Tình Hình Nghiên Cứu Cấu Trúc Rừng Ở Việt Nam

tại và phát triển. Còn phân bố số cây theo cấp chiều cao, rừng tự nhiên thường có quy luật nhiều đỉnh do có nhiều thế hệ cùng tồn tại và đặc tính di truyền của một số loài cây rừng chỉ lớn đến một kích cỡ nhất định nào đó sẽ không lớn nữa. Đồng thời, việc phân bố nhiều đỉnh cũng là kết quả của việc khai thác chọn không đúng quy tắc để lại.

1.1.2.2. Nghiên cứu về khả năng tái sinh

Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố. Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây con và tầng cây gỗ đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (P.W Richards, 1952;

G.N Baur, 1964). Do tính phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó 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 định.

Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng tự nhiên vô cùng phức tạp và còn ít được quan tâm nghiên cứu. Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng ít nhiều đã bị biến đổi J. Van Steenis (1965) đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là tái sinh phân tán liên tục của các loài cây chịu bóng và tái sinh vệt của các loài cây ưa sáng.

G. N. Baur (1964) đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng nói riêng, trong đó đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Từ đó tác giả đưa ra các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh cải thiện rừng.

Về phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927) với diện tích ô đo đếm thông thường từ 1 đến 4 m2. Diện tích ô đo đếm nhỏ nên thuận lợi trong điều tra nhưng số lượng ô phải đủ lớn mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng. Để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1950) đã đề nghị một phương

pháp “ điều tra chẩn đoán ” mà theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau.

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 65 trang tài liệu này.

Các công trình nghiên cứu về phân bố tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới đáng chú ý là công trình nghiên cứu của P.W. Richards (1952) , Bernard Rollet (1974) tổng kết các kết quả nghiên cứu về phân bố số cây tái sinh tự nhiên đã nhận xét: Trong các ô có kích thước nhỏ (1 m x 1 m; 1 m x 1,5 m) cây tái sinh tự nhiên có dạng phân bố cụm, một số ít có phân bố Poisson. Ở Châu Phi trên cơ sở các số liệu thu thập Tayloer (1954), Barnard (1955) xác định số lượng cây tái sinh trong rừng nhiệt đới thiếu hụt cần thiết phải bổ sung bằng trồng rừng nhân tạo. Ngược lại, các tác giả nghiên cứu về tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới Châu Á như Budowski (1956), Bava (1954), Atinot (1965) lại nhận định dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ số lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, do vậy các biện pháp lâm sinh đề ra cần thiết để bảo vệ và phát triển cây tái sinh có sẵn dưới tán rừng (dẫn theo Nguyễn Duy Chuyên, 1995).

Tác Lamprecht.H (1989) căn cứ vào nhu cầu ánh sáng của các loài cây trong suốt quá trình sinh sống để phân chia cây rừng nhiệt đới thành các nhóm cây ưa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng. Các tác giả nghiên cứu rừng tự nhiên vùng nhiệt đới sau đó đã vận dụng phương pháp này và mở rộng thêm những chỉ tiêu định lượng mới cho phân tích cấu trúc rừng tự nhiên như Kammesheidt (1994).

Odum E. P (1971) nghi ngờ sự phân tầng rừng rậm nơi có độ cao dưới 600m ở Puecto Rico và cho rằng không có sự tập trung khối tán ở một tầng riêng biệt nào cả.

Trong nghiên cứu tái sinh rừng người ta nhận thấy rằng tầng cỏ và cây bụi qua thu nhận ánh sáng, độ ẩm và các nguyên tố dinh dưỡng khoáng của tầng đất mặt đã ảnh hưởng xấu đến cây con tái sinh của các loài cây gỗ. Những quần thụ kín tán, đất khô và nghèo dinh dưỡng khoáng do đó thảm cỏ và cây bụi sinh trưởng kém nên ảnh hưởng của nó đến các cây gỗ tái sinh không đáng kể. Ngược

lại, những lâm phần thưa, rừng đã qua khai thác thì thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh mẽ. Trong điều kiện này chúng là nhân tố gây trở ngại rất lớn cho tái sinh rừng (Xannikov, 1967; Vipper, 1973) (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2002).

Tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy được một số tác giả nghiên cứu. Saldarriaga (1991) nghiên cứu tại rừng nhiệt đới ở Colombia và Venezuela nhận xét: Sau khi bỏ hoá, số lượng loài thực vật tăng dần từ ban đầu đến rừng thành thục. Thành phần của các loài cây trưởng thành phụ thuộc vào tỷ lệ các loài nguyên thuỷ mà nó được sống sót từ thời gian đầu của quá trình tái sinh, thời gian phục hồi khác nhau phụ thuộc vào mức độ, tần số canh tác của khu vực đó.

Tóm lại, cây rừng thường tái sinh khi gặp điều kiện thuận lợi của các yếu tố môi trường, hạt có khả năng nảy mần khi đủ điều kiện ánh sáng, hạt tiếp đất…

Nắm bắt, hiểu rò và vận dụng những hiểu biết về quy luật tái sinh là để xây dựng các biện pháp lâm sinh nhằm quản lý tài nguyên rừng bền vững.

1.2. Tình hình nghiên cứu cấu trúc rừng ở Việt Nam

Rừng hỗn loại lá rộng ở nước ta vốn là nơi sinh sản ra nhiều thứ gỗ, lâm sản, đặc sản nổi tiếng quý giá, đặc hữu của thiên nhiên Việt Nam. Nguồn tài nguyên ấy có giá trị lớn lao về môi sinh, góp phần làm nên sự giàu đẹp của đất nước. Do đó, ở Việt Nam vấn đề nghiên cứu đặc điểm cấu trúc về rừng đã được các tác giả quan tâm từ đầu thế kỷ 20.

1.2.1. Nghiên cứu phân bố cây rừng

Thảm thực rừng Việt Nam cũng hội tụ các luồng di cư thực vật từ nhiều hướng. Từ hướng Nam lên có luồng các nhân tố Malaysia-Indonesia. Luồng di cư từ phía Bắc xuống là luồng các nhân tố Vân Nam - Qúy Châu, hướng Tây và Tây Nam là luồng các yếu tố ấn Độ - Miến Điện. Trên nền tảng quan điểm sinh thái phát sinh, Thái Văn Trừng (1971) đã xây dựng hệ thống phân loại và lập bản đồ phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam. Dưới đây tóm lược các kiểu thảm thực vật rừng chủ yếu:

1. Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới phân bố ở Quảng Ninh, Lạng Sơn, Vĩnh Phú (cũ), Hà Giang, Thừa Thiên, Đà Nẵng.

2. Kiểu rừng kín nửa rụng lá, ẩm nhiệt đới phân bố ở Ba Chẽ (Quảng Ninh), an Châu, Biển Động (Bắc Giang), Bến Chuông (Thanh Hóa), Qùy Châu (Nghệ An).

3. Kiểu rừng kín rụng lá hơi ẩm nhiệt đới phân bố ở Nghệ An, Bắc Giang, Đăk Lăk, Đồng Nai...

4. Kiểu rừng kín hơi khô nhiệt đới phân bố ở Đồng Tháp Mười, U Minh, Quảng Bình (trên các loại đất phèn và đất cát).

5. Kiểu rừng thưa cây lá rộng hơi khô nhiệt đới, phân bố ở Tây Nguyên, Mường Xén, Con Cuông, Cò Nòi. Kiểu này hình thành trên điều kiện mùa khô kéo dài, khắc nghiệt.

6. Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi khô nhiệt đới phân bố ở Quảng Yên, Hoàng Mai, Bố Trạch...

7. Kiểu trảng cây to, cây bụi, cỏ cao, khô nhiệt đới phân bố tập trung ở Phan Rang, Phan Thiết, Cheo Reo, Đăk Lăk, Mường Xén, An Châu, Tây Bắc.

8. Truông bụi gai hạn nhiệt đới phân bố ở vùng khô kiệt Phan Rang, Phan Thiết.

9. Rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp.

10. Rừng kín hỗn hợp cây lá rộng lá kim ẩm á nhiệt đới núi thấp.

11. Kiểu rừng kín cây lá kim ẩm ôn đới núi cao hơn 1800 m. Điển hình là rừng kín Pơ Mu ở Fanxipan, Thông nàng, Thông ba lá ở Đà Lạt.

12. Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi khô á nhiệt đới núi thấp phân bố ở Mộc Châu, Yên Châu, Đà Lạt.

13. Kiểu quần hệ khô vùng cao. Kiểu này gồm các rú cây nhỡ, rừng rụng lá, rừng lá cứng khô ròn và trảng cỏ cao, trảng cỏ thấp trên đất xấu nông cạn.

14. Kiểu quần hệ lạnh vùng cao phân bố trên các đỉnh núi cao Fanxipan, Tây Côn Lĩnh, Chư Yang Sin. (Theo Tổng Cục Lâm nghiệp)

Công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng đáng lưu ý ở nước ta là của Nguyễn Văn Trương (1983). Trong quyển “Quy luật cấu trúc rừng gỗ hỗn loại”, xuất bản năm 1983, tác giả đã dày công nghiên cứu: cấu trúc đứng của rừng tự nhiên nhiệt đới, cấu trúc thân cây theo cấp đường kính, cấu trúc thân cây và tổng thiết diện ngang trên mặt đất, cấu trúc của các loài cây gỗ…từ đó đưa ra kết luận và đề xuất các biện pháp xử lý, điều tiết rừng nhằm vừa cung cấp gỗ vừa nuôi dưỡng, tái sinh là cơ sở để phát triển rừng bền vững ở nước ta.

Trong nghiên cứu cấu trúc đứng, Nguyễn Văn Trương đã chia chiều cao cây rừng từ đỉnh cây cao nhất đến đỉnh cây thấp nhất thành một số cấp chiều cao, tính số đỉnh tán cây trong từng cấp chiều cao. Mô tả phân bố, ông có nhận xét: tuy diện tích tán cây lớp dưới thường nhỏ hơn lớp trên kế tiếp nhưng tổng tán thì rất nhiều đã làm cho diện tích tán lớp dưới cũng rất lớn đã làm cho ánh sáng năng lượng mặt trời xuống dưới thấp làm cho cây phát triển kém. Để đảm bảo cho rừng phát triển liên tục trong điều kiện đào thải thì số lượng cây lớp dưới phải nhiều hơn lớp trên.

Trong lớp cây dày đặc này cũng có cây già, riêng của nó và những cây trẻ đang sống tạm ở đó sẽ vươn lên. Theo nghiên cứu của tác giả các nhà lâm sinh có thể điều tiết khéo léo trong khai thác, thực hiện các giải pháp lâm sinh để thay đổi cấu trúc rừng tự nhiên nhằm tiến tới cấu trúc của rừng chuẩn. Ngoài ra, tác giả đã sử dụng các chỉ tiêu D1.3, Hvn, Dt,… chia cấp kính có cự ly 4 cm, chiều cao 2m. Dùng mô hình toán học để định lượng hóa quy luật phân bố bằng các hàm tương quan cụ thể, sau đó xây dựng mô hình rừng có cấu trúc chuẩn.

Theo xu hướng hiện đại, Nguyễn Văn Trương đã không dừng lại ở việc chỉ mô tả định tính mà dùng phương pháp toán học để tiếp cận. Thái Văn Trừng (1978) đến Forster, Rollet chỉ dừng lại ở dạng vẽ phẫu đồ. Họ đã đưa ra mô hình đặc sắc của cấu trúc đứng, nhưng chưa làm rò quy luật của nó. Từ biểu diễn quy luật tự nhiên của rừng bằng định lượng theo mô hình tương quan

toán học phù hợp với quy luật sinh trưởng phát triển của rừng. Theo tác giả, lần đầu tiên ở nước ta có công trình nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên hỗn loại bằng phương pháp toán sinh học, góp phần quan trọng và bổ ích trong nghiên cứu, quản lý tài nguyên rừng bền vững có hiệu quả ở nước ta.

Tiếp theo, Phùng Ngọc Lan (1996) 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 thời gian cấu trúc rừng bao gồm cả về sinh thái lẫn hình thái quần thể thực vật. Nghiên cứu cấu trúc rừng là nội dung quan trọng để phục vụ cho việc áp dụng các giải pháp lâm sinh, lập kế hoạch kinh doanh rừng lâu dài.

Trần Văn Con (1991) đã sử dụng mô hình Weibull để mô phỏng cấu trúc số cây theo cấp kính của rừng Khộp và cho rằng khi rừng còn non thì phân bố giảm, khi rừng càng lớn thì có xu hướng chuyển sang phân bố một đỉnh và lệch dần từ trái sang phải. Đây là cơ sở để đề tài áp dụng hàm này trong việc nghiên cứu về quy luật phân bố cấu trúc rừng của khu vực nghiên cứu.

Tương tự nhận định trên, Lê Cảnh Nam (2007), khi tiến hành nghiên cứu đặc điểm sinh học của loài thông hai lá dẹt (Pinus krempfii) tại lâm phần thuộc quyền quản lý của VQG Bi doup - Núi Bà tỉnh Lâm Đồng như sau: phân bố số cây theo cấp kính cho thấy số cây tập trung nhiều nhất ở cấp kính từ 45 cm - 85 cm, số cây ở cấp kính 15 cm là 50 cây và giảm xuống còn 37 cây ở cấp kính 35 cm trong khi đó theo lý thuyết thì ở cấp kính 15 thì số lượng cá thể trong lâm phần là 120 cây, điều này cho thấy thế hệ kế cận của loài là đang ở mức độ đáng lo ngại nhưng không đến mức nguy cấp như các nhận định trước đây. Ở rừng nhiệt đới nói chung khi bị tác động ở cấp kính càng nhỏ thì số lượng cá thể càng cao để đảm bảo sự kế tục của các thế hệ cây rừng và bảo đảm sự ổn định quần thể thực vật rừng theo thời gian.

1.2.2. Nghiên cứu tái sinh

Rừng Việt Nam bị tác động rất khác nhau về cường độ như: Khai thác lấy gỗ trái phép, khai thác chọn không đúng quy trình, phát rừng làm nương

rẫy… nên khả năng tái sinh bị xáo trộn lớn. Theo Thái Văn Trừng (1978) khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng Việt Nam đã kết luận ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên trong thảm thực vật rừng. Nếu các điều kiện khác của môi trường như đất rừng, nhiệt độ, ẩm độ dưới tán rừng thay đổi thì tổ hợp loài của các cây tái sinh không có biến đổi lớn và cũng không diễn thế một cách tuần hoàn trong không gian và theo thời gian mà diễn thế theo phương thức tái sinh có quy luật nhân quả giữa thực vật và môi trường.

Do đó, có thể nói rằng tái sinh rừng phụ thuộc nhiều vào nhân tố sinh thái là ánh sáng chiếu xuống tán rừng. Các nhân tố nhiệt độ, ẩm độ không ảnh hưởng nhiều nhưng nó cũng là nguyên nhân để cây tái sinh phát triển: Nơi ẩm, đất tốt thì cây tái sinh phát triển tốt. Nhưng cách thức tái sinh liên tục dưới tán rừng không phải là cách tái sinh duy nhất và cách thức đó chỉ thích hợp với các loài cây chịu bóng. Trong rừng mưa nhiệt đới còn có một cách tái sinh nữa cũng rất phổ biến đó là cách tái sinh từng vệt. Trong rừng nguyên sinh già, nhiều cá thể cây quá già cỗi tàn rụi và chết đi, đã để lại nhiều lỗ trống lớn trong rừng. Như cơn bão năm 1986, đã làm đổ gãy ở rừng Cúc Phương hàng trăm cây cổ thụ. Những loài cây mọc lên tiên phong trong các lỗ trống này không chỉ có những loài cây sẵn có trong thành phần của xã hợp cũ. Một số loài cây không hề có cây mạ, cây con dưới tán rừng có thể xuất hiện những lỗ trống được mở ra do cây gẫy đổ đúng vào mùa quả, hạt hoặc do hạt giống được lưu tồn, nhưng đặc biệt là thấy xuất hiện mà không phải ít những cây ưa sáng mọc nhanh, gỗ trắng mềm, đời sống ngắn, không có mặt ở các tầng trên. Có những chim chóc, côn trùng, một tác nhân truyền giống nào đó đã đưa hạt giống từ xa đến chiếm lĩnh vị trí, rồi mãi về sau có sự che bóng của những cây tiên phong này thì cây mạ và những cây con của những loài cây lớn sống ở tầng trên mới tái sinh dần dần. Khi vượt khỏi tán của các cành cây tiên phong thì những cây mọc sau này sẽ tiêu diệt những cây tiên phong bằng cách khống chế ánh sáng ở

tầng trên làm cho những cây tiên phong tàn rụi, kết thúc đời sống ngắn ngủi, tạo điều kiện thuận lợi cho cây con của nhiều loài cây đã tái sinh chỉ chờ cơ hội để vươn lên.

Vì vậy, ánh sáng, ẩm độ nhiệt độ ảnh hưởng đến mật độ tái sinh và khả năng phát triển của cây tái sinh. Những nghiên cứu đầy đủ về tái sinh tự nhiên cho từng đối tượng rừng cụ thể là hết sức quan trọng để đề xuất biện pháp kỹ thuật kịp thời, đúng đắn nhằm duy trì phát triển rừng cho tương lai.

Lương Thị Thanh Huyền (2009) khi nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên trong một số trạng thái thảm thực vật thứ sinh tại vùng đầu nguồn Hồ Thác Bà, tỉnh Yên Bái xác định mật độ cây tái sinh ở thảm thực vật phục hồi sau nương rẫy đều chủ yếu tập trung nhiều (2.135-2.985 cây/ha) ở cấp chiều cao I (0-20 cm) và giảm dần ở các cấp chiều cao cao hơn. Mật độ cây tái sinh thấp nhất (612-875 cây/ha) ở cấp chiều cao V (101 - 130 cm).

Phân bố số cây tái sinh trong rừng tự nhiên tuân theo quy luật phân bố ngẫu nhiên và giảm dần khi chiều cao tăng lên.

Tái sinh rừng là một quá trình phức tạp, nghiên cứu nó là cần thiết, vừa có ý nghĩa cả về lý luận và cơ sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm xúc tiến tái sinh rừng theo hướng sử dụng rừng bền vững.

1.2.3. Nghiên cứu các chỉ số về cấu trúc rừng

1.2.3.1. Cấu trúc tổ thành loài

Theo Daniel Marmillod tổ thành loài cây sử dụng công thức: IV%= (N%

+ G%)/2 (trong đó: N% là tỷ lệ phần trăm về mật độ, G% là tỷ lệ phần trăm tiết diện ngang của một loài nào đó). Cũng theo Daniel Marmillod, những loài cây có IV ≥ 5% mới có ý nghĩa thực sự về mặt sinh thái trong lâm phần. Thái Văn Trừng (1978) thì trong một lâm phần nhóm loài cây nào đó được coi là ưu thế, cần tính VI của những loài có trị số này lớn hơn 5% xếp từ cao xuống thấp và dừng lại khi tổng VI đạt 50%. Với Công thức này dễ sử dụng và đã được nhiều nhà nghiên cứu lâm học dùng để tính tổ thành loài.

Việc nghiên cứu tổ thành loài cây cũng là cơ sở để phân chia các quần