Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu quy luật phân bố không gian của tầng cây cao trên kiểu rừng kín lá rộng thường xanh tại Vườn quốc gia Ba Vì và Cúc Phương

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:122

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm xác định được đặc điểm cấu trúc rừng của kiểu rừng kín lá rộng thường xanh tại VQG Ba Vì và Cúc Phương. Tính toán các chỉ số phản ánh quy luật phân bố không gian theo chiều ngang của kiểu rừng kín lá rộng thường xanh tại VQG Ba Vì và Cúc Phương. 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 quy luật phân bố không gian của tầng cây cao trên kiểu rừng kín lá rộng thường xanh tại Vườn quốc gia Ba Vì và Cúc Phương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HOÀNG THỊ THU HÒA NGHIÊN CỨU QUY LUẬT PHÂN BỐ KHÔNG GIAN CỦA TẦNG CÂY CAO TRÊN KIỂU RỪNG KÍN LÁ RỘNG THƯỜNG XANH TẠI VƯỜN QUỐC GIA BA VÌ VÀ CÚC PHƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội – 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HOÀNG THỊ THU HÒA NGHIÊN CỨU QUY LUẬT PHÂN BỐ KHÔNG GIAN CỦA TẦNG CÂY CAO TRÊN KIỂU RỪNG KÍN LÁ RỘNG THƯỜNG XANH TẠI VƯỜN QUỐC GIA BA VÌ VÀ CÚC PHƯƠNG Chuyên ngành: Lâm học Mã ngành: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN QUANG BẢO Hà Nội – 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HOÀNG THỊ THU HÒA NGHIÊN CỨU QUY LUẬT PHÂN BỐ KHÔNG GIAN CỦA TẦNG CÂY CAO TRÊN KIỂU RỪNG KÍN LÁ RỘNG THƯỜNG XANH TẠI VƯỜN QUỐC GIA BA VÌ VÀ CÚC PHƯƠNG Chuyên ngành: Lâm học Mã ngành: 60.62.60 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN QUANG BẢO Hà Nội – 2010
Công trình được hoàn thành tại TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN QUANG BẢO Phản biện 1: PGS.TS TRẦN VĂN CON Phản biện 2: TS. PHẠM VĂN ĐIỂN Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp nhà nước họp tại: Phòng 201 giảng đường G2 trường Đại học Lâm nghiệp – TT Xuân Mai – huyện Chương Mỹ - TP. Hà Nội vào hồi 07 giờ 30 phút ngày 28 tháng 08 năm 2010 Có thể tìm hiểu luận văn tại: Thư viện của trường Đại học Lâm nghiệp. Hà Nội – 2010
1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nghiên cứu này là của riêng cá nhân tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này mà tôi sử dụng chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Tác giả luận văn Hoàng Thị Thu Hòa
2 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình đào tạo sau đại học chuyên ngành Lâm học khóa học 2008 – 2010, được sự đồng ý của nhà trường, Khoa Đào tạo sau đại học – Trường Đại học Lâm nghiệp, tôi thực hiện nghiên cứu đề tài: ''Nghiên cứu quy luật phân bố không gian của tầng cây cao trên các kiểu rừng kín lá rộng thường xanh tại vườn quốc gia Ba Vì và Cúc Phương''. Trong thời gian thực hiện đề tài, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của các thầy giáo, cô giáo, các tổ chức, cá nhân, bạn bè, đồng nghiệp trong và ngoài trường. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo TS. Trần Quang Bảo - người thầy đã định hướng, khuyến khích và chỉ dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn những động viên và những ý kiến chuyên môn của các thầy giáo, cô giáo trong khoa Lâm học, Bộ môn Điều tra quy hoạch rừng đã giúp tôi nâng cao chất lượng luận văn. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn tới tập thể lãnh đạo, cán bộ công nhân viên Viện Điều tra Quy hoạch rừng đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập số liệu, thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các bạn bè, đồng nghiệp và người thân trong gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này. Do bản thân còn những hạn chế nhất định về mặt chuyên môn và thực tế, thời gian hoàn thành đề tài không nhiều nên đề tài sẽ không tránh được những thiếu sót. Kính mong được sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn để luận văn hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 06 năm 2010 Tác giả Hoàng Thị Thu Hòa
3 MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan: .... . ............................................................................................... I Lời cảm ơn: ...... ...............................................................................................II Mục lục: .......... ............................................................................................................................... III Danh mục các chữ viết tắt: ..........................................................................................................V Danh mục các bảng : ................................................................................................................... VI Danh mục các hình: ................................................................................................................... VII ĐẶT VẤN ĐỀ: .......................................................................................................................... 1 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU: .........................................3 1.1. Quan điểm về cấu trúc quần xã thực vật rừng: ................................... 3 1.2. Nghiên cứu về cấu trúc rừng: ................................................................ 3 1.2.1. Trên thế giới: ......................................................................................... 3 1.2.2. Ở Việt Nam: .......................................................................................... 9 Chương 2: ĐIỀU KIỆN CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU.....................16 2.1. Vị trí địa lý: .......................................................................................................................... 16 2.2. Địa hình địa thế: ................................................................................................................16 2.3. Đặc điểm khí hậu thủy văn : …............................................................ 17 2.4. Địa chất, thổ nhưỡng:............................................................................ 20 2.5. Đặc điểm các kiểu thảm thực vật: ....................................................... 21 Chương 3: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:..25 3.1. Mục tiêu nghiên cứu:......................................................................................................... 25 3.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ................................................................................25 3.2.1. Khu vực nghiên cứu:......................................................................................................... 25 3.2.2. Đối tượng nghiên cứu:...................................................................................................... 25 3.3. Nội dung nghiên cứu: ........................................................................................................ 26 3.4. Phương pháp nghiên cứu: ............................................................................................... 26
4 3.4.1. Phương pháp luận: ......................................................................................................... 26 3.4.2. Phương pháp thu thập số liệu: .........................................................................................28 3.4.3. Phương pháp xử lý số liệu: .............................................................................................. 32 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................... 44 4.1. Đặc điểm và cấu trúc rừng kín lá rộng thường xanh tại khu vực nghiên cứu: 44 4.1.1. Phân loại trạng thái rừng: ……………...........……………….…........ 45 4.1.2. Cấu trúc tổ thành loài cây:................................................................................................ 46 4.1.3. Nghiên cứu về độ phong phú và đa dạng loài : ..……...........…...........51 4.1.4. Mức độ thường gặp của các loài cây trong QXTV rừng: ......................................... 54 4.1.5. Đặc điểm các đối tượng nghiên cứu phân bố không gian: ...................56 4.2. Quy luật cấu trúc tần số và mối tương quan giữa các chỉ tiêu sinh trưởng: .....58 4.2.1. Quy luật cấu trúc tần số: …………............……………………..….....58 4.2.2. Quy luật tương quan D1.3 và Hvn: ....………………..............……....... 63 4.3. Nghiên cứu mạng hình phân bố không gian của cây rừng: .................................. 66 4.3.1. Chỉ số khoảng cách đến cây gần nhất (ANN): .................................... 67 4.3.2. Chỉ số xác định phân bố ở các khoảng cách khác nhau (K - function): ..................76 4.4. Nghiên cứu quy luật phân hóa đường kính và chiều cao: ..................................... 82 4.4.1. Chỉ số phân hoá giá trị cao thấp General G toàn cục và General G cục bộ: ……...………………………………………………………………… ...82 4.4.2. Chỉ số phân tích phân bố cho các đối tượng có tính năng tương tự nhau (Chỉ số Morans I toàn cục và Morans I cục bộ (Local I)): ................................................................92 4.4.3. Lựa chọn chỉ số phân tích quy luật phân hóa D1.3 và Hvn :..……........100 Chương 5: KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ ...............................................102 5.1: Kết luận: ............................................................................................................................102 5.2. Tồn tại: ................................................................................................................................105 5.3. Khuyến nghị: .....................................................................................................................105 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
5 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ANN Chỉ số khoảng cách đến cây gần nhất Cm Cụm ĐDSH Đa dạng sinh học (Food and Agriculture Organization) Tổ chức lương thực và FAO nông nghiệp liên hợp quốc fll Tần số lý thuyết ft Tần số thực nghiệm G Chỉ số (Gesti – Ord) Genenal G I Chỉ số Morans I K Chỉ số K – function KVNC Khu vực nghiên cứu LCUT Loài cây ưu thế Mtg Mức độ thường gặp NLCUT Nhóm loài cây ưu thế NN Ngẫu nhiên OĐĐ Ô đo đếm OĐVNCST Ô định vị nghiên cứu sinh thái OTC Ô tiêu chuẩn OĐTCB Ô điều tra cơ bản POĐĐ Phân ô đo đếm PT Phân tán QXTV Quần xã thực vật R2 Hệ số xác định Sig Xác suất (mức ý nghĩa) của tiêu chuẩn kiểm tra SigFr Xác suất của tiêu chuẩn F TB Trung bình TT Tổng thể VQG Vườn quốc gia Z Score Hệ số kiểm tra phân bố  , ,  Hệ số của hàm Weibull và Khoảng cách (anpha, landa,
6 gamma) 2 Tiêu chuẩn khi bình phương
7 DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên Trang 1.1 Phạm trù phân bố cấu trúc hình thái rừng 5 2.1 Các kiểu và kiểu phụ rừng tại VQG Cúc Phương 23 3.1 Đặc điểm đối tượng nghiên cứu 25 3.2 Biểu điều tra thống kê tầng cây gỗ 32 4.1 Kết quả phân loại trạng thái rừng 45 4.2 Tổ thành tầng cây cao theo số cây 47 4.3 Tổ thành tầng cây cao theo mức độ quan trọng (IV%) 50 4.4 Chỉ số phong phú và đa dạng loài tại khu vực nghiên cứu 52 4.5 Mức độ thường gặp của các loài trong các QXTV rừng 55 4.6 Nhóm loài cây và loài cây chiếm ưu thế tại KVNC 57 4.7 Mật độ các đối tượng trên KVNC 58 4.8 Mô phỏng phân bố N/D1.3 bằng hàm khoảng cách 59 4.9 Mô phỏng phân bố N/Hvn bằng hàm Weibull 61 4.10 Tổng hợp kết quả lựa chọn dạng liên hệ Hvn/D1.3 tại các OĐĐ 64 trên khu vực nghiên cứu 4.11 Tổng hợp các tham số khi phân tích hồi quy và tương quan theo 65 dạng phương trình Logarit Hvn = a + b*log(D1.3) 4.12 Bảng tổng hợp kết quả nghiên cứu với chỉ sô ANN 71 4.13 Bảng tổng hợp phân bố theo chỉ số ANN tại các OĐĐ 72 4.14 Bảng tổng hợp kết quả phân bố giống nhau theo chỉ số ANN của 73 các đối tượng NC tại các OĐĐ 4.15 Bảng tổng hợp kết quả nghiên cứu với chỉ số K - function 78 4.16 Bảng tổng hợp kết quả nghiên cứu chỉ số General G chung cho 89 các ĐTNC 4.17 Bảng tổng hợp phân bố theo chỉ số General G 90 4.18 Bảng tổng hợp phân bố giống nhau theo chỉ số General G 91 4.19 Bảng tổng hợp kết quả nghiên cứu chỉ số Morans I chung cho 98 các ĐTNC 4.20 Bảng tổng hợp phân bố theo chỉ số Morans I 99 4.21 Bảng tổng hợp phân bố giống nhau theo chỉ số Morans I 100
8 DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên Trang 3.1 Sơ đồ OĐVNCST và OĐTCB 29 3.2 Sơ đồ bố trí trên một OĐTCB 31 3.3 Sơ đồ bố trí trên một ô đo đếm (OĐĐ) 31 3.4 Mô hình phân tích phân bố không gian chỉ số ANN 37 3.5 Mô hình phân tích mạng hình phân bố không gian theo chỉ số K 37 – function 3.6 Mô hình phân tích phân bố không gian theo chỉ số General G 40 3.7 Mô hình phân tích phân bố không gian theo chỉ số Morans I 40 3.8 Mô hình phân tích phân bố không gian chỉ số Morans I cục bộ 43 3.9 Biện pháp phân tích phân bố không gian chỉ số Getis-Ord Gi* 43 4.1 Tầng tán chính VQG Cúc Phương 49 4.2 Quy luật phân bố N/D1.3 theo hàm khoảng cách 60 4.3 Quy luật phân bố N/Hvn theo hàm Weibull 62 4.4 Vị trí các cây trong một số OĐĐ nghiên cứu 68 4.5 Kết quả nghiên cứu chỉ số ANN cho TT các OĐĐ 70 4.6 Kết quả nghiên cứu chỉ số ANN cho NLCUT các OĐĐ 74 4.7 Kết quả nghiên cứu chỉ số ANN cho LCUT các OĐĐ 75 4.8 Chỉ số K – function trong OĐĐ số 1 Ba Vì 77 4.9 Kết quả nghiên cứu chỉ số K - function cho TT các OĐĐ 81 4.10 Kết quả nghiên cứu chỉ số General G và Gi* cho TT các OĐĐ 84 4.11 Kết quả nghiên cứu chỉ số General G và Gi* cho NLCUT các OĐĐ 85 4.12 Kết quả nghiên cứu chỉ số General G và Gi* cho LCUT các OĐĐ 86 4.13 Kết quả nghiên cứu chỉ số Morans I và Local I cho TT các 94 OĐĐ 4.14 Kết quả nghiên cứu chỉ số Morans I và Local I cho NLCUT các 95 OĐĐ 4.15 Kết quả nghiên cứu chỉ số Morans I và Local I cho LCUT các OĐĐ 96
9 ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với sự phát triển của xã hội thì hiểu biết về rừng của con người ngày càng sâu sắc hơn, quan điểm, mục tiêu sử dụng ngày một đúng đắn, toàn diện hơn và các biện pháp tác động vào rừng cũng ngày càng hoàn thiện hơn. Tuy nhiên, những đổi mới và tiến bộ chưa kịp thời và chưa đủ sức ngăn chặn suy thoái tài nguyên rừng gây ra từ những nguyên nhân mang tính xã hội, dẫn đến tình trạng phá vỡ cân bằng sinh thái, giảm đa dạng sinh học, gây tổn hại tới môi trường sống, đe dọa đến tính mạng và tài sản con người. Yêu cầu bức thiết đặt ra hiện nay cho chúng ta là phải sử dụng nguồn tài nguyên rừng một cách bền vững, trong đó nhiệm vụ quan trọng nhất là tiếp tục nghiên cứu và khôi phục lại các hệ sinh thái rừng nhiệt đới để duy trì khả năng cung cấp của rừng. Để quản lý, sử dụng và phục hồi được các hệ sinh thái rừng nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng thì việc nghiên cứu cấu trúc sinh thái rừng có ý nghĩa hết sức quan trọng. Nó là cơ sở để đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng một cách hiệu quả. Đặc biệt là đối với công tác phục hồi rừng tự nhiên, thì nghiên cứu cấu trúc rừng và phân bố không gian của các cây trong đó là việc làm hết sức cần thiết và có tính chất quyết định đến khả năng thành công của công tác phục hồi theo hướng “tiếp cận tự nhiên”. Việc nghiên cứu cấu trúc rừng nhằm 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 bền vững các chức năng có lợi của rừng cả về kinh tế, xã hội và sinh thái. Tại sao lại có được như vậy? Bởi trên quan điểm sinh thái, đặc điểm cấu trúc rừng thể hiện rõ nét những mối quan hệ qua lại giữa các thành phần trong của hệ sinh thái rừng với nhau và giữa chúng với môi trường. Từ trước đến nay, việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng cũng đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới và Việt Nam quan tâm, chú trọng. Tuy
10 nhiên, cho đến nay các công trình vẫn chưa thể bao quát cho mọi khu rừng, chưa làm nổi bật những điển hình và đặc thù của mọi loại hình rừng trong từng khu vực cụ thể. Nghiên cứu phân bố không gian còn rất sơ khai, việc thể hiện vị trí không gian của một đối tượng như một điểm trên bản đồ là một phương pháp đơn giản và được thế giới áp dụng rộng rãi. Ví dụ như việc thể hiện vị trí của các cây, cụm cây, vị trí của các loài chim, tổ chim trên cành cây, trong một khu rừng.... Không có đối tượng nào thực sự là một điểm, nhưng trong trường hợp cụ thể, kích thước của các đối tượng là quá nhỏ so với khoảng cách giữa chúng, do đó vị trí của chúng có thể đại diện đầy đủ như một điểm chấm trên bản đồ. Tuy nhiên, với nước ta và đặc biệt trong nghiên cứu cấu trúc rừng, việc lượng hóa cấu trúc không gian và sự phân bố của các loài cây còn chưa được quan tâm và chưa có công trình nào đề cấp đến. Việc nghiên cứu này có ý nghĩa vô cùng quan trọng, một khi chúng ta đã thu được những bản đồ phân bố cây, những kết quả phản ánh cấu trúc không gian của các loài cây sẽ giúp chúng ta có được những mô phỏng chuẩn của tự nhiên tại các khu rừng chuẩn. Từ các mô hình chuẩn này chúng ta có những hướng tác động, bổ sung các điều kiện cần cho các mẫu thiếu, xây dựng mẫu cho các loại hình rừng mới.... tác động để hướng tới mẫu chuẩn. Bằng cách này, các nhà lâm học có thể sử dụng các mô hình cụ thể cho các mẫu rừng cụ thể để hướng tới phục hồi rừng theo hướng chuẩn của tự nhiên. Từ những ý nghĩa quan trọng như trên của việc lượng hóa, nghiên cứu cấu trúc rừng, phân bố hình thái, luận văn đã chọn hai VQGBa Vì,F Cúc Phương và trạng thái rừng ít bị tác động nhất của hai vườn để tiến hành nghiên cứu, lượng hóa để tìm ra mẫu chuẩn cho trạng thái rừng kín lá rộng thường xanh. Đề tài “Nghiên cứu quy luật phân bố không gian của tầng cây cao trên kiểu rừng kín lá rộng thường xanh tại VQG Ba Vì và Cúc Phương” được thực hiện nhằm đáp ứng yêu cầu trên.
11 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. QUAN ĐIỂM VỀ CẤU TRÚC QUẦN XÃ THỰC VẬT RỪNG Theo quan điểm của các nhà lâm sinh, cấu trúc rừng (forest structure) là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc tính sinh thái học khác nhau có thể chung sống hài hòa và đạt tới sự ổn định tương đối trong một giai đoạn nhất định của tự nhiên [28]. Cũng theo quan điểm này, Phùng Ngọc Lan (1986) [22] cho rằng: cấu trúc rừng là một khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian. Còn trên quan điểm sản lượng, Husch,B. (1982) [13], cấu trúc là sự phân bố kích thước của loài và cá thể trên diện tích rừng. Như vậy, có thể thấy cấu trúc lớp thảm thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, là sản phẩm của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật, giữa thực vật và môi trường sống. Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái. Trên quan điểm sản lượng thì cấu trúc rừng phản ánh sưc sản xuất của rừng theo điều kiện lập địa. Cấu trúc quần xã thực vật rừng bao gồm cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng thứ, cấu trúc tuổi, cấu trúc mật độ, cấu trúc theo mặt phẳng nằm ngang…. Nhìn chung, nghiên cứu cấu trúc đã chuyển từ mô tả định tính sang phân tích định lượng dưới dạng mô hình hóa toán học nhằm khái quát hóa các quy luật của tự nhiên. Trong đó, các quy luật phân bố, tương quan của một số nhân tố điều tra được quan tâm nghiên cứu. 1.2. NGHIÊN CỨU VỀ CẤU TRÚC RỪNG 1.2.1. Trên thế giới 1.2.1.1. Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng Khái niệm về hệ sinh thái rừng đã được làm sáng tỏ là cơ sở cho việc nghiên cứu các nhân tố cấu trúc đứng trên quan điểm sinh thái học.
12 Baur G.N (1962) [1] đã nghiên cứu các vấn đề cơ cở sinh thái học nói chung và cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng. Trong đó, tác giả 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 đều có hai mục đích rõ rệt: “Mục tiêu thứ nhất là cải thiện rừng cây nguyên sinh vốn thường hỗ loài và không đồng tuổi bằng cách đào thải những cây quá thành thục và vô dụng để tạo không gian sống thích hợp cho các loài cây còn lại sinh trưởng: mục tiêu thứ 2 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 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 đã đưa ra tổng kết hết sức phong phú về các nguyên lý tác động xử lý cải thiện rừng mưa. Catinot.R (1965) [4] đã 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 rừng thông qua việc mô tả, phân loại theo các khái niệm, dạng sống, tầng phiến… Odum E.P (1971) hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tasley A.P năm 1935. Khái niệm hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu cấu trúc trên quan điểm sinh thái học. 1.2.1.2. Mô tả về hình thái của cấu trúc rừng Rừng mưa nhiệt đới với sự đa dạng và phong phú của nó đã cuốn hút nhiều nhà khoa học nghiên cứu sâu rộng như Richards (1952) [30], Catinot (1965) [4]. Các tác giả này đi sâu vào biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng phẫu diện đồ, các nhân tố cấu trúc được mô tả phân loại theo các khái niệm: dạng sống, tầng phiến… Các kết quả nghiên cứu này đã đặt nền móng quan trọng cho các nghiên cứu ứng dụng sau này mặc dù các kết quả còn nặng về mô tả và định tính.
13 Phạm trù phân bố cá thể trên trên mặt đất rừng theo kiểu cụm, đám hoặc lan truyền là một tập hợp phức tạp có tên gọi khác nhau như Poisson kép, Newman, Poisson âm… và được giải thích kỹ trong sách của M.Gourot (1969), B.Hopkin (1954), K.Byth và B.D.Ripley (1980) (dẫn theo Trương Hồ Tố, 1996 [51]) B.Rollet (1985) [58] và P.J.Digge (1979,1982) (dẫn theo Trương Hồ Tố, 1996 [51]) cho rằng có ba phạm trù phân bố các cá thể cây rừng trên mặt đất rừng: Bảng 1.1: Phạm trù phân bố cấu trúc hình thái rừng STT Phân bố Theo B.Rollet Theo P.J.Digge 1 Cách đều Plantation Regular 2 Ngẫu nhiên Poisson Random 3 Cụm, nhóm, lan truyền Contagious Aggregated B.Rollet (1985) đưa ra các phương pháp sử dụng toán đồ lập sẵn với hai diện tích của phạm trù phân bố 1 và 3 cùng với một số đường cong ranh giới. Đó là dùng phương pháp giải tích để đánh giá độ phù hợp bằng xác suất (dẫn theo Trương Hồ Tố, 1996 [51]). 1.2.1.3. Nghiên cứu định lượng về cấu trúc rừng Khi chuyển đổi nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng, nhiều tác giả đã sử dụng các công thức và hàm toán học để mô hình hóa cấu trúc rừng, xác định mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng. Nghiên cứu định lượng các mối quan hệ, cấu trúc ở rừng nhiệt đới phải nói đến Rollet (1971) (dẫn theo Phùng Đình Trung (2007) [40] ) là tác giả có nhiều công trình đi sâu vào lĩnh vực và đối tượng này. Ông đã biểu diễn mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra với nhau bằng các hàm hồi quy, khái quát hóa phân bố đường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng phân bố xác suất. Có rất nhiều các tác giả khác nhau nghiên cứu, định lượng hóa các quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N/D1.3), quy luật phân bố số cây theo cỡ
14 chiều cao (N/HVN), quy luật tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực (HVN/D1.3), tương quan giữa đường kính tán với đường kính ngang ngực (Dt/D1.3) cụ thể như sau: a. Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N /D1.3), số cây theo cỡ chiều cao (N/HVN) Đây là các quy luật cơ bản nhất của kết cấu lâm phần. Việc mô phỏng quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N-D), số cây theo cỡ chiều cao (N/HVN) được nhiều tác giả đặc biệt quan tâm. Hầu hết các tác giả đều sử dụng hàm toán học để mô phỏng cho các quy luật này. Có thể điểm qua một số công trình tiêu biểu sau: Meyer (1934), sử dụng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục để mô tả phân bố số cây theo cỡ đường kính, về sau gọi là hàm Meyer hay hàm Meyer (dẫn theo Hoàng Thị Phương Lan, 2004 [21]). Naslund (1936 - 1937) đã xác lập luật phân bố Chiarlier kiểu A để nắn số cây theo cỡ kính của các lâm phần rừng thuần loài đều tuổi (theo Phạm Ngọc Giao, 1995 [10]). Balley (1973) đã sử dụng hàm Weibull để mô hình hóa cấu trúc đường kính loài, chiều cao thông theo mô hình của Schumacher và Coile (theo Bùi Văn Chúc, 1995 [6]). Loestch (1973) đã dùng hàm Beta để nắn các phân bố thực nghiệm (theo Trần Cẩm Tú, 1999 [43]). Diatchenko, Z.N sử dụng phân bố Gamma để biểu thị phân bố số cây theo cỡ đường kính lâm phần Thông Ôn đới. J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1992), đã dùng hàm Weibull để mô phỏng phân bố N/D khi nghiên cứu rừng nhiệt đới tại Marsanhoo – Brazin (theo Phạm Ngọc Giao, 1995 [10]). Ngoài ra, một số tác giả sử dụng các hàm Hyperbol, họ đường cong Pearson, phân bố Boisson,… để mô phỏng quy luật phân bố này.
15 b. Quy luật tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực (HVN/D1.3) Giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực của các cây trong lâm phần luôn tồn tại mối quan hệ chặt và tuân theo quy luật: khi tuổi tăng thì đường kính và chiều cao tăng theo và giữa chúng tồn tại mối quan hệ theo dạng đường cong. Và cùng với tuổi tăng lên thì đường cong có xu hướng dịch chuyển lên trên (Tiurin D.V, 1927). Ngoài ra, độ dốc của đường cong chiều cao giảm theo tuổi [13]. Một số tác giả đã sử dụng các hàm toán học khác để biểu thị mối quan hệ này. Có thể điểm qua một vài công trình như sau: Tovstolesse, DI (1930) đã lấy cấp đất làm cơ sở để nghiên cứu quan hệ HVN/D1.3. Mỗi cấp đất tác giả lập một đường cong chiều cao tương ứng với mỗi cỡ đường kính để có dãy tương quan cho loài và cấp chiều cao. Sau đó dùng phương pháp biểu đồ để nắn dãy tương quan theo dạng đường thẳng của Gehrhardt và Kopetexki (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995 [10]). Các tác giả [12]; Naslund, M (1929); Assmanm, E (1936); Hohenadl, W (1936); Prodan, M (1944); Meyer, H.A (1952) khi nghiên cứu quan hệ H/D đã đề nghị các dạng phương trình: h = a + blog(d) (1.1) h = ao + a1d + a2d2 (1.2) h = k.db (1.3) d2 h  1,3  (1.4) (a  b.d )2 Petterson, H (1955) (dẫn theo Nguyễn Trọng Bình, 1996 [16]) đề xuất sử dụng phương trình: 1 b a (1.5) 3 h  1,3 d Curtis, R.O (1967) (dẫn theo Hoàng Văn Dưỡng, 2000 [9]) mô phỏng quan hệ giữa chiều cao với đường kính và tuổi theo dạng phương trình:
16 1 1 1 Logh  d  b1.  b2 .  b3. (1.6) d A d.A 1.2.1.4. Nghiên cứu tầng thứ trong rừng nhiệt đới Việc nghiên cứu tầng thứ ở rừng nhiệt đới có nhiều quan điểm trái ngược nhau. Có tác giả cho rằng “rừng nhiệt đới chỉ có một tầng cây gỗ mà thôi vì không thể tìm thấy ở đây một giới hạn rõ rệt nào trong tầng cây gỗ.” Beard (1964) không thừa nhận sự phân tầng trong rừng. Trinidad. Odum (1971) [56] nghi ngờ sự phân tầng rừng rậm ở độ cao dưới 600m ở Porto Rico và cho rằng không có sự tập trung khối tán ở chiều cao riêng biệt nào cả. Nhưng ngược lại với ý kiến trên, có nhiều tác giả cho rằng “rừng lá rộng thường xanh có từ 3 đến 5 tầng”, có tác giả giới thiệu tầng thứ theo hướng định tính với các tầng sinh thái khác nhau và đưa ra giới hạn độ cao của các tầng như: Richards (1939) [30] phân rừng ở Nigeria thành 6 tầng với các giới hạn chiều cao là 6 đến 12m, 12 – 18m, 18 – 24m, 24 – 30m, 30 – 36m và 36 – 42m, nhưng thực chất đây chỉ là các lớp chiều cao. Nhưng năm 1952, Richards [57] đã phân tầng ở Sarawk thành 3 tầng cây gỗ với giới hạn chiều cao 8m, 18m và 34m, một tầng cây bụi, có hay không có tầng cỏ dưới cùng. Stevenson (1940) đã chia rừng rậm ở Honduras thành 4 tầng (không giới hạn các tầng). Schulz (1960) cũng nói đến tầng thứ nhưng cũng không ghi nhận những trạng thái trung gian (phân tầng không rõ nét ở một số tầng thứ). Ngoài ra, các tác giả Taylor (1960), Gerad (1906), Myatt Sonith (1963) cũng chia rừng ở Kinshara – Conggo, Malaysia thành 3 – 5 tầng với các chiều cao giới hạn được chỉ rõ. Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về rừng tự nhiên đều nhắc đến sự phân tầng của đối tượng này nhưng mới chỉ dừng lại ở mức nhận xét theo cảm tính hoặc những kết luận mang tính định tính. Việc phân chia các