Luận án tiến sĩ lâm nghiệp nghiên cứu cơ sở khoa học xác định giải pháp lâm sinh nhằm phát triển bền vững rừng tự nhiên là rừng sản xuất tại một số tỉnh miền núi phía bắc

Trong những năm qua, các nhà khoa học trên thế giới và Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu về rừng tự nhiên, các kết quả nghiên cứu chủ yếu về các vấn đề: cơ sở sinh thái rừng, mô

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả phân tích nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất

kỳ công trình nào Những số liệu kế thừa đã được chỉ rõ nguồn và được sự cho phép

LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Sau Đại học trường Đại học Lâm nghiệp, Lãnh đạo Ban quản lý các dự án Lâm nghiệp, Dự án Phát triển ngành Lâm nghiệp đã quan tâm, chỉ đạo và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình đào tạo và nghiên cứu xây dựng luận án

Trong thời gian thực hiện luận án, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình, chu đáo của thầy giáo hướng dẫn khoa học GS.TS Trần Hữu Viên và TS

Lê Xuân Trường để hoàn thành luận án Qua đây, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất

Nhân dịp này, tác giả cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban lãnh đạo tỉnh Hòa Bình và tỉnh Bắc Giang đã giúp đỡ tôi thu thập số liệu hoàn thành luận án này Tác giả xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Phạm Văn Điển, PGS.TS Trần Văn Con, TS Nguyễn Minh Thanh và các nhà khoa học đã có những ý kiến góp ý quý báu để tác giả bổ sung và hoàn thiện luận án

Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo, gia đình và bạn

bè đồng nghiệp đã động viên, hỗ trợ về vật chất và tinh thần để tác giả có thêm nghị lực hoàn thành luận án này

Với tất cả sự nỗ lực của bản thân nhưng về trình độ và thời gian hạn chế nên luận án không thể tránh khỏi những thiếu sót Tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các nhà khoa học và bạn bè đồng nghiệp

Hà Nội, ngày tháng năm 2015

Tác giả

Phạm Vũ Thắng

MỤC LỤC Trang

Lời cam đoan……… ………i

Lời cảm ơn……… ……….………….ii

Mục lục……… ….…….iii

Danh mục các từ viết tắt……… ………… ………….vii

Danh mục các bảng……… ………… ….ix

Danh mục các biểu……….…… ……… x

Danh mục các hình……….x

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1 Một số khái niệm 5

1.2 Trên thế giới 6

1.2.1 Một số vấn đề về quản lý rừng bền vững 6

1.2.2 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 7

1.2.2.1 Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng 7

1.2.2.2 Nghiên cứu về hình thái cấu trúc rừng 8

1.2.2.3 Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng 8

1.2.2.4 Nghiên cứu xây dựng mô hình cấu trúc rừng định hướng 10

1.2.3 Nghiên cứu về tái sinh rừng 11

1.2.4 Về sinh trưởng, tăng trưởng và sản lượng rừng 14

1.2.5 Nghiên cứu áp dụng các giải pháp kỹ thuật lâm sinh cho rừng tự nhiên là rừng sản xuất 16

1.3 Tại Việt Nam 17

1.3.1 Một số vấn đề về quản lý rừng bền vững 17

1.3.2 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 19

1.3.2.1 Về nghiên cứu cấu trúc sinh thái rừng 19

1.3.2.2 Về nghiên cứu định lượng giữa các nhân tố cấu trúc 20

1.3.2.3 Nghiên cứu xây dựng mô hình cấu trúc rừng định hướng 23

1.3.3 Nghiên cứu về tái sinh rừng 24

1.3.4 Sinh trưởng, tăng trưởng và sản lượng rừng 25

1.3.5 Nghiên cứu áp dụng các giải pháp kỹ thuật Lâm sinh cho rừng tự nhiên là

rừng sản xuất 27

1.4 Thảo luận 31

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1 Nội dung nghiên cứu 33

2.1.1 Phân loại trạng thái hiện tại của rừng 33

2.1.2 Đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng 33

2.1.2.1 Cấu trúc tổ thành tầng cây cao 33

2.1.2.2 Mức độ đa dạng và phong phú tầng cây cao 33

2.1.2.3 Các chỉ tiêu cấu trúc tán rừng……….33

2.1.2.4 Quy luật kết cấu lâm phần……….………33

2.1.3 Đặc điểm tái sinh rừng 33

2.1.3.1 Tổ thành tầng cây tái sinh 33

2.1.3.2 Các chỉ tiêu đánh giá tái sinh rừng 33

2.1.3.3 Mối liên hệ giữa tổ thành tầng cây cao và tầng cây tái sinh 33

2.1.4 Tác động của chặt nuôi dưỡng đến tăng trưởng trữ lượng của rừng tự nhiên 33

2.1.5 Đề xuất một số giải pháp nhằm phát triển rừng bền vững tại khu vực nghiên cứu 33

2.2 Phương pháp nghiên cứu 34

2.2.1 Cơ sở phương pháp luận 34

2.2.2 Kế thừa và bổ sung số liệu 35

2.2.3 Thiết lập hệ thống ô tiêu chuẩn ……… ……….35

2.2.4 Thu thập các số liệu trên ô tiêu chuẩn……….……… ……40

2.2.4.1 Điều tra tầng cây cao……… ………… 40

2.2.4.2 Điều tra cây tái sinh……….……….40

2.2.4.3 Điều tra cây bụi, thảm tươi……….…….… …… ………41

2.2.5 Xử lý số liệu……… ……….…………41

2.2.5.1 Đặc điểm cấu trúc tầng cây gỗ……….…… 41

2.2.5.2 Đặc điểm tái sinh rừng……… 45

Chương 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 53

3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tại tỉnh Hòa Bình 53

3.1.1 Đặc điểm tự nhiên 53

3.1.1.1 Vị trí địa lý……….…….53

3.1.1.2 Địa hình, địa mạo ……….……… 53

3.1.1.3 Đất đai, thổ nhưỡng 54

3.1.1.4 Khí hậu - thuỷ văn 54

3.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 57

3.1.2.1 Tình hình dân tộc, dân số và lao động 57

3.1.2.2 Kinh tế - xã hội………57

3.1.2.3 Cơ sở hạ tầng 59

3.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tại tỉnh Bắc Giang……… …………60

3.2.1 Đặc điểm tự nhiên 60

3.2.1.1 Vị trí địa lý 60

3.2.1.2 Địa hình, địa mạo 60

3.2.1.3 Đất đai, thổ nhưỡng 61

3.2.1.4 Khí hậu - thuỷ văn 61

3.2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 64

3.2.2.1 Dân số, lao động và việc làm 64

3.3 Đánh giá chung 67

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 69

4.1 Phân loại trạng thái hiện tại của rừng 69

4.2 Đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng 71

4.2.1 Cấu trúc tổ thành tầng cây cao 71

4.2.2 Mức độ đa dạng và phong phú tầng cây cao 81

4.2.2.1 Chỉ số phong phú của loài 81

4.2.2.2.Mức độ đa dạng của loài(hàm số Shannon - Wiener) 82

4.2.2.3 Chỉ số Simpson 83

4.2.2.4 So sánh mức độ đa dạng cây gỗ giữa hai quần xã 85

4.2.2.5.Quan hệ giữa một số chỉ số đa dạng tầng cây gỗ 86

4.2.3 Các chỉ tiêu cấu trúc tán rừng 88

4.2.4 Quy luật kết cấu lâm phần 92

4.2.4.1 Phân bố N/ D 1.3 92

4.2.4.2 Phân bố N/ H vn 95

4.3 Đặc điểm tái sinh rừng 104

4.3.1 Tổ thành tầng cây tái sinh 104

4.3.2 Các chỉ tiêu đánh giá tái sinh rừng 107

4.3.2.1 Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh 107

4.3.2.2 Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao và cấp đường kính 108

4.3.2.3 Mật độ cây tái sinh và cây tái sinh triển vọng 109

4.3.3 Mối liên hệ giữa tổ thành tầng cây cao và tầng cây tái sinh 112

4.4 Tác động của chặt nuôi dưỡng đến tăng trưởng trữ lượng của rừng tự nhiên 113

4.5 Đề xuất một số giải pháp nhằm phát triển rừng bền vững tại khu vực nghiên cứu 119

4.5.1 Nhóm giải pháp kỹ thuật 119

4.5.1.1 Cơ sở lý luận cho việc chặt nuôi dưỡng rừng 119

4.5.1.2 Đề xuất các biện pháp chặt nuôi dưỡng rừng 120

4.5.1.3 Giải pháp cải tạo lớp cây tái sinh và cây bụi thảm tươi kết hợp khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên 126

4.5.1.4 Giải pháp làm giàu rừng 128

4.5.2 Nhóm giải pháp hỗ trợ và thúc đẩy quản lý rừng bền vững 128

4.5.2.1 Giải pháp về cơ chế chính sách 128

4.5.2.2 Giải pháp về quản lý bảo vệ rừng sau khi chặt nuôi dưỡng 129

4.5.2.3 Giải pháp ứng dụng khoa học, công nghệ 130

KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ 131

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 136 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT

ITTO Tổ chức gỗ nhiệt đới quốc tế

M0 Trữ lượng rừng trước chặt nuôi dưỡng

M1 Trữ lượng rừng sau chặt nuôi dưỡng

Viết tắt/ký hiệu Nội dung diễn giải

OTC, ODB Ô tiêu chuẩn, Ô dạng bản

tn Số năm cần thiết để nuôi dưỡng rừng

UNEP Chương trình môi trường Liên Hợp Quốc

ZM0 Lượng tăng trưởng của rừng trước chặt nuôi dưỡng

ZM1 Lượng tăng trưởng của rừng sau chặt nuôi dưỡng

DANH MỤC CÁC BẢNG

2.1 Tiêu chí xác định các phương án kỹ thuật nuôi dưỡng rừng 50 3.1 Cơ cấu diện tích các loại đất xã Do Nhân - Tân Lạc - Hòa Bình 59 3.2 Thống kê hiện trạng đất đai tài nguyên rừng công ty LN Mai Sơn 65 4.1 Trữ lượng rừng và phẩm chất rừng theo trữ lượng 69 4.2 Công thức tổ thành tầng cây cao một số OTC tại Do Nhân (Hòa Bình) 71 4.3 Công thức tổ thành tầng cây cao một số OTC tại Mai Sơn (Bắc Giang) 72 4.4 Tổng hợp loài cây mục đich, phù trợ và phi mục đích 75

4.5 Tổng hợp hệ số tổ thành ∑IV% và tỷ lệ IV% của 3 loài chiếm tỷ lệ lớn

TT Tên bảng Trang

4.22 Mật độ tái sinh chung và tái sinh triển vọng 110

4.24 Mức độ tương đồng giữa tầng cây cao và tầng cây tái sinh 112

4.26 Cường độ chặt nuôi dưỡng đã thử nghiệm tại Do Nhân (Hòa Bình) và

4.27 Lượng tăng trưởng bình quân về trữ lượng theo năm trước và sau khi

4.28 Số năm cần nuôi dưỡng và tỷ lệ % cây tốt tại thời điểm khai thác rừng 121

4.29 Phương án kỹ thuật tối ưu, phù hợp và không phù hợp tại Do Nhân

4.30 Phương án kỹ thuật tối ưu, phù hợp và không phù hợp tại Mai Sơn (Bắc

DANH MỤC CÁC BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH

2.2 Sơ đồ bố trí ô tiêu chuẩn thứ cấp và ô dạng bản trên OTC định vị 37

4.1 Quan hệ giữa chỉ số phong phú R với số loài m 86 4.2 Quan hệ chỉ số đa dạng H với số loài m của các OTC 87 4.3 Quan hệ chỉ số đa dạng H với chỉ số phong phú R của các OTC 87 4.4 Quan hệ chỉ số Simpson D1 với chỉ số H của các OTC 88

4.11 Phân bố N/D OTC 20 tại Do Nhân (Hòa Bình) và Mai Sơn (Bắc Giang) 103

4.13 Quan hệ giữa lượng tăng trưởng (ZM1) với Cường độ chặt (I%) 119

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận án

Ở Việt Nam, rừng tự nhiên là kiểu thảm thực vật rừng rất phổ biến, phân bố tại hầu hết các tỉnh Rừng tự nhiên có tiềm năng sản xuất cao, đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất, cung cấp lâm sản và các sản phẩm khác từ rừng, có giá trị nhiều mặt và ưu trội hơn kiểu thảm thực vật rừng khác

Tuy nhiên, những hiểu biết của con người về rừng tự nhiên vẫn còn hạn chế Nghiên cứu về rừng tự nhiên rất phức tạp, đòi hỏi tốn nhiều thời gian và công sức, nhiều vấn đề về rừng tự nhiên vẫn đang còn là những điều bí ẩn chưa được khám phá Trong những năm qua, các nhà khoa học trên thế giới và Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu về rừng tự nhiên, các kết quả nghiên cứu chủ yếu về các vấn đề: cơ sở sinh thái rừng, mô tả hình thái cấu trúc rừng, phân loại rừng phục vụ mục đích kinh doanh rừng, cấu trúc rừng chuẩn, rừng ổn định hay rừng định hướng, về nghiên cứu định lượng giữa các nhân tố cấu trúc rừng…

Các công trình nghiên cứu và hướng dẫn kỹ thuật về nuôi dưỡng rừng tự nhiên mới chỉ đề cập tới nuôi dưỡng rừng cho những đối tượng rất cụ thể và ở qui

mô hẹp hoặc thiên về lý luận hay mô tả định tính các phương án nuôi dưỡng rừng

mà chưa xác định được số năm cần thiết phải nuôi dưỡng, cường độ chặt, số lần chặt, khoảng cách giữa hai lần chặt tương ứng của một khu rừng bất kỳ Những công trình nghiên cứu mang tính định lượng, có tính dự báo vẫn còn ít Vì vậy, chưa xây dựng được những phương án tác động định hướng có hiệu quả cao và bền vững, chất lượng rừng tự nhiên thường giảm sau khi bị tác động, khoảng cách giữa hiện trạng và tiềm năng của rừng tự nhiên chưa được thu hẹp Những giải pháp để phục hồi rừng chưa hợp lý và chưa đúng cách, ngoài ra chưa biết khai thác bao nhiêu là

đủ, chủ yếu khai thác để lấy gỗ là chính Vì vậy, việc điều chỉnh cấu trúc tái sinh chưa hợp lý, chưa xác định được đối tượng bị tác động, chưa biết được ngưỡng tác động dẫn tới việc phát triển rừng còn gặp không ít khó khăn dẫn tới năng suất, sản lượng và hiệu quả tác động chưa cao, chưa đúng mục đích Do đó, những nghiên cứu mang tính chất dự báo chiều hướng phát triển của rừng cũng như định hướng phát triển rừng theo mô hình rừng mong muốn là rất cần thiết

Vùng núi phía Bắc bao gồm các tỉnh Hà Giang, Cao Bằng, Lào Cai, Bắc

Kạn, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Tuyên Quang, Yên Bái, Thái Nguyên, Phú Thọ, Bắc Giang, Lai Châu, Điện Biên, Sơn La, Hòa Bình Đây là vùng có vị trí địa lý khá đặc

biệt; có mạng lưới giao thông vận tải đang được đầu tư, nâng cấp, nên ngày càng thuận lợi cho việc giao lưu với các vùng khác trong nước và xây dựng nền kinh tế

mở, có tài nguyên thiên nhiên đa dạng; khả năng đa dạng hóa cơ cấu kinh tế, với thế mạnh về công nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản, thủy điện, nền nông nghiệp nhiệt đới có cả những sản phẩm cận nhiệt và ôn đới Đặc biệt, đây là vùng có diện tích rừng lớn hàng năm cung cấp cho thị trường các sản phẩm gỗ, tre nứa và lâm sản ngoài gỗ Hiện nay, diện tích đất có rừng của khu vực miền núi phía Bắc vào khoảng 5,6 triệu ha, chiếm khoảng 42% so với tổng diện tích rừng cả nước Trong

đó, diện tích rừng tự nhiên đạt khoảng 4,4 triệu ha, chiếm 41,3% diện tích rừng tự nhiên của cả nước Tuy nhiên, rừng tự nhiên không ngừng bị giảm sút về chất lượng Các loài cây cho gỗ quý bị khai thác cạn kiệt, các loài cho lâm sản ngoài gỗ trở nên khan hiếm hơn Mất rừng làm mất đi các nguồn sống của người dân Đời sống của đại đa số người dân nơi đây còn gặp nhiều khó khăn, trình độ dân trí thấp, khả năng tiếp cận với khoa học kỹ thuật còn nhiều hạn chế Là vùng có nhiều tiềm năng về lâm nghiệp, nguồn lao động dồi dào, diện tích đất rừng lớn nhưng người dân địa phương chưa làm giàu được bằng chính nghề rừng Phát triển bền vững nhằm đảm bảo sản xuất, kinh doanh và sử dụng rừng lâu dài, liên tục, qua đó gắn kết bảo tồn rừng với phát triển kinh tế, xã hội, môi trường đang là vấn đề cấp thiết được quan tâm không chỉ đối với vùng miền núi phía Bắc mà còn là một đòi hỏi khách quan cho toàn quốc cũng như xu hướng chung của các nước trên thế giới

Để góp phần giải quyết những tồn tại trên, luận án “Nghiên cứu cơ sở khoa học xác định giải pháp lâm sinh nhằm phát triển bền vững rừng tự nhiên là rừng sản xuất tại một số tỉnh miền núi phía Bắc” được thực hiện góp phần giải quyết

những vấn đề cấp bách trong quản lý rừng tự nhiên ở nước ta Đồng thời có ý nghĩa đòn bẩy góp phần đưa Việt Nam hòa nhập vào tiến trình Quản lý rừng bền vững của thế giới nhất là đối với rừng tự nhiên

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

* Về khoa học

Bổ sung những thông tin khoa học làm sáng tỏ quy luật cấu trúc và tái sinh của rừng tự nhiên Đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp lâm sinh nhằm phát triển bền vững rừng tự nhiên là rừng sản xuất tại một số tỉnh miền núi phía Bắc

* Về thực tiễn

- Đưa ra các giải pháp kỹ thuật lâm sinh để áp dụng vào thực tiễn sản xuất tại khu vực nghiên cứu và những địa phương có điều kiện tương tự

- Đưa ra một số giải pháp hỗ trợ và thúc đẩy quản lý rừng bền vững như:

Giải pháp về cơ chế chính sách; Giải pháp về quản lý bảo vệ rừng sau khi chặt nuôi dưỡng; Giải pháp ứng dụng khoa học, công nghệ… góp phần bảo vệ, phát triển

rừng tự nhiên là rừng sản xuất theo hướng bền vững

3 Mục tiêu nghiên cứu

Luận án xác định các mục tiêu nghiên cứu bao gồm :

* Mục tiêu chung

Quản lý bền vững rừng tự nhiên sản xuất trên cơ sở xác định các giải pháp tác động nhằm bảo tồn vốn rừng và nâng cao sản lượng tại một số tỉnh miền núi phía Bắc

* Mục tiêu cụ thể

- Xác định được đặc điểm của rừng tự nhiên là rừng sản xuất, đánh giá tác động của chặt nuôi dưỡng đến tăng trưởng trữ lượng của rừng tự nhiên tại khu vực nghiên cứu

- Xác định được một số giải pháp nhằm phát triển bền vững rừng tự nhiên là

rừng sản xuất tại khu vực nghiên cứu

4 Đối tượng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu

* Đối tượng nghiên cứu

Rừng tự nhiên là rừng sản xuất tại 2 tỉnh Hoà Bình và Bắc Giang

* Phạm vi nghiên cứu

- Nội dung nghiên cứu: Luận án tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc, tái sinh rừng và tác động của chặt nuôi dưỡng đến tăng trưởng trữ lượng của rừng tự nhiên Từ đó đưa ra một số cơ sở khoa học để xác định giải pháp lâm sinh nhằm phát triển bền vững rừng tự nhiên sản xuất

- Địa điểm nghiên cứu: tại 2 tỉnh Hoà Bình và Bắc Giang Hệ thống các ô tiêu chuẩn định vị được lập tại xã Do Nhân - Tân Lạc - Hòa Bình và Công ty lâm nghiệp Mai Sơn - Bắc Giang

- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 07 năm 2009 đến tháng 09 năm 2012

* Giới hạn nghiên cứu:

Do hạn chế về kinh phí cũng như thời gian, luận án chỉ tiến hành nghiên cứu rừng sản xuất tại 2 tỉnh trong số các tỉnh thuộc miền núi phía Bắc là Hòa Bình và Bắc Giang Lý do chọn hai tỉnh trên là do hai địa điểm này có điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội cũng như có đặc điểm tài nguyên rừng đặc trưng cho phát triển nghề rừng Tại 2 tỉnh này, luận án tập trung nghiên cứu rừng tự nhiên là rừng sản xuất tại Công ty lâm nghiệp Mai Sơn - Bắc Giang và xã Do Nhân - Tân Lạc - Hòa Bình

6 Cấu trúc luận án

Luận án chính dài 139 trang đánh máy A4 được cấu trúc thành 4 chương và

hai phần (phần mở đầu và kết luận) như sau:

- Phần Mở đầu;

- Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu;

- Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu;

- Chương 3: Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu;

- Chương 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận;

- Phần Kết luận

Ngoài ra còn có hệ thống 35 bảng biểu, 18 hình vẽ sơ đồ, biểu đồ và bản đồ minh họa Tham khảo 102 tài liệu trong đó 69 tài liệu tiếng Việt, 33 tài liệu tiếng nước ngoài, có liên quan đến chủ đề nghiên cứu và phần phụ lục gồm các bảng biểu minh họa kết quả điều tra và tính toán

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Một số khái niệm

Phát triển bền vững là "sự phát triển có thể đáp ứng được những nhu cầu hiện tại mà không ảnh hưởng, tổn hại đến những khả năng đáp ứng nhu cầu của các thế hệ tiếp theo ”(WECD, 1987)

Định nghĩa theo ITTO (tổ chức gỗ nhiệt đới quốc tế): “QLRBV là quá trình quản lý những lâm phần ổn định nhằm đạt được một hoặc nhiều mục tiêu quản lý

đã được đề ra một cách rõ ràng như đảm bảo sản xuất liên tục những sản phẩm và dịch vụ rừng mà không làm giảm đáng kể những giá trị di truyền và năng suất của rừng trong tương lai và không gây ra những tác động xấu đối với môi trường tự nhiên và xã hội” (dẫn theo Trần Văn Con, 2008) [14]

Định nghĩa theo tiến trình Helsinki của EU: “QLRBV là sự quản lý rừng và đất rừng theo cách thức và cường độ phù hợp để duy trì ĐDSH, năng suất, khả năng tái sinh và sức sống của rừng, và duy trì tiềm năng của rừng trong hiện tại và trong tương lai, các chức năng sinh thái, kinh tế và xã hội của rừng ở cấp địa phương, quốc gia, toàn cầu và không gây ra những tác động xấu đối với các HST khác” (dẫn theo Trần Văn Con, 2008) [14]

Khó có thể có một định nghĩa chung về QLRBV được mọi người nhất trí, nhưng chung quy các định nghĩa đều thống nhất là QLRBV phải đảm bảo 3 mục

tiêu cơ bản là: (i) Giữ vững sản xuất lâm nghiệp ổn định và phát triển lâu dài, đạt hiệu quả kinh tế cao; (ii) Bảo vệ và duy trì được diện tích và năng suất của rừng, không gây ô nhiễm môi trường sống; (iii) Góp phần giải quyết các vấn đề kinh tế -

xã hội của địa phương như tạo công ăn việc làm, xóa đói giảm nghèo, tăng thu nhập

Rừng tiêu chuẩn là rừng có cấu trúc vốn rừng bảo đảm sản xuất liên tục trong những điều kiện kinh tế có lợi nhất thì vốn sản xuất được gọi là vốn chuẩn Những đặc trưng về cấu trúc, số lượng của vốn chuẩn này là những đặc trưng chuẩn Những mô hình có cấu trúc chuẩn đã được khái quát từ những mô hình tốt nhất có trong tự nhiên (còn gọi là các mẫu chuẩn tự nhiên) thành các mô hình toán học Đây

là các mô hình để dẫn dắt, định hướng các lâm phần chưa chuẩn về trạng thái chuẩn, đạt được sự cân bằng, ổn định và năng suất cao (Baur G.N (1962) [2], Richards P.W (1959, 1968, 1970) [44]

1.2 Trên thế giới

1.2.1 Một số vấn đề về quản lý rừng bền vững

Từ giữa thế kỷ 20 trở lại đây, khi tài nguyên rừng ở nhiều quốc gia đã bị giảm sút một cách nghiêm trọng, môi trường sinh thái và cuộc sống của đồng bào miền núi bị đe doạ thì phương thức quản lý tập trung như trước đây không còn thích hợp Người ta đã tìm mọi cách cứu vãn tình trạng suy thoái tài nguyên rừng thông qua việc ban bố một số chính sách nhằm động viên và thu hút người dân tham gia quản lý và sử dụng tài nguyên rừng Phương thức quản lý rừng cộng đồng (hay lâm nghiệp cộng đồng) xuất hiện đầu tiên ở Ấn Độ và dần dần thành các hình thức quản

lý khác nhau như Lâm nghiệp trang trại, Lâm nghiệp xã hội (Nepan, Thái lan, Philippin ) Hiện nay, ở các nước đang phát triển, khi sản xuất Nông - Lâm nghiệp còn chiếm vị trí quan trọng đối với người dân nông thôn miền núi, thì quản lý rừng theo phương thức phát triển Lâm nghiệp xã hội sẽ là một hình thức mang tính bền vững nhất về cả phương diện kinh tế, xã hội và môi trường sinh thái (R.Chambers, 1991) [10]

Tại đại hội Helsinki -1993, 38 nước ở Châu Âu đã xác định 6 tiêu chuẩn, 28 chỉ tiêu quản lý rừng bền vững cho rừng Địa Trung Hải, rừng Ôn đới và rừng Bắc

Âu Tại đại hội Montreal, 12 nước thành viên đã đồng ý thiết lập 7 tiêu chuẩn và 67 chỉ tiêu để quản lý rừng Bắc Mỹ Ở vùng khô hạn Châu Phi, 27 nước liên quan thống nhất 7 tiêu chuẩn, 47 chỉ tiêu quản lý rừng bền vững tại cuộc họp chuyên gia UNEP/FAO tổ chức ở Narrobi Kenya năm 1995 [67]

Tại cuộc họp chuyên gia FAO/CCAD, các chuyên gia từ 7 nước CCAD đã xác định 8 tiêu chuẩn và 52 chỉ tiêu ở cấp quốc gia, 4 tiêu chuẩn và 40 chỉ tiêu ở cấp vùng cho quản lý rừng bền vững để các nước xem xét [67]

Hiện nay, quản lý rừng bền vững đã trở thành một trong những chủ đề được quan tâm bởi cộng đồng Quốc tế Các nước ở Bắc Âu, Châu Á Thái Bình Dương đã

đi đầu trong lĩnh vực này và có nhiều thành tựu trong quản lý Trên thế giới đã có các bộ tiêu chuẩn quản lý rừng bền vững cấp quốc gia (Canada, Thụy Điển, Malaysia, Indonesia, v.v) và cấp quốc tế của tiến trình Helsinki, tiến trình Montreal Hội đồng quản trị rừng (FSC) và tổ chức gỗ nhiệt đới đã xây dựng bộ tiêu chuẩn với những nguyên tắc, tiêu chí và chỉ số quản lý rừng (P,C&I) đã được công nhận và áp dụng ở nhiều nước trên thế giới và các tổ chức cấp chứng chỉ rừng đều sử dụng Bộ tiêu chuẩn này để đánh giá việc quản lý và công nhận chứng chỉ rừng [42] Theo số liệu thống kê về chứng chỉ rừng trên thế giới, tính đến ngày 01 tháng 5 năm 2013 đã

có 83 quốc gia với 178,738 triệu ha được cấp chứng chỉ, trong đó gồm: 1.210 chứng chỉ FM/CoC và 25.884 chứng chỉ CoC [40]

Cho đến nay tình hình quản lý rừng bền vững trên thế giới vẫn chưa được cải thiện đáng kể, nhiều khu rừng vẫn đứng trước nguy cơ bị tàn phá nghiêm trọng Theo Laslo Palcel (1993), ở vùng nhiệt đới chỉ có 01 - 05% rừng được quản lý với sản lượng bền vững Nếu như trước đây thế giới có đến 17,6 tỉ ha rừng, chiếm 31,7% diện tích lục địa, thì hiện nay diện tích có rừng chỉ còn lại 4,1 tỉ ha Diện tích rừng trồng được tạo ra hàng năm ở các nước nhiệt đới chỉ bằng một phần mười diện tích rừng bị mất Riêng ở vùng Châu Á - Thái Bình Dương trong thời gian từ 1976 -

1980 mất 9 triệu ha rừng, trung bình hàng năm mất 1,8 triệu ha rừng, mỗi ngày mất trung bình 5.000 ha rừng Nạn phá rừng diễn ra trầm trọng ở 56 nước nhiệt đới thuộc thế giới thứ ba [67]

1.2.2 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

1.2.2.1 Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng

Khi đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh

áp dụng cho rừng mưa tự nhiên Tác giả Baur G.N (1962) [2] đã đưa 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 phương thức xử lý cải thiện rừng mưa

Công trình nghiên cứu của tác giả Catinot (1965) [9] 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

Tác giả Odum E.P (1978) [47] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên

cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley A.P, năm 1935 Khái niệm hệ

sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học

1.2.2.2 Nghiên cứu về hình thái cấu trúc rừng

Richards P.W (1952) [53] đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mưa thành hai loại rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản, trong những lập địa đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây

Kraft (1884), lần đầu tiên đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng, ông chia cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng của cây rừng Phân cấp của Kraft phản ánh được tình hình phân hoá cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản và dễ áp dụng nhưng chỉ phù hợp với rừng thuần loài đều tuổi

Khi nghiên cứu rừng tự nhiên Ấn Độ và rừng ẩm nhiệt đới Tây Phi, Sampion Gripfit (1948) có kiến nghị phân cấp cây rừng thành 5 cấp cũng dựa vào kích thước

và chất lượng cây rừng Richards (1952) phân rừng ở Nigeria thành 6 tầng dựa vào chiều cao cây rừng

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

1.2.2.3 Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng

Công trình định lượng cấu trúc rừng đầu tiên phải kể đến là công trình nghiên cứu của Meyer (1934), ông đã mô tả phân bố N/D1.3 bằng phương trình toán học, mà dạng của nó là một hàm toán học có dạng giảm liên tục Tiếp đó nhiều tác giả đã dùng phương pháp giải tích để tìm phương trình của đường cong phân bố Loetch F, Zohrer F, Haller K E (1973) [93] đã dùng hàm Beta để nắn các phân bố thực nghiệm; Balley D (1973) [53] đã mô hình hoá cấu trúc thân cây với phân bố N/D1.3 bằng hàm Weibull; J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1990) [92] khi nghiên cứu rừng nhiệt đới ở Marannhoo, Brazin đã dùng hàm Weibull để mô phỏng phân

bố N/D1.3 Rollet B (1972) [95] đã biểu diễn các quan hệ Hvn/D1.3, Dt/D1.3 bằng các hàm hồi quy, quan hệ Dt/D1.3 dưới dạng các phân bố xác suất Qua nghiên cứu

nhiều tác giả đã mô phỏng quan hệ Dt/D1.3 bằng các dạng phương trình khác nhau, nhưng phổ biến nhất là dạng phương trình đường thẳng: Dt=a+bD1.3 (Ilvessalo; Yrjo (1950) [89], Willing J.W (1956) [100], Zieger; Erich (1928) [102]) Ngoài ra, từ các kết quả nghiên cứu định lượng cấu trúc, Bruce E.B và Ray A.S (1987) [75], David Lenhart J (1987) [77] đã xây dựng các mô hình cấu trúc rừng dựa vào phân

bố N/D1.3 làm cơ sở khoa học cho công tác kinh doanh rừng

Theo Balley (1973) đã dùng hàm Weibull để mô hình hóa đường kính với số cây N/D1.3 Nhiều tác giả khác cũng sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá quy luật phân bố đường kính loài Thông theo mô hình của Schumacher và Coil (Belly, 1973)

Các tác giả Marc Palahi, Timo Pukkala và Antoni Trasobares (1996) đã xây dựng mô hình dự báo giới hạn cho phân bố đường kính các loài Thông Pinus sylvestris L, Pinus nigra Arn và Pinus halepensis Mill ở Catalonia được xây dựng với việc sử dụng hàm Weibull rút ngắn như là phân bố giả định

Khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng, phần lớn các tác giả đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao Phương pháp kinh điển nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu đồ đứng với các kích thước khác nhau tuỳ theo mục đích nghiên cứu Các phẫu đồ đã mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng Từ đó rút ra các nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế Phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới

áp dụng mà điển hình là các công trình của Richards (1950) [53]

B Rollet (1971) đã dùng các hàm hồi quy để biểu diễn các quan hệ giữa chiều cao - đường kính ngang ngực; đường kính tán - đường kính ngang ngực; các phân bố đường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng phân bố xác suất (dẫn theo Bảo Huy, 1993) [33]

Mahadev Sharma and John Parton (2007) đã nghiên cứu quan hệ giữa đường kính (D) và chiều cao (H) dựa trên đặc điểm quần thụ (số cây/ha, tiết diện ngang, chiều cao tầng trội) cho các loài Thông, Vân Sam Nghiên cứu đã xác định phương trình bội số Chapman - Richards với các tham số đặc trưng của quần thụ là phù hợp

để xác định mô hình dự đoán về chiều cao quần thụ

Như vậy, những công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên trên thế giới

là rất phong phú và đa dạng Trên đây mới điểm qua một số nghiên cứu về cơ sở sinh thái rừng, về mô tả hình thái cấu trúc rừng, về phân loại rừng phục vụ mục đích kinh doanh rừng, về quan niệm cấu trúc rừng chuẩn, rừng ổn định hay rừng định hướng, về nghiên cứu định lượng giữa các nhân tố cấu trúc rừng có liên quan đến luận án Các kiến thức về cấu trúc không gian và thời gian là cơ sở để phân loại rừng, xây dựng mô hình cấu trúc mẫu và đề xuất các giải pháp xử lý lâm sinh, hướng rừng đến cấu trúc rừng mong muốn

1.2.2.4 Nghiên cứu xây dựng mô hình cấu trúc rừng định hướng

Cấu trúc rừng chuẩn được giới hạn là cấu trúc N/D1.3 tuân theo một hàm hoặc phân bố lý thuyết thích hợp như hàm một cấp số nhân giảm Mô hình có cấu trúc N/D1.3 chuẩn được coi là mô hình rừng chuẩn (Ballay D, 1973 [74]) Một số quan niệm khác cho rằng, lâm phần có quy luật phân phối thể tích của ba lớp theo tỷ lệ: dự trữ/kế cận/thành thục =1/3/5 được coi là lâm phần phát triển bình thường, hay lâm phần chuẩn (Chandra Bahadur Rai và cộng sự (2000) [76], David Lenhart J (1987) [77], Pekka Ollonqvist (March 2006) [94])

Để xây dựng các mô hình rừng chuẩn có tính định hướng, xu hướng nghiên cứu cấu trúc rừng trên thế giới trong những thập niên gần đây đã chuyển dần từ hướng nghiên cứu định tính dựa vào kinh nghiệm của chuyên gia sang nghiên cứu định lượng, các mô hình toán học ngày càng được nhiều tác giả sử dụng để mô phỏng cấu trúc và mối quan hệ giữa các đại lượng cấu trúc rừng Henry Biolley đã

sử dụng phương pháp chuẩn hoá tăng trưởng vốn sản xuất để xây dựng cấu trúc chuẩn Cách thức của phương pháp này là sử dụng các ô định vị có diện tích lớn trong rừng và tiến hành khai thác trong 3-4 giai đoạn (mỗi giai đoạn 6-7 năm), đo đếm xác định lượng tăng trưởng rừng đạt lớn nhất tương ứng với một trữ lượng và một cấu trúc đường kính nào đó và coi trữ lượng, cấu trúc đó là trữ lượng và cấu trúc chuẩn (Richards P.W (1959, 1968, 1970) [53], Chandra Bahadur Rai và cộng

sự (2000) [76])

Một điểm chung được công nhận là cấu trúc bền vững của mô hình rừng, một cách toàn diện phải bao gồm cả ba yếu tố là bền vững về cấu trúc sinh thái, bền

vững về cấu trúc hình thái và bền vững về cấu trúc thời gian Tuy nhiên, việc đạt được sự bền vững của cả ba hợp phần cấu trúc tạo nên quần xã thực vật rừng là cả

một thách thức Do vậy, xu hướng phổ biến trên thế giới là: nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng và xác định những chuẩn mực nhất định của cấu trúc cần đạt được của mô hình rừng bền vững để làm đích dẫn dắt các trạng thái rừng hiện có

đạt được những chuẩn mực này Trong từng giai đoạn khác nhau, tương ứng với sự thay đổi và cải biến liên tục của các mục tiêu quản lý rừng, cách tiếp cận nghiên cứu cấu trúc rừng để quản lý rừng bền vững cũng rất đa dạng

Các mô hình rừng nhiệt đới trên thế giới khá đa dạng và phong phú Khi thiết lập các mô hình này, vấn đề đặt ra là cấu trúc của mô hình rừng định hướng phải như thế nào để phục vụ một cách tối ưu cho quản lý rừng bền vững Các con số cụ thể mang tính chất dự báo cho cấu trúc rừng chuẩn trong tương lai vẫn chưa được đưa ra một cách cụ thể Theo thời gian, quan niệm quản lý rừng bền vững đã được thay đổi một cách căn bản: ban đầu các nhà lâm học Đức khi đưa ra khái niệm bền vững (Nachhaltigkeit) chỉ gói gọn trong bền vững về sản lượng rừng, ngày nay khái niệm bền vững đã được mở rộng cho cả các vấn đề sinh thái và xã hội

1.2.3 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới vô cùng phức tạp và còn ít được nghiên cứu Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa thường chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng đã ít nhiều bị biến đổi Van Steenis (1956) [97] 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

Vấn đề tái sinh rừng nhiệt đới được thảo luận nhiều nhất là hiệu quả các cách thức xử lý lâm sinh liên quan đến tái sinh của các loài cây mục đích ở các kiểu rừng Từ đó các nhà lâm sinh học đã xây dựng thành công nhiều phương thức chặt tái sinh Công trình của Bernard (1954, 1959); Wyatt Smith (1961, 1963) [87] với phương thức rừng đều tuổi ở Mã lai xi a; Nicholson (1958) ở Bắc Borneo; Donis và Maudoux (1951, 1954) với công thức đồng nhất hoá tầng trên ở Zaia; Taylor (1954), Jones (1960) với phương thức chặt dần tái sinh dưới tán ở Nijêria và Gana; Barnarji

(1959) với phương thức chặt dần nâng cao vòm lá ở Andamann Nội dung chi tiết các bước và hiệu quả của từng phương thức đối với tái sinh đã được Baur (1964) tổng kết trong tác phẩm: Cơ sở sinh thái học của kinh doanh rừng mưa

Nghiên cứu tái sinh ở rừng nhiệt đới Châu Phi, A.Obrevin (1938) nhận thấy cây con của các loài cây ưu thế trong rừng mưa là rất hiếm A.Obrevin đã khái quát hoá các hiện tượng tái sinh ở rừng nhiệt đới Châu Phi để đúc kết nên lý luận bức khảm tái sinh, nhưng phần lý giải các hiện tượng đó còn bị hạn chế

Tuy nhiên, những kết quả quan sát của David và P.W Richards (1933) [53], Baur (1946) [2], Sun (1960), Role (1969) ở rừng nhiệt đới Nam Mỹ lại khác hẳn với nhận định của A.Obrevin Đó là hiện tượng tái sinh tại chỗ và liên tục của các loài cây và tổ thành loài cây có khả năng giữ nguyên không đổi trong một thời gian dài

H Lamprecht (1989) [85] căn cứ vào nhu cầu ánh sáng của các loài cây trong suốt quá trình sống để phân chia cây rừng nhiệt đới thành nhóm cây ưa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng Kết cấu của quần thụ lâm phần có ảnh hưởng đến tái sinh rừng I.D Yurkevich (1960) đã chứng minh độ tàn che tối

ưu cho sự phát triển bình thường của đa số các loài cây gỗ là 0,6 - 0,7

Các công trình nghiên cứu về phân bố tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới đáng chú ý là công trình nghiên cứu của Richards, P.W (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 x 1m, 1 x 1,5m) 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, 1996) [19]

Baur G.N (1962) [2] cho rằng, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến phát triển của cây con, còn đối với sự nảy mầm và phát triển của cây mầm, ảnh hưởng

này thường không rõ ràng Thảm cỏ, cây bụi có ảnh hưởng đến 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 đến cây tái sinh

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, 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) [58]

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 (dẫn theo Phạm Hồng Ban) [1] Kết quả nghiên cứu của các tác giả Lambertetal (1989), Warner (1991), Rouw (1991) đều cho thấy quá trình diễn thế sau nương rẫy như sau: đầu tiên đám nương rẫy được các loài cỏ xâm chiếm, nhưng sau một năm loài cây gỗ tiên phong được gieo giống từ vùng lân cận hỗ trợ cho việc hình thành quần thụ các loài cây gỗ, tạo ra tiểu hoàn cảnh thích hợp cho việc sinh trưởng của cây con Những loài cây gỗ tiên phong chết đi sau 5-10 năm và được thay thế dần bằng các loài cây rừng mọc chậm, ước tính cần phải mất hàng trăm năm thì nương rẫy cũ mới chuyển thành loại hình rừng gần với dạng nguyên sinh ban đầu (dẫn theo Nguyễn Văn Hoàn, 2011 [24])

Như vậy, kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới cho chúng ta những hiểu biết các phương pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh

tự nhiên ở một số nơi Sự hiểu biết về quy luật tái sinh sẽ là cơ sở xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý tài nguyên rừng bền vững

1.2.4 Về sinh trưởng, tăng trưởng và sản lượng rừng

Tăng trưởng: là sự tăng lên về kích thước của một hoặc nhiều cá thể trong lâm phần với khoảng thời gian cho trước (Vanclay, J.K., 1999; Avery, T.E.,1975; Wenk, G., 1990; ) Thông thường chỉ tiêu này được xác định theo đơn vị thời gian

là năm (ZD: cm/năm; ZH: m/năm; ZM: m3/ha/năm) (dẫn theo Vũ Tiến Hinh [30])

Sản lượng: có thể được hiểu là kích thước của một hoặc nhiều cá thể trong lâm phần tại thời điểm nào đó (Vanclay, J.K., 1999) [98] hoặc là lượng gỗ của lâm phần có thể cho thu hoạch từ khi trồng đến thời điểm xác định (Avery, T.E., 1975) [72] hay lượng gỗ mà rừng có thể tạo ra được tại một tuổi xác định (Wenk, G., 1990) [99] Chỉ tiêu thường được sử dụng để đánh giá sản lượng lâm phần là trữ lượng (m3/ha) tại tuổi xác định Qua các khái niệm trên nhận thấy, sản lượng chính

là tổng tăng trưởng hàng năm của lâm phần về một đại lượng nào đó, như trữ lượng trên ha tại tuổi A, tổng tiết diện ngang trên ha tại tuổi A, trong đó trữ lượng được sử dụng rộng rãi hơn cả, vì đại lượng này phản ánh tổng hợp năng suất của lâm phần

Nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng và dự đoán sản lượng rừng là nội dung chính của khoa học sản lượng rừng được hình thành và phát triển đầu tiên ở châu

Âu từ thế kỷ 19 Sự phát triển của khoa học sản lượng rừng gắn liền với tên tuổi của các nhà khoa học như: Oettlt, G Baur, Borggreve, Breymann, H Cotta, Draudt, M Hartig, E Weise, H Thomasius [96]… Những nghiên cứu về sinh trưởng của cây rừng và lâm phần được xây dựng thành các mô hình toán học và được công bố trong các công trình nghiên cứu của Meyer, H.A và D.D Stevenson (1943), Schumacher, F.X và Coil, T.X (1960), Alder (1980) [81], Clutter J L; Allion B.J (1973)…Có thể khái quát quá trình nghiên cứu tăng trưởng, sản lượng rừng đi theo

2 hướng: (1) Đo đạc lặp lại nhiều lần trong nhiều năm các chỉ tiêu sinh trưởng trong các ô định vị đại diện cho các lâm phần nghiên cứu để biết cả quá trình phát sinh, phát triển, già cỗi và diệt vong Phương hướng này đòi hỏi quá nhiều thời gian nên sau này được cải tiến bằng cách lựa chọn những lâm phần có cùng hoàn cảnh sinh trưởng nhưng khác nhau về tuổi gọi là nằm trong một “dãy phát triển tự nhiên”; (2) Giải tích thân cây đại diện mỗi lâm phần khác nhau về các nhân tố cần nghiên cứu,

để có số liệu tăng trưởng đầy đủ từ khi bắt đầu trồng hoặc tái sinh Sau đó áp dụng

kỹ thuật phân tích thống kê toán học, phân tích tương quan và hồi quy để xác định sản lượng gỗ của lâm phần Trên thế giới số lượng các hàm toán học mô tả quá trình sinh trưởng cũng rất phong phú như hàm: Gompertz (1825), Verhulst (1845), Mitscherlich (1919), Kovessi (1929), Petterson (1929), Levacvic (1935), Korsun (1935), Peshel (1938), Korf (1930), Verbulet (1952), Maichailov (1953), Drakin (1957), Richards (1959), Thomasius (1965), Simes (1966), Sless (1970), Sloboda (1971) Schumacher (1980) (dẫn theo Đinh Văn Đề 2012, [20]) Hàm sinh trưởng là

mô hình sinh trưởng đơn giản nhất mô tả quá trình sinh trưởng của cây rừng cũng như của lâm phần Dựa vào hàm sinh trưởng có thể biết trước giá trị lớn nhất của đại lượng sinh trưởng ở tuổi cuối cùng và tính trước được tốc độ sinh trưởng cực đại

Dạng hàm sinh trưởng của Gompertz (1825):

y = m ( . )

) ( c A

e b

e  (1.1) Trong đó: y: hàm sinh trưởng của nhân tố điều tra

A: tuổi cây hay tuổi rừng

m, b, c: những tham số của phương trình

Tiếp sau đó là các hàm sinh trưởng của các tác giả như: Korsun, Assmann, Frane, Schumacher, Kort… Năm 1973, Wenk chứng minh hàm Gompertz là một giả thuyết vi phân đơn giản về tốc độ sinh trưởng tương đối:

Y

Y b dx Y

Y

'

) (

e c b Y

Hàm lý thuyết được sử dụng nhiều nhất là hàm Bertalanffy được xây dựng dựa trên giả thuyết rằng tăng trưởng của một cơ thể là sự khác nhau giữa đồng hóa

và dị hóa Một vài tác giả đã thử ứng dụng hàm Bertalanffy trong nghiên cứu sinh trưởng lâm phần và cây rừng Zeide (1993) [101] chỉ ra rằng có thể chuyển đổi hàm Bertalanffy thành hàm tuyến tính

1.2.5 Nghiên cứu áp dụng các giải pháp kỹ thuật lâm sinh cho rừng tự nhiên là rừng sản xuất

Do sự suy thoái rừng có rất nhiều mức độ nên các hoạt động phục hồi rừng cũng rất đa dạng, điều này phụ thuộc vào hiện trạng của rừng khi tiến hành phục hồi Trong lâm sinh nhiệt đới các biện pháp kỹ thuật phục hồi rừng rất đa dạng nhưng cơ sở xuyên suốt của các biện pháp đó là việc vận dụng tái sinh tự nhiên hay nhân tạo hay sự vận dụng cả hai hình thức tái sinh này phụ thuộc vào từng quốc gia, từng lập địa cụ thể

Có rất nhiều cách đưa ra lí do cần phải trồng rừng Năm 1944 Tansley đưa ra

“giả thuyết về diễn thế gia tốc”: Ở các khu rừng mưa không phải khu vực nào cũng

có thể áp dụng được những kĩ thuật tái sinh tự nhiên Tại một số nơi, có những diện tích rừng rộng lớn đã bị phá huỷ do các cách khai thác tàn kiệt hoặc do canh tác tạm thời, trên những lập địa như thế còn phải trải qua những thời gian dài thì diễn thế tự nhiên mới sản sinh được những lớp rừng gỗ kinh tế và trồng rừng là phương sách đẩy nhanh quá trình diễn thế đó

Bên cạnh việc vận dụng tái sinh nhân tạo, việc vận dụng tái sinh tự nhiên cũng diễn ra rất mạnh mẽ ở các khu vực rừng mưa trong việc phục hồi lại hệ sinh thái rừng Nó được biểu hiện thông qua các hệ thống kỹ thuật lâm sinh gần với tự nhiên được áp dụng ở các nước nhiệt đới hay chính là một số phương thức khai thác đảm bảo tái sinh Những kỹ thuật này đại diện cho việc phục hồi lại rừng trong điều kiện còn hoàn cảnh rừng, mục tiêu phục hồi còn gắn chặt với mục tiêu kinh tế từ gỗ của rừng

Một số hệ thống biện pháp nữa sử dụng phương pháp lâm sinh để xúc tiến tái sinh phục hồi lại rừng mà đã được G Baur tổng kết khá đầy đủ trong tác phẩm “Cơ

sở sinh thái kinh doanh rừng mưa” Tuy nhiên, các phương pháp này được xây dựng

là do sự nhiệt tình và kinh nghiệm của các nhà lâm sinh nhiệt đới, chứ không phải

được xây dựng trên cơ sở các thí nghiệm có đối chiếu so sánh, cho nên đã có những bài học thất bại ở một số nước Do vậy, khi áp dụng những kỹ thuật này cho một vùng nào đó cần có những thăm dò, thử nghiệm và những điều chỉnh trước khi đưa vào áp dụng một cách rộng rãi

* Về chặt nuôi dưỡng rừng

Theo Shen Guofang (2001): chặt nuôi dưỡng rừng còn gọi là “chặt trung gian nuôi dưỡng” Trong khi rừng chưa thành thục, để tạo điều kiện cho cây gỗ còn lại sinh trưởng phát triển tốt, cần phải chặt bớt một phần cây gỗ Do thông qua chặt tỉa bớt một phần cây gỗ mà thu được một số lượng gỗ nên gọi là “chặt lợi dụng trung gian”, gọi tắt là “chặt trung gian” Chặt nuôi dưỡng cần đạt được các mục đích: (1) Mật độ lâm phần giảm xuống, cải thiện điều kiện sinh trưởng của cây rừng; (2) Xúc tiến sinh trưởng cây rừng, rút ngắn thời gian; (3) Loại bỏ được chất lượng xấu của

gỗ, nâng cao chất lượng lâm phần; (4) Lợi dụng sớm nâng cao được tổng lượng gỗ; (5) Cải thiện vệ sinh lâm phần tăng được sức đề kháng của lâm phần; (6) Xây dựng kết cấu lâm phần thích hợp, phát huy hiệu năng đa dạng của rừng Các nước có nền lâm nghiệp phát triển như Trung Quốc, Mỹ, Nhật Bản vấn đề chặt nuôi dưỡng được nhiều người quan tâm Năm 1950, Trung quốc đã ban hành Quy trình chặt nuôi dưỡng, chủ yếu dựa vào các giai đoạn tuổi của lâm phần từ đó đưa ra nhiệm vụ

và quy định thời kỳ chặt và phương pháp chặt (Dẫn theo Đinh Văn Đề, 2012 [20]) 1.3 Tại Việt Nam

1.3.1 Một số vấn đề về quản lý rừng bền vững

Ở nước ta, đã có nhiều tác giả quan tâm và nghiên cứu vấn đề quản lý rừng

ổn định, bền vững, mặc dù đã đạt được những hiệu quả nhất định nhưng do những vấn đề về kinh tế, xã hội như chiến tranh, nguồn vốn cho phát triển kinh tế, sức ép dân số, di dân tự do, tập tục canh tác lạc hậu hay các vấn đề quản lý, trong đó bao gồm cả những việc như giám sát khai thác không được thực hiện nghiêm túc như mong muốn, nên rừng tự nhiên ở nước ta đã bị suy thoái trầm trọng trong những năm qua Trong những nỗ lực nhằm quản lý, kinh doanh rừng tự nhiên bền vững, Nhà nước ta đã ban hành nhiều chính sách như: các qui trình, quy phạm về khai thác, điều chế, kinh doanh, nuôi dưỡng, phục hồi rừng tự nhiên, luật đất đai, luật

bảo vệ và phát triển rừng, các nghị định của chính phủ về giao đất giao rừng, chính sách với đơn vị cá thể, doanh nghiệp lâm nghiệp, tham gia các công ước quốc tế

Chiến lược phát triển lâm nghiệp Việt Nam giai đoạn 2006 - 2020 đã dành sự

quan tâm đặc biệt đến quản lý rừng bền vững và chứng chỉ rừng Trong mục Định hướng xuất nhập khẩu lâm sản đã yêu cầu đẩy mạnh cấp chứng chỉ rừng và xây dựng thương hiệu cho các mặt hàng xuất khẩu Chương trình Quản lý và Phát triển rừng bền vững là một trong những nội dung và chương trình chủ yếu của chiến lược

này Theo đó, cùng với việc thực hiện quản lý rừng bền vững, các đơn vị quản lý rừng (FMU) xây dựng và thực hiện phương án điều chế rừng, phấn đấu đến năm

2020 có ít nhất 30% diện tích rừng sản xuất được cấp chứng chỉ rừng [6] Việt Nam

đã có những nhận thức và hành động về quản lý rừng bền vững và xây dựng Bộ tiêu chuẩn quản lý rừng bền vững (QLRBV)

Việt Nam đang xây dựng Bộ tiêu chuẩn QLRBV với mục tiêu là tài nguyên rừng Việt Nam được QLBV theo nhận thức mới Bộ tiêu chuẩn này hài hòa hóa được với Bộ tiêu chuẩn của FSC, mong muốn được thế giới công nhận đây là bộ tiêu chuẩn “con” của FSC

Tiêu chuẩn quốc gia về quản lý rừng bền vững được tổ công tác FSC Việt Nam biên soạn trên cơ sở điều chỉnh bổ sung những tiêu chuẩn và tiêu chí quản lý rừng của FSC quốc tế trên cơ sở những ý kiến đóng góp của các nhà quản lý và sản xuất lâm nghiệp trong nước và quốc tế, để vừa đảm bảo những tiêu chuẩn quốc tế, vừa phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt Nam Do những tiêu chuẩn và những tiêu chí

áp dụng chung cho toàn quốc, đồng thời phải phù hợp với tiêu chuẩn chung của quốc tế nên việc áp dụng không thể phù hợp hoàn toàn với mọi trường hợp và mọi điều kiện ở từng địa phương Vì vậy, khi áp dụng những tiêu chuẩn và những tiêu chí cần có sự mềm dẻo trong một phạm vi nhất định, vừa được các tổ chức chứng chỉ rừng quốc tế và FSC quốc gia chấp nhận [64, 65]

Hiện nay, tổ công tác quốc gia về chứng chỉ rừng được thành lập dưới sự phối hợp hỗ trợ và điều hành của các cơ quan quản lý, các tổ chức phi chính phủ trong ngành lâm nghiệp Đây là vấn đề hiện đang được quan tâm một cách đặc biệt, toàn xã hội đang nỗ lực để quản lý sử dụng rừng bền vững

1.3.2 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

1.3.2.1 Về nghiên cứu cấu trúc sinh thái rừng

Khi nghiên cứu về cấu trúc rừng, trên quan điểm sinh thái, Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978) [62] đã dựa trên số lượng và tỷ lệ nhóm loài ưu thế tham gia công thức tổ thành rừng mà phân loại rừng tự nhiên nhiệt đới thành các dạng: quần hợp, ưu hợp và phức hợp Quần hợp đó là một quần thể thực vật trong đó cá thể của

1 - 2 loài chiếm tổng số cá thể trong tầng lập quần Ưu hợp là một quần thể thực vật trong đó loài ưu thế không quá 10 loài và chiếm khoảng 5%, tổng số cá thể của các loài ưu thế đó phải chiếm từ 40 - 50% tổng số cá thể cây của tầng lập quần trong quần thể trên đơn vị diện tích điều tra Trường hợp độ ưu thế của các loài cây không

rõ ràng gọi là những phức hợp

Trần Ngũ Phương (1970) [48] đã nghiên cứu cấu trúc sinh thái để làm căn cứ phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam Từ những kết quả nghiên cứu của các tác giả đi trước, Vũ Đình Phương (1987) [50] nhận định: việc xác định tầng thứ của rừng lá rộng thường xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhưng chỉ trong trường hợp rừng có sự phân tầng rõ rệt có nghĩa là khi rừng đã phát triển ổn định mới sử dụng phương pháp định lượng để xác định giới hạn của các tầng cây

Nguyễn Văn Hoàn (2011) [24] đã đưa ra được bảng phân loại chi tiết hiện trạng thảm thực vật khu bảo tồn Yên Tử, lập được phổ dạng sống theo 5 nhóm

cơ bản (theo Raunkiaer, 1934) của 4 giai đoạn phục hồi rừng theo quy luật diễn thế đi lên

Khi nghiên cứu kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới ở nước ta, Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978) [62] đã mô tả cấu trúc tầng thứ gồm: Tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C) Thái Văn Trừng đã vận dụng sáng tạo phương pháp biểu đồ mặt cắt đứng của David - Richards để nghiên cứu cấu trúc rừng Việt Nam, trong đó tầng cây bụi

và thảm tươi được vẽ phóng đại với tỷ lệ nhỏ hơn và có ghi ký hiệu thành phần loài cây của quần thể đối với những đặc trưng sinh thái và vật hậu cùng biểu đồ khí hậu, địa lý, địa hình Bên cạnh đó tác giả còn dựa vào 4 tiêu chuẩn để phân chia kiểu thảm thực vật rừng Việt Nam, đó là dạng sống ưu thế của những thực vật trong tầng

cây lập quần, độ tàn che của tầng ưu thế sinh thái, hình thái sinh thái của nó và trạng thái mùa của tán lá

Năm 1983, Nguyễn Văn Trương [61] khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài

đã xem xét sự phân tầng theo hướng định lượng, phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới Đây là công trình nghiên cứu có hệ thống nhất về cấu trúc rừng tự nhiên Việt Nam mà những nghiên cứu sau này cần tham khảo

1.3.2.2 Về nghiên cứu định lượng giữa các nhân tố cấu trúc

Theo xu hướng của thế giới, những nghiên cứu về cấu trúc rừng sau này đã chuyển sang nghiên cứu định lượng Nhiều nhà khoa học đã quan tâm nghiên cứu

mô hình hoá cấu trúc phân bố số cây theo đường kính, phân bố số cây theo chiều cao và biểu diễn chúng theo các dạng hàm toán học, nổi bật là các công trình của các tác giả: Đồng Sỹ Hiền (1974), Nguyễn Văn Trương (1983), Nguyễn Hải Tuất (1986), Bảo Huy (1993), Trần Văn Con (1991), Trần Xuân Thiệp (1995), Lê Sáu (1996), Trần Cẩm Tú (1999), Đào Công Khanh (1996)…Qua tham khảo các tài liệu

có liên quan cho thấy, việc nghiên cứu phân bố N/D gần đây không chỉ dừng lại ở mục đích phục vụ công tác điều tra như xác định tổng tiết diện ngang và trữ lượng

mà còn xây dựng cơ sở khoa học cho các giải pháp lâm sinh trong nuôi dưỡng và làm giàu rừng (dẫn theo Dương Trung Hiếu, 2005) [26]

+ Về phân bố N/D1.3: Khi lập biểu thể tích cây đứng rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam, Đồng Sĩ Hiền (1974) [25] đã kết luận: ‘‘phân bố số cây theo cỡ đường kính là phân bố giảm nhưng do quá trình khai thác chọn thô không theo quy tắc nên đường thực nghiệm thường có dạng hình răng cưa’’ và tác giả đã dùng hàm Meyer

và họ đường cong Pearson để mô tả phân bố này Nguyễn Văn Trương (1983) [61]

đã thử nghiệm các hàm mũ, logarit, phân bố Poisson và phân bố Pearson để biểu thị cấu trúc N/D1.3 của rừng tự nhiên hỗn loại, trong đó phân bố Pearson không mang lại kết quả mong muốn Trần Văn Con (1991,1992) [11], [12] dùng phân bố Weibull để mô phỏng cấu trúc đường kính cho rừng khộp ở Tây Nguyên Lê Minh Trung (1991) [60] qua thử nghiệm mô phỏng phân bố N/D1.3 rừng tự nhiên ở Gia Nghĩa - Đắc Nông bằng bốn dạng hàm: Poisson, Weibull, Hyperbol và Meyer, đã có

kết luận: hàm Weibull có khả năng tiếp cận được phân bố thực nghiệm của đường kính rất tốt, tuy nhiên việc xác định hai tham số của phương trình rất phức tạp vì thế

đã sử dụng hàm Meyer để tính toán Lê Sáu (1996) [55], Trần Xuân Thiệp (1996) [59] khẳng định phân bố Weibull thích hợp nhất để mô tả phân bố N/D1.3 cho tất cả các trạng thái rừng tự nhiên, cho dù phân bố thực nghiệm có dạng giảm liên tục hay một đỉnh

+ Về phân bố N/Hvn: Bên cạnh các nghiên cứu về phân bố N/D1.3, phân bố N/Hvn cũng đã được nhiều nhà khoa học xác định Bảo Huy (1993) [33], Lê Sáu (1996) [55], qua nghiên cứu phân bố N/Hvn để tìm tầng tích tụ tán cây trong các kiểu rừng thường xanh và rừng hỗn loài Bằng lăng chiếm ưu thế ở Kon Hà Nừng và Đắc Lắc, đều đi đến kết luận là phân bố N/Hvn có dạng một đỉnh với nhiều đỉnh phụ hình răng cưa và hàm Weibull thích hợp nhất để mô tả phân bố này Trần Xuân Thiệp (1996) [59], sau khi thử nghiệm các hàm Meyer, Weibull để mô phỏng kết cấu N/D1.3 và N/Hvn cho rừng Hương Sơn - Hà Tĩnh, cũng đã nhận định: sự phù hợp giữa phân bố lí thuyết và thực tế cho phép dựa vào hàm Weibull để điều tiết rừng trong giai đoạn quá độ chuyển hóa về rừng chuẩn cũng như trong quá trình kinh doanh rừng bền vững Trần Cẩm Tú [65], [66] qua nghiên cứu rừng tự nhiên ở Hương Sơn, Hà Tĩnh có nhận định: hàm Weibull thích hợp để mô phỏng phân bố N/Hvn cho rừng tự nhiên hỗn loại sau khai thác

+ Về phân bố số loài cây theo cỡ kính Nl/D1.3: Cùng với các nghiên cứu về cấu trúc N/D1.3 và N/Hvn, nhiều tác giả đã đi sâu nghiên cứu phân bố Nl/D1.3 của lâm phần để làm rõ thêm đặc điểm cấu trúc tổ thành rừng từ đó đề xuất hướng điều chỉnh cấu trúc tổ thành rừng hiện tại dần phù hợp với mục tiêu điều chế Lê Sáu (1996) [55] nghiên cứu phân bố Nl/D1.3 các lâm phần rừng ở Kon Hà Nừng cho nhận xét: phân bố Nl/D1.3 là phân bố giảm đỉnh đường cong lệch trái Hàm Weibull với độ mềm dẻo của mình đã mô phỏng phân bố Nl/D1.3 rất tốt với độ lệch cụ thể đạt được là 1,00 ≤α≤ 1,60 Trần Cẩm Tú (1999) [66] nghiên cứu phân bố Nl/D1.3 rừng

tự nhiên Hương Sơn, Hà Tĩnh cho thấy: cả hai hàm Weibull và khoảng cách mô phỏng tốt phân bố Nl/D1.3, trong đó hàm Weibull với tính mềm dẻo đã thể hiện mức

độ phù hợp cao hơn

+ Về tương quan Hvn/D1.3: Đồng Sỹ Hiền (1974) [25] đề nghị sử dụng phương trình Logarit hai chiều hoặc hàm mũ, đồng thời tác giả cũng chỉ ra khả năng

sử dụng một phương trình chung cho nhóm loài cây có tương quan Hvn/D1.3 thuần nhất với nhau Gần đây các tác giả Bảo Huy (1993) [33], Đào Công Khanh (1996) [46], Trần Cẩm Tú (1999) [66] đã chọn phương trình: log Hvn=a+blogD1.3 để biểu diễn mối quan hệ giữa Hvn/D1.3 cho rừng ưu thế Bằng lăng ở Đắk Lắk và rừng tự nhiên hỗn loài ở Hương Sơn, Hà Tĩnh Vũ Nhâm (1988) đã chọn phương trình:

Hvn=a+blogD1 3 làm cơ sở xác lập đường cong chiều cao các lâm phần Thông đuôi ngựa khi phân chia sản phẩm

+ Về quan hệ giữa Dt/D1.3: Vũ Đình Phương (1985) [49] khi nghiên cứu mối quan hệ giữa hai đại lượng này đã khẳng định giữa chúng có mối quan hệ mật thiết

ở dạng đường thẳng và ông đã thiết lập phương trình tương quan cho một số loài cây lá rộng như: Ràng ràng, Vạng trứng, Lim xanh, Chò chỉ trong lâm phần hỗn giao khác tuổi để phục vụ công tác điều chế rừng Trần Cẩm Tú (1999) [66] đã vận dụng phương pháp của Vũ Đình Phương và sử dụng phương trình: Dt=a+bD1.3 để biểu diễn mối quan hệ giữa Dt/D1.3 rừng gỗ tự nhiên hỗn loài sau khai thác ở Hương Sơn cho thấy: trong các trạng thái rừng riêng rẽ tồn tại mối quan hệ chặt chẽ với hệ

số tương quan R ≥0,77, tỷ tương quan (ŋ) dao động từ 0,8-0,9, tất cả các trường hợp đều có F (ŋ, r) <F0,5 Chứng tỏ phương trình được chọn là thích hợp

Bùi Chính Nghĩa (2012) [43] khi định lượng một số nhân tố đặc trưng cho cấu trúc lâm học của rừng tự nhiên phục hồi ở vùng nghiên cứu đã phát hiện tỷ số hỗn loài của các loài có độ nhiều trên 5% có thể dùng để phân biệt ba giai đoạn diễn thế khác nhau của giai đoạn rừng phục hồi

Phần lớn các nghiên cứu về cấu trúc rừng nêu trên, nhất là các nghiên cứu sau này của các tác giả Nguyễn Ngọc Lung, Vũ Nhâm (1992) [45], Bảo Huy (1993) [33], Lê Minh Trung (1991) [60], Trần Văn Con, Đào Công Khanh (1996) [46], Lê Sáu (1996) [55], Trần Cẩm Tú (1999) [66] .đã chú ý đến việc lựa chọn các mô hình lý thuyết thích hợp để mô tả các đặc điểm cấu trúc rừng Từ mô hình lý thuyết thích hợp các tác giả đã xây dựng mô hình cấu trúc mẫu làm cơ sở cho việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp với từng điều kiện và mục tiêu kinh doanh cụ thể

để đạt được hiệu quả cao trong kinh doanh ở các vùng rừng khác nhau của nước ta

Như vậy, hầu hết các công trình nghiên cứu rừng gần đây thường thiên về việc mô hình hoá các quy luật kết cấu lâm phần và việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng thường chưa có tính chất dự báo trong tương lai

1.3.2.3 Nghiên cứu xây dựng mô hình cấu trúc rừng định hướng

Nghiên cứu về qui luật kết cấu trữ lượng (qui luật phân bố thể tích theo cỡ kính) là cơ sở quan trọng để xác định phương thức và cường độ khai thác Phương thức khai thác chính đối với rừng tự nhiên khác tuổi là khai thác chọn Với phương thức này kết cấu trữ lượng được chia thành 3 lớp cây: (1) Lớp dự trữ (D1.3 <25cm), (2) lớp kế cận (D1.3=25-40cm) và (3) lớp thành thục (D1.3 >40cm) Mô hình rừng được coi là có kết cấu trữ lượng chuẩn cần có tỷ lệ thể tích giữa ba lớp cây trên là: 1:3:5

Từ nghiên cứu xây dựng mô hình lý thuyết về cấu trúc rừng định hướng và hướng dẫn áp dụng mô hình tại lâm trường Con Cuông - Nghệ An, lâm trường Mai Sơn - Bắc Giang và lâm trường Măng Đen - Kon Tum, Trần Hữu Viên và cộng sự

(2011) [67] đã xây dựng được 2 kiểu mô hình lý thuyết về cấu trúc rừng định hướng

cho 4 khu vực nghiên cứu để phục vụ cho khai thác chọn thô và khai thác chọn tỷ

mỷ và xác lập các mức giảm để thực tế sản xuất lựa chọn Các mô hình cấu trúc rừng định hướng đã được biểu thị thông qua một số chỉ tiêu quan trọng nhất là: (i) - phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D); (ii) - mật độ tầng cây cao (n, cây/ha); (iii)

- các đại lượng sinh trưởng bình quân (D, H VN, G, M) Ngoài ra còn có chỉ dẫn cho việc lựa chọn và cải thiện chỉ tiêu tổ thành loài cây cho mô hình cấu trúc rừng định hướng

Đinh Văn Đề (2012) [20] đã xây dựng được kế hoạch khai thác cho các loại hình điều chế rừng và các giải pháp thực hiện phương án kỹ thuật điều chế rừng tại Lâm trường Con Cuông, tỉnh Nghệ An Từ đó đề xuất được định hướng điều chế rừng tự nhiên lá rộng thường xanh là rừng sản xuất vùng Bắc Trung bộ

Các tác giả trên đều xây dựng các cấu trúc mẫu dựa trên việc nghiên cứu các quy luật kết cấu, từ đó đề xuất các hướng tác động vào rừng Các mẫu này đều được xây dựng trên cơ sở các mẫu tự nhiên đã chọn lọc và được coi là ổn định thông qua tài liệu quan sát Tính ổn định của các cấu trúc này thường được tính toán theo lý

thuyết trước khi đi vào khảo nghiệm Cấu trúc mẫu được quan tâm nhiều nhất là cấu trúc N/D Việc điều chỉnh cấu trúc này cũng là cơ sở cho việc khai thác và nuôi dưỡng rừng

1.3.3 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Phùng Ngọc Lan (1964) đã nêu kết quả tra dặm hạt Lim xanh dưới tán rừng

ở lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn Ngay từ giai đoạn nảy mầm, bọ xít là nhân tố gây ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ nảy mầm [37] Khi nghiên cứu rừng nhiệt đới ở Việt Nam tác giả Trần Ngũ Phương (1970) đã nhấn mạnh, rừng tự nhiên có nhiều tầng, khi một tầng nào đó của rừng bắt đầu già cỗi thì nó đã chuẩn bị cho bản thân một lớp cây con tái sinh để sau này sẽ thay thế khi nó bị tiêu vong [48]

Thái Văn Trừng (1978) [62] 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 rừng Khi các điều kiện của môi trường như đất rừng, nhiệt

độ, độ ẩm dưới tán rừng chưa thay đổi thì các loài cây tái sinh không có những biến đổi lớn và cũng không diễn thế một cách tuần hoàn 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

Từ kết quả điều tra tái sinh, Vũ Đình Huề (1969) [35] đã 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 đến số lượng mà chưa đề cập đến chất lượng cây tái sinh Cũng từ kết quả điều tra trên, Vũ Đình Huề (1975) [36] đã tổng kết và rút ra nhận xét, tái sinh tự nhiên rừng miền Bắc Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh của rừng nhiệt đới 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 đám được thể hiện rõ nét tạo nên sự phân bố số cây không đồng đều trên mặt đất rừng

Phạm Đình Tam (1987) [56] đã 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 đó tác giả đề xuất phương thức khai thác chọn, tái sinh tự nhiên cho đối tượng rừng khu vực này

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 tác giả Nguyễn Văn Trương (1983) [61] cho rằng: cần phải thay đổi cách khai thác rừng cho hợp lý vừa cung cấp được gỗ, vừa nuôi dưỡng và tái sinh được rừng Muốn đảm bảo cho rừng phát triển liên tục trong điều kiện quy luật đào thải tự nhiên hoạt động thì rõ ràng là lớp cây dưới phải nhiều hơn lớp cây kế tiếp nó ở phía trên Điều kiện này không thực hiện được trong rừng tự nhiên ổn định mà chỉ có trong rừng chuẩn có hiện tượng tái sinh liên tục đã được sự điều tiết của con người

Vũ Tiến Hinh (1991) [29] khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên tại Hữu Lũng (Lạng Sơn) và vùng Ba Chẽ (Quảng Ninh) đã nhận thấy rằng, hệ số tổ thành tính theo % số cây của tầng tái sinh và tầng cây cao có liên quan chặt chẽ với nhau Các loài

có hệ số tổ thành ở tầng cây cao càng lớn thì hệ số tổ thành ở tầng tái sinh cũng vậy

Để đánh giá vai trò tái sinh và phục hồi rừng tự nhiên ở các vùng miền Bắc, Trần Xuân Thiệp (1995) đã cho rằng rừng phục hồi vùng Đông Bắc chiếm trên 30% diện tích rừng hiện có, lớn nhất so với các vùng khác Khả năng phục hồi hình thành các vườn rừng, trang trại rừng đang phát triển ở các tỉnh trong vùng Rừng Tây Bắc phần lớn diện tích là rừng phục hồi sau nương rẫy, diễn thế rừng ở nhiều vùng xuất hiện nhóm cây ưa sáng chịu hạn hoặc rụng lá, kích thước nhỏ và nhỡ là chủ yếu và nhóm cây lá kim rất khó tái sinh phục hồi trở lại do thiếu lớp cây mẹ

Thực tế cho thấy, ở nước ta hiện nay, nhiều khu vực vẫn phải dựa vào tái sinh tự nhiên còn việc triển khai tái sinh nhân tạo vẫn còn hạn chế Vì vậy, những nghiên cứu đầy đủ về tái sinh tự nhiên cho từng đối tượng rừng cụ thể là hết sức cần thiết để từ đó có thể đề xuất những biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp

1.3.4 Sinh trưởng, tăng trưởng và sản lượng rừng

Sinh trưởng cá thể và quần thể cây rừng tự nhiên đã được tác giả Phùng Ngọc Lan nghiên cứu từ những năm đầu thập niên 80 của thế kỷ 20 thông qua khảo nghiệm một số phương trình sinh trưởng đã được sử dụng ở Châu Âu cho một số loài cây trồng và rừng tự nhiên ở nước ta Tác giả cho thấy các đường cong sinh

trưởng thực nghiệm và đường cong sinh trưởng lý thuyết đa số cắt nhau tại một

điểm Nguyễn Ngọc Lung (1987) [39] và nhiều tác giả khác như: Vũ Đình Phương

(1987) [50], Giang Văn Thắng và Trịnh Khắc Mười (1987-1988) [57], Vũ Nhâm

(1992) [45] đã mô hình hoá sinh trưởng cho từng loài cây ở các kiểu rừng khác

nhau theo các hàm toán học

Việc nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng cho loài cây và lâm phần rừng tự

nhiên hỗn loài ở nước ta gặp rất nhiều khó khăn do đối tượng nghiên cứu quá phức

tạp Vũ Tiến Hinh (1987, 1988) [29], [27] đã xây dựng phương pháp xác định quy

luật sinh trưởng cho loài cây rừng tự nhiên và mô phỏng động thái phân bố đường

kính trên cơ sở tăng trưởng thường xuyên định kỳ của lâm phần hỗn loài khác tuổi Theo phương pháp này lượng tăng trưởng đường kính (Zd) của từng cỡ kính được

xác định thông qua suất tăng trưởng đường kính Pd, theo công thức:

Qua đó nếu biết đường kính ở một tuổi nào đó làm cơ sở sẽ xác định được

đường kính ở tuổi tiếp theo bằng công thức:

D(i+1) =di + Zdi (1.5) hoặc d(i+1) =

án “Phát triển lâm nghiệp để cải thiện sinh kế ở các tỉnh Tây Nguyên (FLITCH)”,

Trần Văn Con (2011) [17] đã tiến hành phân nhóm loài bằng phương pháp phân

tích nhóm dựa trên chiến lược K bình quân (K-Means) Hai chỉ tiêu thống kê được

sử dụng để phân nhóm trong nghiên cứu này là tăng trưởng bình quân năm của

đường kính (zd) và đường kính tối đa quan sát được của loài (Dmax)

Bảo Huy (1995) [34] đã thiết lập các tương quan giữa thể tích (V) với đường kính (D1.3) và chiều cao (H) cây Bằng lăng và nhóm loài ưu thế để làm cơ sở dự đoán sản lượng rừng nửa rụng lá ưu thế Bằng lăng ổi ở Tây Nguyên Từ các tương

quan cơ sở kết hợp với mô hình cấu trúc N-D mẫu theo đường kính giới hạn, tác giả

đã dự báo sản lượng của rừng Tuy nhiên, phương pháp dự báo sản lượng này chỉ

cho phép dự báo sản lượng rừng hiện tại dựa trên số liệu điều tra một lần Do chưa

có số liệu nghiên cứu định vị và chưa xác định được tỷ lệ chết của cây nên chưa dự báo được sản lượng của những năm tiếp theo

Trần Văn Con (1991) đã nghiên cứu phương pháp dự báo sản lượng rừng khộp ở Tây Nguyên Đã xây dựng được các mô hình sinh trưởng cho các nhân tố điều tra trong rừng khộp Tuy nhiên các kết quả nghiên cứu chưa bao gồm các nghiên cứu về động thái quá trình chết và tái sinh bổ sung do chưa có số liệu nghiên cứu từ

ô tiêu chuẩn định vị Trên cơ sở số liệu theo dõi từ 6 ô tiêu chuẩn định vị ở rừng khộp được

đo lặp lại 2 lần năm 2006 và năm 2009, Trần Văn Con và Trần Đức Mạnh (2010) đã

nghiên cứu bổ sung các quá trình sau: Động thái sinh trưởng và chuyển cỡ kính; Quá trình chết tự nhiên hoặc/và khai thác; Xây dựng mô hình dự đoán cấu trúc rừng khộp

Ngô Út (2010) [69] đã nghiên cứu dự đoán sản lượng rừng non phục hồi ở khu vực Đông Nam Bộ Tác giả chọn phương trình có dạng Pd = a + bd-0,5 để mô phỏng quá trình sinh trưởng đường kính cây cá thể

Tác giả Đỗ Xuân Lân (2005) [38] đã nghiên cứu tăng trưởng bình quân về thể tích của các trạng thái rừng ở vùng Đông Nam Bộ bằng phương pháp đánh giá suất tăng trưởng bình quân về thể tích Pv% theo cỡ kính và đã xác định được tăng trưởng của rừng non thấp hơn tăng trưởng của rừng giàu và trung bình, nhưng cao hơn tăng trưởng của rừng nghèo

Trong công trình “Hoàn thiện phương pháp xác định tăng trưởng và dự đoán sản lượng rừng tự nhiên”, Vũ Tiến Hinh và cộng sự (2010) [31] đã xác định các cơ

sở khoa học cho phương pháp điều tra trữ lượng các lô rừng tự nhiên Các tác giả cho rằng tăng trưởng đường kính theo cỡ kính của các loài cây trong rừng tự nhiên được dự đoán tốt nhất thông qua suất tăng trưởng (tăng trưởng tương đối), trong đó suất tăng trưởng được xác định bằng phương trình bậc 2 có dạng:Pd = a0 +a1X +a2X2

1.3.5 Nghiên cứu áp dụng các giải pháp kỹ thuật Lâm sinh cho rừng tự nhiên là rừng sản xuất

Theo định nghĩa đã đặt ra: Đối tượng tác động là rừng thứ sinh nghèo Đây là đối tượng được hình thành bởi nhiều nguyên nhân khác nhau nhưng tu bổ rừng nhấn mạnh vào đối tượng rừng tự nhiên sau khai thác chọn thô Tu bổ rừng phải là một

hệ thống các biện pháp kỹ thuật bởi vì rừng sau khai thác chọn ở cường độ cao cấu trúc bị xáo trộn, quá trình phục hồi lại phải trải qua những giai đoạn với những biến đổi phức tạp về thành phần loài cây, hình thức tái sinh v.v Do vậy, sẽ không có một biện pháp kỹ thuật lâm sinh đơn lẻ nào đáp ứng được tính phức tạp của quá trình phục hồi đó Hơn nữa, quá trình phục hồi rừng chịu sự chi phối tổng hợp của các nhân tố ngoại cảnh Bởi vậy, các biện pháp kỹ thuật phải được tác động một cách "tổng hợp" mới đáp ứng được nhu cầu của cây rừng trong quá trình phục hồi Tính "liên hoàn" trong kỹ thuật tu bổ rừng thể hiện ở hai yếu tố: liên tục giải quyết những mâu thuẫn trong quá trình phục hồi rừng và quá trình giải quyết những mâu thuẫn đó được lặp đi, lặp lại nhiều lần

Tu bổ rừng được đánh giá là giải pháp kỹ thuật lâm sinh rất có hiệu quả nhằm xúc tiến tái sinh phục hồi rừng Bởi vì, những tác động kỹ thuật của nó được dựa trên một thực tế là nếu biết tác động đúng qui luật, rừng sẽ "hoàn trả lại" cái chúng đã bị mất Nhược điểm cơ bản của kỹ thuật này là thời gian và đầu tư trong những năm "tu bổ" kéo dài Mặt khác, mục tiêu của tu bổ rừng là đúng nhưng trong

kỹ thuật có nội dung "chặt hết cây bụi thảm tươi" là không đúng vì trái với qui luật tự nhiên Có lẽ đây là một trong những lý do dẫn đến biện pháp kỹ thuật này bị bãi bỏ

Cũng trong khoảng thời gian của những năm 1970 ý tưởng "khoanh núi nuôi rừng" đã xuất hiện và về sau này từng bước ý tưởng đó được hoàn thiện và được áp dụng phổ biến cho đến nay thông qua "kỹ thuật phục hồi rừng bằng khoanh nuôi" giải pháp này được hiểu là sự "tận dụng triệt để khả năng tái sinh và diễn thế rừng

tự nhiên để tạo lại rừng thông qua các biện pháp ngăn chặn có tính chất hành chính các tác động từ bên ngoài như khai thác, chặt phá, chăn thả, lửa rừng v.v " (Qui phạm tạm thời về các giải pháp kỹ thuật lâm sinh áp dụng cho rừng sản xuất Bộ Lâm nghiệp, năm 1988) Theo cách định nghĩa này phục hồi rừng bằng khoanh nuôi thực chất là một giải pháp kinh tế - xã hội trong đó bao hàm ý nghĩa lâm sinh học ở chỗ phải xác định được tiêu chuẩn và điều kiện cho khoanh nuôi Khi phân tích tiêu

chuẩn khoanh nuôi rừng, Nguyễn Luyện (1993) có đưa ra 3 nội dung: Tiêu chuẩn về điều kiện tự nhiên; tiêu chuẩn về điều kiện sinh vật học; tiêu chuẩn về diều kiện

kinh tế - xã hội Trong 3 tiêu chuẩn này, tiêu chuẩn về kinh tế - xã hội là tiêu chuẩn

khó xác định nhất

Phục hồi rừng bằng khoanh nuôi là một biện pháp ít chi phí nhưng mang lại lợi ích kinh tế và lợi ích sinh thái cao, đặc biệt là phục hồi tính đa dạng sinh học của rừng Đây còn là biện pháp áp dụng cho những nơi không có điều kiện

áp dụng các giải pháp kỹ thuật, cho những nơi có địa hình khó khăn, những nơi không có kinh phí đầu tư để phục hồi rừng… Tuy nhiên, nhược điểm của giải pháp này là thời gian cho khoanh nuôi phục hồi rừng nên là bao nhiêu và nếu qua khoảng thời gian nhất định rừng không phục hồi được theo ý muốn sẽ xử lý như thế nào?

"Phục hồi rừng bằng khoanh nuôi xúc tiến tái sinh kết hợp trồng bổ sung" là tên gọi đầy đủ cho một giải pháp tổng hợp về kỹ thuật kinh tế xã hội mới được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn ban hành (QPN 21 - 98) Điều 2 của qui phạm này định nghĩa "khoanh nuôi xúc tiến tái sinh kết hợp trồng bổ sung trong qui phạm này được hiểu là một giải pháp lợi dụng triệt để khả năng tái sinh, diễn thế tự nhiên

để phục hồi rừng thông qua các biện pháp bảo vệ, biện pháp kỹ thuật lâm sinh và trồng bổ sung cần thiết"

Đối tượng áp dụng của giải pháp này là đất lâm nghiệp đã mất rừng Quá trình tái sinh ở đây là “Bằng mọi cách để thu được tái sinh” Như ta đã biết, tái sinh luôn là một mắt xích quan trọng, một khâu yếu nhất trong các phương thức lâm sinh Việc xúc tiến tái sinh ở đây bao gồm cả hai, xúc tiến tái sinh tự nhiên và tái sinh nhân tạo (trồng bổ sung) Như vậy, QPN 21 - 98 đã khắc phục được nhược điểm của qui phạm tạm thời 1998 và QPN 14 - 92 Trong qui phạm trước đây, khoanh nuôi phục hồi rừng được hiểu theo nghĩa thụ động "chỉ cần bảo vệ mà không cần có tác động kỹ thuật trực tiếp" Yếu tố con người ở đây chưa thể hiện rõ vai trò tích cực, nó hạn chế việc nghiên cứu để tìm ra những tác động thúc đẩy một cách hữu hiệu quá trình tái tạo lại rừng trong một khoảng thời gian xác định Nhưng

ở QPN 21 - 98 có quy định rất rõ thời gian và tiêu chuẩn cho từng đối tượng cần