Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu một số đặc điểm sinh vật học của loài cây Mun (Diospyros mun A.Chev. ex Lecomte ) tại Vườn quốc gia Cúc Phương

Chia sẻ: Tri Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:105

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu nhằm tạo sơ sở khoa học về đặc điểm sinh vật học của loài Mun (Diospyros mun A.Chev. ex Lecomte) góp phần bảo tồn loài cây này ở vườn Quốc gia Cúc Phương; nghiên cứu được một số đặc điểm sinh vật học của loài Mun tạo cơ sở để đề xuất các biện pháp bảo tồn loài này.

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 một số đặc điểm sinh vật học của loài cây Mun (Diospyros mun A.Chev. ex Lecomte ) tại Vườn quốc gia Cúc Phương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP --------------- ĐỖ THANH HÀO NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH VẬT HỌC CỦA LOÀI CÂY MUN (Diospyros mun A.Chev.ex Lecomte) TẠI VƯỜN QUỐC GIA CÚC PHƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội - 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP --------------- ĐỖ THANH HÀO NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH VẬT HỌC CỦA LOÀI CÂY MUN (Diospyros mun A.Chev.ex Lecomte) TẠI VƯỜN QUỐC GIA CÚC PHƯƠNG Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN MINH THANH Hà Nội - 2013
i LỜI NÓI ĐẦU Để hoàn thành chương trình đào tạo sau đại học chuyên ngành Lâm học khóa học 2011 - 2013, được sự cho phép của Trường Đại học Lâm nghiệp, khoa Đào tạo sau đại học, tôi thực hiện đề tài: "Nghiên cứu một số đặc điểm sinh vật học của loài cây Mun (Diospyros mun A.Chev. ex Lecomte ) tại Vườn quốc gia Cúc Phương" Nhân dịp này tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo TS. Nguyễn Minh Thanh đã hướng dẫn, chỉ bảo cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài này. Tôi trân trọng gửi lời cảm ơn đến ban giám hiệu, các GS, PGS, TS của trường Đại học Lâm nghiệp và khoa Sau đại học đã tạo mọi điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến lãnh đạo vườn Quốc gia Cúc Phương, các cán bộ kỹ thuật tại vườn đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuân lợi cho tôi trong thời gian tôi thu thập số liệu tại đây. Do thời gian thực hiện không nhiều, bản thân còn có nhiều hạn chế nên trong đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp để bản luận văn trở nên hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội,…..tháng….năm 2013 Học viên Đỗ Thanh Hào
ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời nói đầu ......................................................................................................... i Danh mục các chữ viết tắt ................................................................................ iv Danh mục các bảng ........................................................................................... v Danh mục các hình ........................................................................................... vi ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..................................... 2 1.1. Trên thế giới ......................................................................................... 2 1.1.1. Nghiên cứu sinh thái, tái sinh rừng ................................................ 2 1.1.2. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng .............................................. 4 1.2. Trong nước ........................................................................................... 6 1.2.1. Nghiên cứu sinh thái, tái sinh rừng ................................................ 6 1.2.2. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng ............................................... 9 1.3. Các nghiên cứu về cây Mun (Diospyros mun A.Chev. ex Lecomte) ................................................................................................... 12 Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .... 14 2.1. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................... 14 2.1.1. Về lý luận ...................................................................................... 14 2.1.2. Về thực tiễn ................................................................................... 14 2.2. Nội dung nghiên cứu .......................................................................... 14 2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................... 14 2.3.1. Phương pháp kế thừa tài liệu ........................................................ 14 2.3.2. Phương pháp thu thập số liệu ....................................................... 15 2.3.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu........................................ 21 Chương 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU ............................................................................................... 30 3.1. Vị trí địa lý ....................................................................................... 30
iii 3.2. Lịch sử địa chất và địa hình.. ........................................................... 30 3.3. Thổ nhưỡng ...................................................................................... 31 3.4 Khí hậu thủy văn ............................................................................... 32 3.4.1. Chế độ nhiệt ................................................................................ 32 3.4.2 Chế độ mưa .................................................................................. 33 3.4.3 Độ ẩm không khí .......................................................................... 33 3.4.4 Chế độ gió .................................................................................... 34 3.4.5 Thủy văn ....................................................................................... 34 3.5. Tài nguyên động thực vật rừng ........................................................ 34 3.5.1 Hệ thực vật ................................................................................... 34 3.5.2 Hệ động vật .................................................................................. 36 Chương 4 KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ................................... 38 4.1. Đặc điểm hình thái và vật hậu của Mun ............................................ 38 4.1.1. Đặc điểm hình thái ........................................................................ 38 4.1.2. Đặc điểm vật hậu .......................................................................... 41 4.2. Nghiên cứu đặc điểm phân bố tự nhiên của loài mun ....................... 42 4.3. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc lâm phần có loài mun phân bố .......... 43 4.3.1. Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao ................................................... 43 4.3.2. Đặc điểm cấu trúc tầng tái sinh .................................................... 53 4.4 Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên của loài Mun ......................... 58 4.4.1. Mật độ tái sinh theo độ tàn che (theo cây mẹ) .............................. 58 4.4.2. Mật độ tái sinh theo cấp chiều cao ............................................... 58 4.5. Đặc điểm đất dưới lâm phần có loài Mun phân bố ............................ 59 4.6. Kỹ thuật nhân giống cây con bằng hạt ............................................... 63 4.7. Đề xuất các giải pháp bảo tồn và phát triển Mun tại vườn Quốc gia Cúc Phương ............................................................................................... 70 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ ......................................................... 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên đầy đủ Dt (m) : Đường kính tán (m) D 1.3 (cm) : Đường kính ở vị trí 1.3 Hdc (m) : Chiều cao dưới cành (m) Hvn (m) : Chiều cao vút ngọn (m) Htb : Chiều cao trung bình (m) CTTT : Công thức tổ thành N (cây) : Số cây ODB : Ô dạng bản OTC : Ô tiêu chuẩn QXTV : Quần xã thực vật M : Trữ lượng (m3) G : Tổng tiết diện ngang (m2) PTLS : Phương thức lâm sinh ĐTC : Độ tàn che
v DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 2.1 Biểu điều tra tầng cây cao 16 2.2 Biểu điều tra cây tái sinh 16 2.3 Biểu điều tra cây bụi 17 2.4 Bảng công thức xử lý hạt gieo ươm 18 2.5 Bảng công thức thành phần hỗn hợp ruột bầu 19 3.1 Số lượng Taxon trong các ngành thực vật bậc cao ở Cúc Phương 34 3.2 Mười họ có số loài lớn nhất Cúc Phương 36 4.1 Công thức tổ thành tầng cây cao tính theo chỉ số IV% 43 4.2 Kết quả nắn phân bố N/D1.3 trên khu vực có loài Mun phân bố 45 4.3 Kết quả nắn phân bố N/Hvntrên khu vực có loài Mun phân bố 47 4.4 Kết quả tính toán mức độ đa dạng loài của tầng cây gỗ 48 4.5 Kết quả xây dựng tương quan Hvn/D1.3 khu vực nghiên cứu 48 4.6 Kết quả xây dựng tương quan D1.3/Dt khu vực nghiên cứu 51 4.7 Công thức tổ thành cây tái sinh khu vực nghiên cứu 54 4.8 Phẩm chất và nguồn gốc tái sinh 55 4.9 Mật độ và tỷ lệ cây tái sinh triển vọng khu vực nghiên cứu 56 4.10 Bảng phân bố tái sinh theo cấp chiều cao 57 4.11 Kết quả nghiên cứu mật độ tái sinh theo độ tàn che 58 4.12 Kết quả nghiên cứu mật độ tái sinh theo cấp chiều cao 59 4.13 Hình thái phẫu diện đất trên các OTC của khu vực nghiên cứu 60 4.14 Một số chỉ tiêu về đất rừng khu vực nghiên cứu 62 4.15 Kết quả nảy mầm của hạt sau khi xử lý 63 4.16 Ảnh hưởng của thành phần ruột bầu đến sinh trưởng chiều cao 64 Mun ở 3 tháng tuổi 4.17 Ảnh hưởng của thành phần ruột bầu đến sinh trưởng chiều cao 65 Mun ở 6 tháng tuổi 4.18 Ảnh hưởng mức độ che sáng là liều lượng đạm cây Mun 3 tháng tuổi 66 4.19 Ảnh hưởng mức độ che sáng là liều lượng đạm cây Mun 6 tháng tuổi 68
vi DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 3.1 Biểu đồ khí hậu Gaussen-Walter khu vực Cúc Phương 33 4.1 Hình thái cây Mun 38 4.2 Hình thái thân cây Mun và vết đẽo vỏ Mun. 39 4.3 Hình thái lá Mun 40 4.4 a- Hoa đực; b-Hoa cái; c-Tràng và nhị lép, d-Nhị 41 4.5 Hình thái hạt Mun 41 4.6 Sơ đồ tuyến điều tra Mun tại khu vực nghiên cứu 42 4.7 Biểu đồ thể hiên phân bố N/D1.3 khu vực có loài Mun phân bố 46 4.8 Biểu đồ thể hiên phân bố N/Hvn khu vực có loài Mun phân bố 47 4.9 Biểu đồ thể hiện mối quan hệ Hvn/D1.3 trên một số OTC 50 4.10 Biểu đồ thể hiện mối quan hệ Dt/D1.3 trên một số OTC 51 4.11 Hình ảnh một số phẫu diện đất nghiên cứu 61 4.12 Một số hình ảnh cây con Mun trong giai đoạn vườn ươm 69
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Sự tồn tại của con người liên quan mật thiết đến các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Trong các nguồn tài nguyên thiên nhiên đó, rừng có vai trò đặc biệt quan trọng không gì thay thế được trong nhiều lĩnh vực nhằm phục vụ các nhu cầu của con người. Rừng là tài sản quí giá nó không những cung cấp các sản phẩm cho nền kinh tế quốc dân mà còn có tác dụng phòng hộ, bảo vệ đất, duy trì cân bằng sinh thái và bảo vệ môi trường sống. Nằm trong hệ thống rừng đặc dụng, Vườn quốc gia Cúc Phương đã, đang và tiếp tục chú trọng đến vấn đề bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng, trong đó việc nghiên cứu và bảo vệ hệ sinh thái rừng núi đá vôi cũng như nghiên cứu sinh thái cá thể được đặc biệt quan tâm. Mặt khác việc sử dụng cây bản địa làm mục đích trồng rừng và làm giàu rừng là một vấn đề lớn đang được ngành Lâm nghiệp quan tâm. Việc thiếu thông tin về đặc điểm lâm học, sinh vật học của loài gây nên những khó khăn trong việc đề xuất các giải pháp lâm sinh. Nhằm góp phần giải quyết vấn đề khó khăn trên chúng tôi thực hiện đề tài: "Nghiên cứu một số đặc điểm sinh vật học của loài cây Mun (Diospyros mun A.Chev. ex Lecomte ) tại Vườn quốc gia Cúc Phương". Mun (Diospyros mun A.Chev. ex Lecomte) thuộc họ Thị (Ebenaceae), phân bố tự nhiên ở Cúc Phương, là loài cây gỗ trung bình, lõi gỗ mun khi khô có màu đen bóng, cứng và bền nên khó gia công, thường dùng làm đồ gỗ quý, thủ công mĩ nghệ cao cấp. Quả và lá dùng để nhuộm đen lụa quý. Việc nghiên cứu thành công đề tài này sẽ cung cấp những thông tin khoa học về loài Mun ở Cúc Phương góp phần hiểu biết sâu hơn về loài cây này làm cơ sở đề xuất biện pháp bảo vệ và phát triển loài cây ở Vườn quốc gia Cúc Phương cũng như sự nghiệp bảo vệ và phát triển rừng của Việt Nam nói chung.
2 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu sinh thái, tái sinh rừng Richard P.W (1959) [29], đã phân biệt tổ thành thực vật rừng mưa thành hai loại: rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây rất phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản và trong những điều kiện đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây. Baur G.N (1964) [1], đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa, tác giả đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các biện pháp kỹ thuật lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Các phương thức xử lý mà tác giả đưa ra đều có 2 mục tiêu rõ rệt: (1) nhằm cải thiện rừng nguyên sinh vốn thường hỗn loài và không đồng tuổi bằng cách đào thải những cây quá thành thục và cây phi mục đích để tạo không gian dinh dưỡng và ánh sáng hợp lý cho các cây có giá trị sinh trưởng, phát triển. (2) tạo lập tái sinh bằng cách xúc tiến tái sinh, thực hiện tái sinh nhân tạo sau khi khai thác, chăm sóc nuôi dưỡng rừng. Từ đó, tác giả đã đưa ra nguyên lý tác động xử lý lâm sinh nhằm đem lại rừng đều tuổi, rừng không đều tuổi và các phương thức xử lý cải thiện rừng mưa. Odum E.P (1971) [21], đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái của Tansley A.P, năm 1935. Các sinh vật và hoàn cảnh bên ngoài của chúng luôn có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và ở trạng thái thường xuyên có tác động. Từ đó, khái niệm về hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học. Nghiên cứu về tái sinh rừng đóng vai trò rất quan trọng bởi nó thể hiện động thái của rừng, nó là cơ sở để dự báo xu hướng diễn thế của rừng trong tương lai. Do vậy nghiên cứu về tái sinh rừng đã được nhiều tác giả trên thế giới thực hiện.
3 Davis và Richards (1933-1934) nghiên cứu rừng mưa ở khu vực sông Moraballi, Guana, đã thống kê số cây thứ tự từ thấp đến cao, trước hết là số mầm non dưới 2 m, tiếp đến là số cây non có đường kính dưới 10 cm và chiều cao trên 4,6 m, sau đó mới đến số cây gỗ có đường kính trên 10 cm với cở đường kính 10 cm. Cây tái sinh được thống kê từ dưới 2 m đến chiều cao 4,6 m, với đường kính dưới 10 cm. Tác giả Aubre’ville (1993) đã thống kê lớp cây non gồm những cây thuộc cấp đường kính nhỏ hơn 10 cm (Theo Richards P.W,1970) [29]. Trong các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng và sinh trưởng của tái sinh thì ánh sáng được xác nhận là quan trọng. Balanford (1929) khi nghiên cứu tại vùng rừng thường xanh ở Malaixia nhận thấy tái sinh tốt nhất là tại những nơi có lỗ trống, ở đấy bề ngang không rộng quá 6 m; ở nơi có lỗ trống lớn hơn không thấy xuất hiện cây tái sinh ở giữa lỗ trống. Theo Catinot R. (1978) [4] khi nghiên cứu về tái sinh cây họ Dầu (Dipterocarpaceae), trong các khu rừng ở vùng Đông Nam châu Á, thấy rằng tái sinh cây họ Dầu hình thành từng vệt sau khai thác. Tuomela K. và các cộng sự (1995) [48] nghiên cứu tái sinh trong các khu rừng đã qua khai thác ở Kalimantan – Indonesia nhận thấy tốc độ sinh trưởng tỷ lệ nghịch với diện tích ô trống và đã xác định diện tích ô trống thích hợp là khoảng 500 m2, và chỉ ra rằng cây họ Dầu chịu ảnh hưởng lớn của nhân tố ánh sáng. Tổ chức FAO tại Bangkok-Thái Lan đã tổng kết những tiến bộ trong việc hỗ trợ phục hồi tái sinh rừng tự nhiên vùng Châu Á – Thái Bình Dương, các tác giả Patrick C. Dugan, Patrick B. Durst, David J. Ganz và Philip J.McKenzie (2003) [54] đã tập hợp các nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến tái sinh rừng tự nhiên tại các nước, gồm: kiểm soát lửa rừng, hạn chế chăn thả, ngăn chặn sự phát triển của các loài cỏ tranh Imperata indica và một vấn đề
4 quan trọng là thu hút cộng đồng địa phương cũng như chính sách của Chính phủ đối với phục hồi tái sinh rừng tự nhiên. Theo Jeffrey S. Ward, Thomas E. Worthley (2008) [52] khi nghiên cứu tại vùng Conecticut- Mỹ, đã đưa ra các nhân tố giới hạn ảnh hưởng tới sự phát triển của các loài cây tái sinh bao gồm: ánh sáng và không gian dinh dưỡng; đất; độ ẩm đất; chất đất; sự cạnh tranh; sự phát triển của quần thụ, trong đó ánh sáng được xác định là nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới sự hình thành phát triển của cây tái sinh, v.v... 1.1.2. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng Cấu trúc tổ thành Tổ thành thực vật là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá sự đa dạng, phong phú của hệ thực vật rừng tại các vùng địa sinh học khác nhau. Theo Schimper (1935) ở rừng Bắc Mỹ, trên diện tích 0.5 ha có 20 – 30 loài cây gỗ lớn, Brown (1941) cho biết rừng ở châu Âu hoặc Bắc Mỹ trong trường hợp cực đoan, rừng có thể bao gồm 20 – 25 loài cây gỗ lớn, [29] . Trong khi đó theo Richards P.W (1959) [29] khi nghiên cứu tổ thành loài cây ở rừng nhiệt đới cho thấy thường có ít nhất 40 loài trở lên trên 1 hecta, có trường hợp còn ghi nhận được trên 100 loài. Theo Baur G.N (1962) [1] Khi nghiên cứu rừng mưa khu vực Belem, Amazôn, điều tra ô tiêu chuẩn với diện tích 2 hecta và đã thống kê được 36 họ thực vật. Catinot.R (1965) [2] nghiên cứu rừng ẩm nhiệt đới ở Đông Nam Á cho thấy nhóm cây họ Dầu thường chiếm tỷ lệ lớn đến 50% tổ thành lâm phần. Theo Tolmachop A.L. (1974) ở vùng nhiệt đới thành phần thực vật rất đa dạng thể hiện ở chỗ rất ít họ chiếm tỷ lệ 10% tổng số loài của hệ thực vật đó và tổng tỷ lệ phần trăm của 10 họ có số loài lớn nhất chỉ đạt 40-50% tổng số loài (dẫn theo Viện Điều tra quy hoạch rừng, 2006) [49]. Trong rừng hỗn
5 giao, nhiều loài cây gỗ lớn phân bố theo tỷ lệ khá cân bằng, tuy nhiên phần lớn trong một quần thụ thường có 1-2 loài chiếm ưu thế. Zeng và cộng sự (1998) đã thống kê khoảng 280 loài cây dược liệu, 80 loài cây có dầu và 20 loài cây có sợi cũng như một số loài cây có giá trị khác (theo Zaizhi Z. (2001) [56]). Kanel K.R. và Shrestha K. (2001) [34] khi nghiên cứu rừng thứ sinh ở Nepal đã thống kê có trên 65.000 loài cây có hoa và 4.064 loài cây không hoa, trong đó có trên 1.500 loài nấm và hơn 350 loài địa y. Cấu trúc tầng thứ Nghiên cứu cấu trúc tầng thứ của rừng đã được nhiều tác giả trên thế giới quan tâm và đề cập từ rất sớm, đặc biệt là là đối với rừng mưa nhiệt đới. Năm 1919, tác giả Brown khi nghiên cứu về cây họ Dầu tại Phillippine, đã cho biết là các cây gỗ lớn sắp xếp thành ba tầng tương đối rõ. Tác giả Davis và Richards P.W (1933-1934) cũng đã nghiên cứu và phân rừng hỗn giao nguyên sinh tại Guana thành 5 tầng, trong đó có 3 tầng cây gỗ (A, B, C) tầng cây bụi (D) và tầng thảm tươi (E). Tác giả Richards P.W (1939) đã nghiên cứu và phân rừng nguyên sinh ở Nijeria thành 5 tầng, trong đó có 3 tầng cây gỗ. Vaughan và Weihe (1941) trong khi nghiên cứu rừng trên đỉnh núi cao tại Moritiut xác nhận sự phân tầng là có thực và Bear (1946) cũng cho rằng sự phân tầng ở vùng rừng Trinidad là rõ ràng với 3 tầng cây gỗ và tầng cây bụi, tầng thảm tươi (Theo Richards P.W (1959) [29]. Nghiên cứu rừng ẩm nhiệt đới, Catinot (1974) [3] đã cho rằng rừng ẩm nhiệt đới có sự phân hoá mạnh, các tầng trong quần thụ được phân chia tương đối rõ rệt, có tầng vượt tán với chiều cao trên 40 m và những tầng bên dưới. Theo Steve Nix (1997) [55] cho rằng cấu trúc rừng mưa nhiệt đới có ít nhất 5 tầng, gồm tầng vượt tán; tầng tán chính của rừng; tầng dưới tán; tầng cây bụi; tầng mặt đất.
6 Theo Geoffrey Jess Parker (2008) [51] khi nghiên cứu về cấu trúc, tăng trưởng, và chức năng của các hệ sinh thái của rừng rụng lá cho rằng cấu trúc tầng tán của quần thụ có ảnh hưởng tới sự phát triển của rừng. Cấu trúc mật độ Cấu trúc mật độ của rừng cũng đã được nhiều tác giả nghiên cứu, kết quả cho thấy rằng có sự biến động về mật độ giữa các vùng. Richards P.W (1959) [29] nghiên cứu rừng mưa nhiệt đới ở Nam Mỹ và châu Phi cho thấy mật độ lâm phần tức những cây có đường kính ngang ngực từ 10 cm trở lên biến động từ 390-1.710 cây/ha, mật độ của những cây có đường kính từ 41 cm trở lên có 39-60 cây/ha. Baur G.N (1962) [1] nghiên cứu về rừng nguyên sinh ở Malaixia cho thấy có 550 cây/ha có đường kính từ 10 cm trở lên và có 42- 65 cây/ha có đường kính từ 48cm trở lên. Theo Joost E. Duivenvoorden (1995) [53] tại vùng Amazon thuộc Comlombia cho thấy có 1077 loài với đường kính ngang ngực (DBH) ≥ 10cm. Các loài này thuộc 271 giống của 60 họ, trong đó các họ Leguminosae và họ Sapotaceae có nhiều loài có giá trị nhất. H. Thomasius (1972) đã đưa ra khái niệm khoảng sống và hằng số không gian sinh trưởng liên quan tới chiều cao, mật độ và tuổi. Các nghiên cứu về mật độ tối ưu lâm phần theo diện tích tán và mức độ che phủ cũng được Kairukstis (1980) nghiên cứu. Chiabera (1982) đã mô hình hóa mật độ tối ưu theo tuổi và lấy mật độ tại tuổi 100 làm gốc (dẫn theo Nguyễn Ngọc Lung 1987) [17]. 1.2. Trong nước 1.2.1. Nghiên cứu sinh thái, tái sinh rừng Thái Văn Trừng (1978) [41] cho rằng tái sinh tự nhiên thực vật rừng nhiệt đới có 2 cách: tái sinh liên tục dưới tán rừng rậm của các loài chịu bóng và tái sinh theo vệt để hàn các lỗ trống.
7 Các nghiên cứu của chuyên gia Trung Quốc tại khu vực Quỳ Châu, Nghệ An năm 1964 đã phân chia tiêu chuẩn để đánh giá tái sinh tự nhiên dựa trên cơ sở số lượng cây tái sinh cho một hecta, gồm: rất tốt >12.000 cây/ha; tốt: 8000-12.000 cây/ha; trung bình: 4.000-8.000 cây/ha; xấu:2000-4000 cây/ha; Rất xấu: < 2000 cây/ha [36]. Vũ Đình Huề (1975) [10] đã có đánh giá khái quát về tái sinh rừng tự nhiên ở rừng miền Bắc. Nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Lung (1983) [15, 16] tại Kon Hà Nừng cho thấy cây tái sinh bình quân đạt 10.000-13.000 cây/ha từ cây mạ cho tới cây có đường kính dưới 10 cm. Cây tái sinh bị phân hóa mạnh, dưới tán rừng già khó tìm thấy cây con của một số loài ưu thế tầng trên. Theo Nguyễn Hồng Quân (1984) [28] ánh sáng có vai trò lớn trong quá trình phát triển cây tái sinh. Do có những cây có D=12-30 cm với chiều cao 11-20 m, tạo nên tầng tán chính của rừng, tầng này không bị tác động qua khai thác, gây nên sự ứ đọng tán, không cho ánh sáng lọt xuống gây ảnh hưởng đến tái sinh của các loài cây ưa sáng. Phùng Ngọc Lan (1986) [14] cho rằng quá trình tái sinh xác định từ lúc ra hoa kết quả đến khi tán cây tái sinh tham gia vào tầng A3 của rừng. Nguyễn Vạn Thường (1991) [37] đã tổng kết và đưa ra kết luận hiện tượng tái sinh dưới tán rừng của các loài cây gỗ đã tiếp diễn liên tục, không mang tính chu kỳ. Sự phân bố số cây tái sinh không đồng đều, số cây mạ (H
8 Nguyễn Duy Chuyên (1996) [6] tiến hành nghiên cứu tái sinh tự nhiên của rừng lá rộng thường xanh hỗn loài tại Quỳ Châu, Nghệ An cho thấy: trạng thái rừng loại IV và IIIB có số lượng cây tái sinh lớn nhất: 3.200-4.000 cây/ha (cao nhất là IIIB), các trạng thái rừng IIIA có số lượng cây tái sinh thấp hơn, trong đó IIIA1 có 1.500 cây/ha. Trần Xuân Thiệp (1996) [36] qua nghiên cứu tại vùng Hương Sơn, Hà Tĩnh đã cho rằng phương thức khai thác chọn đã có tác dụng thúc đẩy tái sinh thông qua việc mở tán rừng sau mỗi lần khai thác, do đó số loài và số lượng cây tái sinh phong phú hơn rừng nguyên sinh. Số lượng cây tái sinh trung bình 6.000-10.000 cây/ha cho trạng thái IV và IIIB, không chênh lệch quá lớn đối với các trạng thái rừng có độ tàn che thấp hơn IIIA1, IIIA2, IIIA3. Tác giả cũng đã dựa vào số cây tái sinh có triển vọng (H ≥ 1,5 m) để đánh giá tái sinh theo 3 cấp: tái sinh xấu < 1.000 cây/ha; tái sinh trung bình: 1.000 -3.000 cây/ha; tái sinh tốt: > 3.000 cây/ha. Đối với trạng thái rừng loại IV phân chia theo: xấu < 500 cây/ha; trung bình 500- 1.500 cây/ha; tốt > 1.500 cây/ha. Nguyễn Văn Thêm (1992, 2002) [33, 34] có nghiên cứu sâu về tái sinh tự nhiên của loài Dầu song nàng Dipterocarpus dyeri Pierre trong rừng kín ẩm thường xanh và nửa rụng lá nhiệt đới mưa mùa ở Đồng Nai. Nhiều tác giả khác cũng đã có nhiều nghiên cứu về tái sinh rừng tự nhiên như Vũ Tiến Hinh (1991) [9], Vũ Văn Nhâm (1992) [20], Trần Ngũ Phương (1970, 1998) [22, 23]. Nguyễn Thành Mến (2004) [19] đã nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc, tái sinh tự nhiên rừng lá rộng thường xanh sau khai thác tại tỉnh Phú Yên làm cơ sở để đề xuất các biện pháp kỹ thuật để nuôi dưỡng rừng. Theo nghiên cứu của Viện Điều tra quy hoạch rừng (2005) [49] cho biết mật độ cây gỗ của trạng thái IIA, IIb biến động tùy theo từng vùng, thường trong khoảng 700-1000 cây/ha. Rừng kín cây lá rộng thường xanh phục hồi
9 thường có mật độ cao hơn so với rừng cây lá rộng nửa rụng lá và rụng lá phục hồi. Tái sinh dưới tán rừng phục hồi có mật độ tái sinh tương đối cao và biến động từ 2000 đến 18.000 cây/ha. Rừng phục hồi thường xanh có mật độ cây tái sinh cao hơn so với rừng nửa rụng lá và rụng lá. Phạm Đình Tam (2001) [31] nghiên cứu tại Kon Hà Nừng cho rằng tái sinh tự nhiên ở rừng khai thác chọn với cường độ 50% có nhiều triển vọng hơn so với cường độ 30%. Vấn đề này cần được thảo luận thêm, vì do tán rừng được mở quá rộng không phải loài nào cũng có điều kiện thuận lợi cho quá trình tái sinh, nhất là các loài cây gỗ ưa bóng trong giai đoạn đầu. Đinh Hữu Khánh (2006) [12] đã nghiên cứu cơ sở khoa học xác định và phân loại đối tượng khoanh nuôi phục hồi rừng ở một số tỉnh Nam Trung bộ, đã xác định được 9 nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh rừng và dựa vào các yếu tố chủ yếu: mật độ cây tái sinh/ha, chiều cao trung bình của các loài cây gỗ tái sinh, số tháng hạn trong năm, lượng mưa trung bình năm, cấp hạng đất để phân chia khả năng phục hồi rừng từ trạng thái IC với các khoảng thời gian >8 năm; 5- 8 năm và < 5 năm, v.v... 1.2.2. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng Cấu trúc tổ thành Thái Văn Trừng (1970, 1978, 1999) [40, 41, 42] trên quan điểm hệ sinh thái, dựa trên số lượng và sinh khối nhóm các loài cây ưu thế trong rừng nhiệt đới ẩm của Việt Nam để phân chia các ưu hợp và phức hợp. Các nghiên cứu cho thấy nhóm loài ưu thế trong các ưu hợp không quá 10 loài, số lượng cá thể của mỗi loài ưu thế chiếm khoảng 5% và số lượng cá thể của 10 loài ưu thế chiếm khoảng 40-50% tổng số cá thể của các tầng lập quần trên đơn vị diện tích điều tra thì hình thành nên các xã hợp thực vật; trường hợp độ ưu thế của các loài cây không rõ ràng sẽ hình thành các phức hợp thực vật.
10 Theo Nguyễn Văn Trương (1983) [44] trong rừng tự nhiên hỗn loài, loài cây gỗ từ trạng thái sào trở lên cũng có đến ba bốn chục loài trên một hecta, nhưng loài cây gỗ lớn có thể vươn tới chiều cao 30 m chỉ có từ 10-20%. Nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Lung (1991) [18] tại Hương Sơn, Kon Hà Nừng và một số địa phương khác cho thấy trên ô tiêu chuẩn diện tích 1 ha có từ 23-25 loài, với số cây thấp nhất 317 cây/ha và cao nhất 859 cây/ha. Để đánh giá tổ thành rừng, thường sử dụng công thức tổ thành trên tỷ lệ phần mười theo số cây, tiết diện ngang, hoặc chỉ số IV%. Phương pháp tính tỷ lệ tổ thành (IV%) theo phương pháp của Daniel Marmillod, Vũ Đình Huề, thường được các nhà khoa học vận dụng trong nghiên cứu cấu trúc. Bùi Đoàn (2001) [8] áp dụng phương pháp phân tích định tính (dựa vào tổ thành ưu thế các loài tham gia lập quần và tầng ưu thế sinh thái) và phương pháp sinh thái định lượng của M. Gounot (1965), đã phân chia các nhóm sinh thái phục vụ công tác điều chế rừng lá rộng thường xanh ở Kon Hà Nừng. Tuy nhiên phương pháp này phức tạp trong tính toán và khó áp dụng. Lê Đồng Tấn (2000) [32] khi nghiên cứu về rừng phục hồi sau nương rẫy ở Sơn La cho thấy trong quá trình diễn thế mật độ cây tăng lên (ở giai đoạn 1-5 năm) sau đó giảm, quá trình này bị chi phối bởi các quy luật tái sinh tự nhiên, quá trình tỉa thưa và sự cạnh tranh của các loài cây. Rừng phục hồi sau nương rẩy chủ yếu các loài có khả năng tăng trưởng ở mức độ trung bình. Theo nghiên cứu của Viện Điều tra quy hoạch rừng (2005) [49] rừng phục hồi trong kiểu rừng kín cây lá rộng thường xanh thường có tổ thành loài tham gia tương đối đa dạng. Đối với trạng thái rừng IIA phục hồi sau nương rẫy, tổ thành loài trong thành phần cây đứng tương đối đơn giản, khoảng 10- 20 loài (1000 m2), gồm những loài tiên phong ưa sáng và mọc nhanh. Đối với trạng thái rừng IIb, tổ thành loài phong phú đa dạng gồm những loài nửa chịu bóng và cả những loài ưa sáng.
11 Phùng Đình Trung (2007) [39] khi nghiên cứu và so sánh một số đặc điểm về cấu trúc và đa dạng loài của các trạng thái rừng giàu ở Bắc và Nam đèo Hải Vân đã dựa vào chỉ số IV (%) để phân chia loại hình xã hợp thực vật ở 2 khu vực và đã xác định cả 2 khu vực đều có 4 loài cây có trị số IV% lớn hơn 5%. Dựa vào độ đo của Sorensen để so sánh sự khác biệt về loài trong nhóm loài cây ưu thế ở 2 khu vực và khẳng định có sự khác biệt về nhóm loài cây ưu thế ở hai khu vực Bắc và Nam đèo Hải Vân. Cấu trúc tầng thứ Khi nghiên cứu về rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới ở Việt Nam, Thái Văn Trừng (1963, 1978) [41] đã đưa ra mô hình cấu trúc tầng như: tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C). Tác giả còn dựa vào 4 tiêu chuẩn để phân chia kiểu thảm thực vật rừng Việt Nam, đó là dạng sống ưu thế của những thực vật trong tầng cây lập quần, độ tàn che của tầng ưu thế sinh thái, hình thái sinh thái của nó và tán lá. Với quan điểm trên Thái Văn Trừng đã phân chia thảm thực vật rừng Việt nam thành 14 kiểu. Như vậy, các nhân tố cấu trúc rừng được vận dụng triệt để trong phân loại rừng theo quan điểm sinh thái phát sinh quần thể. Trần Ngũ Phương (1970, 1999, 2000) [22, 24, 25, 26] cũng cho rằng số tầng nhiều nhất trong đai rừng nhiệt đới mưa mùa ở Việt Nam là 5 kể cả tầng cây bụi và thảm tươi, nhưng theo ông việc phân tầng nên theo cấp chiều cao, nếu không sẽ mang tính chất định tính. Nghiên cứu của Lê Văn Chẩm (1995) [5] cho kết quả tương tự. Nguyễn văn Trương (1973, 1983) [43, 44] nghiên cứu cấu trúc đứng của rừng tự nhiên đã chia chiều cao rừng từ đỉnh cây cao nhất đến cây thấp nhất thành các cấp chiều cao theo công thức của Hoppman và gộp thành 5 cấp. Vũ Đình Phương (1998) [27] cho rằng việc xác định giới hạn của các tầng thứ chỉ có thể làm được khi có sự phân tầng “rõ rệt” tức là rừng đã phát
12 triển ổn định và rừng lá rộng thường xanh của nước ta thường có 3 tầng vào giai đoạn ổn định, v.v… Cấu trúc mật độ Trần Văn Con (1992) [7] đã đề nghị ứng dụng mô phỏng toán trong nghiên cứu động thái rừng tự nhiên, dựa trên tương quan giữa tổng số cây và tiết diện ngang của lâm phần rừng khộp, tính toán các tham số phù hợp cho mỗi dạng cấu trúc để xác định mật độ tối ưu của lâm phần, cho thấy rừng Khộp của vùng Tây Nguyên rất thưa, độ đầy chỉ đạt từ 0,4 – 0,7. Nguyễn Hải Tuất (1990) [46], Nguyễn Hải Tuất và Ngô Kim Khôi (1994) [47] nghiên cứu hình thái phân bố cây rừng trên mặt đất bằng phương pháp kiểm tra mức độ sai khác giữa số trung bình khoảng cách từ một cây được chọn ngẫu nhiên đến cây gần nhất với trị số bình quân lý thuyết. Sử dụng tiêu chuẩn U để đánh giá và xác định hình thái phân bố cây rừng trên mặt đất cho các trạng thái rừng từ loại IIA đến loại IV. Bảo Huy (1993) [11] đã dùng phân bố khoảng cách và kiểm tra bằng tiêu chuẩn U để xác định các kiểu phân bố cây rừng trên bề mặt cho các đơn vị phân loại của lâm phần Bằng lăng Lagerstroemia calyculata ở Đăk Lăk. Lê Sáu (1996) [30], Trần Cẩm Tú (1999) [45] cũng đã áp dụng phương pháp trên để nghiên cứu phân bố cây rừng trên mặt đất cho rừng tự nhiên tại Kon Hà Nừng và Hương Sơn, Hà Tĩnh v.v... 1.3. Các nghiên cứu về cây Mun (Diospyros mun A.Chev. ex Lecomte) Hiện nay các công trình nghiên cứu về cây Mun còn rất ít và chủ yếu là các công trình nghiên cứu mô tả về đặc điểm hình thái và vật hậu của loài cây này như các công trình của Phạm Hoàng Hộ (1993), và Lê Mông Chân – Lê Thị Huyên (2003). Năm 1991, Trạm nghiên cứu khoa học thuộc Vườn quốc gia Cúc Phương (1985) tiến hành xây dựng vườn thực vật, trong đó có trồng 0.5 ha