chấp nhận rộng rãi. Ngoài ra, về cấu trúc tuổi đối với rừng tự nhiên nhiệt đới vẫn chưa có các khẳng định chính thức. (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992) [34]. - Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng Như đã đề cập ở trên việc nghiên cứu cấu trúc rừng từ mô tả định tính dần chuyển sang các phương pháp định lượng, trong đó việc mô hình hóa cấu
7 trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng 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: Rollet B (1971), Brunn (1970), Loetsch et al (1967)... và nhiều tác giả khác quan tâm nghiên cứu cấu trúc không gian và thời gian của rừng theo hướng định lượng và dùng các mô hình toán để mô phỏng các quy luật cấu trúc. (dẫn theo Trần Văn Con, 2001) [8]. Trên cơ sở nghiên cứu về mật độ cây rừng trong rừng tự nhiên, nhiều tác giả đã tiến tới một bước là xây dựng mật độ tối ưu của lâm phần. H. Thomasius (1972) đã đưa ra khái niệm khoảng sống và hằng số không gian sinh trưởng liên quan tới chiều cao, mật độ và tuổi. Các nghiên cứu về mật độ tối ưu lâm phần theo diện tích tán và mức độ che phủ cũng được Kairukstis (1980) nghiên cứu. (dẫn theo Giang Văn Thắng, 2003) [33]. Suzuki (1971), Block.W và Diener.W (1972)…nghiên cứu theo hướng xem đường kính cây rừng như là đại lượng ngẫu nhiên và phụ thuộc vào thời gian và coi quá trình biến đổi của phân bố đường kính theo tuổi là một quá trình ngẫu nhiên. Quá trình đó biểu thị một tập hợp các đại lượng ngẫu nhiên (Xt) với thời gian (t) lấy trong khoảng thời gian nhất định nào đó. Nếu trị số của đường kính tại thời điểm (t) chỉ phụ thuộc vào trị số ở thời điểm (t-1) thì đó là chuỗi Markov. Nếu Xt = X có nghĩa là quá trình ở thời điểm (t) có dạng X. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính ngang ngực (N/D1,3) là một trong các chỉ tiêu quan trọng nhất của cấu trúc rừng, đã được nghiên cứu khá nhiều từ đầu thế kỷ XX, bằng các phương pháp biểu đồ hoặc giải tích. Một số tác giả đưa ra các hàm: hàm Meyer, hàm Hyperbol, hàm Poisson, hàm Charlier, hàm Logarit chuẩn, họ đường cong Pearson, hàm Weibull... Tuy nhiên, việc sử dụng hàm này hoặc hàm khác để xây dựng dãy phân bố thực
8 nghiệm N/D1,3 phụ thuộc vào kinh nghiệm từng tác giả và bản chất quy luật tự nhiên. Một dãy phân bố thực nghiệm có thể chỉ phù hợp cho một dạng hàm số, cũng có thể phù hợp cho nhiều hàm số ở các mức xác suất khác nhau. Meyer đã mô tả phân bố N/D1.3 bằng phương trình toán học có dạng đường cong giảm và được gọi là phương trình phân bố Meyer hay hàm phân bố Meyer: y=ke-αx, trong đó y là tần số, x là đường kính, k và α là tham số, e là hệ số neper. Nhiều tác giả đã dùng luật Linaourt đã biểu thị bằng một phương trình có dạng tương tự như hàm phân bố Meyer để nghiên cứu rừng chặt chọn như Corona Elio, Bery, Popescu. Zeletin... dùng phương trình Hyperbol để biểu thị sự phân bố N/D1,3 của rừng chặt chọn. Schiffel biểu thị đường cong phân bố phần trăm ( %) cộng dồn bằng đa thức bậc 3. Naslund đã xác lập luật phân bố Charlier đối với sự phân bố số cây theo đường kính của lâm phần thuần loại đều tuổi đã khép tán. Rollet.B (1971) đã mô tả phân bố số cây theo đường kính (N/D 1,3) bằng các dạng phân bố xác suất. Weibull đã sử dụng dạng hàm Hyperbol để mô hình hóa cấu trúc đường kính loài Thông. Balley (1973) đã dùng hàm Weibull để mô hình hóa đường kính với số cây N/D1,3. Nhiều tác giả khác cũng sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá quy luật phân bố đường kính loài Thông theo mô hình của Schumacher và Coil (Belly, 1973). Bên cạnh đó các dạng hàm Meyer, Hyperbol, hàm mũ, Pearson, Poisson,... cũng được sử dụng để mô hình hoá cấu trúc rừng. (dẫn theo Trần Văn Con, 2001) [8]. Một trong những quy luật cơ bản và quan trọng trong nghiên cứu cấu trúc rừng là quy luật tương quan Hvn/D1,3. Kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy, chiều cao luôn tăng thuận theo đường kính cho đến một cỡ đường kính nhất định chiều cao sẽ tiệm cận một trị nhất định, cho dù đường kính vẫn tiếp tục tăng.
9 Khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng, phần lớn các tác giả đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao. Phương pháp kinh điển nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu đồ đứng với các kích thước khác nhau tuỳ theo mục đích nghiên cứu. Các phẫu đồ đã mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng. Từ đó rút ra các nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế. Phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng mà điển hình là các công trình của Richards (1959). Để mô phỏng quy luật tương quan giữa chiều cao với đường kính các tác giả sử dụng nhiều dạng phương trình khác nhau. Vấn đề lựa chọn dạng phương trình nào thích hợp cho đối tượng nào thì cần được nghiên cứu cụ thể. Hai dạng phương trình thường được sử dụng nhiều để biểu thị đường cong chiều cao là phương trình Parabol và phương trình Logarit. Tóm lại, việc lựa chọn một dạng phương trình toán học cụ thể để mô tả các quy luật cấu trúc rừng phụ thuộc vào đối tượng riêng cụ thể. Một dãy phân bố thực nghiệm có thể chỉ phù hợp cho một dạng hàm số, cũng có thể phù hợp cho nhiều hàm số ở các mức xác suất khác nhau. Nhìn chung các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng mưa nhiệt đới trên thế giới khá đa dạng và không ít công trình nghiên cứu công phu đã mang lại hiệu quả cao trong những nghiên cứu khác và trong kinh doanh rừng. 1.1.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiện của một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng, dưới tán rừng, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy. Vai trò lịch sử của lớp cây con này là thay thế thế hệ cây già cỗi. Vì vậy, tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng
10 cây gỗ. Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây tái sinh, đặc điểm phân bố. Tái sinh rừng đóng vai trò rất quan trọng trong việc hình thành, duy trì và phát triển của thảm thực vật rừng. Do vậy nghiên cứu về tái sinh rừng đã được nhiều tác giả trên thế giới thực hiện. Davis và Richards (1933-1934) nghiên cứu rừng mưa ở khu vực sông Moraballi, Guyana, đã thống kê số cây thứ tự từ thấp đến cao, trước hết là số cây non dưới 2 m, tiếp đến là số cây non có đường kính dưới 10 cm và chiều cao trên 4,6 m, sau đó mới đến số cây gỗ có đường kính trên 10 cm với cở đường kính 10 cm. Cây tái sinh được thống kê từ dưới 2 m đến chiều cao 4,6 m, với đường kính dưới 10 cm. Tác giả Aubre’ville (1993) đã thống kê lớp cây non gồm những cây thuộc cấp đường kính nhỏ hơn 10 cm (Richards P.W, 1970). George N. Baur. (1979) [2] cho rằng, 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 và thảm cỏ, cây bụi có ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây tái sinh. Như vậy, các công trình nghiên cứu được đề cập ở trên đã phần nào làm sáng tỏ việc đặc điểm tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới. Đó là cơ sở để xây dựng các phương thức xử lý lâm sinh hợp lý. * Tái sinh tự nhiên của thảm thực vật Lĩnh vực nghiên cứu này có một số tác giả tiêu biểu sau: Long Chun và cộng sự (1993) đã nghiên cứu đa dạng thực vật ở hệ sinh thái nương rẫy tại Xishuangbanna tỉnh Vân Nam, Trung Quốc đã đưa ra nhận xét: Tại Baka khi nương rẫy bỏ hoá được 3 năm thì có 17 họ, 21 chi, 21 loài thực vật, bỏ hoá 19 năm thì có 60 họ, 134 chi, 167 loài (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000) [1].