Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Xác định đặc điểm cấu trúc cơ bản của một số ô định vị nghiên cứu sinh thái rừng tự nhiên ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:94

Thêm vào BST

Báo xấu

60
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài nghiên cứu này thực hiện nhằm góp phần hoàn thiện phương pháp nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên làm cơ sở đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục vụ cho kinh doanh và quản lý rừng bền vững ở khu vực nghiên cứu. 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: Xác định đặc điểm cấu trúc cơ bản của một số ô định vị nghiên cứu sinh thái rừng tự nhiên ở Nam Trung Bộ và Tây Nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ðẠI HỌC LÂM NGHIỆP THÁI VĂN THÀNH XÁC ðỊNH ðẶC ðIỂM CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA MỘT SỐ Ô ðỊNH VỊ NGHIÊN CỨU SINH THÁI RỪNG TỰ NHIÊN Ở NAM TRUNG BỘ VÀ TÂY NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội, 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ðẠI HỌC LÂM NGHIỆP THÁI VĂN THÀNH XÁC ðỊNH ðẶC ðIỂM CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA MỘT SỐ Ô ðỊNH VỊ NGHIÊN CỨU SINH THÁI RỪNG TỰ NHIÊN Ở NAM TRUNG BỘ VÀ TÂY NGUYÊN CHUYÊN NGÀNH : LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS. VŨ TIẾN HINH Hà nội, 2011
1 ðẶT VẤN ðỀ Rừng là di sản của mỗi quốc gia, có ý nghĩa quan trọng trong ñời sống con người. Ngoài khả năng cung cấp gỗ, củi, dược liệu….rừng còn có vai trò to lớn trong việc bảo vệ ñất, nước, không khí tạo nên sự cân bằng sinh thái và sự phát triển bền vững của sự sống trên trái ñất. Vai trò của rừng là rất to lớn, thế nhưng trong những năm vừa qua, diện tích rừng tự nhiên của chúng ta ngày càng giảm sút cả về số lượng và chất lượng. Ở Việt Nam, do nhiều nguyên nhân khác nhau mà trong giai ñoạn gần ñây diện tích rừng ñã giảm ñáng kể, với tốc ñộ khoảng trên dưới 100.000 ha/năm. Tỷ lệ che phủ của rừng giảm từ 43% vào năm 1943 xuống còn 27,1% vào năm 1980 và 26,2% vào năm 1985 (Bộ Lâm nghiệp, 1991). Diện tích rừng tự nhiên hiện có ña phần là rừng nghèo, rừng kém chất lượng, cấu trúc rừng ở nhiều nơi ñã bị phá vỡ, khả năng phòng hộ cũng như cung cấp lâm sản rất hạn chế. Diện tích rừng bị mất làm cho chất lượng rừng bị suy giảm cả về tổ thành các loài cây quý hiếm có giá trị cũng như cấu trúc, trữ lượng gỗ của rừng cũng bị thay ñổi. Ngoài ra, mất rừng diễn ra liên tục trong nhiều thập kỷ qua ñã làm cho nhiều khu rừng lớn bị chia cắt thành từng mảnh nhỏ hoặc bị khai thác quá mức làm mất cấu trúc rừng, hoặc cấu trúc của rừng ñã biến ñổi theo chiều hướng xấu. Theo quan ñiểm sinh thái học, ñặc ñiểm cấu trúc thể hiện rõ những 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 rừng nhằm duy trì rừng như một hệ sinh thái ổn ñịnh, có sự hài hoà của các nhân tố cấu trúc, lợi dụng tối ña mọi tiềm năng của ñiều kiện lập ñịa và phát huy bền vững các chức năng có lợi của rừng về kinh tế, xã hội và môi trường. Vì vậy, một trong những vấn ñề
2 cần ñược nghiên cứu là tìm hiểu quy luật cấu trúc của rừng làm cơ sở ñề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý nhằm sử dụng và phát triển tài nguyên rừng bền vững. Các tỉnh Nam Trung Bộ và Tây Nguyên nói chung trong những năm qua tỷ lệ mất rừng cao, ñộ che phủ thấp, cụ thể tỷ lệ che phủ của tỉnh Khánh Hòa là 47,2%, tỉnh Bình ðịnh là 43,6%, tỉnh Kon Tum ñạt 66,6%, tỉnh Gia Lai là 45,9% (theo Kết quả ñiều tra ñánh giá và theo dõi diễn biến rừng tự nhiên toàn quốc – 2009). Hơn nữa, ñiều kiện tự nhiên ở ñây tương ñối khắc nghiệt, tập quán sản xuất của ñồng bào dân tộc còn nhiều lạc hậu như ñốt nương làm rẫy, du canh du cư… dẫn tới khả năng nâng ñộ che phủ bằng trồng rừng và phục hồi rừng tự nhiên còn chậm. Vai trò phòng hộ của rừng ñối với các tỉnh Nam Trung Bộ và Tây Nguyên hết sức quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp ñến nguồn nước cung cấp cho các nhà máy thuỷ ñiện. Do ñó, rất cần có sự tác ñộng của con người một cách tích cực, chủ ñộng và hiệu quả ñể nâng cao ñộ che phủ và chất lượng của rừng. ðể ñạt ñược mục ñích trên, cần có những hiểu biết sâu về cấu trúc rừng ñể từ ñó có thể ñề xuất các giải pháp lâm sinh một cách hợp lý, ñồng bộ. Từ thực tiễn ñặt ra ở trên, tôi tiến hành thực hiện ñề tài “Xác ñịnh ñặc ñiểm cấu trúc cơ bản của một số ô ñịnh vị nghiên cứu sinh thái rừng tự nhiên ở Mam Trung Bộ và Tây Nguyên ” nhằm góp phần bổ sung cơ sở lý luận về cấu trúc rừng tự nhiên. ðồng thời, kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở ñề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác ñộng hợp lý vào rừng của khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên nói riêng và ở các vùng sinh thái của Việt Nam nói chung.
3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU Về hệ sinh thái rừng từ trước ñến nay ñã có nhiều công trình nghiên cứu như: Maurad, 1952, Rollet, 1952, Vidal, 1958, Schmid, 1962, Thái Văn Trừng, 1978, Vũ Xuân ðề, 1985, 1989, Phùng Tửu Bôi, 1981,…. Các công trình nghiên cứu khoa học có giá trị như: “Thảm thực vật rừng trên quan ñiểm hệ sinh thái” 1978 của Thái Văn Trừng. Bước ñầu nghiên cứu “cấu trúc rừng miền Bắc Việt Nam” (1965, 1974) của Trần Ngũ Phương, Võ Văn Chi và Trần Hợp với công trình “Cây cỏ có ích Việt Nam”, Nguyễn Văn Trương với công trình “Cấu trúc rừng gỗ hỗn loài Việt Nam” (1974); “Cây cỏ Việt Nam” (1993) của Phạm Hoàng Hộ. ðặc biệt chú ý ñến “Từ ñiển thông dụng” tập I, II (2004) và “Từ ñiển cây thuốc Việt Nam” của Võ Văn Chi … Hệ sinh thái rừng tự nhiên rất ña dạng, phong phú và phức tạp cả về cấu trúc và ñặc ñiểm tái sinh. Cấu trúc rừng là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật trong hệ sinh thái rừng mà qua ñó các loài có ñặc ñiểm sinh thái khác nhau có thể cùng sinh sống hoà thuận trong một khoảng không gian nhất ñịnh ở các giai ñoạn phát triển của rừng. Cấu trúc rừng vừa là kết quả vừa là sự thể hiện các mối quan hệ ñấu tranh sinh tồn và thích ứng lẫn nhau giữa các thành phần trong hệ sinh thái với nhau và với môi trường sinh thái. Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi [25]. ðể góp phần quản lý rừng bền vững và phục vụ công tác kinh doanh rừng có hiệu quả, ñáp ứng ñược yêu cầu về kinh tế, xã hội, sinh thái ñã có rất nhiều công trình nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước. Dưới ñây xin ñề cập một cách tổng quát những nghiên cứu có liên quan ñến nội dung ñề tài.
4 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Về phân loại rừng phục vụ kinh doanh Phân loại rừng nhằm mục ñích kinh doanh có hiệu quả là công việc rất cần thiết trong sản xuất Lâm nghiệp, ñặc biệt ñối với rừng tự nhiên nhiệt ñới có cấu trúc rất phức tạp. Việc phân loại rừng theo ñiều kiện tự nhiên trên thế giới rất ña dạng với các trường phái khác nhau. Trên thế giới ñã có nhiều trường phái phân loại khác nhau, như trường phái Liên Xô cũ và các nước ðông Âu, với “Học thuyết về kiểu lâm phần” của G.F.Môrôdốp (1912) ñã ñặt cơ sở khoa học cho việc phân kiểu rừng và gắn liền nó với mục ñích kinh doanh. Tác giả ñã ñi sâu vào bản chất của rừng và tiến hành phân loại rừng dựa vào 5 nhân tố hình thành ñó là: ðặc tính sinh thái học của loài cây cao; Hoàn cảnh ñịa lý; Quan hệ giữa các thực vật tạo nên quần lạc và quan hệ qua lại giữa chúng với khu hệ ñộng vật rừng; Nhân tố lịch sử, ñịa chất; Tác ñộng của con người. Trường phái Bắc Âu theo sinh thái học cho rằng phân loại kiểu rừng căn cứ vào hai nhân tố, ñộ ẩm và ñộ phì. Trường phái Bắc Âu theo Quần xã thực vật lại dựa vào ñặc trưng chủ yếu là tổ thành thực vật và coi quần hợp thực vật là ñơn vị phân loại cơ bản ñể phân loại rừng [25]. 1.1.2. Nghiên cứu về ñịnh lượng cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là cơ sở quan trọng ñể nghiên cứu sinh thái học, sinh thái rừng và ñặc biệt là xây dựng những mô hình Lâm sinh cho hiệu quả sản xuất cao trong sản xuất Lâm nghiệp. Cấu trúc rừng thường ñược chia làm 3 dạng ñó là: cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian. Cấu trúc của thảm thực vật là kết quả của quá trình ñấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực với hoàn cảnh sống. Trên quan ñiểm sinh thái học thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng, thực tế cấu trúc rừng có tính quy luật .
5 Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt ñới ñã ñược Richards P.W (1952), Baur G.N (1964), Odum.P (1971)… tiến hành. Những nghiên cứu này ñã ñưa ra quan ñiểm, các khái niệm và mô tả ñịnh tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng. Baur G.N (1964) [1] ñã nghiên cứu các vấn ñề về cơ sở sinh thái nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng nói riêng, trong ñó ñi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng, các kiểu xử lý Lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Từ ñó tác giả ñưa ra các nguyên lý tác ñộng xử lý Lâm sinh cải thiện rừng. Odum. P (1971) [61] ñã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley (1935). Khái niệm sinh thái ñược làm sáng tỏ là cơ sở ñể nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan ñiểm sinh thái học. Công trình nghiên cứu của Catinot.R (1965) [5], Plaudy.J (1987) [35] ñã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu ñồ rừng, nghiên cứu các cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến. Nói chung, các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng ñều có chung một hướng là nhằm xây dựng cơ sở có tính khoa học và lý luận phục vụ công tác kinh doanh rừng hiệu quả, ñáp ứng mục tiêu ngày càng ña dạng. Những nghiên cứu này bước ñầu chủ yếu là ñịnh tính, sau dần chuyển sang ñịnh lượng. 1.1.2.1.Nghiên cứu về tính ña dạng tầng cây gỗ Việc nghiên cứu các hệ thực vật và thảm thực vật trên thế giới ñã có từ lâu với nhiều bộ thực vật chí của các nước ñã hoàn thành những công trình nghiên cứu có giá trị xuất hiện vào thế kỷ XIX – XX như, Thực vật chí Hồng Kông (1861), Thực vật chí Australia (1866), Thực vật chí vùng Tây Bắc và
6 trung tâm Ấn ðộ (1874), Thực vật chí Ấn ðộ, gồm 7 tập (1872-1897), Thực vật chí Miến ðiện (1877), Thực vật chí Malaisia, (1892-1925), Thực vật chí Hải Nam (1972-1977), Thực vật chí Vân Nam (1977), ở Nga từ năm 1928 ñến 1932 ñược xem là thời kỳ mở ñầu cho thời kỳ nghiên cứu hệ thực vật. ðặc biệt công trình của Tolmachop.I. cho rằng: “Chỉ cần ñiều tra trên một diện tích ñủ lớn ñể có thể bao trùm ñược sự phong phú của nơi sống, nhưng không có sự phân hoá về mặt ñịa lý”, ông gọi ñó là hệ thực vật cụ thể. Ông ñã ñưa ra nhận ñịnh là số loài của một hệ thực vật cụ thể ở vùng nhiệt ñới ẩm thường là 1500-2000 loài. Tất cả các công trình nghiên cứu ñã nói lên mức ñộ ña dạng và phong phú của của hệ thực vật rừng. 1.1.2.2.Nghiên cứu cấu trúc tầng thứ Khi nghiên cứu cấu trúc tầng thứ rừng tự nhiên, có nhiều tác giả cho rằng, rừng lá rộng thường xanh có từ 3 ñến 5 tầng. Có tác giả phân tầng thứ theo hướng ñịnh tính với các tầng sinh thái khác nhau và ñưa ra giới hạn ñộ cao của các tầng như: Richards P.W (1952) [36] phân rừng ở Nigeria thành 6 tầng với cự ly chiều cao giữa các tầng là 6m. Webb L.J (1956) [56] thống nhất với quan ñiểm của Richards ñã phân chia rừng thành 3 - 4 tầng, trong ñó có tầng trội hoặc không, nhưng lại cho rằng việc phân chia tầng thứ là tùy ý mà thôi. Odum.P (1971) [61] ñã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley (1935). Khái niệm sinh thái ñược làm sáng tỏ là cơ sở ñể nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan ñiểm sinh thái học. Công trình nghiên cứu của Catinot.R (1965) [5], Plaudy.J (1987) [35] ñã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu ñồ rừng, nghiên cứu các cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến.
7 Kraft (1884) lần ñầu tiên ñưa ra hệ thống phân cấp cây rừng, ông phân chia cây rừng thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng cây rừng. Phân cấp của Kraft phản ánh ñược tình hình phân hóa cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, ñơn giản và dễ áp dụng nhưng chỉ phù hợp với rừng thuần loài ñều tuổi. Việc phân cấp cây rừng cho rừng tự nhiên hỗn loài nhiệt ñới là một vấn ñề phức tạp, cho ñến nay vẫn chưa có tác giả nào ñưa ra phương án phân cấp cây rừng cho rừng nhiệt ñới tự nhiên ñược chấp nhận rộng rãi. Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ rừng tự nhiên ñều nhắc ñến sự phân tầng nhưng mới dừng lại ở mức nhận xét hoặc ñưa ra những kết luận ñịnh tính, phân chia tầng thứ dựa vào cấp chiều cao mang tính cơ giới nên phần nào chưa phản ánh ñúng tính phức tạp của cấu trúc rừng nhiệt ñới. 1.1.2.3.Nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo cỡ ñường kính (N-D1.3) Phân bố số cây theo ñường kính là quy luật kết cấu cơ bản của Lâm phần ñã ñược nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu, kết quả nhận thấy kiểu phân bố này thường ñược biểu diễn dưới dạng các hàm toán học khác nhau. Meyer (1934) ñã mô tả phân bố N - D1.3 bằng phương trình toán học có dạng ñường cong giảm liên tục và ñược gọi là phương trình Meyer hay hàm Mayer. Balley (1973) [52] sử dụng hàm Weibull, Schiffel biểu thị ñường cong cộng dồn phần trăm số cây bằng ña thức bậc ba. Prodan .M và patatscase (1964) ñã tiếp cận phân bố này bằng phương trình logarit chính thái. Batista J.L.F và Docouto H.H.T.Z (1992) ñã dùng hàm Weibull ñể nắn phân bố số cây theo ñường kính và nhận xét rằng: hàm Weibull mô phỏng rất tốt phân bố này. Pierlot (1966) khi nghiên cứu về qui luật này ông ñề xuất nên dùng hàm Hyperbol ñể nắn phân bố thực nghiệm là tốt nhất
8 Khi nghiên cứu về phân bố số cây theo ñường kính các tác giả ñã dùng nhiều hàm toán học khác nhau ñể nắn phân bố thực nghiệm, nhưng mỗi hàm toán học phù hợp với một kiểu rừng và một trạng thái khác nhau. Việc tìm ra hàm toán học thích ñể nắn phân bố số cây theo ñường kính là rất cần thiết, từ việc chọn hàm thích hợp ñể ñề xuất biện pháp kỷ thuật lâm sinh tác ñộng hợp lý như: ðiều chỉnh số cây trong từng cấp kính, … 1.1.3. Nghiên cứu về tái sinh rừng Như chúng ta ñã biết tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính ñặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiện của một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng như: Dưới tán rừng lỗ trống trong rừng, ñất rừng sau khai thác, ñất rừng sau nương rẫy. Vai trò lịch sử của lớp cây tái sinh là thay thế thế hệ cây già cỗi. Vì vậy, tái sinh rừng ñược hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng chủ yếu là tầng cây gỗ [25], [26]. Theo quan ñiểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng ñược xác ñịnh bởi mật ñộ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, ñặc ñiểm phân bố. Sự tương ñồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây con và tầng cây gỗ ñã ñược nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbre-ad, 1930 ; Richards, 1952 ; Baur G.N, 1964 ; Rollet, 1969). Do tính phức tạp về tổ thành loài cây, trong ñó chỉ có một số loài cây có giá trị nên trong thực tiễn người ta chỉ khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất ñịnh. Lịch sử nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên trên thế giới ñã trải qua hàng trăm năm nhưng ñối với rừng nhiệt ñới mới chỉ ñề cập ñến từ những năm 1930 trở lại ñây. Richards P.W (1952) [36] ñã tổng kết việc nghiên cứu tái sinh trên các ô dạng bản và phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt ñới, ñã kết luận cây tái sinh có dạng phân bố cụm, một số có dạng phân bố Poisson. ðể giảm sai số
9 trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1955) ñã ñề nghị một phương pháp "ñiều tra chẩn ñoán" mà theo ñó kích thước ô ño ñếm có thể thay ñổi tuỳ theo giai ñoạn phát triển của cây tái sinh. Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong các ô dạng bản, thế hệ cây tái sinh có tổ thành giống hoặc khác biệt tổ thành cây mẹ. Sự tương ñồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây tái sinh và tầng cây gỗ lớn ñã ñược nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbread, 1930; Richards, 1933; 1939; Aubresville, 1938; Beard, 1946; Lebrun và Gilbert, 1954; Jones, 1955-1956; Schultz, 1960; Baur, 1964; Rollet, 1969). Do tính chất phức tạp về tổ thành loài cây, trong ñó chỉ có một số loài có giá trị nên trong thực tiễn Lâm sinh người ta chỉ tập trung khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất ñịnh. Van steens. J (1956) [62] ñã nghiên cứu hai ñặc ñiểm tái sinh phổ biến ở rừng mưa nhiệt ñới: Tái sinh phân tán liên tục của loài cây chịu bóng và tái sinh vệt của loài cây ưa sáng [25]. Lamprecht.H (1969) [53] căn cứ vào nhu cầu ánh sáng của các loài cây trong suốt quá trình sống ñể phân chia cây rừng nhiệt ñới thành các nhóm cây ưa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng. ðối với rừng nhiệt ñới thì các nhân tố sinh thái như nhân tố ánh sáng (thông qua ñộ tàn che của rừng), ñộ ẩm của ñất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi là những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp ñến quá trình tái sinh rừng, cho ñến nay ñã có nhiều công trình nghiên cứu, ñề cập ñến vấn ñề này. Baur G. N. (1964) [1] cho rằng, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng ñến phát triển của cây con, còn ñối với sự nảy mầm và phát triển của cây mầm ảnh hưởng này thường không rõ ràng và thảm cỏ, cây bụi có ảnh hưởng ñến sinh trưởng của cây tái sinh. Ở những quần thụ kín tán, thảm cỏ và cây bụi kém phát triển nhưng chúng vẫn có ảnh hưởng ñến cây tái sinh. Nhìn chung ở rừng nhiệt ñới, tổ thành và mật ñộ cây tái sinh thường khá lớn nhưng số lượng loài cây có giá trị kinh tế thường
10 không nhiều và ñược chú ý hơn, còn các loài cây có giá trị kinh tế thấp thường ít ñược nghiên cứu, ñặc biệt là ñối với tái sinh ở các trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy. Như vậy, trên thế giới có nhiều công trình và phương pháp nghiên cứu tái sinh khác nhau, nhưng tất cả ñều dựa trên cơ sở thu thập số liệu cây tái sinh trên ô dạng bản ñể phân tích, ñánh giá. Các tác giả ñều cho rằng phải dùng cả ba chỉ tiêu: mật ñộ, sức sống, khả năng sinh trưởng của cây con ñể ñánh giá. Chỉ tiêu mật ñộ mới phản ánh ñược số lượng cây con của các loài ở các tuổi khác nhau tồn tại ở một thời ñiểm nhất ñịnh nào ñó mà thôi, mà chưa phản ánh ñược khả năng tồn tại, sinh trưởng ở giai ñoạn tiếp theo. Do vậy, cần kết hợp cả ba chỉ tiêu trong một thể thống nhất, khi phân tích có thể tách riêng. 1.2. Ở Việt Nam Ở nước ta, ñã có nhiều công trình khoa học tập trung vào các ñặc ñiểm cấu trúc của các kiểu rừng tự nhiên, rừng trồng nhằm phục vụ cho việc kinh doanh rừng lâu dài và ổn ñịnh, nhiều tác giả ñã ñi sâu vào mô phỏng các cấu trúc rừng từ ñơn giản ñến phức tạp bằng các mô hình toán học. 1.2.1. Phân loại rừng phục vụ mục ñích kinh doanh Về nghiên cứu phân loại ở Việt Nam ñã ñược nhiều tác giả ngoài nước quan tâm từ rất sớm. Năm 1918, Chevalier ñã ñưa ra một bản phân loại rừng Bắc bộ thành 10 kiểu trong "Thống kê những Lâm sản Bắc Bộ" (Chevalier .1918). Năm 1943, Mourand ñã chia ra 8 quần thể trong ba vùng thuộc ðông Dương (Bắc, Trung, Nam). Năm 1953, Maurand ñưa bản phân loại mới về các quần thể thực vật trên cơ sở tổng kết các công trình phân loại của Rollet, Lý Văn Hội và Neang Sam Oil. Năm 1956, Dương Hàm Hy một nhà Lâm học Trung Quôc ñã công bố bảng phân loại về thảm thực vật rừng miền Bắc Việt
11 Nam. Nghiêm Xuân Tiếp cũng ñưa ra bảng phân loại những kiểu rừng Việt Nam trên cơ sở tổng hợp bảng phân loại của Maurand và Dương Hàm Hy. Loeschau.M (1966) [21] khi nghiên cứu về ñiều chế rừng gỗ mỏ phục vụ cho công tác khai thác mỏ ở Quảng Ninh ñã ñưa ra hệ thống phân loại rừng theo trạng thái và mang tên “Phân chia kiểu trạng thái và phương hướng kinh doanh rừng hỗn giao lá rộng thường xanh nhiệt ñới”. Hệ thống phân loại này ñược sử dụng trong thời gian dài và phổ biến ở nước ta. Nhược ñiểm của phương pháp phân loại của Loschau là tuy có ñề ra tiêu chuẩn phân loại ñể chia các loại hình rừng là: Thành phần loài cây, ñặc tính sinh thái và hình thái cấu trúc. Tuy nhiên ba tiêu chuẩn ñó ñã không thể hiện trong bảng phân loại. Từ ñó Viện ðiều tra Quy hoạch rừng ñã dựa trên hệ thống phân loại của Loeschau, cải tiến cho phù hợp hơn với ñặc ñiểm rừng tự nhiên nước ta và cho ñến nay vẫn áp dụng hệ thống này vào việc phân loại trạng thái rừng hiện tại phục vụ cho công tác quy hoạch, thiết kế kinh doanh rừng tự nhiên. Thái Văn Trừng (1978) [43] công bố hệ thống phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam. ðây là công trình phân loại rừng hoàn chỉnh và có nhiều căn cứ xác ñáng. Ông ñã căn cứ trên 5 nhân tố phát sinh: Nhóm nhân tố ñịa lý- ñịa hình (vĩ ñộ, ñộ cao), nhóm nhân tố khí hậu - thuỷ văn (chế ñộ nhiệt , chế ñộ ẩm), nhóm khu hệ thực vật, nhóm nhân tố ñá mẹ - thổ nhưỡng, nhóm nhân tố sinh vật - con người. Ông ñã phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam ñược chia thành 14 kiểu thảm thực vật. Trong mỗi kiểu, căn cứ vùng ñịa lý, các nhân tố sinh thái phát sinh quần thể, hình thái cấu trúc quần hệ; thành phần loài cây và các kiểu phụ, các ưu hợp thực vật; chia kiểu phụ miền thực vật ñể từ ñó ñề xuất biện pháp kỹ thuật Lâm sinh áp dụng cho từng ñối tượng. Vũ ðình Huề (1984) [12] ñã ñề nghị ñơn vị phân loại là kiểu rừng trên cơ sở hai chỉ tiêu: trạng thái rừng và loại hình xã hợp thực vật
12 Vũ Biệt Linh (1984) [23] phân chia rừng theo hệ thống phân loại kinh lại cho rằng cần phân chia rừng, ñất rừng theo mục ñích, nội dung, phương thức, biện pháp kinh doanh ñể tổ chức và ñịnh hướng tác nghiệp kinh doanh theo các ñối tượng khác nhau nhằm ñạt ñược hiệu quả kinh tế cao nhất. Bảo Huy (1993) [15] Khi nghiên cứu về các lâm phần Bằng Lăng ở Tây Nguyên ñã dùng hệ thống phân loại rừng của Loeschau ñể xác ñịnh trang thái rừng hiện tại, ñồng thời tác giả cũng xác ñịnh các loại hình xã hợp thực vật với các ưu hợp khác nhau thông qua trị số IV%. Vũ ðình Phương (1987-1988) [31] [32] ñã dựa vào các ñặc trưng như: nhóm sinh thái tự nhiên, giai ñoạn phát triển và suy thoái của rừng, khả năng tái tạo rừng bằng con ñường tái sinh tự nhiên, ñặc ñiểm ñịa hình, ñặc ñiểm thổ nhưỡng ñể phân chia rừng thành những lô khác nhau phục vụ ñiều chế rừng. ðào Công Khanh (1996) [19] ñã dựa vào tổ thành các loài cây mục ñích ñể phân loại rừng nhằm phục vụ cho việc xác ñịnh các biện pháp Lâm sinh. Lê Sáu (1996) [37] khi nghiên cứu ñặc ñiểm cấu trúc ñể ñề xuất phương thức khai thác chọn cho rừng kín thường xanh ở Kon Hà Nừng, ñã phân loại trạng thái các lâm phần dựa trên bảng phân loại Loeschau. Như vậy, có nhiều tác giả trong nước cũng như nước ngoài ñều cho rằng việc phân chia loại hình rừng ở Việt Nam là rất cần thiết ñối với nghiên cứu cũng như trong sản xuất. Nhưng tùy từng mục tiêu ñề ra mà xây dựng các phương pháp phân chia khác nhau nhưng ñều nhằm mục ñích làm rõ thêm các ñặc ñiểm của ñối tượng cần quan tâm. 1.2.2. Nghiên cứu về cấu trúc rừng 1.2.2.1.ða dạng tầng cây gỗ Các nhà khoa học Việt nam ñã nghiên cứu về tính ña dạng sinh học của hệ thực vật, công trình ñáng kể ñến là “Thảm thực vật rừng Việt nam” của
13 Thái Văn Trừng (1978) [43], ông ñã thống kê ở Việt Nam có 7004 loài, 1850 chi và 289 họ. Ngành hạt kín có 3366 loài (90,9%), 1727 chi (93,4%) và 239 họ (82,7%) trong hệ thực vật Việt Nam. Ngành Dương xỉ và họ hàng Dương xỉ có 599 loài (8,6%), 205 chi (5,57%) và 42 họ (14,5%). Ngành Hạt trần 39 loài (0,5%), 18 chi (0,9%) và 8 họ (2,8%). Tiếp ñến là công trình “Bước ñầu nghiên cứu rừng Miền Bắc” của Trần Ngũ Phương (1963) [34] tác giả chia rừng Miền bắc thành 3 ñai với 8 kiểu Theo Nguyễn Nghĩa Thìn (1997) [41] ñã thống kê ñược 11.373 loài thuộc 2524 chi, 378 họ của 7 ngành, các nhà phân loại thực vật dự ñoán rằng, nếu ñiều tra tỷ mỉ thì thành phần thực vật Việt nam có thể lên ñến 15.000 loài . 1.2.2.2.Cấu trúc tầng thứ Trần Ngũ Phương (1963) [33] ñã chỉ ra những ñặc ñiểm cấu trúc của các thảm thực vật rừng miền Bắc Việt Nam trên cơ sở kết quả ñiều tra tổng quát về tình hình rừng miền Bắc Việt Nam từ 1961 ñến 1965. Rừng tự nhiên có nhiều tầng, khi tầng trên già cỗi, tàn lụi rồi tiêu vong thì tầng kế tiếp thay thế…Trong mỗi chuỗi diễn thế tự nhiên như vậy, số lần thay thế tối ña cũng chỉ có thể là 3, vì rừng nhiều tầng tối ña cũng chỉ có thể có 3 tầng cây gỗ. Thái Văn Trừng (1978) [43] ñã phân rừng nhiệt ñới nước ta 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) và chỉ ra ñộ cao giới hạn cho các tầng nhưng cũng chỉ mang tính chất ñịnh tính. Nguyễn Văn Trương (1973, 1983, 1984) [44, 45, 46] khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài cũng xem xét sự phân tầng theo hướng ñịnh lượng. Tác giả ñã phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới. Vũ ðình Phương (1987) [31] , xuất phát từ các kết quả nghiên cứu của các tác giả ñi trước nhận ñịnh rằng: việc xác ñịnh tầng thứ của rừng lá rộng
14 thường xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết. Nhưng bằng phương pháp ñịnh lượng ñể xác ñịnh giới hạn của các tầng này chỉ có thể làm ñược khi có sự phân tầng rõ rệt, có nghĩa là khi rừng ñã phát triển ổn ñịnh và theo tác giả thì rừng lá rộng thường xanh ở miền Bắc nước ta ở vào giai ñoạn ổn ñịnh thường có 3 tầng. Lê Minh Trung (1991) [47] cũng xuất phát từ quan ñiểm của Vũ ðình Phương, áp dụng phân chia tầng thứ cho các lâm phần phục hồi ổn ñịnh ở Gia Nghĩa – ðắk Nông và ñã ñi ñến kết quả là xác ñịnh tầng thứ cho 3 dạng ưu hợp: Giổi xanh, Dầu ñỏ và Bằng lăng. Nhìn chung, sự phân tầng rừng nhiệt ñới ñã ñược các tác giả trên ñề cập và giải quyết bằng nhiều phương hướng khác nhau, nhưng ñều chung một quan ñiểm, ñó là: có sự phân tầng trong rừng tự nhiên nhiệt ñới và sự phân tầng này cần phải ñược ñịnh lượng hóa thông qua các trắc ñồ và công cụ toán học. 1.2.2.3.Phân bố số cây theo cỡ ñường kính (N-D1.3) Khi nghiên cứu cấu trúc, việc mô hình hoá quy luật phân bố số cây theo ñường kính ñược chú ý nhiều hơn. ðây là quy luật cơ bản nhất trong các quy luật kết cấu lâm phần. Biết ñược quy luật phân bố, có thể xác ñịnh ñược số cây tương ứng từng cỡ kính, làm cơ sở xác ñịnh trữ lượng lâm phần. ðồng Sỹ Hiền (1974) [9] khi lập biểu thể tích cây ñứng rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam, ñã nghiên cứu nhiều lâm phần trên các ñịa phương khác nhau và ñi ñến kết luận chung là: phân bố N-D1.3 là dạng phân bố giảm, nhưng trong quá trình khai thác chọn thô không theo quy chuẩn, cho nên ñường phân bố thực nghiệm thường có dạng hình răng cưa. Với kiểu phân bố thực nghiệm như vậy, tác giả ñã dùng hàm Meyer và họ ñường cong Pearson ñể mô phỏng quy luật cấu trúc ñường kính cây rừng. Nguyễn Văn Trương (1983) [45] ñã thử nghiệm dùng các hàm mũ, logarit, phân bố Poisson và
15 phân bố Pearson ñể biểu thị cấu trúc N-D1.3 của rừng tự nhiên hỗn loài. Nguyễn Hải Tuất (1986) [49] ñã sử dụng hàm phân bố phân bố khoảng cách ñể mô tả phân bố thực nghiệm dạng một ñỉnh ở ngay sát cỡ ñường kính bắt ñầu ño. Bảo Huy (1993) [15] khi nghiên cứu cấu trúc rừng Bằng lăng ở Tây Nguyên ñã thử nghiệm 5 dạng phân bố lý thuyết là: Mayer, Waibull, Khoảng cách, Poisson và hình học ñể mô phỏng phân bố N- D1.3 và ñi ñến kết luận dùng hàm khoảng cách là phù hợp hơn cả. Trần Văn Con (1991) [6], Lê Minh Trung (1991) [47], Trần Xuân Thiệp (1995) [50], Lê Sáu (1996) [37], Trần Cẩm Tú (1999) [51] ñã khẳng ñịnh phân bố Weibull là thích hợp hơn cả. ðào Công Khanh (1996) [19] ñã tiến hành nghiên cứu một số ñặc ñiểm cấu trúc rừng lá rộng thường xanh ở Hương Sơn, Hà Tĩnh làm cơ sở ñề xuất một số biện pháp Lâm sinh phục vụ khai thác và nuôi dưỡng rừng ñã cho rằng, mô tả phân bố N-D1.3 theo dạng tần số lũy tích thích hợp hơn, vì biến ñộng của ñường thực nghiệm này nhỏ hơn rất nhiều so với biến ñộng số cây hay % số cây ở các cỡ kính. 1.2.2.4.Phân bố số cây theo chiều cao (N-H) Phần lớn các tác giả khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng ñứng ñã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao. Richards P.W. (1952) [36] ñã dùng phương pháp vẽ các phẫu diện ñồ ñứng với các kích thước khác nhau tùy theo mục ñích nghiên cứu. Các phẫu ñồ ñã mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng ñứng, từ ñó rút ra các nhận xét và ñề xuất ứng dụng thực tế. Việc mô phỏng phân bố N-H bằng hàm toán học cũng ñã có nhiều tác giả nghiên cứu, song việc sử dụng hàm nào tuỳ thuộc vào kinh nghiệm của từng tác giả và ñối tượng cụ thể. Nhìn chung, các nghiên cứu về cấu trúc theo hướng ñịnh lượng trên cơ sở thống kê sinh học vẫn tập trung vào phân bố số cây theo ñường kính và
16 chiều cao. Các hàm toán học ñược sử dụng ñể mô phỏng rất ña dạng và phong phú, nhưng khi kiểm tra bằng tiêu chuẩn phù hợp của thống kê toán học thường chỉ ñạt ở mức trung bình. Xu hướng nghiên cứu các quy luật phân bố của nhân tố ñiều tra chủ yếu tập trung vào tìm các hàm toán học thích hợp ñể mô phỏng. 1.2.2.5.Cấu trúc tổ thành Tổ thành rừng là chỉ tiêu quan trọng dùng ñể ñánh giá mức ñộ ña dạng sinh học, tính ổn ñịnh, tính bền vững của hệ sinh thái rừng. Cấu trúc tổ thành ñã ñược nhiều nhà khoa học Việt Nam ñề cập trong công trình nghiên cứu của mình. Từ kết quả ñiều tra tổng quát về tình hình rừng miền Bắc Việt Nam từ 1961 ñến 1965, Trần Ngũ Phương (1963) [33] ñã chỉ ra một số ñặc ñiểm cấu trúc của các thảm thực vật rừng miền Bắc Việt Nam, nhân tố ñầu tiên ñược nghiên cứu là cấu trúc về tổ thành, thông qua ñó một số quy luật phát triển của các hệ sinh thái rừng ñược phát hiện và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất. Bảo Huy (1993) [15], ðào Công Khanh (1996) [19] khi nghiên cứu tổ thành loài cây ñối với rừng tự nhiên ñều xác ñịnh ñược tỷ lệ tổ thành của các nhóm loài cây mục ñích, nhóm loài cây hỗ trợ và nhóm loài cây phi mục ñích cụ thể, trên cơ sở ñó ñề xuất biện pháp khai thác thích hợp cho từng ñối tượng theo hướng ñiều chỉnh tổ thành hợp lý. Lê Sáu (1996) [37], Trần Cẩm Tú [51] khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ở Kon Hà Nừng – Gia Lai và Hương Sơn – Hà Tĩnh ñã xác ñịnh ñược danh mục các loài cây cụ thể theo cấp tổ thành và ñã ñi ñến kết luận sự phân bố của một số loài cây theo cấp tổ thành tuân theo hàm phân bố giảm. Khi nghiên cứu cấu trúc rừng tại Vườn Quốc gia Cát Tiên, Ngô Minh Mẫn (2005) [27] ñã kết luận, phân bố của số lượng loài cây theo cấp tổ thành của trạng thái IIIA1, IIIA2 tuân theo phân bố khoảng cách.
17 Võ Văn Sung (2005) [38] khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ven biển tại khu bảo tồn thiên nhiên Bình Châu - Phước Bửu cũng cho thấy cấu trúc tổ thành ở trạng thái IIB và IIIA2 tuân theo phân bố khoảng cách. Việc nghiên cứu tổ thành loài cây theo cấp kính ở nước ta cho thấy ñều tuân theo các dạng hàm toán học như: phân bố giảm, phân bố khoảng cách...việc chọn hàm phù hợp là tùy thuộc vào thành phần loài cây trong khu vực nghiên cứu 1.2.3. Nghiên cứu về tái sinh rừng Tái sinh rừng ở nước ta chưa có công trình nào nghiên cứu một cách ñầy ñủ và hệ thống, ñặc biệt là tái sinh tự nhiên, các kết quả nghiên cứu về tái sinh rừng thường ñược ñề cấp ñến trong các công trình nghiên cứu về thảm thực vật, trong các báo cáo khoa học và công bố trên các tạp chí. Rừng Việt Nam mang những ñặc ñiểm tái sinh của rừng nhiệt ñới nói chung, nhưng phần lớn là rừng thứ sinh phục hồi nên những quy luật tái sinh ñã bị xáo trộn. Trần Ngũ Phương (1965) khi nghiên cứu rừng nhiệt ñới ở Việt Nam ñã nhấn mạnh, rừng tự nhiên có nhiều tầng, khi một tầng nào ñó của rừng bắt ñầu già cỗi thì nó ñã chuẩn bị cho bản thân một lớp cây con tái sinh ñể sau này sẽ thay thế khi nó bị tiêu vong [33]. Phùng Ngọc Lan (1964) ñã nêu kết quả tra dặm hạt Lim xanh dưới tán rừng ở lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn. Ngay từ giai ñoạn nảy mầm, bọ xít là nhân tố gây ảnh hưởng ñáng kể ñến tỷ lệ nảy mầm [25]. Thái Văn Trừng (1978) [43] khi nghiên cứu về “Thảm thực vật rừng Việt Nam” ñã kết luận: Ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và ñiều khiển quá trình tái sinh tự nhiên trong rừng. Khi các ñiều kiện của môi trường như ñất rừng, nhiệt ñộ, ñộ ẩm dưới tán rừng chưa thay ñổi thì các loài cây tái sinh không có những biến ñổi lớn và cũng không diễn thế một cách tuần hoàn
18 trong không gian và theo thời gian mà diễn thế theo những phương thức tái sinh có quy luật nhân quả giữa sinh vật và môi trường. Viện ðiều tra Quy hoạch rừng tiến hành ñiều tra tái sinh tự nhiên ở rừng thứ sinh Yên Bái (1965), Hà Tĩnh (1966), Quảng Bình (1969) và Lạng Sơn (1969). Từ kết quả ñiều tra tái sinh, Vũ ðình Huề (1969) [11] ñã phân chia khả năng tái sinh rừng thành 5 cấp, rất tốt, tốt, trung bình, xấu và rất xấu. Nhìn chung nghiên cứu này mới chỉ chú trọng ñến số lượng mà chưa ñề cập ñến chất lượng cây tái sinh. Cũng từ kết quả ñiều tra trên, Vũ ðình Huề (1975) [13] ñã tổng kết và rút ra nhận xét, tái sinh tự nhiên rừng Miền Bắc Việt Nam mang những ñặc ñiểm tái sinh của rừng nhiệt ñới. Dưới tán rừng nguyên sinh, tổ thành loài cây tái sinh tương tự như tầng cây gỗ; dưới tán rừng thứ sinh tồn tại nhiều loài cây gỗ mềm kém giá trị và hiện tượng tái sinh theo ñám ñược thể hiện rõ nét tạo nên sự phân bố số cây không ñồng ñều trên mặt ñất rừng Nguyễn Duy Chuyên (1985) [7] khi nghiên cứu về tái sinh rừng tự nhiên ở ba vùng (Sông Hiếu, Yên Bái và Lạng Sơn) ñã khái quát ñặc ñiểm phân bố của nhiều loài cây có giá trị kinh doanh và biểu diễn bằng các hàm lý thuyết. Từ ñó làm cơ sở ñịnh hướng các giải pháp Lâm sinh cho các vùng sản xuất nguyên liệu Phạm ðình Tam (1987) [39] ñã làm sáng tỏ hiện tượng tái sinh lỗ trống ở rừng thứ sinh Hương Sơn, Hà Tĩnh. Theo tác giả, số lượng cây tái sinh xuất hiện khá nhiều dưới các lỗ trống khác nhau. Lỗ trống càng lớn, cây tái sinh càng nhiều và hơn hẳn những nơi kín tán. Từ ñó tác giả ñề xuất phương thức khai thác chọn, tái sinh tự nhiên cho ñối tượng rừng khu vực này. Nguyễn Văn Trương (1983) [45] ñã ñề cập trong công trình nghiên cứu của mình về mối quan hệ giữa cấu trúc rừng với lớp cây tái sinh tự nhiên trong rừng hỗn. Theo tác giả, cần phải thay ñổi cách khai thác rừng cho hợp lý