Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng thứ sinh nghèo làm cơ sở đề xuất một số biện pháp xử lý lâm sinh trong điều chế rừng ở công ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang

Chia sẻ: Tri Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:97

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Dựa trên kết quả nghiên cứu, luận văn đề xuất một số biện pháp xử lý lâm sinh trong điều chế rừng phục vụ kinh doanh rừng tại công ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

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 rừng thứ sinh nghèo làm cơ sở đề xuất một số biện pháp xử lý lâm sinh trong điều chế rừng ở công ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang

I MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Mục lục..............................................................................................................I Danh mục các bảng.........................................................................................VI Danh mục các biểu.........................................................................................VII ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................... 1 Chương 1 ........................................................................................................... 3 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................... 3 1.1. Ở ngoài nước ............................................................................................. 3 1.1.1. Nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng ................................................. 3 1.1.1.1. Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng ............................................... 3 1.1.1.2. Về hình thái cấu trúc rừng mưa ....................................................... 4 1.1.1.3. Về cấu trúc tổ thành ......................................................................... 5 1.1.1.4. Về cấu trúc tầng thứ ......................................................................... 5 1.1.1.5. Về phân bố số cây theo cỡ đường kính (N-D1.3) .............................. 6 1.1.1.6. Về phân bố số cây theo chiều cao (N-H) ......................................... 7 1.1.2. Về phân loại rừng thứ sinh nghèo và các xử lý lâm sinh .................... 7 1.1.3. Nghiên cứu về tái sinh rừng ................................................................ 10 1.2. Ở trong nước ........................................................................................... 12 1.2.1. Về nghiên cứu cấu trúc rừng .............................................................. 12 1.2.1.1.Về cấu trúc tổ thành ........................................................................ 12 1.2.1.2. Về cấu trúc tầng thứ ....................................................................... 13 1.2.1.3. Phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3) ................................. 14 1.2.1.4. Phân bố số cây theo cỡ chiều cao(N/Hvn) ...................................... 16 1.2.2. Nghiên cứu về tái sinh tự nhiên .......................................................... 16 1.2.3. Quan điểm về rừng thứ sinh nghèo và phục hồi rừng thứ sinh nghèo ......................................................................................................................... 17 1.3. Thảo luận ................................................................................................ 19
II Chương 2 ........................................................................................................ 21 ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU ......................................... 21 2.1. Vị trí địa lý .............................................................................................. 21 2.2. Địa hình địa thế ...................................................................................... 21 2.3. Thổ nhưỡng, đất đai............................................................................... 21 2.4. Khí hậu, thuỷ văn ................................................................................... 22 2.4.1. Khí hậu ................................................................................................. 22 2.4.2. Thuỷ văn ............................................................................................... 22 2.5. Tình hình kinh tế xã hội ........................................................................ 22 2.6. Điều kiện giao thông và cơ sở hạ tầng .................................................. 23 2.7. Hiện trạng tài nguyên rừng và tình hình sử dụng đất........................ 24 Chương 3 ........................................................................................................ 26 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG ................ 26 VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................... 26 3.1. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................ 26 3.1.1. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................ 26 3.1.1.1. Về lý luận........................................................................................ 26 3.1.1.2. Về thực tiễn .................................................................................... 26 3.1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................... 26 3.2. Nội dung nghiên cứu .............................................................................. 26 3.2.1. Một số đặc điểm cấu trúc rừng ............................................................ 26 3.2.2. Tái sinh rừng ........................................................................................ 27 3.2.3. Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh trong điều chế rừng .... 27 3.3. Phương pháp nghiên cứu....................................................................... 27 3.3.1. Phương pháp luận tổng quát ............................................................... 27 3.3.2. Phương pháp thu thập số liệu ............................................................. 27 3.3.3. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................... 28 3.3.3.1. Tính toán các chỉ tiêu cần thiết ...................................................... 28 3.3.3.2. Phân loại trạng thái rừng .............................................................. 28
III 3.3.3.3. Xác định tổ thành lâm phần .......................................................... 30 3.3.3.4. Mô phỏng các phân bố thực nghiệm ............................................. 31 3.3.3.5. Tương quan giữa chiều cao vút ngọn (Hvn) với đường kính (D1.3) 33 3.3.3.6. Quan hệ giữa đường kính tán với đường kính ngang ngực (Dt/D1.3) ......................................................................................................................... 34 3.3.3.7. Phương pháp xác định kiểu phân bố cây rừng trên mặt đất ......... 34 3.3.3.8. Đánh giá tái sinh của rừng ............................................................ 35 Chương 4 ........................................................................................................ 36 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN............................. 36 4.1. Một số đặc điểm cấu trúc rừng ............................................................. 36 4.1.1. Cấu trúc tổ thành rừng ........................................................................ 36 4.1.1.1. Tổ thành loài cây theo tỷ lệ số cây của mỗi loài trong lâm phần .. 36 4.1.1.2. Tổ thành loài cây tính theo IV% .................................................... 38 4.1.1.3.Tổ thành của nhóm loài cây mục đích ............................................ 40 4.1.1.4. Một số nhận xét về kết quả nghiên cứu tổ thành ........................... 42 4.1.2. Mật độ tầng cây cao và hình thái phân bố cây rừng .......................... 42 4.1.2.1. Mật độ tầng cây cao ....................................................................... 42 4.1.2.2. Hình thái phân bố cây rừng trên mặt đất ...................................... 43 4.1.3. Cấu trúc đường kính ............................................................................ 45 4.1.3.1. Phân bố số lượng loài cây theo cỡ đường kính (NL/D1.3) .............. 45 4.1.3.2. Phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3) ................................. 49 4.1.3.3.Phân bố số cây mục đích theo cỡ kính ............................................ 53 4.1.4. Cấu trúc phân bố số cây theo cỡ chiều cao ........................................ 55 4.1.4.1. Phân bố số lượng loài cây theo cỡ chiều cao (NL/H) .................... 55 4.1.4.2. Phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn) ..................................... 58 4.1.4.3. Phân bố số cây mục đích theo cỡ chiều cao (Nmđ/Hvn) .................. 61 4.2. Một số quy luật tương quan .................................................................. 64 4.2.1. Tương quan giữa chiều cao với đường kính thân cây (Hvn/D1.3) ...... 64
IV 4.2.2. Tương quan giữa đường kính tán với đường kính thân cây (Dt/D1.3) ......................................................................................................................... 66 4.3. Đặc điểm tái sinh rừng........................................................................... 68 4.3.1. Tổ thành loài cây tái sinh .................................................................... 68 4.3.2. Mật độ cây tái sinh ............................................................................... 72 4.3.3. Phân bố cây tái sinh theo chiều cao .................................................... 73 4.3.4. Hình thái phân bố cây tái sinh ............................................................ 74 4.4. Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh trong điều chế rừng tại công ty lâm nghiệp Mai Sơn ......................................................................... 75 4.4.1. Trạng thái rừng IIB ............................................................................. 75 4.4.1.1. Đối với tầng cây cao: ..................................................................... 75 4.4.1.2. Đối với tầng cây tái sinh ................................................................ 75 4.4.2. Trạng thái rừng IIIA1 ......................................................................... 76 4.4.2.1. Đối với tầng cây cao: ..................................................................... 76 4.4.2.2.Đối với tầng cây tái sinh: ................................................................ 77 4.4.3. Trạng thái rừng IIIA2 ......................................................................... 77 4.4.3.1. Đối với tầng cây cao: ..................................................................... 77 4.4.3.2. Đối với tầng cây tái sinh ................................................................ 78 Chương 5 ........................................................................................................ 79 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................ 79 5.1. Kết luận ................................................................................................... 79 5.1.2. Cấu trúc rừng ở công ty lâm nghiệp Mai Sơn .................................... 79 5.1.2.1. Cấu trúc tổ thành rừng................................................................... 79 5.1.2.2. Cấu trúc mật độ và hình thái phân bố cây rừng ............................ 80 5.1.2.3. Cấu trúc N/D1.3 ............................................................................... 80 5.1.2.4. Cấu trúc N/hvn ............................................................................... 80 5.1.3. Một số quy luật tương quan................................................................. 81 5.1.4. Khả năng tái sinh rừng. ....................................................................... 81
V 5.1.5. Về đề xuất các biện pháp xử lý lâm sinh trong điều chế rừng ở công ty lâm nghiệp Mai Sơn. .................................................................................. 81 5.1.5.1.Đối với tầng cây cao ....................................................................... 81 5.1.5.2. Đối với tầng cây tái sinh ................................................................ 83 5.2. Tồn tại ..................................................................................................... 84 5.3. Kiến nghị ................................................................................................. 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 85
VI DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Hiện trạng sử dụng đất đai, tài nguyên rừng .................................. 24 của công ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang .............. 24 Bảng 4.1: Tổ thành tầng cây cao tính theo tỷ lệ số cây của rừng thứ sinh nghèo tại công ty lâm nghiệp Mai Sơn ........................................................... 37 Bảng 4.2: Tổ thành tầng cây cao tính theo tỷ lệ số cây và tổng diện ngang (IV%) của rừng thứ sinh nghèo tại công ty lâm nghiệp Mai Sơn ................... 39 Bảng 4.3: Tổ thành loài mục đích ở công ty lâm nghiệp Mai Sơn ................. 41 Bảng 4.4: Mật độ tầng cây cao của rừng thứ sinh nghèo ................................ 43 tại công ty lâm nghiệp Mai Sơn ...................................................................... 43 Bảng 4.5: Kết quả xác định hình thái phân bố cây rừng trên mặt đất ............ 44 Bảng 4.6: Mô phỏng phân bố NL/D1.3 bằng hàm Weibull............................... 46 Bảng 4.7: Mô phỏng phân bố NL/D1.3 bằng hàm Khoảng cách....................... 46 Bảng 4.8: Mô phỏng phân bố N/D1.3 bằng hàm Khoảng cách ........................ 50 Bảng 4.9: Mô phỏng phân bố N/D1.3 bằng hàm Weibull ................................ 50 Bảng 4.10: Phân bố số cây mục đích theo cỡ kính ......................................... 53 Bảng 4.11: Mô phỏng phân bố NL/Hvn bằng hàm Weibull ............................. 56 Bảng 4.12: Mô phỏng phân bố N/Hvn bằng hàm Weibull............................... 58 Bảng 4.13: Phân bố số cây mục đích theo cỡ chiều cao ................................. 61 Bảng 4.14: Kết quả nghiên cứu quan hệ tương quan Hvn/D1.3 ........................ 64 Bảng 4.15: Kết quả kiểm tra sự thuần nhất tham số b .................................... 65 của phương trình Hvn = a + b.LnD1.3 ............................................................... 65 Bảng 4.16: Kết quả nghiên cứu quan hệ tương quan Dt/D1.3 .......................... 67 Bảng 4.17: Kết quả kiểm tra sự thuần nhất tham số b của ............................. 68 phương trình Dt = a + b.D1.3 ............................................................................ 68 Bảng 4.18: Tổ thành loài cây tái sinh ............................................................. 69 Bảng 4.19: Số loài, tỷ lệ cây tái sinh mục đích ............................................... 71 Bảng 4.20: Mật độ cây tái sinh ở các trạng thái rừng ..................................... 72 Bảng 4.21: Tỷ lệ cây tái sinh theo cấp chiều cao ............................................ 73 Bảng 4.22: Hình thái phân bố cây tái sinh của các trạng thái rừng ................ 74
VII DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Hình 4.1: Quy luật phân bố số loài cây theo cỡ kính ...................................... 48 Hình 4.2: Biểu đồ phân bố N/D1.3 theo hàm Weibull ..................................... 52 Hình 4.3: Biểu đồ phân bố số cây mục đích theo cỡ kính…………………...54 Hình 4.4: Biểu đồ phân bố NL/Hvn theo hàm Weibull .................................... 57 Hình 4.5: Biểu đồ phân bố N/Hvn theo hàm Weibull ...................................... 60 Hình 4.6: Phân bố số cây mục đích theo cỡ chiều cao ................................... 63
LỜI NÓI ĐẦU Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn Thạc sỹ khoa học Lâm nghiệp, tôi luôn nhận được sự động viên, giúp đỡ nhiệt tình của nhà trường, các cơ quan và bạn bè đồng nghiệp. Nhân dịp này, cho phép tôi gửi lời cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Lâm nghiệp, Trường Cao đẳng Nông Lâm; các cán bộ, công nhân viên của công ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang và nhân dân địa phương tại khu vực nghiên cứu đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thu thập và xử lý số liệu. Đặc biệt cho tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới NGƯT.PGS.TS. Trần Hữu Viên, người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi gửi lời cảm ơn chân thành tới các bạn bè, các bạn đồng nghiệp gần xa và những người thân trong gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Tuy nhiên, trong khuôn khổ thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế, đề tài mới chỉ nghiên cứu được một số đặc điểm cấu trúc rừng thứ sinh tại công ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang. Do vậy, đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy giáo, cô giáo, các nhà khoa học cùng bạn bè đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Tôi xin cam đoan: số liệu điều tra, tính toán là đúng; công trình nghiên cứu này là sản phẩm khoa học của bản thân tôi. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 10 năm 2009. Tác giả Triệu Văn Khôi
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng tự nhiên là một hệ sinh thái cực kỳ phức tạp bao gồm nhiều thành phần với các quy luật sắp xếp khác nhau theo không gian và thời gian. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng có vai trò quan trọng trong hoạt động lâm nghiệp. Nắm được cấu trúc rừng, nhà lâm nghiệp có thể xác định mức độ giàu, nghèo của tài nguyên rừng, biết được các quy luật sắp xếp và tổ hợp của các loài cây trong quần xã nhằm làm căn cứ khoa học để đề xuất các biện pháp quản lý, sử dụng hệ sinh thái rừng một cách bền vững. Hiện nay, việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng thứ sinh nghèo là vấn đề càng trở nên cấp bách và cần thiết hơn bao giờ hết, vì đây là loại rừng chiếm chủ yếu diện tích rừng tự nhiên ở Việt Nam. Theo kết quả đánh giá của Cục phát triển Lâm nghiệp thì trong tổng số 8,252 triệu ha rừng tự nhiên có 5,181 triệu ha rừng lá rộng thường xanh trong đó rừng giàu chỉ chiếm 567.500 ha (11%), rừng trung bình 1.717.000 ha (33,1%) rừng nghèo 2.896.300 ha (55,9%); rừng giàu đa số phân bố ở vùng cao, dốc, khó khai thác. Nhu cầu phục hồi rừng thứ sinh nghèo là rất lớn và việc phục hồi rừng thứ sinh nghèo còn gặp nhiều khó khăn do thiếu những nghiên cứu về đặc điểm lâm học của rừng trong đó có đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng. Bắc giang là tỉnh thuộc khu vực miền núi phía Bắc có thế mạnh về phát triển lâm nghiệp, theo kết quả công bố hiện trạng diện tích rừng và đất chưa có rừng quy hoạch cho lâm nghiệp tỉnh Bắc Giang năm 2008 cho thấy tổng diện tích đất có rừng là 156.927,3 ha, với 67.996,3 ha rừng tự nhiên (chiếm 43,3%), 88.931,0 ha rừng trồng cây lâm nghiệp và cây ăn quả (chiếm 56,7%). Diện tích rừng tự nhiên hiện còn của tỉnh chủ yếu là rừng nghèo trữ lượng, ít loài cây có giá trị kinh tế cao, đang trong giai đoạn phục hồi. Để quá trình phục hồi rừng thứ sinh nghèo theo chiều hướng vừa có lợi về kinh tế vừa đảm
2 bảo duy trì cân bằng sinh thái cần phải có nghiên cứu đầy đủ, có hệ thống về đặc điểm của rừng thứ sinh nghèo trong đó nhấn mạnh đến nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc bên trong của quần xã thực vật rừng từ đó làm cơ sở đề xuất các biện pháp lâm sinh phù hợp. Việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý là vấn đề sống còn trong việc phục hồi rừng, dẫn dắt rừng phát triển theo hướng có lợi cả về kinh tế và môi trường sinh thái, đảm bảo sử dụng tài nguyên rừng và đất rừng một cách bền vững, lâu dài. Xuất phát từ thực tế trên, kết hợp với kiến thức đã được học và sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo, tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng thứ sinh nghèo làm cơ sở đề xuất một số biện pháp xử lý lâm sinh trong điều chế rừng ở công ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang.”
3 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Cấu trúc rừng tự nhiên là chủ đề đã được nhiều tác giả trong nước và ngoài nước nghiên cứu từ những năm đầu của thế kỷ XX với mục đích tìm hiểu rõ quy luật tổ hợp, sắp xếp của các nhân tố cấu trúc rừng như cấu trúc tổ thành loài, sự phân chia tầng thứ của rừng, hình thái phân bố cây rừng,... từ đó làm cơ sở để xây dựng, đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng một cách có hiệu quả, dẫn dắt rừng đi theo hướng có lợi cả về kinh tế, xã hội và môi trường. Ở giai đoạn đầu, các kết quả nghiên cứu còn mang tính định tính, mô tả về cấu trúc rừng. Sau đó cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế khác, với sự ứng dụng rộng rãi của toán thống kê và tin học trong nghiên cứu lâm nghiệp thì những nghiên cứu định lượng, chính xác về rừng cũng được tiến hành. Những nghiên cứu theo hướng lượng hóa các quy luật tự nhiên, cấu trúc sinh trưởng và sản lượng rừng đã được các nhà khoa học khái quát bằng các dạng hàm toán học, từ đơn giản đến phức tạp, nhờ đó đã giải quyết được nhiều vấn đề trong kinh doanh rừng. 1.1. Ở ngoài nước Đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng tự nhiên đã được nhiều nhà khoa học lâm nghiệp trên thế giới nghiên cứu nhằm xây dựng cơ sở khoa học và lý luận phục vụ công tác kinh doanh rừng, có thể điểm qua một số nghiên cứu liên quan đến nội dung của đề tài như sau: 1.1.1. Nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng 1.1.1.1. Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng Rừng tự nhiên là một hệ sinh thái phức tạp bao gồm nhiều thành phần, được sắp xếp theo các quy luật khác nhau trong không gian và thời gian.
4 Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia thành ba dạng cấu trúc là cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian. Cấu trúc của quần xã thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, là sản phẩm của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa các loài thực vật, giữa thực vật với hoàn cảnh sống. Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là nhân tố phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng. 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 đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng tự nhiên. Odum E.P [22] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley A.P đưa ra năm 1935. Khái niệm sinh thái học được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học. 1.1.1.2. Về hình thái cấu trúc rừng mưa Rừng mưa nhiệt đới là chủ đề đã được nhiều nhà khoa học đi sâu nghiên cứu, tiêu biểu là các tác giả: Catinot R. (1965) [2], Plaudy J [25]. Để biểu diễn hình thái cấu trúc rừng theo mặt cắt ngang và mặt cắt dọc, các tác giả đã sử dụng phẫu diện đồ ngang và phẫu diện đồ đứng; các nhân tố cấu trúc được mô tả theo các khái niệm: dạng sống, tầng phiến,… Rollet (1971) [51] đã đưa ra hàng loạt phẫu đồ mô tả cấu trúc hình thái rừng mưa, tương quan giữa chiều cao với đường kính và mô phỏng mối quan hệ giữa chúng bằng các hàm hồi quy. Richards P.W (1952) [28] đã căn cứ vào tổ thành thực vật, chia rừng mưa thành hai loại: rừng mưa hỗn hợp - rừng có tổ thành loài cây rất phức tạp và rừng mưa đơn ưu - rừng có tổ thành loài cây đơn giản. Trong những lập địa
5 đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây. Những nghiên cứu về các lĩnh vực trên đã đặt nền móng cho các nghiên cứu ứng dụng sau này, tuy nhiên các kết quả trên vẫn nặng về mô tả định tính. 1.1.1.3. Về cấu trúc tổ thành Rừng mưa nhiệt đới được ghi nhận là rừng có khu hệ thực vật đa dạng và phong phú nhất trong số các loại rừng. Theo Schimper (1935), khi nghiên cứu rừng ở Bắc Mỹ cho thấy trên diện tích 0,5 ha có đến 25 - 30 loài cây gỗ lớn; Brown (1941) cũng chỉ ra ở rừng mưa châu Âu hoặc Bắc Mỹ trong trường hợp cực đoan, rừng có thế bao gồm 20 - 25 loài cây gỗ. Theo Richards P.W (1952) [28] trong rừng mưa nhiệt đới thường có trên 40 loài cây gỗ/ha, cá biệt có trường hợp lên tới trên 100 loài, nhiều loài cây gỗ lớn sinh trưởng hỗn hợp với nhau theo tỷ lệ khá đồng đều nhưng cũng có thể chỉ có một hoặc vài loài chiếm ưu thế. Baur G.N (1962) [1], khi nghiên cứu rừng mưa ở khu vực Belem trên sông Amazon cho thấy trên ô tiêu chuẩn diện tích 2 ha đã thống kê được 36 họ thực vật và trên ô tiêu chuẩn >4 ha ở phía bắc New South Wales cũng ghi nhận được sự hiện diện của 31 học thực vật thân gỗ (chưa kể cây leo, cây thân thảo và thực vật phụ sinh). Trong rừng ẩm nhiệt đới châu Phi, Catinot. R (1974)[2] thống kê tới vài trăm loài thực vật, còn trong tổ thành thực vật của rừng nhiệt đới ẩm ở Đông Nam Á thường có một nhóm loài ưu thế chiếm đến 50% quần thụ (nhóm loài cây họ Dầu). 1.1.1.4. Về cấu trúc tầng thứ Sự phân tầng trong quần xã thực vật rừng là một trong những đặc trưng nổi bật của rừng nhiệt đới, là kết quả của chọn lọc tự nhiên mà ở đó có sự chung sống giữa loài cây ưa sáng (tầng trên) và loài cây chịu bóng (tầng
6 dưới), giữa chúng là những loài thực vật trung tính. Do sự đa dạng, phức tạp trong cách thể hiện sự phân tầng thứ của rừng nên có nhiều ý kiến không đồng nhất trong việc phân chia, có tác giả cho rằng ở loại rừng này chỉ có một tầng cây gỗ. Ngược lại, có nhiều tác giả lại cho rằng rừng lá rộng thường xanh có từ 3 đến 5 tầng. Richards (1939) phân chia rừng ở Nigieria thành 5 - 6 tầng. Tuy nhiên, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu tầng thứ rừng tự nhiên đều nhắc đến sự phân tầng nhưng mới dừng lại ở mức nhận xét hoặc đưa ra những kết luận mang tính định tính; việc phân chia các tầng theo chiều cao cũng mang tính chất cơ giới, chưa phản ánh được sự phân tầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới. 1.1.1.5. Về phân bố số cây theo cỡ đường kính (N-D1.3) Phân bố số cây theo cỡ kính là quy luật kết cấu cơ bản nhất của lâm phần và được các nhà lâm học, điều tra rừng quan tâm nghiên cứu, việc nghiên cứu quy luật phân bố N-D1.3 có ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn trong kinh doanh rừng, nó là cơ sở để đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng, để lập các biểu chuyên dùng trong lâm nghiệp (biểu quá trình sinh trưởng, biểu thể tích, biểu cấp đất,...). Meyer (1934) đã mô tả phân bố N-D1.3 bằng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục. Tiếp đó, nhiều tác giả dùng phương pháp giải tích để tìm phương trình của đường cong phân bố. Balley (1973) [46] sử dụng hàm Weibull, Schiffel để biểu thị đường cong cộng dồn phần trăm số cây bằng đa thức bậc ba. Prodan.M và Pattatscase (1964), Bill và Kem K.A (1964) đã tiếp cận phân bố này bằng phương trình Lnarit chính thái. Diatchenko Z.N sử dụng phân bố Gamma biểu thị phân bố số cây theo đường kính lâm phần thông ôn đới. Đặc biệt để tăng tính mềm dẻo một số tác giả hay dùng các hàm khác như: Loetsch (1973) dùng hàm Beta để nắn các phân bố
7 thực nghiệm, J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1992) trong khi nghiên cứu 19 ô tiêu chuẩn với 60 loài của rừng nhiệt đới ở Maranhoo - Brazil đã dùng hàm Weibull mô phỏng phân bố N-D1.3. 1.1.1.6. Về phân bố số cây theo chiều cao (N-H) Phân bố số cây theo chiều cao là nhân tố cấu trúc thể hiện sự sắp xếp của cây rừng trong lâm phần theo chiều thẳng đứng. Nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên theo chiều thẳng đứng bằng việc vẽ các phẫu diện đồ đứng với tỷ lệ, kích thước khác nhau tùy theo mục đích; là phương pháp kinh điển được áp dụng, các phẫu đồ cho hình ảnh trực quan, khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố cây rừng theo chiều thẳng đứng. Từ đó rút ra 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 các tác giả P.W. Richards (1952) [28], Rollet (1979)[51]. 1.1.2. Về phân loại rừng thứ sinh nghèo và các xử lý lâm sinh Hiện nay, có hai quan điểm về phân loại rừng nghèo, được sự nhất trí cao trong giới khoa học quốc tế: Dựa vào đặc điểm hiện trạng thảm thực vật che phủ: Điển hình quan điểm này là của E.F.Bruenig (1998) khi phân chia hệ sinh thái rừng bị suy thoái thành 5 loại chính và các biện pháp lâm sinh nhằm phục hồi chúng, đó là các lâm phần rừng hỗn loài tự nhiên bị khai thác quá mức, các lâm phần rừng thứ sinh ở các giai đoạn phát triển khác nhau, các đám cây gỗ thứ sinh, trảng cỏ và các dạng thảm thực vật khác trên các loại thổ nhưỡng khác nhau. Dựa vào đặc điểm của sự tác động: Quan điểm này được thể hiện rõ trong hướng dẫn phục hồi rừng của tổ chức cây gỗ rừng nhiệt đới quốc tế (ITTO, 2002) theo đó rừng nghèo được phân chia thành 3 kiểu phụ như sau: - Rừng nguyên sinh bị thoái hóa (Degraded primary forest) là kiểu rừng
8 mà độ che phủ của nó đó bị thay đổi dưới sự ảnh hưởng của việc khai thác không bền vững các sản phẩm gỗ và lâm sản ngoài gỗ. Vì vậy cấu trúc, chức năng, động thái của chúng bị thay đổi vượt quá khả năng có thể phục hồi của hệ sinh thái trong một thời gian ngắn. - Rừng thứ sinh (Secondary forest) hình thành trên những vùng đất mà trước đây đó được che phủ bởi rừng. Những khu rừng thứ sinh này thông thường được phục hồi (hình thành và phát triển) tự nhiên trên đất đó bị bỏ hoang sau canh tác nương rẫy, đất định canh nông nghiệp, đất chăn thả hoặc trên đất của những khu rừng trồng không thành công. - Đất rừng bị thoái hóa (Degraded forest land) là đất của những khu rừng bị ảnh hưởng bởi quá trình khai thác các sản phẩm gỗ và lâm sản ngoài gỗ một cách quá mức, thiếu quản lý, bị lửa rừng nhiều lần, chăn thả cũng như các tác động khác chúng gây tác động tổn hại đến đất và thực vật tới mức kìm hãm sự phục hồi của rừng sau quá trình bỏ hoang. Đặc điểm khác nhau của ba kiểu rừng này là cấu trúc của thảm thực vật và thành phần loài. Nếu kiểu rừng nguyên sinh bị thoái hóa có cấu trúc thảm thực vật không có sự khác biệt rõ rệt, các loài cây ưa sáng tái sinh sau khi rừng bị tác động thường giống với những lâm phần nguyên sinh thì kiểu rừng thứ sinh lại có cấu trúc đơn giản, thành phần loài có sự khác biệt với những lâm phần rừng nguyên sinh trước đó và các loài có mức độ ưa sáng cao, ở kiểu thứ ba (đất rừng bị thoái hóa) thì gần như thiếu hẳn sự che phủ của thảm thực vật chỉ có những đám nhỏ một số loài tiên phong hoặc cây bụi hoặc có khi lại thiếu vắng chúng. - Phân loại đối tượng rừng để tác động. Phân loại rừng thứ sinh một cách chính xác làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp phục hồi và phát triển rừng. Đây là một việc làm có ý nghĩa
9 thiết thực. Theo JUCN (2001), Dư Thân Hiểu (2001), để phân chia loại hình kinh doanh rừng thứ sinh, trước tiên cần xem xét đến loài cây ưu thế hoặc một số loài cây mục đích chủ yếu và tình hình điều kiện lập địa, sau đó quy nạp chúng vào những biện pháp kinh doanh tương ứng. Có nghĩa là, cần nắm vững những nhân tố nội tại của lâm phần như đặc tính sinh vật học của loài cây, sức sản xuất hiện tại, sức sản xuất tiềm năng và hướng vận động của diễn thế tự nhiên vv…, rồi thông qua phân tích tổng hợp để xác định Các biện pháp kỹ thuật kinh doanh giống nhau quy nạp vào thành một loại hình kinh doanh. (1) Rừng thành thục và rừng quá thành thục. Đại bộ phận cây rừng đó đạt đến hoặc vượt quá tuổi thành thục, tốc độ cây rừng sinh trưởng suy giảm. (2) Những lâm phần chưa đạt đến tuổi thành thục hoặc quá thành thục. Sẽ được phân chia theo nguyên tắc sau: Rừng cây lá rộng gỗ mềm dưới 10 tuổi, rừng cây lá rộng dưới 20 tuổi, rừng cây lá kim gần thành thục, gần đến tuổi khai thác chính và những rừng tuổi rừng sào, rừng trung niên có tương đối nhiều cây ưu việt mà độ tàn che dưới 0,7 đều phân chia vào loại hình nuôi dưỡng rừng. (3) Đối với những lâm phần sau khi thử nghiệm theo nguyên tắc “chặt bỏ cây xấu, giữ lại cây tốt”, nếu như số lượng cây lưu giữ lại đạt đến hoặc vượt quá tiêu chuẩn số lượng cần lưu giữ trong chặt trung gian (chặt nuôi dưỡng) rừng thứ sinh, thì phân chia vào loại hình chăm sóc nuôi dưỡng rừng. Nếu như lâm phần có số lượng cây tốt, có triển vọng tương đối ít, sau khi chặt trung gian không thể duy trì được cấu trúc hoàn chỉnh, hoặc đối với rừng thưa (độ tàn che nhỏ hơn 0,3) thì phân chia vào loại hình cải tạo rừng. (4) Những lâm phần mà giữ lại được từ 300 cây/ha trở lên có đường kính ngang ngực 10 cm, hoặc từ 150 cây/ha trở lên có đường kính ngang ngực
10 lớn hơn 16 cm, thì phân chia vào loại hình cải tạo chặt chọn. Phương thức này có nghĩa là sau khi chặt chọn sẽ trồng thêm cây lá kim chịu bóng dưới tán các cây rừng cũ lưu giữ lại, để tác nghiệp thành một rừng cây lá kim hỗn giao với cây lá rộng. (5) Đối với những lâm phần hoặc trảng cỏ cây bụi trên đất rừng có độ dốc dưới 300 được phân vào loại hình cải tạo rừng, căn cứ vào số lượng cây mạ, cây con của loài mục đích nhiều ít, có thể áp dụng các phương pháp tái sinh nhân tạo, tái sinh tự nhiên hay xúc tiến tái sinh tự nhiên để cải tạo chúng thành rừng lá kim thuần loài, hoặc rừng lá rộng thuần loài, hoặc rừng cây lá kim hỗn giao với cây lá rộng. (6) Đối với những lâm phần hoặc trảng cây bụi trên đất rừng có độ dốc lớn hơn 300 được phân chia vào loại hình tái sinh trước khai thác hoặc loại hình cải tạo theo dải. Phương thức tái sinh trước khai thác là phương thức đầu tiên tiến hành trồng rừng dưới tán rừng cũ, rồi đợi cây con có triển vọng thành rừng mới tiến hành khai thác rừng cũ. Cải tạo theo dải, có nghĩa là chia rừng theo các dải có chiều rộng xác định, cứ cách một dải khai thác một dải, khai thác xong tiến hành trồng lại rừng, khi rừng trồng thành sẽ khai thác tiếp các dải cũ chừa lại và tiếp tục trồng rừng hoặc tái sinh nhân tạo. (7) Trên cùng một lô rừng mà có 2 loại hình cải tạo lâm phần, được phân chia thành loại rừng cải tạo tổng hợp. (8) Các đất rừng sau khai thác và các khoảng trống trong rừng được phân chia vào loại hình trồng rừng, tái sinh (thảm thực vật được phục hồi nhân tạo). 1.1.3. 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 những loài
11 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. Sứ mạng lịch sử của lớp cây con này là thay thế thế hệ cây già cỗi. Vì vậy, tái sinh rừng có thể được hiểu là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là cây gỗ. Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố. 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 (Richard, 1933; Aubreville, 1938; Baur, 1964; Rollet, 1969,...). Do tính chất phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài có giá trị nên trong thực tiễn, người ta chỉ khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định. Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới vô cùng phức tạp và còn ít được nghiên cứu, phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa thường chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng đã ít nhiều bị biến đổi. Vanstenis (1956) 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 và tái sinh vệt của các loài cây ưa bóng. Vấn đề tái sinh rừng nhiệt đới được thảo luận nhiều nhất là hiệu quả của các cách thức xử lý lâm sinh liên quan đến tái sinh của các loài cây mục đích ở các kiểu rừng. Từ đó các nhà lâm sinh học đã xây dựng thành công nhiều phương thức chặt tái sinh. Công trình của Bernard (1954, 1959), Wyatt Smith (1961, 1963) với phương thức rừng đều tuổi ở mã Lai; Nicholson (1958) ở Bắc Borneo; Donis và Maudoux (1951, 1954) với công thức đồng nhất hóa tầng trên ở Zaia; phương thức chặt dần tái sinh dưới tán ở Nigieria và Ghana. Nội dung chi tiết các bước và hiệu quả của từng phương thức đối
12 với tái sinh đã được Baur (1964) tổng kết trong tác phẩm: “Cơ sở sinh thái học của kinh doanh rừng mưa”. 1.2. Ở trong nước 1.2.1. Về nghiên cứu cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là phạm trù rộng, có nội dung phong phú và đa dạng, dưới đây chỉ đề cập đến một số đặc trưng cấu trúc có liên quan đến đề tài, bao gồm: Tổ thành rừng, phân bố số cây theo cỡ đường kính, phân chia tầng thứ và phân bố số cây theo chiều cao. Những đặc trưng này thường được mô tả theo đơn vị lâm phần của Đồng Sỹ Hiền (1974) [6] - “Lâm phần là tổng thể những cây hình thành một khoảnh rừng thuần nhất nhiều hay ít. Vì vậy, trong thực tiễn rừng tự nhiên nhiệt đới nước ta, chỉ cần những cây dù khác loài, khác tuổi mọc thành rừng nghĩa là cùng nhau sinh trưởng trên một diện tích nào đó với mật độ nhất định, hình thành một tán che thì có thể tạo thành hoàn cảnh rừng, khoảnh rừng ấy hình thành một đơn vị sinh vật học (một lâm phần) có quy luật xác định”. Luận điểm này đã được vận dụng rất phổ biến khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên nước ta. 1.2.1.1.Về cấu trúc tổ thành Tổ thành rừng là chỉ tiêu quan trọng dùng để đánh giá mức độ đa dạng sinh học, tính ổn định, tính bền vững của hệ sinh thái rừng. Cấu trúc tổ thành đã được nhiều nhà khoa học lâm nghiệp Việt Nam đề cập trong công trình nghiên cứu của mình. Thái Văn Trừng (1963, 1978, 1999)[34], [35] khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên Việt Nam trên quan điểm hệ sinh thái đã dựa trên số lượng và sinh khối nhóm loài ưu thế trong rừng nhiệt đới ẩm Việt Nam để phân định các ưu hợp và phức hợp.