Luận văn Thạc sĩ Lâm học: Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang

Chia sẻ: Tri Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

Thêm vào BST

Báo xấu

16
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu nhằm 2 mục tiêu xác định được một số đặc điểm cấu trúc tầng cây cao và cây tái sinh của các trạng thái rừng tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang; đề xuất được một số biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Lâm học: Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------------------- VŨ MẠNH CƯỜNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA CÁC TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN TẠI TỈNH TUYÊN QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC THÁI NGUYÊN, 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ---------------------- VŨ MẠNH CƯỜNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA CÁC TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN TẠI TỈNH TUYÊN QUANG Chuyên ngành: Lâm học Mã số ngành: 8620201 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Hoàng Văn Thắng 2. TS. Nguyễn Thanh Tiến THÁI NGUYÊN, 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang là công trình nghiên cứu nghiêm túc của bản thân tôi, công trình được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Hoàng Văn Thắng và TS. Nguyễn Thanh Tiến trong thời gian từ năm 2017 đến 2019. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, ngày 10 tháng 9 năm 2019 Tác giả Vũ Mạnh Cường Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
ii LỜI CẢM ƠN Luận văn này được hoàn thành tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên theo chương trình đào tạo Cao học lâm nghiệp từ năm 2017 - 2019. Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ tận tình đầy trách nhiệm của các thầy cô giáo hướng dẫn khoa học Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban Quản lý rừng Đặc dụng, hạt kiểm lâm huyện Sơn Dương và Lâm Bình, tỉnh Tuyên Quang đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và thu thập số liệu ngoại nghiệp. Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới thầy giáo TS. Hoàng Văn Thắng, TS. Nguyễn Thanh Tiến đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Tác giả cũng đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của Ban giám hiệu, Phòng quản lý Đào tạo sau đại học, các thầy giáo, cô giáo Khoa Lâm Nghiệp - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Nhân dịp này, tác giả xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quý báu đó. Do thời gian và trình độ còn hạn chế, nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự nhận xét, đóng góp ý kiến của các nhà khoa học, các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn Thái Nguyên, ngày 10 tháng 9 năm 2019 Tác giả Vũ Mạnh Cường Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN............................................................................................................................. ii MỤC LỤC .................................................................................................................................iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU .................................................................... v DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................................ vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ ........................................................................................................... vii DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................................ vii MỞ ĐẦU .................................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết ......................................................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................................... 2 2.1. Mục tiêu chung .................................................................................................................... 2 2.2. Mục tiêu cụ thể .................................................................................................................... 2 3. Ý nghĩa của đề tài ................................................................................................................... 2 3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài ................................................................................................ 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ................................................................................................. 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................................ 4 1.1. Trên thế giới ........................................................................................................................ 4 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc tổ thành ....................................................................................... 4 1.1.2. Nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ ....................................................................................... 5 1.1.3. Nghiên cứu về cấu trúc mật độ ......................................................................................... 7 1.1.4. Nghiên cứu phân bố số cây theo đường kính và chiều cao .............................................. 8 1.1.5. Nghiên cứu về tái sinh rừng............................................................................................ 10 1.2. Các nghiên cứu ở trong nước............................................................................................. 14 1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc tổ thành ...................................................................................... 14 1.2.2 Về nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ ................................................................................. 16 1.2.3. Nghiên cứu về cấu trúc mật độ ....................................................................................... 17 1.2.4. Nghiên cứu định lượng mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc ..................................... 18 1.2.5. Nghiên cứu về tái sinh rừng............................................................................................ 19 1.3. Nhận xét chung .................................................................................................................. 22 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU25 2.1. Đối tượng và giới hạn nghiên cứu ..................................................................................... 25 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................................... 25 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
iv 2.1.2. Giới hạn nghiên cứu ....................................................................................................... 25 2.2. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................................... 25 2.2.1. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao ................................................................... 25 2.2.2. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh ............................................................. 25 2.2.3. Đề xuất các biện pháp tác động phù hợp ........................................................................ 26 2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................... 26 2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu ......................................................................................... 26 2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................................................. 29 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................................. 33 3.1. Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao ......................................................................................... 33 3.1.1. Cấu trúc mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng của lâm phần ............................................. 33 3.1.2. Cấu trúc tổ thành loài ...................................................................................................... 38 3.1.3. Cấu trúc tầng thứ ............................................................................................................. 42 3.1.4. Cấu trúc N/D, N/H .......................................................................................................... 45 3.2. Đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh ................................................................................... 53 3.2.1. Mật độ cây tái sinh .......................................................................................................... 53 3.2.2. Tổ thành cây tái sinh ....................................................................................................... 55 3.2.3. Phân bố cấp chiều cao cây tái sinh .................................................................................. 58 3.2.4. Kiểu phân bố tầng cây tái sinh ........................................................................................ 60 3.3.Đề xuất các biện pháp lâm sinh tác động phù hợp ............................................................. 61 3.3.1. Đề xuất biện pháp lâm sinh đối với tầng cây cao............................................................ 62 3.3.2. Đề xuất biện pháp lâm sinh đối với tầng cây tái sinh ..................................................... 63 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................... 65 4.1. Kết luận ............................................................................................................................. 65 4.2. Tồn tại ................................................................................................................................ 66 4.3. Kiến nghị ........................................................................................................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 68 PHỤ LỤC ................................................................................................................................. 70 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Từ viết tắt Giải nghĩa D1.3 Đường kính thân cây ở vị trí chiều cao 1,3 m Dt Đường kính tán Hvn Chiều cao vút ngọn IV% Chỉ số mức độ quan trọng của loài LK Loài khác N% Hệ số tổ thành loài theo số cây N/ha Mật độ cây trên đơn vị diện tích 1 ha OTC Ô tiêu chuẩn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang Mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng của ba trạng thái Bảng 3.1 32 rừng Phẩm chất cây trong các trạng thái rừng ở khu vực Bảng 3.2 34 nghiên cứu Tổ thành loài tầng cây gỗ trong các ô tiêu chuẩn của các Bảng 3.3 38 trạng thái rừng phục hồi trong khu vực nghiên cứu Phân bố cấu trúc tầng cây cao của các trạng thái rừng ở Bảng 3.4 41 khu vực nghiên cứu Kết quả mô phỏng phân bố N/D1.3 của các trạng thái Bảng 3.5 44 rừng ở khu vực nghiên cứu Kiểm tra quy luật phân bổ N/Hvn của 3 trạng thái rừng Bảng 3.6 48 tự nhiên khu vực nghiên cứu Kiểu phân bố của tầng cây của các trạng thái rừng trong Bảng 3.7 49 khu vực nghiên cứu Mật độ và một số chỉ tiêu sinh trưởng của tầng cây tái Bảng 3.8 sinh trong các trạng thái rừng tự nhiên ở khu vực 52 nghiên cứu Tổ thành tầng cây tái sinh trong các trạng thái rừng tự Bảng 3.9 53 nhiên ở khu vực nghiên cứu Phân cấp cây tái sinh theo cấp chiều cao của các trạng Bảng 3.10 56 thái rừng Kiểu phân bố trên mặt đất của tầng cây tái sinh trong Bảng 3.11 58 các trạng thái rừng ở khu vực nghiên cứu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
vii DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ Tên biểu đồ Trang Biểu đồ 3.1 Trữ lượng các ô tiêu chuẩn của 3 trạng thái rừng 34 Tỷ lệ phẩm chất loại A của tầng cây cao các OTC của 3 Biểu đồ 3.2 35 trạng thái Tỷ lệ phẩm chất loại B của tầng cây cao các OTC của 3 Biểu đồ 3.3 35 trạng thái Tỷ lệ phẩm chất loại C của tầng cây cao các OTC của 3 Biểu đồ 3.4 36 trạng thái Phân bố N/D1.3 theo hàm khoảng cách trạng thái IIB tại Biểu đồ 3.5 khu vực nghiên cứu 45 Phân bố N/D1.3 theo hàm khoảng cách trạng thái IIIA2 tại Biểu đồ 3.6 khu vực nghiên cứu 45 Phân bố N/D1.3 theo hàm khoảng cách trạng thái IIIB tại Biểu đồ 3.7 khu vực nghiên cứu 46 Phân bố thực nghiệm phân bố số cây theo cỡ chiều cao Biểu đồ 3.8 47 (N/Hvn) Phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm N/Hvn trạng Biểu đồ 3.9 48 thái IIB Biểu đồ Phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm N/Hvn trạng 48 3.10 thái IIIA2 Biểu đồ Phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm N/Hvn trạng 49 3.11 thái IIIB DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên hình Trang Rừng phục hồi sau khai thác kiệt (IIB) tại khu vực nghiên Hình 3.1 36 cứu Rừng phục hồi sau khai thác chọn (IIIA2) tại khu vực Hình 3.2 36 nghiên cứu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
viii Rừng phục hồi sau khai thác chọn (IIIB) tại khu vực Hình 3.3 37 nghiên cứu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết Sinh thời Chủ tịch Hồ Chí Minh đã viết “Rừng là vàng nếu chúng ta biết bảo vệ, xây dựng thì rừng rất quý”. Từ xa xưa, loài người sinh ra đã tìm cách dựa vào rừng để sinh sống và biết khai thác, sử dụng rừng để sinh sống, phát triển. Điều này cho thấy, rừng có vai trò rất to lớn đối với con người thông qua việc cung cấp nguồn gỗ, củi, điều hoà khí hậu, tạo ra oxy, điều hoà nước, chống xói mòn, rửa trôi... Mất rừng gây ra hậu quả nghiêm trọng, diện tích đất trống đồi núi trọc tăng lên là nguyên nhân gây ra hiện tượng xói mòn, rửa trôi, lũ lụt, hạn hán, mất diện tích canh tác và giảm đi sự đa dạng sinh học. Theo số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, tính đến ngày 31/12/2018 tổng diện tích rừng của nước ta còn khoảng 14.491.295 ha, trong đó rừng tự nhiên có 10.255.525 ha chiếm 70,77%, rừng trồng là 4.235.770 ha chiếm khoảng 29,23% và có độ che phủ đạt 41,65% (Quyết định số 911/QĐ- BNN-TCLN ngày 19/3/2019 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn). Điều này cho thấy diện tích rừng tự nhiên của nước ta chiếm tương đối lớn trong tổng diện tích rừng hiện có. Tuyên Quang là một trong các tỉnh có diện tích rừng tương đối lớn, tính đến 31/12/2018 tổng diện tích rừng hiện có của Tuyên Quang là 422.473ha, trong đó diện tích rừng tự nhiên là 233.205ha, chiếm 55,2% tổng diện tích rừng (Quyết định số 911/QĐ-BNN-TCLN ngày 19/3/2019 của Bộ trưởng Bộ NN&PTNT). Tuy nhiên hầu hết, rừng tự nhiên hiện có ở Tuyên Quang hiện nay đều đã bị tác động, thông qua khai thác chọn để lấy gỗ về làm nhà, làm chất đốt hoặc khai thác để làm nương rẫy,… Một số trạng thái rừng tự nhiên trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang do bị khai thác trong thời gian dài nên đã làm ảnh hưởng đến cấu trúc, năng suất và chất lượng rừng. Do đó việc nghiên cứu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
2 đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên (được phân chia theo hệ thống phân loại của Loeschao, 1960 và được bổ sung bởi Viện Điều tra quy hoạch rừng) trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang nhằm xác định được các đặc điểm cấu trúc, làm cơ sở đề xuất các giải pháp phục hồi các trạng thái rừng này là rất cần thiết. Tuy nhiên, đến nay các nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên ở một số huyện trên địa bàn tỉnh còn chưa được quan tâm, đặc biệt là các trạng thái rừng tự nhiên ở hai huyện Sơn Dương và Lâm Bình. Vì vậy, đề tài luận văn “Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang” được thực hiện có lý nghĩa về mặt lý luận và thực tiễn, góp phần quản lý bền vững các hệ sinh thái rừng trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang. 2. Mục tiêu nghiên cứu 2.1. Mục tiêu chung Xác định được một số cơ sở khoa học về cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên, làm cơ sở cho việc quản lý bền vững rừng tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang. 2.2. Mục tiêu cụ thể - Xác định được một số đặc điểm cấu trúc tầng cây cao và cây tái sinh của các trạng thái rừng tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang. - Đề xuất được một số biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp. 3. Ý nghĩa của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài Kết quả thực hiện luận văn bổ sung thêm cơ sở khoa học và thông tin về đặc điểm cấu trúc rừng của một số trạng thái điển hình ở 2 huyện Lâm Bình Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
3 và Sơn Dương tỉnh Tuyên Quang. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Kết quả nghiên cứu của đề tài đề xuất sẽ xác định được một số đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên hiện có ở khu vực nghiên cứu và đề xuất được các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp nhằm nâng cao giá trị, chất lượng rừng, hiệu quả quản lý bền vững tài nguyên rừng tại khu vực nghiên cứu. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc tổ thành Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và theo thời gian. Cấu trúc rừng là hình thức thể hiện bên ngoài của những mối quan hệ qua lại bên trong giữa thực vật rừng với nhau và giữa chúng với môi trường sống, từ đó có thể hiểu được mối quan hệ sinh thái bên trong quần xã, làm cơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp. Cấu trúc tổ thành rừng cho biết rõ thành phần các loài cây, số lượng các loài cây, tiết diện ngang của các loài cây nhưng không chỉ ra được cấu trúc tầng thứ, cấu trúc tuổi của các loài cây trong lâm phần. Sự phong phú của hệ thực vật rừng mưa nhiệt đới được nhiều nhà khoa học ghi nhận. Theo Richards P.W (1952), trong rừng mưa nhiệt đới, trên mỗi ha hiếm khi thấy ít hơn 40 loài cây gỗ, mà có trường hợp còn đến trên 100 loài. Baur G.N (1962), khi nghiên cứu rừng mưa ở khu vực gần Belem trên sông Amazon, trên một ô tiêu chuẩn diện tích khoảng 2 ha đã thống kê được 36 họ thực vật và trên ô tiêu chuẩn diện tích hơn 4 ha ở phía bắc New South Wales cũng đã ghi nhận được sự hiện diện của 31 họ chưa kể cây leo, cây than cỏ và thực vật phụ sinh. Theo Catinot. R (1965) thì trong rừng ẩm nhiệt đới châu Phi có đến vài tram loài thực vật; và trong tổ thành thực vật rừng ẩm nhiệt đới ở Đông Nam Á thường có một nhóm loài ưu thế là nhóm họ Dầu, chiếm đến 50% quần thụ. Nghiên cứu cấu trúc tổ thành rừng thông qua việc biểu diễn các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
5 các khái niệm dạng sống, tầng phiến…. Nghiên cứu của Joost E. Duivenvoorden (1995) tại vùng Amazon thuộc Colombia cho thấy, trong 95 ô tiêu chuẩn, với diện tích 0,1 ha, phân bố ở các vị trí địa hình khác nhau có 1077 loài với đường kính ngang ngực (DBH) ≥ 10 cm. Các loài này thuộc 271 giống của 60 họ, trong đó các họ Leguminosae và họ Sapotaceae có nhiều loài có giá trị nhất. Khi nghiên cứu cấu trúc tổ thành loài rừng tự nhiên nhiệt đới thành thục (về sinh thái), Evans, J. (1984) xác định, có tới 70-100 loài cây gỗ trên 1ha, nhưng hiếm có loài nào chiếm hơn 10% tổ thành loài (dẫn theo Ngô Út, 2010). Theo Tolmachop A.L. (1974) ở vùng nhiệt đới thành phần thực vật rất đa dạng thể hiện ở chỗ rất ít họ chiếm tỷ lệ 10% tổng số loài của hệ thực vật đó và tổng tỷ lệ phần trăm của 10 họ có số loài lớn nhất chỉ đạt 40-50% tổng số loài (dẫn theo Viện Điều tra quy hoạch rừng, 2006). Trong rừng hỗn giao, nhiều loài cây gỗ lớn phân bố theo tỷ lệ khá cân bằng. Tuy nhiên, phần lớn trong một quần thụ thường có 1-2 loài chiếm ưu thế. Schimper (1935) khi nghiên cứu rừng vùng Bắc Mỹ cho thấy có 25-30 loài thực vật thuộc nhóm cây cho gỗ lớn (dẫn theo Ngô Út, 2010). Laura Klappenbach (2001) cho rằng thành phần loài cây liên quan đến các loại rừng, một số khu rừng chứa đựng hàng trăm loài cây, trong khi đó một số khu rừng chỉ có một ít loài. Rừng luôn luôn biến đổi và phát triển thông qua một chuỗi diễn thế, trong thời gian đó thành phần loài cây trong các khu rừng có sự thay đổi. 1.1.2. Nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ Hiện tượng phân tầng là một đặc trưng quan trọng của rừng nhiệt đới. Một trong những cơ sở định lượng để phân chia tầng là quy luật phân bố số Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
6 cây theo cấp chiều cao. Đã có một số tác giả đề xuất các phương pháp nghiên cứu tầng thứ của rừng nhiệt đới, điển hình như phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do David và P.W. Richards (1933-1934) đề xướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guyan, đây là phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng thứ của rừng. Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là chỉ minh họa được cách sắp xếp theo hướng 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 đưa lại một hình tượng về không gian ba chiều. Tuy nhiên, do tính chất phức tạp của nó nên nhiều tác giả có ý kiến không thống nhất nhau trong cách phân chia tầng thứ. Chevalier (1917), Mildraed (1922) đã ngụ ý rằng mọi phương pháp dựa vào chiều cao của cây để phân rừng thành tầng đều có tính chất tùy tiện và các “tầng” đó không có một thực tế khách quan. Booberg (1932) đã lập đồ thị chiều cao của tất cả các cây gỗ đo được trong các “khu rừng bảo vệ” ở Java, và đi đến kết luận là không thể nhận ra có mấy tầng cây như các tác giả khác đã mô tả. Ngược lại, nhiều tác giả khác cho rằng rừng mưa thường có từ ba đến năm tầng: Brown (1919) khi nghiên cứu rừng cây họ Dầu tại Phillippin, đã cho biết là các cây gỗ lớn sắp xếp thành ba tầng khá rõ. Richards P.W (1936) cho biết trong rừng cây họ Dầu hỗn loài nguyên sinh ở núi Dulit tại Borneo có 3 tầng cây gỗ nhưng tầng A phân biệt rõ ràng còn tầng B và C khó xác định rõ ranh giới, ngoài ra còn có một tầng cây bụi và tầng thực vật mặt đất; năm 1939 ông cũng phân rừng hỗn loài nguyên sinh ở Nigeria thành năm tầng với ba tầng cây gỗ. Vaughan và Weihe (1941) nhận thấy rằng trong rừng cực đỉnh tại Moritiut sự phân tầng là có thực và Bear (1946) cũng mô tả sự phân tầng rõ rệt trong rừng Trinidad, với ba tầng cây gỗ và tầng cây bụi, tầng mặt đất (dẫn theo Richards P.W (1952)). Ngoài ra, khi liệt kê các nghiên cứu về cấu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
7 trúc hình thái rừng nhiệt đới còn phải kể đến các tác giả như Catinot.R (1965), Plaudy.J (1978), đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng phẫu diện đồ ngang và đứng. Kraft (1884), lần đầu tiên đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp của Kraft là: khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng của cây rừng trồng. Theo phân cấp Kraft, cây rừng được chia làm hai nhóm: nhóm cây thống trị và nhóm cây bị chèn ép, tiếp đó ông phân chia cây rừng thành năm cấp dựa vào tình hình sinh trưởng của chúng. Việc phân cấp cây rừng cho rừng hỗn loài nhiệt đới tự nhiên là một vấn đề phức tạp, cho đến nay vẫn chưa có tác giả nào đưa ra được phương án phân cấp cây rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiên mà được chấp nhận rộng rãi. Dawkins (1958) cũng phân cây rừng tự nhiên thành 5 cấp dựa vào mức độ tán cây nhận được ánh sáng khác nhau. Hệ thống Dawkins tuy mang nặng tính chủ quan, nhưng rất có giá trị để nghiên cứu quan hệ giữa mức độ thu nhận ánh sáng của cây và sinh trưởng của nó. Như vậy, nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ của các tác giả trên mới chỉ đưa ra nhận xét mang tính định tính. Việc phân chia tầng thứ dựa vào cấp chiều cao mang tính cơ giới, những phân cấp đó mới chỉ thể hiện được cấu trúc đứng của rừng mà chưa phản ánh được các mối quan hệ của các nhân tố điều tra rừng, nên phần nào chưa phản ánh đúng tính phức tạp của cấu trúc rừng nhiệt đới. Tóm lại, sự phân tầng trong rừng mưa nhiệt đới mặc dù có các ý kiến trái ngược, nhưng sự phân tầng rõ rệt trong rừng mưa nhiệt đới đã được nhiều nhà khoa học xác nhận. 1.1.3. Nghiên cứu về cấu trúc mật độ Theo Richards P.W (1952), trong rừng mưa nhiệt đới ở Nam Mỹ và châu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
8 Phi, mật độ lâm phần (cây có đường kính ngang ngực từ 10 cm trở lên) biến động từ 390-1710 cây/ha, trong đó mật độ của những cây có đường kính từ 41 cm trở lên khoảng 39-60 cây/ha. Baur G.N (1962), cũng cho biết: trong rừng mưa nguyên sinh ở Mã Lai trên diện tích một ha có khoảng 550 cây có đường kính từ 10 cm trở lên, trong đó những cây có đường kính trên 48 cm từ 42-65 cây/ha. Về mật độ tối ưu lâm phần, H. Thomasius (1972) đã xây dựng lý thuyết khoảng sống và hằng số không gian sinh trưởng liên quan tới chiều cao, mật độ và tuổi. Kairukstis (1980) xác định mật độ tối ưu lâm phần theo diện tích tán lá và mức độ che phủ. Chiabera (1982) mô hình hóa mật độ tối ưu theo tuổi trên cơ sở lấy mật độ tại tuổi 100 làm gốc (dẫn theo Nguyễn Ngọc Lung). Nhưng các phương pháp này chỉ thích hợp cho nghiên cứu rừng thuần loài đều tuổi. Đối với rừng hỗn loài khác tuổi, việc xác định tuổi lâm phần rất khó khăn, cho nên khó áp dụng đối với rừng nhiệt đới hỗn loài khác tuổi. 1.1.4. Nghiên cứu phân bố số cây theo đường kính và chiều cao Các nghiên cứu cấu trúc rừng trong các thập niên gần đây có xu hướng chuyển dần từ mô tả định tính sang định lượng 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 tạo nên cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả nghiên cứu. Để biểu thị tính đa dạng về loài, một số tác giả đã xây dựng công thức xác định tỷ số đa dạng về loài. Một số tác giả đã xây dựng các công thức xác định chỉ số đa dạng loài như Simpson (1949), Marglef (1958), Menhinik (1964),….. và để đánh giá mức độ phân tán hay tập trung của các loài, đặc biệt là lớp thảm tươi, Drule đã đưa ra khái niệm độ nhiều và cách xác định. Về cấu trúc không gian và thời gian của rừng đã được các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều, B.Rollet (1971) đã biểu diễn các quan hệ chiều cao – đường kính ngang ngực, đường kính tán – đường kính ngang ngực bằng các Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
9 hàm hồi quy; Phân bố đường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng các phân bố xác suất. Balley (1973) mô hình hóa cấu trúc đường kính thân cây Thông với phân bố số cây theo cỡ kính (N-D) bằng hàm Weibull. Lacheux (1955) đề xuất một dạng phương trình Log chuẩn để biểu thị quy luật phân bố số cây theo đường kính, nghĩa là biểu diễn phân bố số cây theo Log của đường kính sẽ có một đường cong hình chuông. Lochtch (1967) đã kiến nghị, nếu lấy đường kính làm hoành độ và log N là tung độ sẽ có 3 dạng: - Dạng đường cong giảm đều tương ứng với hàm Mayer - Dạng đường cong hơi lồi về phía trên thích ứng với số liệu điều tra trên diện rộng (một tỉnh, toàn quốc). - Dạng đường cong lõm về phía trên như dạng Dawkins đã đề xuất năm 1958. Pierlot (1966) đã nhận thấy rằng việc nắn đường thực nghiệm bằng phương trình mũ sẽ mất đi những sai số ở những cỡ kính nhỏ và khuyến cáo nên dung hàm Hyperbol để nắn đường thực nghiệm là tốt hơn cả. J. LF Batista và H.T.Z Docouto (1990) của trường đại học Saopaulo- Brazil trong khi nghiên cứu cấu trúc rừng ở Marahoo – Brazil đã dùng hàm Weibull để nắn phân bố phần tram số cây theo cỡ kính đã có nhận xét là hàm Weibull mô phỏng rất tốt phân bố này. Khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng thường dựa vào phân bố số cây theo chiều cao. Phương pháp kinh điển để nghiên cứu cấu trúc đứng của rừng tự nhiên là vẽ các phẫu diện đồ đứng với các kích thước khác nhau tùy theo mục đích nghiên cứu. Các phẫn đồ đứng mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng. Phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng mà điển hình là các công trình của các tác Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
10 giả P.W. Richards (1952) hay của Roller (1974). Nghiên cứu quy luật tương quan giữa chiều cao với đường kính thân cây được rất nhiều tác giả quan tâm. Tiurin D.V (1927) đã phát hiện ra quy luật cấp sinh trưởng giảm khi tuổi lâm phần tăng lên, dẫn đến tỷ lệ H/D tăng theo tuổi. Do đó đường cong quan hệ giữa H và D có thể thay đổi dạng và luôn dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên. Prodan (1965) và Dittmar.O cho rằng độ dốc đường cong chiều cao có chiều hướng giảm dần khi tuổi tăng lên. Curtis. R.O (1967) đã mô phỏng quan hệ chiều cao với đường kính và tuổi theo dạng phương trình: Logh = d+b1/d+b2/A+b3/dA Nhìn chung các tác giả trên thế giới khi nghiên cứu về cấu trúc vẫn tập trung nhiều vào nghiên cứu phân bố số cây theo cỡ kính. Các nghiên cứu đã áp dụng nhiều hàm toán học để mô phỏng tương quan. Tuy nhiên việc sử dụng các hàm toán học không thể phản ánh hết được những mối quan hệ sinh thái giữa các cây rừng với nhau và giữa chúng với hoàn cảnh xung quanh. Việc tìm một hàm toán học nào đó phù hợp tuyệt đối cho các quy luật của rừng tự nhiên nhiệt đới là rất khó. 1.1.5. Nghiên cứu về tái sinh rừng Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc 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: dưới tán rừng, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy. Vai trò lịch sử của lớp cây non này là thay thế thế hệ cây già cỗi. Vì vậy tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn