Luận văn Thạc sĩ Lâm học: Đặc trưng cấu trúc và tái sinh của kiểu rừng kín lá rộng thường xanh mưa ẩm nhiệt đới phân bố tại một số tỉnh phía bắc Việt Nam

Chia sẻ: Tri Lộ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:154

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là xác định được một số đặc điểm cấu trúc và tái sinh của các trạng thái rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh giàu, trung bình và phục hồi tại một số tỉnh phía Bắc; đề xuất được một số giải pháp góp phần thúc đẩy quá trình phục hồi các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Lâm học: Đặc trưng cấu trúc và tái sinh của kiểu rừng kín lá rộng thường xanh mưa ẩm nhiệt đới phân bố tại một số tỉnh phía bắc Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN PHÚC TRƢỜNG ĐẶC TRƢNG CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH CỦA KIỂU RỪNG KÍN LÁ RỘNG THƢỜNG XANH MƢA ẨM NHIỆT ĐỚI PHÂN BỐ TẠI MỘT SỐ TỈNH PHÍA BẮC VIỆT NAM CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 8620201 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. PHẠM MINH TOẠI Hà Nội, 2018 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học do bản thân tôi thực hiện trong thời gian từ năm 2017 đến năm 2018. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ công trình nào. Các thông tin trích dẫn trong luận văn đã đƣợc ghi rõ nguồn gốc. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm./. Hà Nội, tháng 12 năm 2018 Ngƣời viết cam đoan Nguyễn Phúc Trƣờng PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ii LỜI CẢM ƠN Trải qua hai năm học tập tại trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Khóa học cao học K24B Lâm học (2016 - 2018) đã bƣớc vào giai đoạn kết thúc. Trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn thạc sỹ khoa học Lâm nghiệp, tôi luôn nhận đƣợc sự động viên và giúp đỡ nhiệt tình của Nhà trƣờng, các thầy, cô giáo, cơ quan và bạn bè đồng nghiệp. Nhân dịp này, tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới thầy giáo PGS.TS Phạm Minh Toại, ngƣời đã trực tiếp tận tình hƣớng dẫn, dìu dắt và giúp đỡ tôi thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Phòng đào tạo Sau đại học đã tạo điều kiện cho tôi theo học khóa học này. Đồng thời, tôi xin gửi lời cảm ơn tới Viện Điều tra, Quy hoạch rừng; Phân viện Điều tra, Quy hoạch rừng Đông Bắc Bộ và toàn thể bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện về thời gian, thu thập số liệu; hỗ trợ và tham gia nhiều ý kiến quý báu cho luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị em học viên lớp cao học Lâm học 24B1 đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại trƣờng. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, những ngƣời luôn sát cánh và động viên, giúp đỡ tôi về mọi mặt trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Mặc dù đã rất cố gắng nhƣng trong khuôn khổ thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên luận văn sẽ không tránh khỏi thiếu sót. Kính mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy giáo, cô giáo, các nhà khoa học và các bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 12 năm 2018 Học viên Nguyễn Phúc Trƣờng PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................ vi DANH MỤC CÁC BẢNG...................................................................................... viii DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... ix ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..............................................3 1.1. Trên thế giới ...................................................................................................3 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng ....................................................................3 1.1.2. Tái sinh rừng ............................................................................................6 1.2. Ở Việt Nam .....................................................................................................7 1.2.1. Nghiên cứu về phân loại trạng thái rừng .................................................7 1.2.2. Nghiên cứu về cấu trúc rừng ....................................................................8 1.2.3. Tái sinh rừng ..........................................................................................13 Chƣơng 2. ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ...........................17 2.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên .......................................................................17 2.1.1. Tọa độ địa lý, địa điểm, địa hình khu vực nghiên cứu ...........................17 2.1.2. Khí hậu - Thủy Văn.................................................................................18 2.1.3. Địa chất - Thổ nhưỡng ...........................................................................20 2.1.4. Thảm thực vật rừng ................................................................................21 2.2. Đặc điểm kinh tế xã hội .................................................................................22 Chƣơng 3. MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........24 3.1. Mục tiêu nghiên cứu ......................................................................................24 3.2. Nội dung nghiên cứu......................................................................................24 3.2.1. Nghiên cứu một số chỉ tiêu về nhân tố điều tra lâm phần ......................24 3.2.2. Nghiên cứu cấu trúc tổ thành tầng cây cao ............................................24 3.2.3. Nghiên cứu một số quy luật kết cấu lâm phần .......................................24 3.2.4. Nghiên cứu đa dạng loài tầng cây cao ...................................................24 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iv 3.2.5. Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên tại khu vực nghiên cứu .............24 3.2.6. Đề xuất một số giải pháp góp phần thúc đẩy quá trình phục hồi của các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu ............................................................25 3.3. Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu ..............................................25 3.3.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................25 3.3.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................25 3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ...............................................................................25 3.4.1. Phương pháp kế thừa số liệu ..................................................................25 3.4.2. Phương pháp ngoại nghiệp ....................................................................26 3.4.3. Phương pháp chuyên gia ........................................................................29 3.4.4. Phương pháp xử lý, phân tích số liệu .....................................................30 Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................40 4.1. Một số chỉ tiêu về nhân tố điều tra lâm phần .................................................40 4.1.1. Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh phục hồi (TXP) ............41 4.1.2. Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh trung bình (TXB) .........41 4.1.3. Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh giàu (TXG) ...................42 4.2. Đặc điểm cấu trúc tổ thành tầng cây cao .......................................................43 4.2.1. Cấu trúc tổ thành tầng cây cao theo phần trăm số cây ..........................43 4.2.2. Cấu trúc tổ thành tầng cây cao theo chỉ số quan trọng (IV%) ..............47 4.2.3. Đánh giá mức độ đồng nhất giữa tổ thành theo phần trăm số cây và theo chỉ số độ quan trọng .................................................................................50 4.3. Quy luật kết cấu lâm phần của các trạng thái rừng ........................................51 4.3.1. Quy luật phân bố của cây rừng trong lâm phần ....................................51 4.3.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng tầng cây cao ............................60 4.4. Đa dạng loài ở khu vực nghiên cứu ...............................................................61 4.4.1. Chỉ số phong phú loài (R) tầng cây cao .................................................61 4.4.2. Mức độ đa dạng loài ở tầng cây cao ......................................................62 4.5. Đặc điểm tái sinh tự nhiên tại khu vực nghiên cứu .......................................63 4.5.1. Thành phân loài cây tái sinh ..................................................................63 4.5.2. Mật độ cây tái sinh .................................................................................67 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
v 4.5.3. Tổ thành cây tái sinh ..............................................................................68 4.5.4. Mức độ tương đồng giữa tầng cây tái sinh và tầng cây gỗ ....................69 4.5.5. Phân bố số cây tái sinh theo chiều cao ..................................................70 4.5.6. Đánh giá chất lượng cây tái sinh ...........................................................72 4.5.7. Số lượng cây tái sinh triển vọng .............................................................73 4.6. Đề xuất một số giải pháp góp phần thúc đẩy quá trình phục hồi của các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu ..........................................................................74 4.6.1. Giải pháp về khoa học kỹ thuật ..............................................................75 4.6.2. Giải pháp quản lý bảo vệ rừng ...............................................................79 4.6.3. Giải pháp kỹ thuật lâm sinh....................................................................79 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 1. CÁC KÝ HIỆU D1.3 Đƣờng kính thân cây tại vị trí 1.3m tính từ cổ rễ A Tuổi cây rừng Ex Độ nhọn ∑G/ha Tổng tiết diện ngang thân cây/ha Hvn Chiều cao vút ngọn của cây rừng Hvn - D1.3 Tƣơng quan giữa chiều cao vút ngon với đƣờng kính ngang ngực IV% Chỉ số độ quan trọng (Important Value- IV) K Cự ly tổ M/ha Trữ lƣợng/ha M Số tổ ghép nhóm Max Giá trị lớn nhất Min Giá trị nhỏ nhất N Mật độ cây/ha n Dung lƣợng mẫu N/D1.3 Phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính N/Hvn Phân bố số cây theo cấp chiều cao R Hệ số tƣơng quan R2 Hệ số xác định S Sai tiêu chuẩn S% Hệ số biến động S2 Phƣơng sai Sk Độ lệch Sx Sai số chuẩn của số trung bình Δ Độ tin cậy của ƣớc lƣợng Ku Độ nhọn của phân bố V Thể tích gỗ thân cây PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vii 2. CÁC CHỮ VIẾT TẮT BNN&PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn CTTT Công thức tổ thành Trạng thái IIB Rừng đã bị khai thác kiệt, tán rừng bị phá vỡ từng mảng lớn Trạng thái IIIA2 Rừng đã bị khai thác quá mức nhƣng đã có thời gian phục hồi tốt Trạng thái IIIA3 Rừng đã bị khai thác vừa phải hoặc phát triển từ IIIA2 lên KT-XH Kinh tế xã hội ÔĐV Ô định vị nghiên cứu sinh thái rừng quốc gia ÔNC Ô nghiên cứu ÔĐĐ Ô đo đếm TXG Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thƣờng xanh giàu TXB Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thƣờng xanh trung bình TXP Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thƣờng xanh phục hồi LRTX Lá rộng thƣờng xanh PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Tọa độ địa lý, địa điểm lập ô định vị tại khu vực nghiên cứu ..................17 Biểu 3.1. Biểu điều tra tầng cây cao..........................................................................28 Biểu 3.2. Điều tra cây tái sinh ...................................................................................29 Bảng 4.1. Kết quả thống kê một số chỉ tiêu về một số nhân tố điều tra lâm phần ....40 Bảng 4.2. Công thức tổ thành tâng cây cao theo phần trăm số cây (Ni%) ...............44 Bảng 4.3. Tổ thành quần xã thực vật rừng ở trạng thái rừng theo chỉ số IV% .........47 Bảng 4.4. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính N/D1.3 theo các hàm phân bố lý thuyết của 3 trạng thái rừng ..................................................................................51 Bảng 4.5. Kết quả mô phỏng phân bố thực nghiệm N/H ..........................................55 theo các hàm phân bố lý thuyết của 3 trạng thái rừng ..............................................55 Bảng 4.6. Kết quả thử nghiệm mối tƣơng quan Hvn - D1.3 cho 3 trạng thái rừng ......58 Bảng 4.7. Chỉ số phong phú loài ở các trạng thái rừng .............................................61 Bảng 4.8. Chỉ số đa dạng loài ở tầng cây cao ...........................................................62 Bảng 4.9. Thành phần loài cây tái sinh trạng thái rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thƣờng xanh phục hồi (TXP) tại khu vực nghiên cứu...............................................64 Bảng 4.10. Thành phần loài cây tái sinh trạng thái rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thƣờng xanh trung bình (TXB) tại khu vực nghiên cứu ...........................................65 Bảng 4.11. Thành phần loài cây tái sinh trạng thái rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thƣờng xanh giàu (TXG) tại khu vực nghiên cứu .....................................................66 Bảng 4.12. Mật độ loài cây tái sinh của 3 trạng thái rừng ........................................67 tại khu vực nghiên cứu ..............................................................................................67 Bảng 4.13. Tổ thành loài cây tái sinh của 3 trạng thái rừng .....................................68 tại khu vực nghiên cứu ..............................................................................................68 Bảng 4.14. Mức độ tƣơng đồng giữa tầng cây tái sinh và tầng cây gỗ của 3 trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu ..............................................................................69 Bảng 4.15. Phân bố sô cây tái sinh theo cấp chiều cao của 3 trạng thái rừng ..........70 tại khu vực nghiên cứu ..............................................................................................70 Bảng 4.16. Tổng hợp phẩm chất và nguồn gốc cây tái sinh theo cấp chiều cao của 3 trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu .....................................................................72 Bảng 4.17. Tổng hợp số lƣợng cây tái sinh triển vọng của 3 trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu ..........................................................................................................73 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1. Sơ đồ lập ô ÔĐĐ trong ÔNC ....................................................................27 Hình 4.1. Phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính của ba trạng thái ...............................53 rừng theo hàm Weibull ..............................................................................................53 Hình 4.2. Phân bố số cây theo cỡ chiều cao của ba trạng thái theo hàm Weibull. ...57 Hình 4.3. Biểu đồ quan hệ tƣơng quan giữa Hvn và D1.3 ở 3 trạng thái rừng ..........59 Hình 4.4. Mối quan hệ giữa phẩm chất cây với một số chỉ tiêu sinh trƣởng cây .....60 Hình 4.5. Biểu đồ phân bố N-Hvn cây tái sinh trên các trạng thái rừng ....................71 Hình 4.6. Cây tái sinh trong trạng thái rừng giàu tại khu vực nghiên cứu ................74 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Thực vật rừng nói riêng và rừng nói chung là nguồn tài nguyên thiên nhiên rất quý giá của mỗi quốc gia và vô cùng quan trọng đối với sự sinh tồn của sinh vật trên thế giới. Bên cạnh vai trò là nơi cung cấp nơi sinh tồn cho các loài động thực vật quý hiếm, tạo kế sinh nhai cho ngƣời dân bản địa, rừng còn góp phần to lớn trong việc bảo vệ nguồn nƣớc, ngăn chặn xói mòn đất và giảm thiểu sự biến đổi khí hậu. Các nghiên cứu trƣớc đây đã chỉ ra hệ sinh thái rừng nhiệt đới vô cùng phong phú đa dạng và rất phức tạp gồm rất nhiều thành phần đƣợc sắp xếp theo không gian và thời gian với các quy luật khác nhau. Rừng tự nhiên sẽ mang tính ổn định cao nếu không có tác động của con ngƣời, nhƣng một khi con ngƣời đã tác động vào thì rừng sẽ dần mất đi tính ổn định vốn có. Do đó, để duy trì đƣợc tính ổn định của hệ sinh thái rừng cần có sự hiểu biết sâu về lĩnh vực này mà các nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng là những cơ sở để xây dựng nên những biện pháp tác động phù hợp. Ở nƣớc ta, theo Quyết định số 1819/QĐ-BNN-TCLN ngày 16/5/2017 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (NN&PTNT, 2017) [26], tổng diện tích rừng tính đến ngày 31/12/2016 là 14.377.682 ha với diện tích rừng tự nhiên là 10.242.141 ha, rừng trồng là 4.135.541 ha tƣơng đƣơng độ che phủ rừng là 41,19%. Mặc dầu diện tích rừng tăng qua các năm thông qua các nỗ lực trồng rừng, phục hồi rừng. Song qua kết quả điều tra, nghiên cứu thì tài nguyên rừng Việt Nam vẫn bị suy giảm nghiêm trọng do nhiều nguyên nhân khác nhau. Trong đó, việc chƣa nắm rõ thành phần đa dạng sinh học, các mối quan hệ sinh thái và đặc điểm cấu trúc của từng loại rừng, kiểu rừng để quản lý và sử dụng các nguồn lợi từ rừng một cách hợp lý, bền vững cũng là một nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm chất lƣợng rừng. Hiện nay, để nghiên cứu cấu trúc rừng và theo dõi tài nguyên rừng toàn quốc, một số cơ quan trong nƣớc đã thiết lập các ô định vị nghiên cứu sinh thái theo từng mục tiêu riêng. Trong đó phải kể đến Viện Khoa học Lâm nghiệp đã thiếp lập 64 ô đặt tại 4 kiểm rừng (rừng lá rộng thƣờng xanh, rừng khộp, rừng tràm và rừng ngập mặn) phục vụ đề tài “Nghiên cứu đặc điểm lâm học của một số hệ sinh thái PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
2 rừng tự nhiên chủ yếu ở Việt Nam”. Trƣờng Đại học Lâm nghiệp trong đề tài “Nghiên cứu xây dựng phƣơng án điều chế rừng tự nhiên lá rộng thƣờng xanh là rừng sản xuất ở vùng núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ và Tây Nguyên” đã thiếp lập 80 ÔĐV, diện tích mỗi ô là 1 ha. Viện Điều tra, Quy hoạch để phục vụ “Chƣơng trình Điều tra đánh giá và theo dõi tài nguyên rừng toàn quốc, giai đoạn 2013-2020” đã thiết lập 200 ÔĐV trên phạm vị toàn quốc, diện tích mỗi ô là 100 ha đƣợc thiết kế theo lƣới ô vuông 8 x 8 km và đƣợc bố trí trên đại cao, loại rừng và các kiểu rừng khác nhau. Trên mỗi ô định vị sẽ thiết lập 3 ô nghiên cứu với diện tích mỗi ô nghiên cứu là 1 ha và 75 ô đo đếm liên tục diện tích 400 m2. Mục đích nghiên cứu về bản chất các quy luật của rừng trong mối quan hệ bên trong và bên ngoài giữa rừng với các nhân tố ngoại cảnh, nhằm tìm ra những căn cứ khoa học xác đáng phục vụ cho các hoạt động sử dụng lâu bền tài nguyên rừng. Hiện nay, chƣơng trình đã thực hiện xong điều tra lần thứ nhất và đang tiếp tục điều tra lặp lại lần 2. Kết quả điều tra trên các ÔĐV đã thu thập đƣợc một bộ số liệu rất công phu về cây gỗ, cây tái sinh...Các ÔĐV đã đƣợc xây dựng báo cáo đánh giá về cấu trúc và tái sinh rừng. Tuy nhiên, cho đến nay “Chƣơng trình Điều tra đánh giá và theo dõi tài nguyên rừng toàn quốc, giai đoạn 2013 -2020” của Viện Điều tra, Quy hoạch rừng chƣa có nghiên cứu nào đƣợc thực hiện để tìm hiểu về cấu trúc và đa dạng loài cây của hệ sinh thái rừng kín lá rộng thƣờng xanh mƣa ẩm nhiệt đới theo từng vùng sinh thái hay so sánh cấu trúc rừng và đa dạng loài cây giữa các tỉnh thông qua các ô định vị nghiên cứu sinh thái rừng Quốc gia. Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài: "Đặc trưng cấu trúc và tái sinh của kiểu rừng kín lá rộng thường xanh mưa ẩm nhiệt đới phân bố tại một số tỉnh phía Bắc Việt Nam" đƣợc thực hiện nhằm góp phần bổ sung những hiểu biết mới về cấu trúc và tái sinh tự nhiên quần xã thực vật rừng, tính đa dạng sinh vật và hƣớng phát triển bền vững hệ sinh thái rừng kín lá rộng thƣờng xanh mƣa ẩm nhiệt đới tại miền Bắc Việt Nam. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là một khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian. Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi. 1.1.1.1. Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng Rừng tự nhiên là một hệ sinh thái cực kỳ phức tạp bao gồm nhiều thành phần với các qui luật sắp xếp khác nhau trong không gian và thời gian. Trong nghiên cứu cấu trúc rừng ngƣời ta chia thành ba dạng cấu trúc là cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian. Cấu trúc của 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 và giữa thực vật với hoàn cảnh sống. Baur G.N. (1976) [10] 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 mƣa 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 mƣa tự nhiên. Từ đó tác giả này đã đƣa 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 phƣơng thức xử lý cải thiện rừng mƣa. 1.1.1.2. Về mô tả cấu trúc hình thái rừng Hiện tƣợng thành tầng là một trong những đặc trƣng cơ bản về cấu trúc hình thái của quần thể thực vật và là cơ sở để tạo nên cấu trúc tầng thứ. Phƣơng pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do Davit và P.W. Risa (1933 - 1934) [2] đề xƣớng và sử dụng lần đầu tiên ở Guyan đến nay vẫn là phƣơng pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng của rừng. Tuy nhiên phƣơng pháp này có nhƣợc điểm là chỉ minh hoạ đƣợc cách sắp xếp theo hƣớng thẳng đứng của các loài cây gỗ trong một diện tích có hạn. Cusen (1951) đã khắc phục bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đƣa lại một hình tƣợng về không gian ba chiều. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
4 Catinot (1965) [28], Plaudy J. (1987) [17] đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng 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... Richards P.W (1952) đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mƣa thành hai loại rừng mƣa hỗn hợp có tổ thành loài cây phức tạp và rừng mƣa đơn ƣu có tổ thành loài cây đơn giản, trong những lập địa đặc biệt thì rừng mƣa đơn ƣu chỉ bao gồm một vài loài cây. Cũng theo tác giả này thì rừng mƣa thƣờng có nhiều tầng (thƣờng có 3 tầng, trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ). Trong rừng mƣa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân cỏ còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thƣớc, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây. Hiện nay, nhiều hệ thống phân loại thảm thực vật rừng đã dựa vào các đặc trƣng nhƣ cấu trúc và dạng sống, độ ƣu thế, kết cấu hệ thực vật hoặc năng xuất thảm thực vật. Ngay từ nửa đầu thế kỷ 19, Humboldt và Grisebach đã sử dụng dạng sinh trƣởng (toàn bộ hình thái hoặc cấu trúc và trạng thái của thực vật) của các loài cây ƣu thế và kiểu môi trƣờng sống của chúng để biểu thị cho các nhóm thực vật. Phƣơng pháp hình thái của Humboldt và Grisebach đƣợc các nhà sinh thái học Đan Mạch (Warming, 1904; Raunkiaer, 1934) tiếp tục phát triển. Raunkiaer đã phân chia các loài cây hình thành thảm thực vật thành các dạng sống và các phổ sinh học (phổ sinh học là tỉ lệ phần trăm các loài cây trong một quần xã có các dạng sống khác nhau). Tuy nhiên, nhiều nhà sinh thái học cho rằng phân loại hình thái, các phổ dạng sống của Raunkiaer kém ý nghĩa hơn các dạng sinh trƣởng của Humboldt và Grisebach. Trong các phƣơng pháp phân loại rừng dựa theo cấu trúc và dạng sống của thảm thực vật, phƣơng pháp dựa vào hình thái bên ngoài của thảm thực vật đƣợc sử dụng nhiều nhất (Dẫn theo Phùng Ngọc Lan, 1986) [20]. Kraft (1884) (Dẫn theo Ngô Quang Đê và cs, 1992) [9] lần đầu tiên đƣa ra hệ thống phân cấp cây rừng, ông chia cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trƣởng, kích thƣớc và chất lƣợng của cây rừng. Phân cấp của Kraft phản ánh đƣợc tình hình phân hoá cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản và dễ áp dụng nhƣng chỉ phù hợp với rừng trồng. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
5 1.1.1.3. Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng Việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã có từ lâu và đƣợc chuyển dần từ mô tả định tính sang định lƣợng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học, trong đó việc mô hình hóa cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng đã đƣợc nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả. Vấn đề về cấu trúc không gian và thời gian của rừng đƣợc các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất. Đó là nghiên cứu cấu trúc không gian và thời gian của rừng theo hƣớng định lƣợng và dùng các mô hình toán để mô phỏng các qui luật cấu trúc (Trần Văn Con, 2001) [8]. Nhiều tác giả còn sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đƣờng kính loài thông theo mô hình của Schumarcher và Coil (Belly, 1973). Bên cạnh đó các dạng hàm Meyer, Hyperbol, hàm mũ, Pearson, Poisson,...cũng đƣợc nhiều tác giả sử dụng để mô hình hoá cấu trúc rừng. 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 hay ngoại mạo sinh thái (Ngô Quang Đê và cs (1992) [9]. Cơ sở phân loại rừng theo xu hƣớng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ƣu thế, cấu trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng. Đại diện cho hệ thống phân loại rừng theo hƣớng này có Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973)...Trong nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hƣớng này khi nghiên cứu ngoại mạo của quần xã thực vật đã không tách rời khỏi hoàn cảnh của nó và do vậy hình thành một hƣớng phân loại theo ngoại mạo sinh thái. Baur G.N. (1976) [10], đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mƣa, tác giả đã đi sâu vào nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các biện pháp kỹ thuật lâm sinh đƣợc áp dụng vào từng rừng mƣa tự nhiên. Nghiên cứu của Catinot R. (1965) [28] đã tìm hiểu những cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả, phân loại và đƣa ra những khái niệm về dạng sống, về tầng phiến. Ngoài ra còn biểu diễn các đặc trƣng cấu trúc rừng mƣa và hình thái của chúng bằng những phẫu đồ rừng. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
6 Richards P.W. (1959) [22] cũng đã đề cập đến phân bố số cây theo cấp đƣờng kính. Ông coi dạng phân bố là một dạng đặc trƣng của rừng tự nhiên. Rollet (1985) đã xác lập phƣơng trình hồi quy số cây theo đƣờng kính. 1.1.1.4. Cấu trúc tổ thành Ở châu Á, trong rừng thứ sinh nhiệt đới vùng Shanxin - Trung Quốc, Zeng và các cộng sự (1998) đã thống kê đƣợc khoảng 280 loài cây dƣợc liệu, 80 loài cây có dầu và 20 loài cây có sợi cũng nhƣ một số loài cây gỗ có giá trị khác. Mức độ phong phú của thành phần thực vật trong rừng thứ sinh ở Nepal cũng đƣợc Kanel K.R. và Shrestha K. (2001) nghiên cứu, có trên 6.500 loài cây có hoa và 4.064 loài cây không hoa, trên 1.500 loài nấm và hơn 350 loài địa y. Baur G.N. (1976) [10], khi nghiên cứu rừng mƣa ở khu vực gần Belem trên sông Amazon, trên ô tiêu chuẩn diện tích khoảng 2 ha đã thống kê đƣợc 36 họ thực vật và trên ô tiêu chuẩn diện tích hơn 4 ha ở phía Bắc New South Wales cũng đã ghi nhận đƣợc sự hiện diện của 31 họ chƣa kể cây leo, cây thân cỏ và thực vật phụ sinh. Theo Richard P.W. (1959) [22], trong rừng mƣa nhiệt đới, trên mỗi hecta luôn có hơn 40 loài cây gỗ, có trƣờng hợp còn trên 100 loài. Nhiều loài cây gỗ lớn sinh trƣởng hỗn giao với nhau theo tỷ lệ khá đồng đều, nhƣng cũng có khi có một hoặc hai loài chiếm ƣu thế. 1.1.2. Tái sinh rừng Khi đề cập đến 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 điều tra tái sinh có diện tích từ 1 - 4 m2. Do diện tích điều tra nhỏ nên việc đo đếm có nhiều thuận lợi nhƣng số lƣợng ô phải đủ lớn và trải đều trên diện tích khu rừng mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng. Richards (1952) đã tổng kết việc nghiên cứu tái sinh trên các ô dạng bản và phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới. Một số tác giả nghiên cứu tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới châu Á nhƣ Bara (1954), Budowski (1956) có nhận định dƣới tái sinh rừng nhiệt đới nói chung có đủ lƣợng 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 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
7 động vào lớp cây tái sinh đã đƣợc xây dựng và đem lại hiệu quả đáng kể (dẫn theo Nguyễn Văn Hồng, 2010) [14]. Van Steenis (1956) 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. Hai đặc điểm này không chỉ thấy ở rừng nguyên sinh mà còn thấy cả ở rừng thứ sinh - một đối tƣợng rừng khá phổ biến ở nhiều nƣớc nhiệt đới. 1.2. Ở Việt Nam 1.2.1. Nghiên cứu về phân loại trạng thái rừng Mục đích chủ yếu của phân loại rừng là nhằm xác định các đối tƣợng rừng với những đặc trƣng cấu trúc cụ thể, từ đó lựa chọn, đề xuất các biện pháp lâm sinh thích hợp để điều khiển, dẫn dắt rừng đạt trạng thái chuẩn. Loestchau (1966) đã phân loại rừng theo trạng thái hiện tại trong công trình: Phân chia kiểu trạng thái và phƣơng hƣớng kinh doanh rừng hỗn giao lá rộng thƣờng xanh nhiệt đới. Viện Điều tra, Quy hoạch rừng đã dựa trên hệ thống phân loại của Loeschau cải tiến cho phù hợp với đặc điểm rừng tự nhiên của Việt Nam và cho đến nay vẫn áp dụng hệ thống phân loại này (QPN 6 - 84) [27]. Thái Văn Trừng (1978) [31] đứng trên quan điểm sinh thái đã chia rừng Việt Nam thành 14 kiểu thảm thực vật. Đây là công trình tổng quát, đáp ứng đƣợc yêu cầu về quy luật sinh thái. Xuất phát từ tính đa dạng, phong phú của rừng nhiệt đới, Thái Văn Trừng đƣa ra kết luận: Không thể dùng quần hợp thực vật làm đơn vị phân loại cơ bản nhƣ các tác giả kinh điển đã sử dụng ở vùng ôn đới. Ông đề xuất dùng kiểu thảm thực vật làm đơn vị phân loại cơ bản và lấy hình thái, cấu trúc quần thể làm tiêu chuẩn phân loại. Bảo Huy (1993) [16] đã xác định trạng thái hiện tại của các lâm phần Bằng Lăng ở Tây Nguyên theo hệ thống phân loại của Loeschau, đồng thời tác giả cũng xác định các loại hình xã hợp thực vật với các ƣu hợp khác nhau thông qua trị số IV%. Lê Sáu (1996) [29], Trần Cẩm Tú (1998) [33], Nguyễn Thành Mến (2005) khi phân loại trạng thái rừng tự nhiên tại Kon Hà Nừng - Tây Nguyên, Hƣơng Sơn - Hà PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
8 Tĩnh, Phú Yên đã dựa trên hệ thống phân loại rừng của Loeschau (1960) đã đƣợc Viện Điều tra, Quy hoạch rừng Việt Nam bổ sung (QPN6 - 84) [27]. Gần đây một số tác giả đã sử dụng mô hình toán học để phân loại trạng thái rừng, điển hình nhƣ: Ngô Út (2003), bƣớc đầu định lƣợng hoá việc phân loại các trạng thái rừng thuộc kiểu rừng kín thƣờng xanh và nửa rụng lá vùng Đông Nam Bộ; Nguyễn Văn Thêm (2003), ứng dụng hàm lập nhóm trong phân loại trạng thái rừng và đƣa ra kết luận: Các trạng thái rừng theo hệ thống phân loại của Loeschau có thể đƣợc nhận biết chính xác thông qua các hàm phân loại tuyến tính nhƣ Fisher đƣợc xây dựng dựa trên nhiều biến số định lƣợng. Ngô Út, Nguyễn Phú Hùng (2003) đƣa ra một số ý kiến về cải thiện hệ thống phân chia trạng thái rừng lá rộng thƣờng xanh Việt Nam… Các tác giả này đã nghiên cứu và đề xuất các ý kiến nhằm bổ sung cho hệ thống phân loại trạng thái rừng của Việt Nam, khả năng ứng dụng hàm toán học trong phân chia trạng thái rừng. Phân loại rừng theo Thông tƣ số 34/2009/TT-BNNPTNT [30] về những quy định tiêu chí xác định và phân loại rừng. Đây là văn bản quy định về hệ thống phân loại rừng nhằm phục vụ cho công tác điều tra, kiểm kê, thống kê rừng; quy hoạch bảo vệ phát triển rừng, quản lý tài nguyên rừng và xây dựng các chƣơng trình, dự án lâm nghiệp. Thông tƣ này, ngoài việc quy định những tiêu chí xác định rừng, phần trọng tâm của văn bản là những quy định về phân loại rừng đƣợc dựa trên những căn cứ khác nhau. Cụ thể: (1) Phân loại rừng theo mục đích sử dụng; (2) Phân loại rừng theo nguồn gốc hình thành; (3) Phân loại rừng theo điều kiện lập địa; (4) Phân loại rừng theo loài cây; (5) Phân loại rừng theo trữ lượng. Phân loại rừng theo Thông tƣ 34/2009/TT-BNN cho thấy đƣợc những cố gắng có thể lƣợng hóa đƣợc từng tiêu chí, chỉ số trong từng loại rừng. Ƣu điểm này phục vụ rất tốt cho công tác theo dõi diễn biến tài nguyên rừng và phần nào đáp ứng đƣợc những đòi hỏi từ thực tiễn sản xuất lâm nghiệp hiện nay. 1.2.2. Nghiên cứu về cấu trúc rừng Trong vòng vài chục 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. Thái Văn PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
9 Trừng (1963), Trần Ngũ Phƣơng (1970) cũng đã nghiên cứu cấu trúc sinh thái để làm căn cứ phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam. Khi nghiên cứu kiểu rừng kín thƣờng xanh mƣa ẩm nhiệt đới ở nƣớc ta Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978) (Theo Phùng Ngọc Lan, 1986) [20] đã đƣa ra mô hình cấu trúc tầng nhƣ: tầng vƣợt tán (A1), tầng ƣu thế sinh thái (A2), tầng dƣới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C). Trần Ngũ Phƣơng (1970) [23] đã chỉ ra những đặc điểm cấu trúc của các thảm thực vật rừng miền Bắc Việt Nam trên cơ sở kết quả điều tra tổng quát về tình hình rừng miền Bắc Việt Nam từ 1961 đến 1965. Nhân tố cấu trúc đầu tiên đƣợc nghiên cứu là tổ thành và thông qua đó một số quy luật phát triển của các hệ sinh thái rừng đƣợc phát hiện và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất. Nguyễn Văn Trƣơng (1983) [32] khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài đã xem xét sự phân tầng theo hƣớng định lƣợng, phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới. Từ những kết quả nghiên cứu của các tác giả đi trƣớc, Vũ Đình Phƣơng (1987) [25] đã nhận định, việc xác định tầng thứ của rừng lá rộng thƣờng xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhƣng chỉ trong trƣờng hợp rừng có sự phân tầng rõ rệt có nghĩa là khi rừng đã phát triển ổn định mới sử dụng phƣơng pháp định lƣợng để xác định giới hạn của các tầng cây. Đào Công Khanh (1996) [19] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng lá rộng thƣờng xanh ở Hƣơng Sơn, Hà Tĩnh làm cơ sở đề xuất một số biện pháp lâm sinh phục vụ khai thác và nuôi dƣỡng rừng. Đinh Văn Đề (2010), nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên ở Lâm trƣờng Con Cuông tỉnh Nghệ An. Vũ Đình Phƣơng, Đào Công Khanh (2001) [41] thử nghiệm phƣơng pháp nghiên cứu một số quy luật cấu trúc, sinh trƣởng phục vụ điều chế rừng lá rộng, hỗn loại thƣờng xanh ở Kon Hà Nừng - Gia Lai cho rằng đa số loài cây có cấu trúc đƣờng kính và chiều cao giống với cấu trúc tƣơng ứng của lâm phần, đồng thời cấu trúc của loài cũng có những biến động. Nguyễn Trọng Bình (2014) [1], đã nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và tính đa dạng sinh học kiểu rừng kín thƣờng xanh hỗn giao cây lá rộng, cây lá kim tại Vƣờn quốc gia Bidoup - Núi Bà, kết quả đã xác định đƣợc một số đặc điểm cấu trúc PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
10 tổ thành, cấu trúc mật độ, độ tàn che; phân bố số loài theo đai cao; chỉ số đa dạng Shannon - Weiner, Simpson; quy luật phân bố số cây theo cấp đƣờng kính và theo cấp chiều cao và một số đặc điểm tái sinh tự nhiên của lâm phần,… 1.2.2.1. Cấu trúc tổ thành Đây là nhân tố ảnh hƣởng quyết định đến cấu trúc sinh thái và hình thái khác của rừng. Tổ thành rừng là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá mức độ đa dạng sinh học, tính ổn định, tính bền vững của hệ sinh thái rừng. Rất nhiều công trình khoa học của nhiều tác giả đã tập trung vào các đặc điểm cấu trúc của các kiểu rừng tự nhiên nhằm phục vụ việc bảo tồn, phát triển và kinh doanh lâu dài. Trần Ngũ Phƣơng (2000) [24] đã đề cập tới một hệ thống phân loại trong đó rất chú trọng tới việc nghiên cứu quy luật diễn thế tái sinh. Trần Ngũ Phƣơng và cộng tác viên (1970) [23] công bố kết quả “Bƣớc đầu nghiên cứu rừng miền Bắc Việt Nam” trên cơ sở nghiên cứu và phân tích các nhân tố sinh thái phát sinh cũng nhƣ vùng địa lý khác nhau, tác giả cũng đi đến kết luận và phân tích các kiểu rừng ở miền Bắc Việt Nam cũng nhƣ rừng ở Việt Nam nói chung. Bảo Huy (1993), Đào Công Khanh (1996) [19] khi nghiên cứu tổ thành loài cây đối với rừng tự nhiên ở Đắc Lăk và Hƣơng Sơn - Hà Tĩnh đều xác định: Tỷ lệ tổ thành của các nhóm loài cây mục đích, nhóm loài cây hỗ trợ và nhóm loài cây phi mục đích cụ thể, từ đó đề xuất biện pháp khai thác thích hợp cho từng đối tƣợng theo hƣớng điều chỉnh tổ thành hợp lý. Lê Sáu (1996) [29], Trần Cẩm Tú (1998) [33] khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ở Kon Hà Nừng - Tây Nguyên và Hƣơng Sơn - Hà Tĩnh đã xác định danh mục các loài cây cụ thể theo cấp tổ thành và các tác giả đều kết luận sự phân bố của số loài cây theo cấp tổ thành tuân theo luật phân bố giảm. Nguyễn Mạnh Tuyên (2009) [36] khi nghiên cứu cấu trúc tổ thành tầng cây cao của rừng đặc dụng tại Hƣơng Sơn, Mỹ Đức, Hà Nội cho thấy số loài ghi đƣợc là 79 loài trong đó trạng thái rừng IIIA1 có số lƣợng loài là 55 loài, trạng thái rừng IIB có số lƣợng loài là 40 loài. Hầu hết các cây tham gia vào công thức tổ thành cả 2 trạng thái trên chủ yếu là cây gỗ tạp và loài cây tiên phong ƣa sáng mọc nhanh. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma