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 Khu bảo tồn thiên nhiên - văn hóa Đồng Nai

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:97

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của một số quần xã thực vật rừng tại Khu Bảo tồn Thiên nhiên Văn hóa Đồng Nai" 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 ở khu vực làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp phát triển bền vững hệ sinh thái rừng tại Bảo tồn Thiên nhiên – Văn Hóa Đồng Nai, hiện đã được xác định là Khu dự trữ sinh quyển Đồng Nai. 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 Khu bảo tồn thiên nhiên - văn hóa Đồng Nai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ------------------------ NGUYỄN TIẾN DUY NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA MỘT SỐ QUẦN XÃ THỰC VẬT RỪNG TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN - VĂN HÓA ĐỒNG NAI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội - 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ------------------------ NGUYỄN TIẾN DUY NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA MỘT SỐ QUẦN XÃ THỰC VẬT RỪNG TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN - VĂN HÓA ĐỒNG NAI Chuyên ngành: Lâm Học Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. BÙI THẾ ĐỒI Hà Nội - 2011
1 ĐẶT VẤN ĐỀ 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 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. Trên 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 trường. Do vậy, để 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 quan trọng. Tuy 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, 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 cường độ khác nhau của con người. Do thiếu những nghiên cứu cơ bản và tính hệ thống về cấu trúc và tái sinh rừng, 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. Điều này cũng đang xảy ra ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai. Khu Bảo tồn Thiên nhiên - Văn hóa Đồng Nai là một khu vực 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 Việt Nam mà trên thế giới không có. Tuy nhiên, ở vùng đệm, các đặc điểm này của rừng không được duy trì do
2 rừng đã bị tác động, đặc biệt là việc khai thác không đúng quy trình kỹ thuật, khai thác không bền vững làm cho rừng bị suy giảm cả về diện tích và chất lượng. Sau khi bị tác động, khả năng phục hồi rừng gặp nhiều khó khăn; cấu trúc rừng bị phá vỡ, tái sinh rừng bất lợi… Trong khi đó, giải pháp duy nhất hiện nay chỉ là khoanh nuôi phục hồi rừng. Điều này dẫn đến quá trình phục hồi rừng diễn ra rất chậm chạp, khó đáp ứng được các mục tiêu đặt ra như phòng hộ hoặc sản xuất. 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 Khu Bảo tồn Thiên nhiên Văn hóa Đồng Nai” 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 ở khu vực làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp phát triển bền vững hệ sinh thái rừng tại Bảo tồn Thiên nhiên – Văn Hóa Đồng Nai, hiện đã được xác định là Khu dự trữ sinh quyển Đồng Nai.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng 1.1.1.1. 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 đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp, là rất cần thiết. [23] Quần xã thực vật rừng (QXTVR) 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. [23] 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 qua một loạt các biện pháp tác động của con người để thực hiện một số sự khống chế hiệu quả hơn. 1.1.1.2. 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). [57] Baur G.N. (1962) [57] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, trong đó đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Theo tác giả, các phương thức xử lý đều có hai mục tiêu rõ rệt: “Mục tiêu thứ nhất là nhằm cải thiện rừng nguyên sinh vốn thường hỗn loài và không đồng tuổi bằng cách đào thải những cây quá thành thục 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) [54] 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) [58] 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) [53] 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) [56] 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) [60] 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) [60] 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) [58] 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 bố 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) [34] 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, Drude đã đưa ra khái niệm độ nhiều và cách xác định. Đây là những nghiên cứu mang tính định lượng nhưng xuất phát từ những cơ sở sinh thái nên được đề tài lựa chọn và vận dụng. Các nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng còn phát triển mạnh mẽ khi các hàm toán học được đưa vào sử dụng để mô phỏng các quy luật kết cấu lâm phần. Rollet B.L. (1971) đã Biểu diễn mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính bằng các hàm hồi quy, phân bố đường kính ngang ngực, đường kính tán bằng các dạng phân bố xác suất, Belly (1973) sự dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính thân cây loài Thông…Tuy nhiên, việc sử dụng các hàm toán học không thể phản ánh hết những mối quan hệ sinh thái giữa các cây rừng với nhau và giữa chúng với hoàn cảnh xung quanh, nên các phương pháp nghiên cứu cấu trúc rừng theo hướng này không được vận dụng trong đề tài.
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. Đại diện cho hệ thống phân loại rừng theo hướng này có Humbold (1809), Shimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973)… Nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này, khi nghiên cứu 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. 1.1.1.3.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 1.1.2.1.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
8 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 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. 1.1.2.2.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) [57] 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 có 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) [57], 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) [60] 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) [53] 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.
9 Một số tác giả nghiên cứu tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới châu Á như Bara (1954), Budowski (1956), có nhận định, dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, nên việc đề xuất các biện pháp lâm sinh để bảo vệ lớp cây tái sinh này là cần thiết. Nhờ những nghiên cứu này nhiều biện pháp tác động vào lớp cây tái sinh đã được xây dựng và đem lại hiệu quả đáng kể. Van Steenis (1956) [61] 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) [57] 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.
10 Việc áp dụng hàng loạt các biện pháp kỹ thuật nhằm gây dựng và duy trì lớp cây tái sinh trong tình trạng lành mạnh, đưa lớp cây tái sinh này tới tuổi thành thục được coi là nền tảng của một phương thức lâm sinh. 1.1.2.3. 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) [24], 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: Đồng Sĩ Hiền (1974) dùng hàm Meyer và hệ thống đường cong Poisson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ đường kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở cho việc lập Biểu đồ thân cây đứng ở Việt Nam. Nguyễn Hải Tuất (1975) đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng cách
11 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) [34], 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 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 ưu thế của thực vật trong tầng cây lập quần, độ tàn che của nền đất đá của tầng ưu thế, hình 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) [35], 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) [17], 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) [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 trường Sông Đà - Hoà Bình. Các nghiên cứu
12 này sẽ được đề tài nghiên cứu xem xét và lựa chọn để vận dụng vào các nội dung nghiên cứu. Như vậy, quá trình 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 thường thiếu các yếu tố sinh 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 (Biểu 1-1).
13 Biểu 1.1. Cách hiểu về mô hình cấu trúc mong muốn theo mục đích kinh doanh rừng (dẫn theo Phạm văn Điển, 2006, 2007) Mục đích quản lý Thuật ngữ Cách hiểu Rừng đặc dụng - bảo Rừng chuẩn, rừng Là rừng tốt nhất trong tự tồn nguyên vẹn hệ mẫu, rừng lý tưởng nhiên, có thể đạt cao đỉnh khí sinh thái rừng hậu, đã được khắc phục nhược điểm (1)- Là mô hình rừng có tăng trưởng trữ lượng cao nhất. Nói cách khác, có năng suất cao nhất. (2)- Là mô hình chỉ rõ cấu trúc của rừng cần đạt đến ở một thời Rừng định hướng, điểm nào đó trong quá trình phát Rừng sản xuất (gỗ) rừng ổn định, rừng triển/diễn thế đi lên rừng mà việc mong muốn tác động vào rừng cần phải căn cứ vào cấu trúc này để dẫn dắt rừng phát triển liên tục, không bị suy giảm về số lượng và chất lượng rừng Là mô hình chỉ rõ cấu trúc rừng Rừng định hướng, cần đạt đến để đáp ứng được các Rừng phòng hộ rừng ổn định, rừng yêu cầu phòng hộ - hoặc phòng mong muốn hộ - kinh tế Điểm chung là việc thiết lập các mô hình cấu trúc rừng mong muốn đều nhằm hướng tới quản lý rừng bền vững.Việc xác định rõ các tiêu chuẩn của rừng cần đạt được hay mong muốn hướng tới là vấn đề được các nhà khoa
14 học trên thế giới sớm quan tâm với học thuyết rừng tiêu chuẩn đã được đưa ra từ trước thế kỷ XIX.Theo lý luận rừng tiêu chuẩn, khi cấu trúc vốn rừng bảo đảm sản xuất liên tục trong những điều kiện kinh tế có lợi nhất thì vốn sản xuất được gọi là vốn chuẩn. Những đặc trưng về cấu trúc, độ lớn...của vốn chuẩn này là những đặc trưng chuẩn. Dựa vào đó, các mô hình rừng chuẩn, rừng mẫu đã được các nhà khoa học trên thế giới thiết lập để đáp ứng mục tiêu quản lý bền vững tài nguyên rừng. Đến nay đã có trên 30 kiểu mô hình rừng bền vững đang phát triển tại 15 quốc gia, chiếm diện tích hơn 25,6 triệu ha.Tiếp cận mô hình rừng bền vững đã không chỉ chứng tỏ sự thành công rộng lớn cả về mặt địa lý và văn hóa mà còn cho thấy tầm ảnh hưởng và hiệu quả mang tính toàn cầu. 1.2.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng Khi bàn về vấn đề tái sinh rừng trong khai thác rừng, Phùng Ngọc Lan (1964) [18], đã nêu kết quả tra dặm hạt Lim Xanh dưới tán rừng ở lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn. Ngay từ giai đoạn nảy mầm, bọ xít là nhân tố gây ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ nảy mầm. Trong thời gian từ năm 1962 đến năm 1968, Viện điều tra - Quy hoạch rừng đã điều tra tình hình tái sinh rừng tự nhiên theo các "loại hình thực vật ưu thế" rừng thứ sinh ở Yên Bái (1965), Hà Tĩnh (1966), Quảng Bình (1969) và Lạng Sơn (1969). Đáng chú ý là kết quả điều tra tái sinh rừng ở vùng sông Hiếu (1962-1964) bằng phương pháp đo đếm điển hình. Từ kết quả điều tra tái sinh rừng, dựa vào mật độ tái sinh, Vũ Đình Huề (1969) [13], đã phân chia khả năng rừng thành 5 cấp, rất tốt, tốt, trung bình, xấu, và rất xấu với mật độ tái sinh tương ứng trên 12.000 c/ha, 8.000 - 12.000 c/ha, 4.000 - 8.000 c/ha, 2.000 - 4.000 c/ha và dưới 2000 c/ha. Nhìn chung nghiên cứu này chỉ mới chú trọng đến số lượng mà chưa đề cập đến chất lượng cây tái sinh. Cũng từ kết quả điều tra trên, Vũ Đình Huề (1975) [14], đã tổng kết và rút ra nhận xét, tái
15 sinh rừng tự nhiên ở rừng miền Bắc Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh rừng của rừng nhiệt đới. Dưới tán rừng nguyên sinh, tổ thành tầng cây tái sinh tương tự như tầng cây gỗ, dưới tán rừng thứ sinh tồn tại nhiều loại cây gỗ mềm kém giá trị và hiện tượng tái sinh theo đám được thể hiện rõ nét tạo nên sự phân bố số cây không đồng đều trên mặt đất rừng. Những nhận xét sẽ được 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 hướng phát triển của rừng trong tương lai. Khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng Việt Nam, Thái Văn Trừng (1978) [34], đã nhấn mạnh tới ý nghĩa của điều kiện ngoại cảnh đến các giai đoạn phát triển của cây tái sinh. Theo tác giả, ánh sáng là nhân tố khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên ở cả rừng nguyên sinh và thứ sinh. Hiện tượng tái sinh lỗ trống ở rừng thứ sinh Hương Sơn, Hà Tĩnh đã được Phạm Đình Tam (1987) [30] làm sáng tỏ. Theo tác giả, số lượng 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 phương thức khai thác chọn, tái sinh tự nhiên cho đối tượng rừng khu vực này. Đây là một trong những đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng nhiệt đới. Trong một số công trình nghiên cứu về cấu trúc, tăng trưởng trữ lượng và tái sinh tự nhiên rừng thường xanh lá rộng hỗn loài ở ba vùng kinh tế (Sông Hiếu, Yên Bái và Lạng Sơn), Nguyễn Duy Chuyên (1988) [2], đã khái quát đặc điểm phân bố của nhiều loài cây có giá trị kinh doanh và Biểu diễn bằng các hàm lý thuyết. Từ đó làm cơ sở định hướng cho các giải pháp lâm sinh cho các vùng sản xuất nguyên liệu. Trần Cẩm Tú (1988) [55], đã tiến hành nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên sau khai thác chọn ở Hương Sơn, Hà Tĩnh và rút ra kết luận: áp dụng phương thức xúc tiến tái sinh tự nhiên có thể đảm bảo khôi phục vốn rừng, đáp ứng mục tiêu sử dụng tài nguyên rừng bền vững.
16 Tuy nhiên, các biện pháp kỹ thuật tác động phải có tác dụng thúc đẩy cây tái sinh mục đích sinh trưởng và phát triển tốt, khai thác rừng phải đồng nghĩa với tái sinh rừng, phải chủ động điều tiết tầng tán của cây rừng, đảm bảo cây tái sinh phân bố đều trên toàn bộ diện tích, trước khi khai thác, cần thực hiện các biện pháp mở tán rừng, chặt cây gieo giống, phát dọn cây leo cây bụi và sau khi khai thác phải tiến hành dọn vệ sinh rừng. Trần Ngũ Phương (2000) [25], 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 nhiên như sau: "Trường hợp rừng tự nhiên có nhiều tầng, khi tầng trên già cỗi, tàn lụi rồi tiêu vong thì tầng kế tiếp sẽ thay thế; trường 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, nhưng về sau, dưới lớp thảm thực vật trung gian này sẽ xuất hiện một lớp cây con tái sinh lại rừng cũ trong tương lai và sẽ thay thế thảm thực vật trung gian này, lúc bấy giờ rừng cũ sẽ được phục hồi". Tuy nhiên sau một thời gian nghiên cứu tìm hiểu quy luật phát triển của các loại hình tự nhiên, xây dựng Biểu 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 viên 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 nghiên cứu đặc điểm sinh vật học và khả năng gây trồng các loài cây như Nghiến, Mạy sao, Trai lý, Hoàng đàn, Mắc rạc... trên núi đá vôi ở Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Cạn [59], Tác giả đã xác định được một số đặc điểm sinh thái về đề xuất kỹ thuật gây trồng các
17 loại cây này ở địa phương trên. Từ năm 1999 tác giả đã tiến hành gây trồng các loại cây này trên đất đá vôi ở một số nơi khác như Cao Bằng, Bắc Cạn, Lạng Sơn và các tỉnh vùng phía Tây Bắc.Tuy nhiên do còn đang trong thời gian thử nghiệm nên 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. Nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên quần xã thực vật rừng trên núi đá vôi tại một số địa phương thuộc tỉnh Hòa Bình, Bùi Thế Đồi (2002) [48] đã chỉ ra được một số đặc điểm về cấu trúc và tái sinh quần xã thực vật rừng tại các trạng thái rừng khác nhau và đưa ra phương pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm phục hồi và phát triển rừng tại những địa phương được nghiên cứu. Tuy nhiên, nghiên cứu còn có nhiều hạn chế do chưa thực sự điều tra tỷ mỷ về những trạng thái rừng nơi này, đề tài mới chỉ nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến tái sinh tự nhiên nên chưa phản ánh hết được sự phụ thuộc của lớp cây tái sinh vào điều kiện bên ngoài, chưa nghiên cứu tổng hợp của các nhân tố sinh thái tới tái sinh tự nhiên. Tóm lại, trong thời gian qua, nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng đã trở thành những vấn đề trọng tâm của các nghiên cứu về rừng. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng tự nhiên và đề xuất các biện pháp kỹ thuật hợp lý cho những đối tượng rừng tự nhiên còn ít được nghiên cứu đầy đủ và toàn diện.
18 Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu của đề tài 2.1.1. Mục tiêu chung Xác đinh ̣ mô ̣t số đă ̣c điể m cấ u trúc và tái sinh tự nhiên làm cơ sở đề xuấ t giải pháp kỹ thuâ ̣t tác đô ̣ng nhằ m quản lý rừng mô ̣t cách ổ n định và bề n vững ta ̣i Vùng đê ̣m – Khu bảo tồ n Thiên nhiên – Văn hóa Đồ ng Nai. 2.1.2. Mục tiêu cụ thể , giới hạn đề tài - Xác định được những đă ̣c điể m cấu trúc cơ bản của QXTVR tại Tiểu khu 121, khu Bảo tồn Thiên nhiên – Văn hóa Đồng Nai - Xác đinh ̣ được các đă ̣c điể m tái sinh tự nhiên QXTVR ta ̣i tiể u khu 121 - Đề xuấ t đươ ̣c mô ̣t số giải pháp quản lý rừng bề n vững tại vùng đệm khu Bảo tồn Thiên nhiên – Văn hóa Đồng Nai. 2.2. Nô ̣i dung nghiên cứu - Nghiên cứu đă ̣c điể m cấu trúc một số QXTVR tại tiểu khu 121 - Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên một số QXTVR tại tiểu khu 121 - Nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng đế n tái sinh tự nhiên - Đề xuấ t giải pháp nhằ m quản lý rừng bề n vững tại vùng đệm khu Bảo tồn Thiên nhiên – Văn hóa Đồng Nai. 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Quan điểm và phương pháp luận Quần xã (community) là một tập hợp các quần thể sinh vật cùng sống trong một vùng hoặc sinh cảnh xác định, được hình thành trong quá trình lịch sử lâu dài, liên hệ với nhau do những đặc trưng chung về sinh thái học mà các thành phần cấu thành quần xã (quần thể, cá thể…) không có. Quần xã thực vật rừng là một QXTV (plant community) mà trong đó cây rừng (cây gỗ hoặc tre nứa) chiếm ưu thế, có độ tàn che trên 0,3 (theo tiêu chuẩn của FAO) [46].