Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh trên một số trạng thái rừng thuộc khu bảo tồn thiên nhiên Ngọc Sơn - Ngổ Luông tỉnh Hòa Bình

Chia sẻ: Tri Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:103

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Xác định một số đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên làm cơ sở đề xuất giải pháp kỹ thuật tác động nhằm quản lý bảo vệ và phát triển rừng một cách ổn định và bền vững tại Khu bảo tồn Thiên nhiên Ngọc sơn - Ngổ luông Hòa Bình.

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 và tái sinh trên một số trạng thái rừng thuộc khu bảo tồn thiên nhiên Ngọc Sơn - Ngổ Luông tỉnh Hòa Bình

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và không sao chép. Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Một lần nữa, tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam kết trên. Hà Nội, ngày …. tháng … năm 2017 Tác giả Nguyễn Thị Nga
ii LỜI CẢM ƠN Sau hai năm học tập và rèn luyện, khóa học Cao học lâm nghiệp K23 (2015- 2017) tại Trƣờng Đại học Lâm nghiệp đã bƣớc vào giai đoạn kết thúc. Đƣợc sự nhất trí của Trƣờng Đại học Lâm nghiệp và Khoa Đào tạo sau đại học, tôi tiến hành thực tập tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh trên một số trạng thái rừng thuộc khu bảo tồn thiên nhiên Ngọc Sơn - Ngổ Luông tỉnh Hòa Bình”. Sau gần một năm thực hiện đến này đề tài đã hoàn thành. Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn, tôi đã đƣợc sự quan tâm, tạo điều kiện giúp đỡ của ban lãnh đạo trƣờng Đại học Lâm nghiệp, các thầy cô giáo trong trƣờng; các thầy cô giáo trƣờng Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Hòa Bình; cán bộ kiểm lâm khu bảo tồn thiên nhiên Ngọc Sơn - Ngổ Luông cùng gia đình, bạn bè và đồng nghiệp. Trƣớc hết, cho phép tôi đƣợc bày tỏ lời cảm ơn chân thành nhất tới GS. TS Vƣơng Văn Quỳnh, thầy đã trực tiếp hƣớng dẫn và tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành đề tài này. Xin chân thành cảm ơn tới các thầy, cô giáo thuộc Khoa Đào tạo sau đại học, Khoa Lâm học – Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, cán bộ kiểm lâm khu bảo tồn thiên nhiên Ngọc Sơn - Ngổ Luông cùng sự quan tâm, động viên, cổ vũ, giúp đỡ của những ngƣời thân trong gia đình, bạn bè và đồng nghiệp trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn. Trong quá trình thực hiện, mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhƣng chắc chắn luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp, bổ sung của các nhà khoa học, các thầy cô và bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày …. tháng … năm 2017 Tác giả Nguyễn Thị Nga
iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... vi DANH MỤC BẢNG ....................................................................................... vii ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẦN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................... 3 1.1. Trên thế giới ............................................................................................... 3 1.1.1. Nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng ................................................... 3 1.1.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng .................................................................... 5 1.2. Ở trong nƣớc .............................................................................................. 8 1.2.1. Nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng ................................................... 8 1.2.2. Nghiên cứu về đặc điểm tái sinh rừng .................................................. 10 Chƣơng 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................. 14 2.1.1. Mục ti u chung ...................................................................................... 14 2.1.2. Mục ti u cụ thể ...................................................................................... 14 2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu............................................................ 14 2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 14 2.4. Phƣơng pháp nghi n cứu.......................................................................... 15 2.4.1. Quan điểm và phƣơng pháp luận .......................................................... 15 2.4.2. Phƣơng pháp kế thừa............................................................................. 16 2.4.3. Phƣơng pháp thu thập số liệu ................................................................ 17 2.4.4. Phân tích, xử lý số liệu .......................................................................... 20
iv Chƣơng 3 ĐIỀU KIỆN CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU............ 25 3.1. Điều kiện tự nhiên .................................................................................... 25 3.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................ 25 3.1.2. Đặc điểm địa hình, địa thế .................................................................... 26 3.1.3. Địa chất, đất đai..................................................................................... 27 3.1.4. Khí hậu, thủy văn .................................................................................. 28 3.1.5. Hiện trạng rừng và sử dụng đất ............................................................. 29 3.1.6. Hệ động - thực vật và phân bố của các loài quý hiếm .......................... 30 3.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ......................................................................... 32 3.2.1. Dân tộc, dân số, lao động và phân bố dân cƣ ....................................... 32 3.2.2. Tập quán sinh hoạt và sản xuất ............................................................. 33 3.2.3. Cơ sở hạ tầng ......................................................................................... 33 3.3. Áp lực của hoạt động kinh tế xã hội tới bảo tồn đa dạng sinh học .......... 35 3.3.1. Săn bắn, bẫy, bắt động vật .................................................................... 35 3.3.2. Khai thác gỗ trái phép ........................................................................... 35 3.3.3. Khai thác LSNG quá mức ..................................................................... 36 3.3.4. Xâm lấn đất rừng để canh tác nƣơng rẫy, trồng cây công nghiệp ........ 36 Chƣơng 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................... 37 4.1. Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao của khu BTTN Ngọc Sơn - Ngổ Luông 37 4.1.1. Cấu trúc tổ thành tầng cây cao các quần xã thực vật rừng ................... 37 4.1.2. Mật độ, độ tàn che và tầng thứ của các trạng thái rừng ........................ 42 4.1.3. Các đại lƣợng sinh trƣởng của QXTV rừng .......................................... 46 4.2. Đặc điểm tái sinh tự nhiên tại các QXTV rừng ....................................... 48 4.2.1. Tổ thành cây tái sinh ............................................................................ 49 4.2.2. Phẩm chất và nguồn gốc cây tái sinh .................................................... 52 4.2.3. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao ................................................ 55 4.2.4. Mật độ cây tái sinh và tỷ lệ cây tái sinh triển vọng .............................. 56
v 4.2.5. Mạng hình phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng ngang........................ 58 4.2.6. Ảnh hƣởng của một số nhân tố sinh thái đến tái sinh tự nhiên ............. 60 4.4. Giải pháp kỹ thuật lâm sinh cho các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu ................................................................................................................... 63 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO
vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa đầy đủ DTC Độ tàn che CTTT Công thức tổ thành D1.3 Đƣờng kính thân cây tại vị trí 1,3 m (cm) Dt Đƣờng kính tán (m) G Tổng tiết diện ngang (m2/ha) Hvn Chiều cao vút ngọn (m) Hdc Chiều cao dƣới cành (m) KBTTN Khu bảo tồn thiên nhiên ODB Ô dạng bản OTC Ô tiêu chuẩn S Sai tiêu chuẩn S% Hệ số biến động TB Trung bình ∑M/ha Tổng trữ lƣợng trên một héc ta (m3/ha) QXTVR Quần xã thực vật rừng VQG Vƣờn quốc gia
vii DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 3.1 Diện tích và phân bố của các kiểu thảm thực vật 31 4.1 Tổ thành tầng cây cao của các trạng thái rừng 38 4.2 Mật độ, độ tàn che của các trạng thái rừng 42 Bảng tổng hợp tính toán một số đại lƣợng sinh trƣởng của 4.3 47 các trạng thái rừng 4.4 Tổ thành tầng cây tái sinh của các trạng thái rừng 50 4.5 Phẩm chất và nguồn gốc cây tái sinh của các trạng thái rừng 53 Tổng hợp mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao ở các trạng 4.6 55 thái rừng Mật độ và tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng của các trạng thái 4.7 57 rừng Phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang ở các trạng 4.8 59 thái rừng 4.9 Ảnh hƣởng của cây bụi thảm tƣơi đến tái sinh tự nhiên 61
viii DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang 2.1 Sơ đồ nghiên cứu tổng quát 16 3.1 Bản đồ Khu bảo tồn thiên nhiên Ngọc Sơn - Ngổ Luông 26 3.2 Biểu đồ nhiệt ẩm KBT 29
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trái đất của chúng ta đang nóng l n từng ngày, một trong những nguyên nhân chính là rừng bị tàn phá quá nhiều khiến ánh nắng mặt trời chiếu xuống trái đất không có tầng lá xanh của cây chặn lại nên chiếu trực tiếp xuống mặt đất, hình thành những vùng đất khô cằn, nóng nhƣ hoang mạc. Mùa mƣa không có rừng giữ nƣớc nên xảy ra lũ lụt tới mùa khô thì hết nƣớc nên hạn hán. Những hậu quả do mất rừng càng cho con ngƣời thấy rõ vai trò quan trọng của rừng, hiện nay rừng đã đƣợc chú trọng hơn, ngoài việc gia tăng diện tích rừng thì việc duy trì một hệ sinh thái ổn định là rất quan trọng. Nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong lâm nghiệp. Việc nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng nhằm mục đích duy trì rừng nhƣ một hệ sinh thái ổn định, có sự hài hòa 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 về kinh tế - xã hội và sinh thái. Tr n quan điểm sinh thái, cấu trúc rừng thể hiện rõ nét mối quan hệ qua lại giữa các thành phần của hệ sinh thái rừng và giữa chúng với môi trƣờng. Do vậy, để phát triển bền vững hệ sinh thái rừng đòi hỏi phải nắm bắt đƣợc đặc điểm của nó, trong đó, đặc điểm cấu trúc và tái sinh của rừng là quan trọng. Tuy vậy, cho đến nay những nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng vẫn chƣa thể bao quát cho mọi khu rừng, chƣa thể làm nổi bật những điển hình và đặc thù của mọi loại hình rừng ở một khu vực cụ thể, để từ đó có thể đề xuất những biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp tác động vào rừng nhằm đem lại hiệu quả tổng hợp của rừng, đặc biệt là rừng tự nhiên ở những khu vực chịu sự tác động với cƣờng độ khác nhau của con ngƣời [4]. Hòa Bình là một tỉnh miền núi, năm 2009 diện tích đất lâm nghiệp tr n địa bàn tỉnh Hòa Bình là 251,315 ha, chiếm 54,7% diện tích đất đự nhi n,
2 trong đó rừng tự nhi n là 151,949 ha, rừng trồng là 98,250ha. Hòa Bình có 4 khu bảo tồn thiên nhiên, trong đó phải kể đến khu bảo tồn thi n nhi n Ngọc Sơn - Ngổ Luông, với tổng diện tích tự nhi n của khu bảo tồn là 19.254 ha, diện tích rừng đặc dụng 15.890,63 ha, trong đó, phân khu bảo vệ rừng nghi m ngặt 12.171 ha, phân khu phục hồi sinh thái 3.719, 63 ha trải dài tr n 7 xã thuộc 2 huyện Tân Lạc, Lạc Sơn. B n cạnh hệ thực vật khá phong phú, đa dạng bao gồm 667 loài thực vật thuộc 373 chi của 140 họ, trong đó có nhiều loài thực vật quý hiếm và đặc hữu, tuy nhi n hiện nay các loài động thực vật đang có xu hƣớng suy giảm. Khu bảo tồn thi n nhi n Ngọc Sơn - Ngổ Luông Hòa Bình có tổng diện tích đất rừng là 12992,44ha, độ che phủ là 88,64%, chủ yếu là rừng tự nhi n. Đây là nguồn tài nguy n thi n nhi n có giá trị để bảo tồn, là nơi có các hệ sinh thái rừng, nơi phân bố, cƣ trú và môi trƣờng sống của các loài động vật rừng, những sinh cảnh cần đƣợc bảo tồn. Tuy nhi n rừng đã bị tác động nhiều làm suy giảm các nguồn gen quý về động thực vật rừng. Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và tái sinh của khu bảo tồn thiên nhiên Ngọc Sơn - Ngổ Luông Hòa Bình thật sự cần thiết.Sự hiểu biết về cấu trúc hiện tại, khả năng tái sinh đáp ứng thế hệ tƣơng lai là một trong những tiền đề quan trọng, thông qua đó đề xuất một số giải pháp tác động nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế, sinh thái của rừng cũng nhƣ các chức năng khác của rừng Xuất phát từ thực tiễn đó tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh trên một số trạng thái rừng thuộc khu bảo tồn thiên nhiên Ngọc Sơn - Ngổ Luông tỉnh Hòa Bình”.
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẦN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về đặc điểm 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 trƣờng sống. Nghiên cứu cấu trúc rừng để tìm hiểu những mối quan hệ sinh thái bên trong của quần xã, từ đó có cơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp, là rất cần thiết. [11] Cấu trúc quần xã thực vật rừng bao gồm cấu trúc tổ thành, cấu trúc nằm ngang, cấu trúc thẳng đứng và cấu trúc tuổi. Tổ thành loài và tuổi cây quyết định phân bố 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 dƣỡng quyết định. Cấu trúc rừng tự nhiên lại dựa vào nhân tố tự nhi n, nhƣng cũng thông qua một loạt các biện pháp tác động của con ngƣời để thực hiện một số sự khống chế hiệu quả hơn. Catinot (1965) [2]; Plaudy J [15] đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại về dạng sống, tầng phiến…của quần xã thực vật rừng. Các tác giả đi nghi n cứu cấu trúc lâm phần theo chiều cao thẳng đứng đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao. Phƣơng pháp kinh điển nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu diện đồ đứng với các kích thƣớc khác nhau tuỳ theo phƣơng pháp nghi n cứu. Nghiên cứu về cấu trúc hình thái rừng mƣa,theo Richards P.W (1952) [16] đặc điểm nổi bật của rừng mƣa nhiệt đới là tuyệt đại bộ phận thực vật đều thuộc thân cây gỗ và tác giả đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mƣa
4 thành hai loại là rừng mƣa hỗn hợp có tổ thành loài cây phức tạp và rừng mƣa đơn ƣu có tổ thành loài cây đơn giản.Nhƣ vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thƣờng đƣa ra những nhận xét mang tính định tính, chƣa thực sự phản ánh đƣợc sự phân tầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới. Chính vì vậy, những nghiên cứu sau này dần chuyển sang nghiên cứu định lƣợng cấu trúc rừng. Nhiều tác giả đã sử dụng các công thức và các hàm toán học để mô hình hóa cấu trúc rừng, xác định mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng. G. Baur (1976) [5] đã nghi n cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mƣa nói ri ng, trong đó đã đi sâu nghi n cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mƣa tự nhiên. Theo tác giả, các phƣơng thức xử lý đều có hai mục tiêu rõ rệt: “Mục tiêu thứ nhất là nhằm cải thiện rừng nguyên sinh vốn thƣờng hỗn loài và không đồng tuổi bằng cách đào thải những cây quá thành thục và vô dụng để tạo không gian thích hợp cho các cây còn lại sinh trƣởng. 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 rừng ngủ để thay thế cho những cây đã lấy ra khỏi rừng trong khai thác hoặc trong chăm sóc nuôi dƣỡng rừng sau đó”. Từ đó, tác giả này đã đƣa ra những tổng kết hết sức phong phú về các nguy n lý tác động xử lý lâm sinh nhằm đem lại rừng cơ bản là đều tuổi, rừng không đều tuổi và các phƣơng thức xử lý cải thiện rừng mƣa. Theo Richard P. W (1952) [16], trong rừng nhiệt đới có mùa khô hạn thật rõ, dựa vào vòng năm đôi khi có thể xác định đƣợc tuổi cây gỗ đại khái gần đúng và có thể dùng phƣơng pháp này đối với một số ít loài cây trong rừng phân mùa thƣờng xanh. Do xác định tuổi cây trong rừng mƣa nhiệt đới có nhiều khó khăn, ông đã đi sâu nghi n cứu về tình hình đại biểu cấp thể tích thấy rằng: trong các loài cây ƣu thế thƣờng gặp, có sự biến đổi rất lớn về độ
5 nhiều trong các giai đoạn còn non, một loài cây mà trong các tầng trên chiếm tỷ lệ lớn, có thể có rất nhiều đại biểu mầm non và cây non, trong khi đó một loài cây khác ở tầng tr n cũng có nhiều không kém gì, lại có rất ít đại biểu trong số cây mầm, cây non. Đôi khi một loài cây trong lúc là mầm non thì có nhiều, nhƣng đến khi là cây lớn thì vắng hẳn. 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) [16] 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, nhƣng thực chất đây chỉ là các lớp chiều cao. Odum E.P. (1971) [12] nghi ngờ sự phân tầng rừng rậm nơi có độ cao dƣới 600m ở Puecto - Rico và cho rằng không có sự tập trung khối tán ở một tầng riêng biệt nào cả. Nhƣ vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thƣờng đƣa ra những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới n n chƣa phản ánh đƣợc sự phân bố phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới. Khi chuyển đổi từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lƣợng 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. 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 đặc trƣng 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
6 thêm số lƣợng 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 lƣợng diễn ra trong hệ sinh thái. Do 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 thƣờng xuyên. 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 diện tích tái sinh có diện tích từ 1 – 4m2. Do diện tích ô điều tra nhỏ nên việc đo đếm có nhiều thuận lợi nhƣng số lƣợng ô phải đủ lớn và trải đều trên diện tích khu rừng mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng. Khi nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên, các tác giả đã nhận định thảm cỏ và cây bụi thảm tƣơi đã ảnh hƣởng tới cây tái sinh của các loài cây thân gỗ. Những lâm phần đã khép tán, tuy thảm cỏ phát triển kém nhƣng cạnh tranh dinh dƣỡng và ánh sáng của chúng vẫn ảnh hƣởng tới cây tái sinh. Những lâm phần đã qua khai thác, thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh là nhân tố ảnh hƣởng xấu đến tái sinh rừng. Ghent A. W (1969) nhận xét: Thảm mục, chế độ thủy nhiệt, tầng đất mặt quan hệ với tái sinh rừng cũng cần đƣợc làm rõ. Trên cơ sở nghiên cứu sinh thái rừng mƣa, Geoge N. Baur (1974) tổng kết về các biện pháp lâm sinh tác động vào rừng, nhằm đem lại rừng căn bản đều tuổi, không đều tuổi, các phƣơng pháp xử lý cải thiện. Trong phƣơng thức rừng đều tuổi của Malaysia (MUS, 1945) [10], nhiệm vụ đầu ti n đƣợc 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.
7 Richards P.W (1952) [16] đã tổng kết việc nghiên cứu tái sinh trên các ô dạng bản và phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới. Để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1955) [1] đã đề nghị một phƣơng pháp “điều tra chẩn đoán” mà theo đó kích thƣớc ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh. Van Steenis (1956) [21] đã nghi n cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng nhiệt đới đó là tái sinh phân tán li n tục và tái sinh vệt (tái sinh lỗ trống). Hai đặc điểm này không chỉ thấy ở rừng nguyên sinh mà còn thấy cả ở rừng thứ sinh - một đối tƣợng rừng khá phổ biến ở nhiều nƣớc nhiệt đới. Khi nghiên cứu ảnh hƣởng của các nhân tố sinh thái đến tái sinh tự nhiên, nhân tố ánh sáng (thông độ tàn che của rừng), độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tƣơi đƣợc đề cập thƣờng xuyên. G. Baur (1976) [5] cho rằng, trong rừng nhiệt đới sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hƣởng đến phát triển của cây con còn đối với sự nảy mầm và phát triển của cây mầm, ảnh hƣởng này thƣờng không rõ ràng. Ngoài ra, các tác giả nhận định thảm cỏ và cây bụi có ảnh hƣởng đến sinh trƣởng và phát triển của cây tái sinh. Mặc dù ở những quần thụ kín tán, thảm cỏ và cây bụi kém phát triển nhƣng chúng vẫn có ảnh hƣởng đến cây tái sinh. Đối với rừng nhiệt đới, số lƣợng loài cây trên một đơn vị diện tích và mật độ tái sinh thƣờng khá lớn. Nhƣng số lƣợng loài cây có giá trị kinh tế thƣờng không nhiều và đƣợc chú ý hơn, còn các loài cây có giá trị kinh tế thấp lại ít đƣợc 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. Trên thế giới, các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng rất phong phú, đa dạng đã mang lại hiệu quả cao trong kinh doanh rừng thông qua việc ứng dụng các nghiên cứu vào quản lý rừng. Phƣơng pháp nghi n
8 cứu cũng chuyển dần từ định tính sang định lƣợng, đặc biệt là đã ứng dụng toán học để mô hình hóa các kết quả nghi n cứu thực nghiệm, mở rộng khả năng ứng dụng vào thực tiễn. Kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới cho chúng ta hiểu biết các phƣơng pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh tự nhiên ở một số nơi. Qua đó, vận dụng những quy luật tái sinh đó để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý tài nguyên rừng một cách bền vững. Tuy nhiên, cần phải có những biện pháp nghiên cứu về cấu trúc, tái sinh rừng cho từng khu vực cụ thể để có hƣớng tác động vào rừng hợp lý. 1.2. Ở trong nƣớc 1.2.1. Nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng Trong nhiều năm qua, nghi n cứu về cấu trúc rừng là một trong những nội dung quan trọng nhằm đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp. Thái Văn Trừng (1978), Trần Ngũ Phƣơng (1970) cũng đã nghi n cứu cấu trúc sinh thái để làm căn cứ phân loại thảm thực vật rừng Viêt Nam. Sở dĩ nhƣ vậy là vì cấu trúc rừng là cơ sở cho việc định hƣớng phát triển rừng, đề ra biện pháp lâm sinh hợp lý. Trần Ngũ Phƣơng (1970) [13] đã chỉ ra những đặc điểm cấu trúc của các thảm thực vật rừng miền Bắc Việt Nam. Khi nghiên cứu kiểu rừng kín thƣờng xanh mƣa ẩm nhiệt đới ở nƣớc ta Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978) [20] đã đƣa ra mô hình cấu trúc tầng nhƣ: tầng vƣợt tán (A1), tầng ƣu thế sinh thái (A2), tầng cây bụi (B), và tầng cỏ quyết (C). Thái Văn Trừng đã bổ sung phƣơng pháp biểu đồ mặt cắt đứng của Davit – Risa để nghiên cứu cấu trúc rừng Việt Nam. Đồng Sĩ Hiền (1974) dùng hàm Meyer và hệ thống đƣờng cong Poisson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ đƣờng kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở cho việc lập biểu đồ thân cây đứng ở Việt Nam. Nguyễn Hải Tuất
9 (1975) 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.... Thái Văn Trừng (1978) [20], đã tiến hành phân chia thực vật rừng nhiệt đới thành 5 tầng: tầng vƣợt tán (A1), tầng ƣu thế sinh thái (A2), tầng dƣới tán (A3), tầng cây bụi (B), và tầng cỏ quyết (C). Việc áp dụng phƣơng pháp vẽ "Biểu đồ phẫu diện" sau khi đã đo chính xác vị trí, chiều cao và đƣờng kính thân cây, bề rộng và bề dày tán lá của toàn bộ những cây gỗ (tầng A) trên một dải hẹp điển hình của khu tiêu chuẩn theo Richards và Davis (1934) đã thể hiện khá rõ sự phân chia theo tầng của thực vật trong hệ sinh thái rừng. Bên cạnh đó, tác giả còn dựa vào 4 tiêu chuẩn để phân chia kiểu thảm thực vật rừng Việt Nam, đó là những dạng sống ƣu thế của thực vật trong tầng cây lập quần, độ tàn che của nền đất đá của tầng ƣu thế, hình thái sinh tán lá. Nhƣ vậy, các vấn đề cấu trúc rừng đƣợc vận dụng trong phân loại rừng theo quan điểm sinh thái phát quần thể. Nguyễn Văn Trƣơng (1983) [19] khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài đã xem xét sự phân tầng theo hƣớng định lƣợng, phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới. Vũ Đình Phƣơng (1987) [14] đã nhận định việc xác định tầng thứ của rừng lá rộng thƣờng xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhƣng chỉ trong trƣờng hợp rừng có sự phân tầng rõ rệt có nghĩa là khi rừng đã phát triển ổn định mới sử dụng phƣơng pháp định lƣợng để xác định giới hạn của các tầng cây. Đào Công Khanh (1996) [7] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng lá rộng thƣờng xanh ở Hƣơng Sơn, Hà Tĩnh làm cơ sở đề xuất một số biện pháp lâm sinh phục hồi khai thác và nuôi dƣỡng rừng.
10 Nguyễn Anh Dũng (2000) [3], đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc tầng cây gỗ cho hai trạng thái rừng IIA và IIIA1 ở lâm trƣờng Sông Đà - Hoà Bình. Các nghiên cứu này sẽ đƣợc đề tài nghiên cứu xem xét và lựa chọn để vận dụng vào các nội dung nghiên cứu. Nhƣ vậy, quá trình nghiên cứu cấu trúc rừng ở Việt Nam đã có những bƣớc phát triển nhanh chóng và có nhiều đóng góp nhằm nâng cao hiểu biết về rừng, nâng cao hiệu quả nghiên cứu cũng nhƣ trong sản xuất kinh doanh rừng. Bản chất của các biện pháp kỹ thuật lâm sinh là giải quyết những mâu thuẫn sinh thái phát sinh trong quá trình sống giữa các cây rừng và giữa chúng với môi trƣờng. Muốn đề xuất đƣợc các biện pháp kỹ thuật lâm sinh chính xác, đòi hỏi phải nghiên cứu cấu trúc rừng một cách đầy đủ và phải đứng trên quan điểm tổng hợp về sinh thái học, lâm học và sản lƣợng tuy nhiên các nghiên cứu gần đây chủ yếu mô hình hóa các quy luật liên kết cấu thành lâm phần và đề xuất các biện pháp tác động vào rừng thƣờng thiếu các yếu tố sinh thái. 1.2.2. Nghiên cứu về đặc điểm tái sinh rừng Rừng nhiệt đới Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh của rừng nhiệt đới nói chung, nhƣng do phần lớn là rừng thứ sinh bị tác động của con ngƣời nên các quy luật tái sinh đã bị xáo trộn nhiều. Đã có nhiều công trình nghiên cứu tái sinh rừng nhƣng tổng kết thành quy luật tái sinh cho từng loài thì còn rất ít. Các kết quả nghiên cứu đƣợc Nguyễn Vạn Thƣờng (1991) [18] tổng kết về tình hình tái sinh tự nhiên của một số khu rừng ở miền Bắc Việt Nam; hiện tƣợng tái sinh dƣới tán rừng của một số loài cây gỗ đã tiếp diễn liên tục, không mang tính chu kỳ, sự phân bố số cây tái sinh không đều tuổi, số cây mạ có chiều cao < 20 cm chiếm ƣu thế rõ rệt so với lớp cây ở cấp kích thƣớc khác nhau. Những loại cây gỗ mềm, ƣa sáng mọc nhanh có khuynh hƣớng phát
11 triển mạnh và chiếm ƣu thế trong lớp cây tái sinh. Những loại cây gỗ cứng, sinh trƣởng chậm chiếm tỷ lệ thấp và phân bố tản mản. Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978) [20] khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng Việt Nam, đã kết luận: ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên trong thảm thực vật rừng. Khi bàn về vấn đề tái sinh rừng trong khai thác rừng, Phùng Ngọc Lan (1964) [9], đã n u kết quả tra dặm hạt Lim Xanh dƣới tán rừng ở lâm trƣờng Hữu Lũng, Lạng Sơn. Ngay từ giai đoạn nảy mầm, bọ xít là nhân tố gây ảnh hƣởng đáng kể đến tỷ lệ nảy mầm. Vũ Đình Huề (1975) [6], đã tổng kết và rút ra nhận xét, tái sinh rừng tự nhiên ở rừng miền Bắc Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh rừng của rừng nhiệt đới. Dƣới tán rừng nguyên sinh, tổ thành tầng cây tái sinh tƣơng tự nhƣ tầng cây gỗ, dƣới tán rừng thứ sinh tồn tại nhiều loại cây gỗ mềm kém giá trị và hiện tƣợng tái sinh theo đám đƣợc thể hiện rõ nét tạo nên sự phân bố số cây không đồng đều trên mặt đất rừng. Những nhận xét sẽ đƣợc đề tài vận dụng trong việc đánh giá mật độ tái sinh rừng và so sánh tổ thành tầng cây tái sinh với tổ thành cây cao tại các QXTV nghiên cứu có thể nhận biết chiều hƣớng phát triển của rừng trong tƣơng lai. Hiện tƣợng tái sinh lỗ trống ở rừng thứ sinh Hƣơng Sơn, Hà Tĩnh đã đƣợc Phạm Đình Tam (1987) [17] làm sáng tỏ. Theo tác giả, số lƣợng cây tái sinh xuất hiện khá nhiều ở các lỗ trống khác nhau. Lỗ trống ngày càng lớn, cây tái sinh càng nhiều và hơn hẳn những nơi kín tán. Từ đó tác giả đề xuất phƣơng thức khai thác chọn, tái sinh tự nhi n cho đối tƣợng rừng khu vực này. Đây là một trong những đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng nhiệt đới. Trần Ngũ Phƣơng (2000) [13], khi nghiên cứu các quy luật phát triển rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam đã nhấn mạnh quá trình diễn thế thứ sinh của rừng tự nhi n nhƣ sau: "Trƣờng hợp rừng tự nhiên có nhiều tầng, khi tầng
12 trên già cỗi, tàn lụi rồi tiêu vong thì tầng kế tiếp sẽ thay thế; trƣờng hợp nếu có một tầng thì trong khi nó già cỗi thì một lớp cây con tái sinh xuất hiện và sẽ thay thế nó sau khi tiêu vong, hoặc cũng có thể là một thảm thực vật trung gian xuất hiện thay thế, nhƣng về sau, dƣới lớp thảm thực vật trung gian này sẽ xuất hiện một lớp cây con tái sinh lại rừng cũ trong tƣơng lai và sẽ thay thế thảm thực vật trung gian này, lúc bấy giờ rừng cũ sẽ đƣợc phục hồi". Tuy nhiên sau một thời gian nghiên cứu tìm hiểu quy luật phát triển của các loại hình tự nhiên, xây dựng bảng cân đối giữa một bên là mặt thoái hoá và một bên là mặt phục hồi tự nhiên, tác giả này và các cộng tác vi n đã kết luận: "Mặt phục hồi tự nhiên không bao giờ phân bố được với mặt thoái hoá về số lượng cũng như chất lượng, nên muốn đảm bảo cho đất nước một độ che phủ thích hợp, chúng ta không thể trông cậy vào quy luật tái sinh tự nhiên mà chỉ có thể đi theo con đường tái sinh nhân tạo, và phương thức chặt tỉa kết hợp với tái sinh tự nhiên hiện nay phải bị lên án". Hoàng Kim Ngũ (1990 - 1998) đã nghi n cứu đặc điểm sinh vật học và khả năng gây trồng các loài cây nhƣ Nghiến, Mạy sao, Trai lý, Hoàng đàn, Mắc rạc... tr n núi đá vôi ở Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Cạn [16], Tác giả đã xác định đƣợc một số đặc điểm sinh thái về đề xuất kỹ thuật gây trồng các loại cây này ở địa phƣơng tr n. Từ năm 1999 tác giả đã tiến hành gây trồng các loại cây này tr n đất đá vôi ở một số nơi khác nhƣ Cao Bằng, Bắc Cạn, Lạng Sơn và các tỉnh vùng phía Tây Bắc.Tuy nhi n do còn đang trong thời gian thử nghiệm n n đây chỉ là những khẳng định ban đầu về khả năng thành công trên các mô hình phục hồi rừng, đặc biệt là các mô hình ở vùng Tây Bắc. Những kết luận tr n đây có thể sử dụng để tham khảo cho những đề xuất biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng khi nghiên cứu phân bố cây tái sinh theo chiều cao và phân bố cây tái sinh trên mặt đất. Thực tế cho thấy, với điều kiện nƣớc ta hiện nay, nhiều khu vực vẫn phải trông cậy vào tái sinh tự nhiên