Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của một số quần xã thực vật rừng tại vườn quốc gia Nặm Hạ, tỉnh Luổng Nặm Thà - nước CHDCND Lào

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:99

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của một số quần xã thực vật rừng tại Vườn Quốc Gia Nặm Hạ, tỉnh Luổng Nặm Thà nước CHDCND Lào" đã được thực hiện nhằm góp phần bổ sung những hiểu biết về cấu trúc và tái sinh tự nhiên của quần xã thực vật rừng, làm cơ sở cho các giải pháp phát triển bền vững hệ sinh thái rừng tại miền Bắc nước CHDCND Lào. 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 và tái sinh tự nhiên của một số quần xã thực vật rừng tại vườn quốc gia Nặm Hạ, tỉnh Luổng Nặm Thà - nước CHDCND Lào

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ---------------------- Pha Phuôm Pheng Phô Thi Sắc NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA MỘT SỐ QUẦN XÃ THỰC VẬT RỪNG TẠI VƯỜN QUỐC GIA NẶM HẠ, TỈNH LUỔNG NẶM THÀ - NƯỚC CHDCND LÀO CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.62.60 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP HÀ NỘI, 2010
i LỜI CẢM ƠN Luận văn: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của một số quần xã thực vật rừng tại Vườn Quốc Gia Nặm Hạ, tỉnh Luổng Nặm Thà, nước CHDCND Lào” được hoàn thành trong chương trình đào tạo thạc sĩ Lâm nghiệp Việt Nam. Trong quá trình thực hiện, tác giả đã được Ban giám hiệu, khoa Sau đại học tạo mọi điều kiện thuận lợi. Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các cán bộ, giáo viên của trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, đặc biệt là TS.Phạm Văn Điển và TS.Bùi Thế Đồi, những người trực tiếp hướng dẫn khoa học, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho tôi trong thời gian học tập cũng như trong quá trình hoàn thành luận văn. Tôi cũng chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo và cán bộ Sở Nông - Lâm nghiệp tỉnh Luổng Nặm Thà, Viện nghiên cứu Nông - Lâm nghiệp quốc gia Lào, Ủy ban nhân dân, trưởng thôn Khoua Soung, tỉnh Luổng Nặm Thà đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thu thập số liệu để viết luận văn tốt nghiệp của mình. Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp và người thân trong gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và hoàn thành bản luận văn này. Mặc dù đã nỗ lực làm việc, nhưng do trình độ và thời gian hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp xây dựng của nhà khoa học, thầy cô và bạn bè đồng nghiệp để bản luận văn được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 09 năm 2010 Tác giả Pha Phuôm Pheng Phô Thi Sắc
ii MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn..... ………………………………………………………………...i Mục lục …………………………………………………………………..…...ii Danh mục các từ viết tắt ……………………………………………………..v Danh mục các bảng ………………………………………………………… vi Danh mục các hình ………………………………………………………… vii ĐẶT VẤN ĐỀ .....................................................................................................................i Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................3 1.1.Trên thế giới.............................................................................................................3 1.1.1.Nghiên cứu về cấu trúc rừng.........................................................................3 1.1.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng.........................................................................7 1.2. Ở Việt Nam...........................................................................................................10 1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng.......................................................................10 1.2.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng.......................................................................14 1.3. Ở CHDCND Lào…………………………………...………...…..…17 1.3.1. Nghiên cứu đặc điểm sinh thái và phân loại rừng ………….....17 1.3.2. Nghiên cứu về cấu trúc rừng......................................................................18 1.3.3. Nghiên cứu về tái sinh rừng.......................................................................19 1.4. Một số nghiên cứu về rừng ở Vườn Quốc Gia Nặm Hạ..................................20 Chương 2. MỤC TIÊU, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................................................23 2.1. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................23 2.1.1. Về lý luận.....................................................................................................23 2.1.2. Về thực tiễn .................................................................................................23 2.2. Phạm vi và giới hạn của đề tài ............................................................................23 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................23 2.2.2. Giới hạn vấn đề nghiên cứu .......................................................................23
iii 2.3. Nội dung nghiên cứu............................................................................................24 2.3.1. Lựa chọn các quần xã thực vật rừng ở Vườn Quốc gia Nặm Hạ ..........24 2.3.2. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng ở Vườn quốc gia Nặm Hạ ..................................................................................................................24 2.3.3. Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên tại các QXTV rừng ...................24 2.3.4. Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm phục hồi và phát triển rừng .........................................................................................................................25 2.4. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................25 2.4.1. Quan điểm và phương pháp luận ..............................................................25 2.4.2. Phương pháp thu thập số liệu ....................................................................26 Chương 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU................................................................................................................35 3.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................................35 3.1.1. Vị trí địa lý, địa hình ...................................................................................35 3.1.2. Địa chất - Thổ nhưỡng ...............................................................................36 3.1.3. Thảm thực vật rừng ....................................................................................37 3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội.....................................................................................37 3.2.1. Đặc điểm dân sinh, kinh tế khu vực nghiên cứu......................................37 3.2.2. Quy hoạch quản lý vườn quốc gia Nặm Hạ.............................................38 3.2.3. Tình hình sử dụng đất đai trong vườn quốc gia Nặm Hạ .......................39 Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN....................................40 4.1. Các quần xã thực vật rừng được lựa chọn tại khu vực nghiên cứu .................40 4.2. Đặc điểm cấu trúc các quần xã thực vật rừng tại khu vực nghiên cứu ....44 4.2.1. Cấu trúc tổ thành và mật độ tầng cây cao các quần xã thực vật rừng....44 4.2.2. Mức độ thường gặp của các loài cây trong QXTV rừng ........................46 4.2.3. Mức độ thân thuộc của các loài cây trong QXTV rừng..........................50
iv 4.2.4. Cấu trúc tầng thứ, mạng hình phân bố và độ tàn che tầng cây gỗ của các trạng thái rừng .................................................................................................51 4.2.5. Các đại lượng sinh trưởng của QXTV rừng............................................57 4.3. Đặc điểm tái sinh tự nhiên tại các QXTV rừng.................................................58 4.3.1. Tổ thành cây tái sinh..................................................................................59 4.3.2. Mật độ và tỷ lệ cây tái sinh triển vọng ......................................................63 4.3.3. Phẩm chất và nguồn gốc cây tái sinh .......................................................66 4.3.4. Đặc điểm phân bố của cây tái sinh............................................................70 4.3.5. Ảnh hưởng của một số nhân tố tái sinh đến tái sinh tự nhiên.................73 4.4. Giải pháp kỹ thuật lâm sinh cho các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 77 4.4.1. Lựa chọn loài cây mục đích để phát triển.................................................77 4.4.2. Một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh tác động............................................79 Chương 5. KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KHUYẾN NGHỊ.........................................86 5.1. Kết luận .................................................................................................................86 5.2. Tồn tại....................................................................................................................91 5.3. Khuyến nghị .........................................................................................................91 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Chú giải ÔDB Ô dạng bản ÔTC Ô tiêu chuẩn Đk Kiểu phụ thổ nhưỡng kiệt nước trên đất xương xẩu c/ha Cây/ha D1.3 Đường kính thân cây tại vị trí 1.3 m (cm) HVN Chiều cao vút ngọn (m) KBTTN Khu bảo tồn thiên nhiên MUS Malayan Uniform System N/ha Số lượng cây trên một ha QXTV Quần xã thực vật RIF Regeneration Improvement Felling T.S.S Tropical Shelterwood System VQG Vườn quốc gia CHDCND Lào Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào TTg Thủ tướng LAND SAT Land Satellite Photo System
vi DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 1.1 Cách hiểu về mô hình cấu trúc mong muốn theo mục đích kinh doanh rừng...……13 3.1: Vị trí địa lý, địa hình khu vực nghiên cứu................................................................35 4.1: Các kiểu quần xã thực vật lựa chọn tại khu vực điều tra ........................................41 4.2: Công thức tổ thành của các quần xã thực vật được nghiên cứu ............................44 4.3: Mức độ thường gặp của các loài trong QXTV rừng IIIB .......................................47 4.4: Mức độ thường gặp của các loài trong QXTV rừng trung bình............................48 4.5: Mức độ thường gặp của các loài trong QXTV rừng IIA.........................................49 4.6: Mức độ thân thuộc các loài cây ưu thế trong QXTV rừng ....................................50 4.7: Mạng hình phân bố và độ tàn che của các QXTV khu vực nghiên cứu...............56 4.8: Một số chỉ tiêu sinh trưởng của các quần xã thực vật rừng....................................57 4.9. Tổ thành cây tái sinh các trạng thái rừng và quần xã thực vật rừng ......................58 4.10. Tần số xuất hiện của một số cây tái sinh trong các trạng thái rừng ở ÔTC .....62 4.11. Mật độ và tỷ lệ cây tái sinh triển vọng trên các trạng thái rừng ...........................64 4.12. Phẩm chất và nguồn gốc cây tái sinh có triển vọng ..............................................67 4.13. Phân bố cây tái sinh theo chiều cao của các quần xã thực vật rừng 69 4.14: Phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng ngang...........................................................72 4.15. Ảnh hưởng của độ tàn che đến tái sinh tự nhiên tại khu vực nghiên cứu ........74 4.16. Ảnh hưởng của cây bụi, thảm tươi đến tái sinh tự nhiên......................................76 4.17: Những loài cây cần được phát triển và những loài cần được hạn chế sử dụng..78 4.18: Mật độ của nhóm loài trên các trạng thái rừng......................................................80 4.19: Mật độ và tỷ lệ theo nhóm loài cần chặt ................................................................81 4.20. Mật độ và tỷ lệ theo nhóm loài sau khi chặt theo các trạng thái ……...81 4.21: Độ tàn che và che phủ hợp lý cho mỗi ÔTC nghiên cứu.....................................83
vii DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 3. 1: Bản đồ Vườn quốc gia Nặm Hạ..............................................................35 4.1: Mật độ cây trên ÔTC điều tra ...................................................................................45 4.2: Số loài cây xuất hiện trên các ÔTC ..........................................................................46 4.3: Điều tra trên ÔTC trạng thái Rừng IIIB ....................................................................52 4.4: Điều tra trên ÔTC thực trạng thái rừng IIB hoặc IIIA1.............................................53 4.5: Trạng thái rừng IIA tại khu vực điều tra....................................................................54 4.6. Biểu đồ phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao của QXTVR .........................71 4.7: Biểu đồ tỷ lệ nhóm loài cây trên các trạng thái điều tra..........................................80 4.8: Tỷ lệ nhóm loài cây sau khi chặt...............................................................................82
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng là một trong những nhiệm vụ quan trọng của các nhà khoa học làm việc trong ngành lâm nghiệp. Trên quan điểm sinh thái, đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng thể hiện rõ nét mối quan hệ qua lại giữa các thành phần của hệ sinh thái rừng và giữa chúng với môi trường. Việc nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng nhằm mục đích duy trì rừng như 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. Vì thế, việc phát triển bền vững hệ sinh thái rừng đòi hỏi phải nắm bắt được đặc điểm của nó. Trong đó, đặc điểm cấu trúc và tái sinh của rừng là hết sức quan trọng. Như vậy, để phát triển rừng, quản lý, khai thác sử dụng rừng có hiệu quả, một trong những công việc không thể thiếu là nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng. Mặc dù vậy, cho đến nay những nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng vẫn chưa thể bao quát cho mọi khu rừng, chưa thể làm nổi bật những điển hình và đặc thù của mọi loại hình rừng ở một khu vực cụ thể, đặc biệt là rừng tự nhiên ở một số địa phương miền Bắc nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào (CHDCND Lào). Do thiếu những nghiên cứu cơ bản và tính hệ thống về cấu trúc và tái sinh rừng ở Vườn Quốc gia Nặm Hạ, người ta chưa đủ cơ sở khoa học và thực tiễn để tác động vào rừng, cho nên giải pháp kỹ thuật áp dụng cho rừng tự nhiên hiện nay chủ yếu là khoanh nuôi bảo vệ. Nước CHDCND Lào là một quốc gia đã được các nhà khoa học trong và ngoài nước đánh giá có mức độ đa dạng sinh học cao và chứa đựng nhiều tiềm năng. Có rất nhiều loài không chỉ có giá trị về mặt kinh tế mà còn về bảo tồn, nghiên cứu khoa học. Rất nhiều loài, đặc trưng cho địa phương và là loài đặc hữu của Lào mà trên thế giới không có. Chính vì vậy, việc bảo tồn và phát
2 triển hệ sinh thái rừng ở Lào được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước, cũng như các tổ chức trên thế giới đặc biệt quan tâm. Để góp phần giải quyết một phần tồn tại nêu trên đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của một số quần xã thực vật rừng tại Vườn Quốc Gia Nặm Hạ, tỉnh Luổng Nặm Thà nước CHDCND Lào” đã được thực hiện nhằm góp phần bổ sung những hiểu biết về cấu trúc và tái sinh tự nhiên của quần xã thực vật rừng, làm cơ sở cho các giải pháp phát triển bền vững hệ sinh thái rừng tại miền Bắc nước CHDCND Lào.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng a. Quan niệm về cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là hình thức biểu hiện bên ngoài mối quan hệ qua lại bên trong giữa thực vật rừng với nhau và giữa chúng với môi trường sống. Nghiên cứu cấu trúc rừng để tìm hiểu những mối quan hệ sinh thái bên trong của quần xã, từ đó có cơ sở để đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp, là rất cần thiết. Quần xã thực vật rừng (QXTVR- Community) là một tập hợp gồm các quần thể thực vật rừng cùng sống trong một vùng lãnh thổ (hay sinh cảnh) nhất định, được hình thành trong quá trình lịch sử lâu dài, chúng có liên hệ với nhau bởi những đặc trưng chung về mặt sinh thái học. Các đặc trưng đó là của chung quần xã, không đại diện cho từng loài, ở các loài riêng biệt không có. Nghiên cứu cấu trúc quần xã thực vật rừng hợp lý là cơ sở quan trọng nhất để phát huy tối ưu hiệu ích của rừng. 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 dưỡng quyết định. Cấu trúc rừng tự nhiên lại dựa vào nhân tố tự nhiên, nhưng cũng thông quan một loạt các biện pháp tác động của con người để thực hiện một số sự khống chế hiệu quả hơn. b. Các hướng nghiên cứu về cấu trúc rừng Hiện nay, trên thế giới có 3 khía cạnh chính được đề cập khi nghiên cứu về cấu trúc rừng gồm: - Nghiên cứu cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng
4 Trong một thời gian dài, vấn đề duy trì và điều tiết cấu trúc rừng đã được bàn luận và có nhiều quan điểm khác nhau, đặc biệt là việc đề xuất các tác động xử lý đối với rừng tự nhiên nhiệt đới. Nhiều phương thức lâm sinh ra đời và được thử nghiệm ở nhiều nơi trên thế giới như phương thức chặt cải thiện tái sinh (RIF, 1927), phương thức rừng đều tuổi của Malaysia (MUS, 1945), T.S.S của Nigeria (1944, 1961). Baur G.N. (1962) [21] 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 nhiệt đới. Theo tác giả, các phương thức xử lý đều có hai mục tiêu rõ rệt: “Mục tiêu thứ nhất là nhằm cải thiện rừng nguyên sinh vốn thường hỗn loài và không đồng tuổi bằng cách đào thải những cây quá thành thục và vô dụng để tạo không gian thích hợp cho các cây còn lại sinh trưởng. Mục tiêu thứ hai là tạo lập tái sinh bằng cách xúc tiến tái sinh, thực hiện tái sinh nhân tạo hoặc giải phóng lớp cây tái sinh sẵn có đang ở trạng thái rừng ngủ để thay thế cho những cây đã lấy ra khỏi rừng trong khai thác hoặc trong chăm sóc nuôi dưỡng rừng sau đó”. Từ đó, tác giả này đã đưa ra những tổng kết hết sức phong phú về các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh nhằm đem lại rừng cơ bản là đều tuổi, rừng không đều tuổi và các phương thức xử lý cải thiện rừng mưa. Catinot (1965) [28] nghiên cứu cấu trúc hình thái rừng thông qua việc biểu diễn các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến… Odum E.P (1971) [54] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley A.P, năm 1935. Khái niệm hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học.
5 Khi nghiên cứu tổ thành rừng tự nhiên nhiệt đới thành thục, Evans, J. (1984) [52] xác định cơ tới 70 – 100 loài cây gỗ trên 1 ha, nhưng hiếm có loài nào chiếm hơn 10% tổ thành loài. - Nghiên cứu mô tả hình thái và định lượng cấu trúc rừng Kraft (1884) [10] đã tiến hành phân chia những cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng của cây rừng. Phân cấp của Kraft phản ánh được tình hình phân hoá cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản và dễ áp dụng nhưng chỉ phù hợp với rừng thuần loài đều tuổi. Richards P. W (1952) [55] đã đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng mưa nhiệt đới về mặt hình thái. Theo tác giả này, một đặc điểm nổi bật của rừng mưa nhiệt đới là tuyệt, đại bộ phận thực vật đều thuộc thân gỗ. Rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có ba tầng, ngoại trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ). Trong rừng mưa nhiệt đới ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân cỏ còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây. “Rừng mưa thực sự là một quần lạc hoàn chỉnh và cầu kỳ nhất về mặt cấu tạo và cũng phong phú nhất về mặt loài cây”. Khi nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên nhiệt đới, nhiều tác giả có ý kiến khác nhau trong việc xác định tầng thứ, trong đó có ý kiến cho rằng, kiểu rừng này chỉ có một tầng cây gỗ mà thôi. Richards (1952) [55] 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, nhưng thực chất đây chỉ là các lớp chiều cao. Odum E.P. (1971) [54] nghi ngờ sự phân tầng rừng rậm nơi có độ cao dưới 600m ở Puecto - Rico và cho rằng không có sự tập trung khối tán ở một tầng riêng biệt nào cả.
6 Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thường đưa ra những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới nên chưa phản ánh được sự phân phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới. Khi chuyển đổi từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng, nhiều tác giả đã sữ dụng các công thức và hàm toán học để mô hình hoá cấu trúc rừng, xác định mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc của rừng. Raunkiaer (1934) [33] đã đưa ra công thức xác định phổ dạng sống chuẩn cho hàng nghìn loài cây khác nhau. Theo đó, công thức phổ dạng sống chuẩn được xác định theo tỷ lệ phần trăm giữa số lượng cá thể của từng dạng sống so với tổng số cá thể trong một khu vực. Để biểu thị tính đa dạng về loài, một số tác giả đã xây dựng các công thức xác định chỉ số đa dạng loài như Simpson (1949), Margalef (1958), Menhinik (1964),…và để đánh giá mức độ phân tán hay tập trung của các loài, đặc biệt là lớp thảm tươi, Đrude đã đưa ra khái niệm độ nhiều và cách xác định. Đây là những nghiên cứu mang tính định lượng nhưng xuất phát từ những cơ sở sinh thái nên được đề tài lựa chọn và vận dụng. Các nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng còn phát triển mạnh mẽ khi các hàm toán học được đưa vào sử dụng để mô phỏng các quy luật kết cấu lâm phần. Rollet B.L. (1971) đã biểu diễn mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính bằng các hàm hồi quy, phân bố đường kính ngang ngực, đường kính tán bằng các dạng phân bố xác suất, Belly (1973) sự dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính thân cây loài Thông,…Tuy nhiên, việc sử dụng các hàm toán học không thể phản ánh hết những mối quan hệ sinh thái giữa các cây rừng với nhau và giữa chúng với hoàn cảnh xung quanh, nên các phương pháp nghiên cứu cấu trúc rừng theo hướng này không được vận dụng trong đề tài.
7 - Nghiên cứu phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo. Cơ sở phân loại rừng theo xu hướng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ và một đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng. Nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này, khi nghiên cứu ngoại mạo của quần xã thực vật đã không tách khỏi hoàn cảnh sinh thái của nó, từ đó hình thành xu hướng phân loại rừng theo ngoại mạo sinh thái. c. Tồn tại nghiên cứu cấu trúc rừng Trên thế giới các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng nói chung, rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú, đa dạng, có nhiều công trình nghiên cứu công phu và đã đem lại hiệu quả cao trong kinh doanh rừng. Tuy nhiên, chưa thấy công trình nào nghiên cứu đầy đủ về đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên làm nổi bật những đặc điểm khác biệt về cấu trúc của loại rừng này so với các loại rừng khác. Do đó, sở khoa học cho việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh vẫn còn nhiều vấn đề chưa được làm sáng tỏ. 1.1.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng a. Quan niệm 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 trưng của tái sinh rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở các nơi có hoàn cảnh rừng. Vì vậy, tái sinh rừng, hiểu theo nghĩa hẹp, là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Sự xuất hiện lớp cây con là nhân tố mới làm phong phú thêm số lượng và thành phần loài trong quần lạc sinh vật (thực vật, động vật, vi sinh vật), đóng góp vào việc hình thành tiểu hoàn cảnh rừng và làm thay đổi cả quá trình trao đổi vật chất và năng lượng diễn ra trong hệ sinh thái. Do đó, tái sinh rừng có thể hiểu theo nghĩa rộng là sự tái sinh của một hệ sinh thái
8 rừng. Tái sinh rừng thúc đẩy việc hình thành cân bằng sinh học trong rừng, đảm bảo cho rừng tồn tại liên tục và do đó bảo đảm cho việc sử dụng rừng thường xuyên. b. Các hướng nghiên cứu về tái sinh rừng Do sự phát triển công nghiệp thế kỷ XIX, trong ngành lâm nghiệp của thế giới đã hình thành xu hướng thay thế rừng tự nhiên bằng rừng nhân tạo năng suất cao nhằm đáp ứng yêu cầu của nền kinh tế. Nhưng sau thất bại về tái sinh nhân tạo ở Đức và một số nước nhiệt đới mà Beard (1947) [21] đã gọi là “bệnh sởi trồng rừng” do thiếu sinh tố sinh thái học, nhiều nhà khoa học đã nghĩ tới việc quay trở lại với tái sinh tự nhiên. Khi đề cập vấn đề điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927), với ô đo đếm tra tái sinh có diện tích từ 1 đến 4m2 diện tích ô điều tra nhỏ nên việc đo đếm gặp nhiều thuận lợi nhưng số lượng ô phải đủ lớn và trải đều trên diện tích khu rừng mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng. Trong phương thức rừng đều tuổi của Malaysia (MUS, 1945) [21], nhiệm vụ đầu tiên được ghi trong lịch trình là điều tra tái sinh theo ô vuông 1/1000 mẫu Anh (4 m2) để biết xem tái sinh có đủ hay không và sau đó mới tiến hành các tác động tiếp theo. Richards P.W (1952) [55] 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) [52] đã đề nghị một phương pháp “điều tra chẩn đoán” mà theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh. Một số tác giả nghiên cứu tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới châu Á như Bara (1954), Budowski (1956), có nhận định, dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, nên việc đề xuất các biện
9 pháp lâm sinh để bảo vệ lớp cây tái sinh này là cần thiết. Nhờ những nghiên cứu này nhiều biện pháp tác động vào lớp cây tái sinh đã được xây dựng và đem lại hiệu quả đáng kể. Van Steenis (1956) [57] đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng nhiệt đới đó là tái sinh phân tán liên tục và tái sinh vệt (tái sinh lỗ trống). Hai đặc điểm này không chỉ thấy ở rừng nguyên sinh mà còn thấy cả ở rừng thứ sinh - một đối tượng rừng khá phổ biến ở nhiều nước nhiệt đới. Khi nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến tái sinh tự nhiên, nhân tố ánh sáng (thông độ tàn che của rừng), độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi được đề cập thường xuyên. Baur G.N, (1962) [21] cho rằng, trong rừng nhiệt đới sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến phát triển của cây con còn đối với sự nảy mầm và phát triển của cây mầm, ảnh hưởng này thường không rõ ràng. Ngoài ra, các tác giả nhận định, thảm cỏ và cây bụi có ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây tái sinh. Mặc dù ở những quần thụ kín tán, thảm cỏ và cây bụi kém phát triển nhưng chúng vẫn có ảnh hưởng đến cây tái sinh. Đối với rừng nhiệt đới, số lượng loài cây trên một đơn vị diện tích và mật độ tái sinh thường khá lớn. Nhưng số lượng loài cây có giá trị kinh tế thường không nhiều và được chú ý hơn, còn các loài cây có giá trị kinh tế thấp lại ít được quan tâm mặc dù chúng có vai trò sinh thái quan trọng. Vì vậy, khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên cần phải đề cập một cách đầy đủ tất cả các loài cây xuất hiện trong lớp cây tái sinh để có những đánh giá chính xác tình hình tái sinh rừng và có những biện pháp tác động phù hợp. Như trên đã đề cập, mục tiêu thứ hai của các tác động xử lý ở rừng mưa nhiệt đới là tạo lập tái sinh bằng mọi cách nhằm thực hiện tái sinh thành công. Việc áp dụng hàng loạt các biện pháp kỹ thuật nhằm gây dựng và duy trì lớp cây tái sinh trong tình trạng lành mạnh, đựa lớp cây tái sinh này tới tuổi thành thục được coi là nền tảng của một phương thức lâm sinh.
10 c. Tồn tại nghiên cứu về tái sinh rừng Tóm lại, các công trình nghiên cứu được đề cập trên đây phần nào làm sáng tỏ việc nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng tự nhiên nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng. Đó là những cơ sở để lựa chọn cho việc nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng trong đề tài này. Việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên là việc làm hết sức quan trọng nên đối với từng đối tượng cụ thể, cần có những phương pháp nghiên cứu phù hợp. 1.2. Ở Việt Nam 1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng Trong nhiều năm qua, nghiên cứu về cấu trúc rừng là một trong những nội dung quan trọng nhằm đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp. Tuy nhiên cấu trúc rừng là một vấn đề có nội dung phong phú và đa dạng, nên ở đây, chỉ những cấu trúc liên quan đến đề tài mới được đề cập. Trần Ngũ Phương (1970) [25], đã chỉ ra những đặc điểm cấu trúc của những thảm thực vật trên cơ sở kết quả điều tra tổng quát về tình hình rừng. Nhân tố cấu trúc đầu tiên được nghiên cứu là tổ thành thông qua đó một số quy luật được phát triển của các hệ sinh thái rừng được phát hiện và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất. Những công trình nghiên cứu định lượng về cấu trúc rừng, nổi bật là công trình của tác giả sau. Nguyễn Hải Tuất [35], 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) [33], đã tiến hành phân chia thực vật rừng nhiệt đới thành 5 tầng: tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B), và tầng cỏ quyết (C). Việc áp dụng phương pháp vẽ "Biểu đồ phẫu diện" sau khi đã đo chính xác vị trí, chiều cao và đường kính thân cây, bề rộng và bề dày tán lá của toàn bộ những cây gỗ (tầng A) trên một
11 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 những dạng sống ưu thế của thực vật trong tầng cây lập quần, độ tàn che của nền đất đá của tầng ưu thế, hinh thái sinh lá và trạng mùa của tán lá. Như vậy, các vấn đề cấu trúc rừng được vận dụng trong phân loại rừng theo quan điểm sinh thái phát quần thể. Nguyễn Văn Trương (1983) [34], khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài đã xem xét sự phân tầng theo hướng định lượng, phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới. Với những kết quả nghiên cứu của những tác giả đi trước, Vũ Đình Phương (1987) [27], đã nhận định, việc xác định tầng thứ của rừng lá rộng thường xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhưng chỉ trong trường hợp rừng phân tầng và rõ rệt ( khi đã phát triển ổn định) mới sử dụng phương pháp định lượng để xác định giới hạn của các tầng cây. Đào Công Khanh (1996) [16], đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm của cấu trúc rừng lá rộng thường xanh ở Hương Sơn, Hà tĩnh làm cơ sở đề xuất một số biện pháp lâm sinh phục vụ khai thác và nuôi dưỡng rừng. Nguyễn Anh Dũng (2000) [8], đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc tầng cây gỗ cho hai trạng thái rừng IIA và IIIA1 ở lâm trường Sông Đà - Hoà Bình. Các nghiên cứu này sẽ được đề tài nghiên cứu xem xét và lựa chọn để vận dụng vào các nội dung nghiên cứu. Như vậy, trong thời gian qua, việc nghiên cứu cấu trúc rừng ở Việt Nam đã có những bước phát triển nhanh chóng và có nhiều đóng góp nhằm nâng cao hiểu biết về rừng, nâng cao hiệu quả nghiên cứu cũng như trong sản xuất kinh doanh rừng. Tuy nhiên các nghiên cứu cấu trúc rừng gần đây thường thiên về việc mô hình hoá các quy luật liên kết cấu thành lâm phần và việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng thừơng thiếu các yếu tố sinh
12 thái chưa thực sự đáp ứng mục tiêu kinh doanh rừng ổn định và lâu dài. Bởi lẽ 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 trường. Muốn đề xuất được 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 lượng. - Nghiên cứu xác định cấu trúc chuẩn/ ổn định cho rừng Cho đến nay đã có nhiều thuật ngữ được sử dụng để chỉ mô hình cấu trúc rừng mong muốn. Có thể liệt kê một số thuật ngữ thường được sử dụng như sau: + Lâm phần chuẩn (Vũ Tiến Hinh, Phạm Ngọc Giao, 1993, 1997). + Sản lượng ổn định (Bảo Huy, 2002). + Cấu trúc rừng lý tưởng (Nguyễn Hồng Quân, 2004). + Cấu trúc chuẩn, cấu trúc hợp lý, cấu trúc rừng ổn định (Phạm Văn Điển, 2005, 2006, 2007). + Cấu trúc rừng ổn định (Bảo Huy, 2005, 2006, 2007; Nguyễn Hồng Quân, 2006). + Rừng ổn định, rừng mong muốn (Cục Lâm nghiệp, 2007). Cách hiểu về thuật ngữ cấu trúc rừng mong muốn luôn phụ thuộc vào mục đích, yêu cầu kinh doanh và tình hình thực tiễn (Bảng 1-1).