TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Trên thế giới
1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng
Rừng tự nhiên là một hệ sinh thái phức tạp với nhiều thành phần sinh vật và quy luật sắp xếp đa dạng theo không gian và thời gian Nhiều nhà khoa học toàn cầu đã nghiên cứu nhằm xây dựng cơ sở khoa học phục vụ cho kinh doanh rừng Các nghiên cứu liên quan đến cấu trúc rừng đã được thống kê và phân tích để hiểu rõ hơn về hệ sinh thái này.
Odum E.P (1971) đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái của Tansley A.P
Cation (1965) đã nghiên cứu các đặc trưng cấu trúc sinh thái bằng cách mô tả phân loại và giới thiệu các khái niệm về đa dạng sinh học và tầng phiến Ông đã thể hiện các đặc trưng cấu trúc của rừng mẫu và hình thái của chúng thông qua các phẫu đồ rừng.
Phương pháp vẽ phẫu đồ mặt cắt đứng của rừng do David và Richards P.W đề xuất vào những năm 1933-1934, lần đầu tiên được áp dụng tại Guyana, vẫn là một công cụ hiệu quả trong nghiên cứu cấu trúc tầng thứ của rừng Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là chỉ thể hiện được sự sắp xếp theo chiều thẳng đứng của các loài cây gỗ trong một diện tích hạn chế Để khắc phục nhược điểm này, Cusen (1951) đã phát triển phương pháp bằng cách vẽ một số giải liền kề, từ đó tạo ra hình tượng không gian ba chiều.
Richards P.W (1939) phân chia rừng ở Nigieria thành 5-6 tầng
Meyer (1934) đã phát triển một phương trình toán học dạng đường cong giảm liên tục để mô tả sự phân bố số lượng cây theo kích thước đường kính, được biết đến sau này với tên gọi là hàm Meyer (theo Phạm Ngọc Giao, 1995).
Belley (1973) đã sử dụng hàm Weibull để mô phỏng phân bố số cây theo đường kính, chiều cao theo mô hình của Shumacher và Coile (theo Lê Sáu, 1996)
Loestch (1973) đã dùng hàm Beta để nắn các phân bố thực nghiệm (theo Trần Cẩm Tú, 1999)
Ngoài ra, một số tác giả sử dụng hàm Hyperbol, họ đường cong Pearson, phân bố, Boisson…để mô phỏng các phân bố thực nghiệm trong Lâm nghiệp
1.1.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng
Khi điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả áp dụng phương pháp lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927) với diện tích ô từ 1-4 m² Mặc dù diện tích ô nhỏ giúp việc đo đếm dễ dàng, nhưng cần có số lượng ô đủ lớn và phân bố đều trong khu rừng để phản ánh chính xác tình hình tái sinh rừng.
Theo Bernard (1955) và Phùng Ngọc Lan (1986), để giảm thiểu sai số trong thống kê tái sinh tự nhiên, phương pháp "điều tra chuẩn đoán" được đề xuất Phương pháp này cho phép điều chỉnh kích thước ô đo đếm tùy thuộc vào giai đoạn phát triển của cây tái sinh.
Theo Bara (1954) và Phùng Ngọc Lan (1986), việc tái sinh rừng nhiệt đới có sự hiện diện đầy đủ của cây tái sinh có giá trị kinh tế Do đó, việc áp dụng các biện pháp lâm sinh để bảo vệ cây tái sinh là rất cần thiết Các nghiên cứu này đã dẫn đến việc xây dựng nhiều biện pháp tác động vào cây tái sinh, mang lại hiệu quả đáng kể trong việc bảo tồn và phát triển rừng.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng ánh sáng, độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, dây leo và thảm tươi là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình tái sinh rừng H.Lam Precht (1989) đã phân loại rừng nhiệt đới thành ba nhóm dựa trên nhu cầu ánh sáng của các loài cây: nhóm cây ưa sáng, nhóm cây trung tính và nhóm cây chịu bóng.
Yurkevich I.D (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 đã đề cập giúp làm rõ đặc điểm cấu trúc của rừng tự nhiên, từ đó cung cấp cơ sở cho việc nghiên cứu cấu trúc và tái sinh trong đề tài này.
Trong nước
1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng
Thái Văn Trừng đã nghiên cứu cấu trúc của rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới ở Việt Nam, mô tả các tầng trong hệ sinh thái rừng bao gồm: tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C).
Nguyễn Văn Chương (1983) đã nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài với sự phân tầng định lượng và cơ giới theo chiều cao Đồng Sĩ Hiền (1974) cho biết rằng nghiên cứu về rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi cho thấy phân bố N/D1.3 có dạng giảm, nhưng do khai thác chọn thô không quy tắc, đường thực nghiệm có hình dạng răng cưa Tác giả đã sử dụng hàm Meyer để mô phỏng quy luật phân bố số cây theo đường kính.
Dương Trung Hiếu (2005) đã nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc của rừng thứ sinh nghèo tại huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh và đề xuất những giải pháp kỹ thuật nhằm phục hồi rừng hiệu quả.
Trần Xuân Thiệp (1996) đã nghiên cứu vai trò của tái sinh và phục hồi tái sinh tự nhiên ở các vùng miền Bắc – Nam, kết luận rằng ở vùng Tây Bắc, tái sinh tự nhiên diễn ra khá tốt với số lượng cây từ 500 – 8000 cây/ha Tuy nhiên, rừng Tây Bắc gặp khó khăn về chất lượng tái sinh do nghèo trữ lượng, cây kích thước nhỏ chiếm ưu thế và nhóm loài cây lá kim khó tái sinh do thiếu cây mẹ Tác giả cũng chỉ ra rằng vùng trung tâm đang nhanh chóng bị kiệt quệ, dẫn đến số lượng và chất lượng tái sinh tự nhiên thấp Ở vùng Đông Bắc, số lượng cây tái sinh trong rừng tự nhiên biến động bình quân từ 8000 cây/ha.
12000 cây/ha So với vùng khác, vùng này có khả năng tái sinh tự nhiên tốt
1.2.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng
Rừng nhiệt đới Việt Nam có những đặc điểm chung của tái sinh rừng nhiệt đới, nhưng do phần lớn là rừng tái sinh bị tác động, các quy luật tái sinh đã bị xáo trộn Mặc dù có nhiều nghiên cứu về tái sinh rừng, nhưng việc tổng kết thành quy luật tái sinh cho từng loại rừng vẫn còn hạn chế.
Về đặc điểm tái sinh
Từ năm 1962 đến 1969, Viện Điều Tra Quy Hoạch Rừng đã tiến hành nghiên cứu về sự tái sinh tự nhiên của các loại hình thực vật ưu thế trong rừng thứ sinh tại Yên Bái.
Vào các năm 1965, 1966, 1969, và 1969, các nghiên cứu về tái sinh rừng ở Hà Tĩnh, Quảng Bình và Lạng Sơn đã được thực hiện Vũ Đình Huề (1969) đã phân loại khả năng tái sinh rừng thành năm cấp độ: rất tốt, tốt, trung bình, xấu và rất xấu, tuy nhiên, nghiên cứu này chủ yếu tập trung vào số lượng mà chưa xem xét chất lượng cây tái sinh Đến năm 1975, Vũ Đình Huề đã tổng kết rằng tái sinh tự nhiên rừng miền Bắc Việt Nam mang đặc điểm của rừng tái sinh nhiệt đới, với sự hiện diện của các loài cây tái sinh tương tự như tầng cây gỗ, nhiều loài cây gỗ mềm ít giá trị, và hiện tượng tái sinh theo đám với sự phân bố không đồng đều Từ đó, tác giả đã xây dựng biểu đánh giá tái sinh cho các đối tượng lá rộng miền Bắc Việt Nam.
Nguyễn Văn Trương (1983) đã nghiên cứu mối quan hệ giữa lớp cây tái sinh và tầng cây gỗ, đồng thời chỉ ra quy luật đào thải tự nhiên trong rừng Ông nhấn mạnh sự cần thiết phải thay đổi phương pháp khai thác rừng để vừa cung cấp gỗ, vừa đảm bảo nuôi dưỡng và tái sinh rừng Để rừng phát triển bền vững theo quy luật tự nhiên, số lượng cây ở tầng dưới cần phải nhiều hơn tầng trên Điều này chỉ khả thi trong các khu rừng chuẩn, nơi có hiện tượng tái sinh liên tục và được quản lý một cách khéo léo bởi con người.
Vũ Tiến Hinh (1991) đã nghiên cứu quá trình tái sinh của rừng tự nhiên tại Hữu Lũng (Lạng Sơn) và vùng Ba Chẽ (Quảng Ninh), nhận thấy rằng hệ số tổ thành của tầng tái sinh và tầng cây cao có mối liên hệ chặt chẽ Cụ thể, các loài có hệ số tổ thành ở tầng cây cao càng lớn thì hệ số tổ thành ở tầng tái sinh cũng tăng theo.
Nhiều nghiên cứu về khoanh nuôi phục hồi rừng đã được thực hiện, nổi bật là công trình của tác giả Vũ Hình Huề (1975) và Ngo Văn Trai (1995) Các nghiên cứu này tập trung vào quá trình tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng thông qua việc phân tích số lượng cây tái sinh tự nhiên.
Về xác định quá trình tái sinh
Vũ Tiến Hinh (1991) đã chỉ ra sự tái sinh theo thời gian của cây rừng và tầm quan trọng của nó trong điều tra và kinh doanh rừng Phạm Ngọc Thường (2003) đã nghiên cứu đặc điểm tái sinh của thảm thực vật phục hồi sau nương rẫy ở Thái Nguyên, cho thấy thời gian bỏ hóa càng dài thì mật độ cây tái sinh càng giảm, nhưng chỉ số đa dạng loài lại tăng lên Theo Vũ Văn Hoàn và Lê Ngọc Công (2006), số loài tăng lên khi thời gian bỏ hóa kéo dài, trong khi mật độ cây tái sinh giảm dần theo thời gian bỏ hóa Các yếu tố ảnh hưởng đến tái sinh rừng cũng cần được xem xét.
Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978) đã chỉ ra rằng ánh sáng là yếu tố quyết định trong quá trình tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng Việt Nam Nếu các điều kiện môi trường như đất, nhiệt độ và độ ẩm không thay đổi, thì sự tái sinh của các loài cây sẽ không có biến đổi lớn và diễn ra theo quy luật nhân quả giữa sinh vật và môi trường Mật độ và tổ thành cây tái sinh dưới tán rừng biến động theo độ tàn che, với giai đoạn cây mạ thường có mật độ cao nhưng giảm nhanh theo tuổi do điều kiện ánh sáng hạn chế Chỉ một số ít cây có thể vượt qua giai đoạn khó khăn này để tồn tại và chờ cơ hội phát triển khi điều kiện thuận lợi Nghiên cứu cho thấy độ tàn che tối ưu cho cây tái sinh dưới tán rừng tự nhiên ở Việt Nam nằm trong khoảng 0,5-0,6.
Địa hình đóng vai trò quan trọng trong quá trình tái sinh rừng, với mật độ và chất lượng tái sinh giảm dần từ chân núi lên đỉnh Thêm vào đó, cây bụi và thảm thực vật tươi cạnh tranh với cây tái sinh về dinh dưỡng và ánh sáng, ảnh hưởng lớn đến mật độ và khả năng sinh trưởng của chúng Tuy nhiên, sự ảnh hưởng của lớp thảm thực vật này là khá hạn chế đối với tái sinh trong các trạng thái rừng tự nhiên trung bình và giàu tại Hương Sơn.
Hà Tĩnh [28] Ảnh hưởng tổng hợp các nhân tố sinh thái tới tái sinh
Thảm mục, độ tàn che và điều kiện lập địa là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến số lượng và chất lượng cây tái sinh dưới tán rừng Khả năng tái sinh tự nhiên của các trạng thái thực vật liên quan chặt chẽ đến độ che phủ, mức độ thoái hóa của thảm thực vật, cũng như phương thức tác động của con người và sự đa dạng loài trong quần xã.
MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu các đặc điểm quy luật cấu trúc của trạng thái rừng tại khu rừng tự nhiên xã Nà Ớt, huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La là cần thiết để đưa ra các giải pháp hiệu quả cho việc bảo tồn và phát triển rừng Việc xác định rõ các yếu tố cấu trúc sẽ tạo cơ sở khoa học vững chắc nhằm nâng cao chất lượng quản lý và bảo vệ tài nguyên rừng.
- Đánh giá được tổ thành loài và đa dạng sinh học của rừng tự nhiên hỗn loài
- Đề xuất một số giải pháp kĩ thuật lâm sinh vào rừng trong giai đoạn phát triển tiếp theo.
Nội dung nghiên cứu
2.2.1 Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng của rừng
- Nghiên cứu sinh trưởng của đường kính ngang ngực D1.3 (cm)
- Nghiên cứu sinh trưởng của chiều cao vút ngọn Hvn (m)
- So sánh sinh trưởng của các đại lượng điều tra
2.2.2 Nghiên cứu cấu trúc rừng
- Nghiên cứu biến đổi tương quan H-D qua các tuổi
2.2.3 Đánh giá chất lượng rừng và nhân tố ảnh hưởng
- Phân tích sự thay đổi chất lượng rừng qua các tuổi
- Phân tích ảnh hưởng của các đại lượng sinh trưởng tới phẩm chất
2.2.4 Đề xuất các giải pháp lâm sinh tác động trong thời gian tới, nhằm nâng cao chất lượng rừng tại huyện.
Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Rừng tự nhiên hỗn loài tại xã Nà Ớt, huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La
Nghiên cứu này tập trung vào các lâm phần hỗn loài tại xã Nà Ớt, huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La, nhằm đánh giá một số chỉ tiêu sinh trưởng như đường kính D1.3, chiều cao cây (Hvn), đặc điểm cấu trúc rừng và phẩm chất cây đứng.
Phương pháp nghiên cứu
- Đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội
- Việc bảo tồn các loài cây ở khu vực : diện tích, trữ lượng và bảo quản …
Sơ thám toàn bộ khu vực nghiên cứu, chọn một số diện tích điển hình để lập ô tiêu chuẩn
Dựa trên đặc điểm khu vực nghiên cứu, cần thiết lập ô tiêu chuẩn điển hình (OTC) có tính đại diện cao Mỗi OTC có diện tích 1000m² (40m x 25m), với cạnh vuông góc được xác định theo định lý Pitago, sai số khép góc không vượt quá 1/200 chu vi của OTC Sau khi tiến hành sơ thám toàn bộ khu vực, sẽ thiết lập các OTC tạm thời và chọn ra 3 trạng thái rừng khác nhau: TXB, TXN và TXK, mỗi trạng thái sẽ có 3 OTC được lập.
- Dụng cụ cần chuẩn bị: 1 thước dây, 1 thước đo vanh, 1 thước đo chiều cao và 1 máy GPS
Thu thập số liệu và điền thông tin vào biểu sau:
Biểu đo đếm tầng cây cao
Mật độ:……… Người điều tra:……… Độ dốc:……… Hướng dốc:………
TT Tên cây D1.3 (cm) Dt (m) Hvn
DT NB TB DT NB TB (m) Chất
2.4.3 Phương pháp phân tích và sử lý số liệu
Các số liệu sẽ được sắp xếp, tổng hợp theo các nhóm nội dung, xử lý bằng phần mềm Excel
Chỉnh lý số liệu: đo đếm tầng cây cao trong mỗi ô
Dữ liệu thu thập từ các ô tiêu chuẩn đã được chỉnh lý và tổng hợp bằng phương pháp thống kê toán học trong lâm nghiệp, áp dụng phương pháp chia tổ ghép nhóm của Brooks và Caruther.
- Số tổ chia: m = 5.log (n) với n là dung lượng mẫu quan sát
Trong đó: Xmax: giá trị lớn nhất của chỉ tiêu X
Xmin: giá trị nhỏ nhất của chỉ tiêu X
- Lập bảng phân bố thực nghiệm:
TT Cự ly phân tổ Xi fi Xifi Xi 2fi
Trong đó: Xi: giá trị giữa cỡ fi: tần số thực nghiệm
Khi mẫu quan sát có kích thước lớn (n > 30), các đại lượng đặc trưng của mẫu sẽ được tính toán và phân tích thông qua các phương pháp thống kê toán học trong lĩnh vực lâm nghiệp, với sự hỗ trợ của phần mềm máy tính.
So sánh hai mẫu về chỉ tiêu sinh trưởng bằng tiêu chuẩn U của phân bố chuẩn theo công thức:
Ngoài ra, sự sai khác về sinh trưởng còn được kiểm tra bằng mô hình tuyến tính hỗn hợp.
So sánh các mẫu về chất lượng sinh trường cây rừng tại các vị trí, địa hình khác nhau bằng tiêu chuẩn khi bình phương theo công thức:
Tai: tổng số lần quan sát của mẫu thứ i
Tổng số lần quan sát của cấp chất lượng i
Bậc tự do k= (a-1).(b-1) Nếu X n 2 X 05 2 thì kết luận có sự khác nhau chất lượng sinh trưởng cây rừng ở các
3 trạng thái rừng Và ngược lại.
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI
Điều kiện tự nhiên
Xã Nà Ớt, thuộc huyện Mai Sơn, nằm ở khu vực miền núi phía Tây Bắc, có tổng diện tích tự nhiên khoảng 10.650 ha Xã này có ranh giới giáp với nhiều địa phương lân cận, tạo nên sự kết nối đa dạng trong khu vực.
- Phía Bắc: Giáp với xã Chiềng Kheo
- Phía Đông: Giáp với xã Phiêng Pằn
- Phía Tây: Giáp với xã Phiêng Cằm
- Phía Nam: Giáp với xã Mường Sai huyện Sông Mã
Xã Nà Ớt có địa hình bằng phẳng, với độ cao từ 500 đến 700 m so với mực nước biển Khu vực này được bao bọc bởi hai dãy núi chạy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, tạo thành một thung lũng rộng lớn và bằng phẳng.
Xã Nà Ớt có hai mùa rõ rệt trong năm: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9 và mùa khô từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau Đặc biệt, tháng 2, 3 và 4 là thời điểm có nguy cơ cháy rừng cao nhất.
+ Lượng mưa bình quân khoảng trên 1500 mm Mưa tập trung vào tháng 7 và tháng 8, chiếm 65 % lượng mưa cả năm
+ Độ ẩm bình quân năm là 85%, cao nhất là 90% vào các tháng 6 - 7 + Nhiệt độ bình quân là từ 22 đến 28 độ
+ Sương mù thường xuất hiện vào các tháng 11 đến tháng 3 năm sau
+ Sương muối đôi khi xuất hiện vào các tháng khô lạnh, có các đợt rét kéo dài 4 - 5 ngày, thường xuất hiện vào tháng 12 đến tháng 2 năm sau.
Đặc điểm kinh tế xã hội
3.2.1 Dân tộc, dân số và phân bố dân cư
Xã Nà Ớt có 2.976 hộ dân sinh sống và có 17 bản, Gồm 5 dân tộc Khơ mú, Mông, Sinh Mun, Thái, Kinh
STT Tên bản Số hộ Số dân Gồm các dân tộc
2 Bản Xà Vit 98 479 Thái 8 km
3 Bản Nặm lạnh 35 177 Khơ mũ, Mông 6 km
4 Bản Xà Kìa 38 169 Thái 4 km
5 Bản Xúm Hom 25 151 Mông 16 km
6 Bản Pá Khoang 17 102 Mông 13 km
7 Bản Trạm Cọ 47 187 Thái, Mông, Sinh Mun,
8 Bản Hin Đón 43 193 Sinh Mun 13 km
10 Bản Huổi Dên 25 126 Mông 7 km
11 Bản Nà Hạ 76 325 Thái 3km
12 Bản Pá Chả 15 82 Thái 4 km
13 Bản Nà Ớt 57 211 Thái 1 km
14 Bản Há Sét 56 232 Thái , Sinh Mun 7 km
15 Bản Huổi Kẹt 22 111 Khơ Mú 7 km
16 Bản Lọng Lót 18 105 Mông 8 km
17 Bản Nà Un 36 206 Sinh mun, Mông 16 km
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Kết quả nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao
Cấu trúc rừng đề cập đến cách tổ chức và sắp xếp các thành phần của quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian, như đã được Phùng Ngọc Lan (1986) nêu rõ.
Cấu trúc rừng phản ánh mối quan hệ sinh thái và là yếu tố quan trọng trong quản lý rừng bền vững Do đó, việc nghiên cứu cấu trúc rừng là cần thiết Kết quả nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc tầng cây cao tại xã Cát Linh, huyện Hòa Phúc, tỉnh Cao Bằng đã được thực hiện để cung cấp thông tin quý giá cho công tác bảo tồn và phát triển rừng.
Tổ thành loài cây là yếu tố cấu trúc quan trọng trong hệ sinh thái rừng, ảnh hưởng đến các nhân tố sinh thái khác và hình thái rừng Nó đóng vai trò then chốt trong việc đánh giá tính bền vững, ổn định và đa dạng sinh học của rừng, đồng thời ảnh hưởng đến định hướng kinh doanh và khai thác rừng Một tổ thành phức tạp sẽ tạo ra một hệ sinh thái rừng thống nhất, cân bằng và ổn định hơn Tại khu vực nghiên cứu, tổ thành loài cây được thể hiện qua công thức tổ thành theo số cây (N).
Cấu trúc tổ thành theo số cây phản ánh mức độ phổ biến của loài cây trong quần xã và là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá tổ thành theo IV% Bằng cách áp dụng công thức tổ thành, chúng ta có thể xác định độ phong phú, độ ưu thế và vai trò của các loài cây trong quần xã thực vật rừng.
Kết quả nghiên cứu tổ thành loài theo số cây được ghi trong bảng 4.1:
Bảng 4.1: Kết quả nghiên cứu tổ thành tầng cây cao theo số cây
TTR OTC Công thức tổ thành theo số cây
1 4,22 vối thuốc + 2,44 màng tang + 3,34 loài khác
2 5,25 vối thuốc + 1 muồng + 3,75 loài khác
3 4,04 vối thuốc + 2,50 hoắc quang trắng + 3,46 loài khác
5 2,5 vối thuốc + 1,67 cáng lò + 1,04 súm lông + 1,04 thôi chanh trắng + 3,75 loài khác
6 2,75 vối thuốc + 1,76 súm lông + 1,37 bồ đề + 1,18 sơn tra +
7 2,34 vối thuốc + 2 sơn tra + 1,27 thôi chanh trắng + 1,09 lóng xám + 0,91 súm lông + 0,91 dẻ + 1,45 loài khác
8 2,6 vối thuốc + 2,4 lóng xám + 1 thông + 0,8 thôi chanh trắng + 3,2 loài khác
9 3,4 vối thuốc + 1,28 thôi chanh trắng + 1,28 lóng xám + 4,04 loài khác
Số loài tham gia vào công thức tổ thành trong khu vực này khá hạn chế, chỉ từ 1 đến 6 loài, mà không có loài nào chiếm ưu thế tuyệt đối Đáng chú ý, phần lớn là các loài cây ít hoặc không có giá trị kinh tế Tuy nhiên, sự hiện diện của chúng lại đóng vai trò quan trọng trong việc tái sinh thái môi trường, tạo tiền đề tốt cho việc phục hồi và phát triển rừng trong khu vực.
- OTC 1 có 2 loài tham gia vào CTTT trong đó có: 4,22 Vối thuốc, 2,44 Màng tang và 3,34 loài khác
- OTC 2 có 2 loài tham gia vào CTTT trong đó có: 5,25 Vối thuốc, 1 Muồn và 3,75 loài khác
- OTC 3 có 2 loài tham gia vào CTTT trong đó có: 4,04 vối thuốc, 2,50 hoắc quang trắng và 3,46 loài khác
- OTC 4 có 1 loài tham gia vào CTTT 5,34 Vối thuốc và 4,66 Loài khác
- OTC 5 có 4 loài tham gia vào CTTT trong đó có: 2,5 vối thuốc, 1,67 cáng lò, 1,04 súm lông, 1,04 thôi chanh trắng và 3,75 loài khác
- OTC 6 có 4 loài tham gia vào CTTT trong đó có: 2,75 vối thuốc, 1,76 súm lông, 1,37 bồ đề, 1,18 sơn tra và 2,94 loài khác
- OTC 7 có 6 loài tham gia vào CTTT trong đó có :2,34 vối thuốc, 2 sơn tra, 1,27 thôi chanh trắng, 1,09 lóng xám , 0,91 súm lông, 0,91 dẻ và 1,45 loài khác (6 loài)
- OTC 8 có 4 loài tham gia vào CTTT trong đó có: 2,6 vối thuốc, 2,4 lóng xám, 1 thông, 0,8 thôi chanh trắng và 3,2 loài khác
- OTC 9 có 3 loài tham gia vào CTTT trong đó có: 3,4 vối thuốc, 1,28 thôi chanh trắng, 1,28 lóng xám và 4,04 loài khác
4.1.2 Phân bố số cây theo cỡ kính (N/D 1.3 )
Phân bố số cây theo đường kính là đặc trưng quan trọng của quy luật kết cấu lâm phần, ảnh hưởng đến việc khai thác gỗ Để tối ưu hóa lợi ích kinh doanh, cần lựa chọn các lâm phần có sản lượng cao và phân bố N/D1.3 ổn định Phân bố N/D1.3 cũng là cơ sở để đề xuất giải pháp quản lý rừng bền vững.
Phân bố N/D1.3 thể hiện cách sắp xếp các thành phần của quần thể thực vật theo không gian và thời gian, đặc biệt trong rừng tự nhiên, nơi số cây theo kích thước đường kính hợp lý tối ưu hóa tiềm năng điều kiện lập địa và năng suất sinh khối Điều này cũng hỗ trợ việc xác lập các quy luật một cách thuận tiện Nghiên cứu áp dụng công thức thực nghiệm của Brooks và Caruther, với phân bố N/D1.3 được mô phỏng bằng hai hàm phổ biến: hàm Weibull và hàm khoảng cách Kết quả mô phỏng phân bố N/D1.3 theo hàm Weibull được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 4.2: Kết quả mô phỏng phân bố N/D bằng hàm lý thuyết
Kết quả từ biểu 4.2 cho thấy rằng phân bố N/D1.3 ở các OTC đều có giá trị nhỏ hơn 1, chứng tỏ rằng hàm Weibull mô phỏng chính xác quy luật phân bố N/D1.3 thực nghiệm trong khu vực nghiên cứu Hầu hết các ô nghiên cứu đều có α nhỏ hơn 3, cho thấy đỉnh của các phân bố có xu hướng lệch trái, trong khi tham số λ biểu thị độ nhọn của đường cong phân bố dao động từ 0.0012 đến 0.01396.
Đường kính cây càng lớn thì số lượng cây càng giảm, với sự tập trung chủ yếu trong khoảng 13-22 cm Kết quả mô hình hóa phân bố N/D1.3 được thể hiện qua các biểu đồ minh họa dưới đây.
Hình 4.1: Biểu phân bố N/D 1.3 của OTC 1 (Hàm weibull)
Hình 4.2: Biểu phân bố N/D 1.3 của OTC 2 (Hàm weibull)
Phân bố N/D theo Weibull (OTC 1) ft fl
Phân bố N/D theo Weibull (OTC 2) ft fl
Hình 4.3: Biểu phân bố N/D 1.3 của OTC 3 (Hàm weibull)
Hình 4.4: Biểu phân bố N/D 1.3 của OTC 4 (Hàm weibull)
Phân bố N/D theo Weibull (OTC 3) ft fl
Phân bố N/D theo Weibull (OTC 4) ft fl
Phân bố N/D theo Weibull (OTC 5) ft fl
Hình 4.6: Biểu phân bố N/D 1.3 của OTC 6 (Hàm weibull)
Hình 4.7: Biểu phân bố N/D 1.3 của OTC 7 (Hàm weibull)
Hình 4.8: Biểu phân bố N/D 1.3 của OTC 8 (Hàm weibull)
Phân bố N/D theo Weibull (OTC 6) ft fl
Phân bố N/D theo Weibull (OTC 7) ft fl
Phân bố N/D theo Weibull (OTC 8) ft fl
Hình 4.9: Biểu phân bố N/D 1.3 của OTC 9 (Hàm weibull)13-22
Các biểu đồ cho thấy rằng rừng đang trong quá trình phục hồi với cây rừng tập trung ở cỡ kính từ 13-22 cm Điều này nhấn mạnh sự cần thiết của công tác bảo vệ và khoanh nuôi rừng Bên cạnh đó, việc chặt bỏ tầng cây bụi thảm tươi cũng rất quan trọng để rừng phát triển tốt nhất và đạt sản lượng cao.
4.1.3 Phân bố số cây theo chiều cao (N/H VN )
Phân bố số cây theo chiều cao là một chỉ số quan trọng phản ánh đặc trưng sinh thái và hình thái quần thể thực vật rừng Nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự phân tầng của rừng theo chiều thẳng đứng có tác động lớn đến khả năng phòng hộ và chống xói mòn đất Để mô phỏng phân bố số cây, cần dựa vào dữ liệu thực nghiệm của từng loại cây điển hình và điều chỉnh theo hàm phân bố lý thuyết phù hợp Phân bố N/Hvn là quy luật cơ bản trong quản lý lâm phần, và việc nghiên cứu quy luật này là cần thiết để điều chỉnh cấu trúc rừng, từ đó tạo điều kiện cho rừng phát triển bền vững.
Từ phân bố thực nghiệm đề tài lựa chọn hàm Weibull mô phỏng quy luật phân bố cho các OTC Kết quả được tính toán cụ thể ở bảng 4.3
Phân bố N/D theo Weibull (OTC 9) ft fl
Tất cả các OTC đều có H0+, cho thấy phân bố Weibull phù hợp để mô phỏng phân bố N/Hvn thực nghiệm cho các lâm phần rừng trong khu vực nghiên cứu.
OTC 5 và OTC 7 có nhỏ hơn 3 cho thấy đường cong mô phỏng phân bố N/Hvn có đỉnh lệch trái OTC 8 có lớn hơn 3 cho thấy đường cong mô phỏng phân bố N/Hvn có đỉnh lệch phải Các OTC còn lại có bằng 3 cho thấy đường cong mô phỏng phân bố N/Hvn có đỉnh cân đối
Nghiên cứu của chúng tôi đã chỉ ra mối quan hệ giữa mật độ cây (N) và chiều cao vút ngọn (Hvn) trong trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy, được minh họa qua các biểu đồ dưới đây.
Hình 4.10: Biểu phân bố N/H vn của OTC 1 (Hàm weibull)
Hình 4.11: Biểu phân bố N/H vn của OTC 2 (Hàm weibull)
Phân bố N/H theo Weibull (OTC 1) ft fl
Phân bố N/H theo Weibull (OTC 2) ft fl
Phân bố N/H theo Weibull (OTC 3) ft fl
Hình 4.13: Biểu phân bố N/H vn của OTC 4 (Hàm weibull)
Hình 4.14: Biểu phân bố N/H vn của OTC 5 (Hàm weibull)
Hình 4.15: Biểu phân bố N/H vn của OTC 6 (Hàm weibull)
Phân bố N/H theo Weibull (OTC 4) ft fl
Phân bố N/H theo Weibull (OTC 5) ft fl
Phân bố N/H theo Weibull (OTC 6) ft fl
Hình 4.16: Biểu phân bố N/H vn của OTC 7 (Hàm weibull)
Hình 4.17: Biểu phân bố N/H vn của OTC 8 (Hàm weibull)
Phân bố N/H theo Weibull (OTC 7) ft fl
Phân bố N/H theo Weibull (OTC 8) ft fl
Phân bố N/H theo Weibull (OTC 9) ft fl
Phân bố N-Hvn chủ yếu có hình dạng một đỉnh, ổn định ở độ cao 11-16m, sau đó giảm dần ở các độ cao tiếp theo Điều này cho thấy rừng ở khu vực này đang trong giai đoạn phát triển, cần được khoanh nuôi và bảo vệ.
4.1.4 Đặc điểm cấu trúc mật độ và một số đại lượng sinh trưởng (D, H, ∑G, M)
Bảng 4.4 Cấu trúc mật độ và các đại lượng sinh trưởng của lâm phần
Từ số liệu bảng 4.4 ta thấy:
- Mật độ N: Mật độ dao động từ 400 – 580 cây/ha Mật độ cao nhất ở OTC
4 (580 cây/ha) và thấp nhất tại OTC 2 (400 cây/ha)
Đặc điểm tái sinh tự nhiên của 3 trạng thái rừng
4.2.1 Cấu trúc tổ thành cây tái sinh
Lớp cây tái sinh đóng vai trò quan trọng trong việc thay thế tầng cây cao khi chúng già cỗi và chết Nghiên cứu tổ thành lớp cây tái sinh giúp đánh giá tiềm năng và xu hướng phát triển của rừng trong tương lai Dưới đây là kết quả nghiên cứu tái sinh của khu vực.
Bảng 4.5: Kết quả nghiên cứu tổ thành cây tái sinh TTR OTC Công thức tổ thành theo số cây
1 2,61 Sảng nhung + 1,74 máu chó + 1,30 sp1 + 4,35 loài khác
1,43 máu chó + 1,43 re hương + 1,43 sảng nhung + 0,95 mán đỉa + 0,95 lọng bàng + 0,95 thanh thất + 0,95 sp3 +1,90 loài khác
3 2,08 sp1 + 1,67 máu chó + 1,25 mán đỉa + 1,25 sp3 +
0,83 sảng nhung + 0,83 sp2 + 2,08 loài khác
4 2,22 máu chó + 1,48 sp1 + 1,48 re hương + 1,48 sảng nhung + 1,11 vàng anh + 2,22 loài khác
6 2,5 máu chó + 1,67 sảng nhung + 1,25 sp1 + 1,25 sp2 +
7 1,67 re hương + 1,67 sp3 + 1,67 máu chó + 1,25 sp1 +
8 3,04 máu chó + 1,74 sp1 + 1,30 sp3 + 3,91 loài khác
9 1,67 sảng nhung + 1,67 sp1 + 1,67 sp3 +4,9 loài khác
Từ số liệu bảng 4.8 ta thấy: Số lượng loài cây tái sinh dao động ở mỗi OTC dao động từ 1 – 7 loài, trong đó:
OTC 1: Số lượng loài xuất hiện là 10 loài và có 3 loài xuất hiện trong công thức tổ thành đó là Sảng nhung, Máu chó và Sp1
OTC 2: Số loài tái sinh xuất hiện trong OTC này có 11 loài, số loài tham gia vào công thức tổ thành là 7 loài đó là: Máu chó, Re hương, Sảng nhung, Mán đỉa, Lọng bàng, Thanh thất và Sp3 Mặc dù những loài này ít có giá trị về mặt kinh tế nhưng chúng có vai trò to lớn về mặt sinh thái và môi trường
OTC 3: Số loài tái sinh xuất hiện trong OTC là 11 loài và có 6 loài xuất hiện trong công thức tổ thành đó là Sp1, Máu chó, Mán đỉa, Sp3, Sảng nhung và Sp2
OTC 4: Số lượng loài xuất hiện là 10 loài trong đó có 5 loài tham gia vào công thức tổ thành Số loài tham gia vào công thức tổ thành là Máu chó, Sp1, Re hương, Sảng nhung và Vàng anh cũng giống như công thức tổ thành tầng cây cao, các cây tham gia vào công thức tổ thành chủ yếu là các cây ưa sáng, mọc nhanh Đây là những loài cây ít có giá trị kinh tế trong quá trình kinh doanh, cần có những biện pháp tác động điều chỉnh tổ thành cây tái sinh, thúc đẩy tái sinh có mục đích
OTC 5 có 9 loài xuất hiện trong đó chỉ có Sảng nhung tham gia vào CTTT OTC 6 có 8 loài xuất hiện trong đó có 5 loài tham gia vào CTTT là Máu chó, Sảng nhung, Sp1, Sp2 và Re hương
OTC 7 có 12 loài xuất hiện trong đó có 5 loài tham gia vào CTTT là Re hương, Máu chó, Sp1, Sp3 và Vàng anh
OTC 8 có 9 loài xuất hiện trong đó có 3 loài tham gia vào CTTT là Máu chó, Sp1 và Sp3
OTC 9 có 11 loài xuất hiện trong đó có 3 loài tham gia vào CTTT là Sảng nhung, Sp1 và Sp3
Như vậy, cả 9 OTC đều có sự kế thừa của tầng cây mẹ ở tầng cây tái sinh
Do rừng tự nhiên lá rộng thường xanh đa dạng, phong phú về loài cây nên các ô thể hiện loài ưu thế không rõ rệt
Mật độ tái sinh là mật độ ban đầu của thế hệ rừng tương lai, đóng vai trò quan trọng trong các điều kiện tiểu hoàn cảnh ảnh hưởng đến quá trình ra hoa, kết trái, nảy mầm và sự sinh trưởng, phát triển của cây con.
Kết quả tính toán chỉ tiêu mật độ sinh trưởng của khu vực nghiên cứu được thể hiện qua bảng 4.6
Bảng 4.6 Mật độ cây tái sinh ở 9 OTC
N/ha 1840 1680 1920 2160 1520 1920 1920 1840 1920 Nhận xét và thảo luận:
Mật độ tái sinh của các OTC dao động từ 1680-2160 cây/ha, cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các OTC, với mức độ trung bình và không đồng nhất Sự chênh lệch này chứng tỏ cây tái sinh phát triển tốt, nhưng trong quá trình sinh tồn, chỉ một số loài có phẩm chất tốt và sức cạnh tranh mạnh mới có khả năng tham gia vào tầng cây rừng trong tương lai.
4.2.3 Chất lượng và nguồn gốc tái sinh
Chất lượng cây tái sinh là chỉ tiêu quan trọng phản ánh khả năng tái sinh rừng hiện tại và tiềm năng của thế hệ cây rừng tương lai Đánh giá chất lượng này dựa trên sự tương tác giữa cây rừng với cây rừng khác và với môi trường sống Năng lực tái sinh thể hiện mức độ thuận lợi của điều kiện môi trường cho quá trình phát tán, nảy mầm hạt giống, cũng như sự sinh trưởng của cây mạ và cây con Kết quả chi tiết được trình bày trong bảng 4.7.
Bảng 4.7 Chất lượng cây tái sinh
13,578 Tốt Trung bình Xấu 28,869 TXK
Dựa vào số liệu bảng 4.7 ta thấy:
Chỉ tiêu so sánh khi bình phương của Pearson thực nghiệm thấp hơn giá trị lý thuyết cho thấy chất lượng sinh trưởng của cây tái sinh ở 9 OTC là tương đồng Hầu hết các cây tái sinh trong 9 OTC đều đạt mức chất lượng trung bình, với tổng số cây tái sinh trung bình rất cao, đạt 91/209 cây.
Bảng 4.8 Nguồn gốc cây tái sinh
Từ số liệu bảng 4.8 ta thấy:
Cây tái sinh chủ yếu phát triển từ hạt, chiếm hơn 68% tổng số Trong các khu rừng, sự hiện diện của cây mẹ gieo giống dồi dào đóng vai trò quan trọng, cung cấp hạt giống chất lượng, từ đó tạo ra nhiều cây con phát triển mạnh mẽ.
4.2.4 Phân bố tái sinh theo cấp chiều cao
Quy luật phân bố số cây tái sinh theo chiều cao là chỉ tiêu quan trọng phản ánh sự sinh trưởng và phát triển của lớp cây tái sinh, đồng thời đánh giá mức độ phong phú về thành phần loài và triển vọng phát triển của rừng Phân bố này cũng cho thấy mức độ phân hóa cây tái sinh theo chiều dọc, chịu ảnh hưởng chủ yếu từ sự cạnh tranh không gian dinh dưỡng giữa các cây tái sinh, cây bụi và thảm thực vật Sự phân bố hợp lý giúp hình thành rừng nhiều tầng tán, tối ưu hóa độ che phủ thực vật và bảo vệ môi trường sinh thái Đây cũng là cơ sở khoa học cho các tác động vào rừng nhằm thúc đẩy sự phát triển của cây tái sinh Phân bố số cây tái sinh theo chiều cao có sự khác biệt tùy thuộc vào trạng thái rừng và thời kỳ sinh trưởng, từ đó định hướng các biện pháp lâm sinh hợp lý Kết quả điều tra cây tái sinh theo cấp chiều cao được thể hiện trong bảng dưới đây.
Bảng 4.9: Bảng phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao
TTR OTC Cấp chiều cao (m)
Hình 4.19 Số cây tái sinh theo cấp chiều cao
Qua bảng 4.8 và biểu đồ trên ta thấy
Số lượng cây tái sinh chủ yếu tập trung ở các cấp chiều cao thấp từ 0.5-1.5m, trong khi các cây có chiều cao trên 2m chỉ chiếm tỷ lệ rất thấp trong lâm phần Nguyên nhân của hiện tượng này là do cây tái sinh bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, trong đó có độ tàn che.
Số cây tái sinh theo cấp chiều cao
Để cây tái sinh phát triển tốt, cần có sức sống mạnh mẽ, giống cây chất lượng và điều kiện thuận lợi Nếu 2,5 lượng cây con nảy mầm gặp những yếu tố này, chúng sẽ phát triển thành cây lớn; ngược lại, nếu không, số lượng cây tái sinh sẽ giảm Do đó, trong quá trình nuôi dưỡng, cần áp dụng biện pháp thúc đẩy tái sinh tự nhiên nhằm đảm bảo sự phát triển tốt nhất cho cây tái sinh.
Đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh để quản lý rừng bền vững
Để đảm bảo sự phát triển bền vững của rừng, cần phát huy chức năng bảo vệ nguồn gen, bảo vệ môi trường và nâng cao năng suất sinh thái Dựa trên nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng tại xã Cách Linh, tôi đề xuất một số giải pháp nhằm cải thiện tình trạng rừng trong khu vực này.
4.3.1 Giải pháp khoanh nuôi xúc tiến tái sinh kết hợp với trồng bổ sung
Khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên là quá trình tối ưu hóa các quy luật tái sinh và diễn thế tự nhiên của thực vật, kết hợp với sự can thiệp hợp lý của con người Mục tiêu là phục hồi các hệ sinh thái rừng có giá trị cao về kinh tế và bảo vệ môi trường trong một khoảng thời gian nhất định Do đó, khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên được xem là một trong những giải pháp quan trọng và hiệu quả, cần thực hiện các biện pháp cụ thể để đạt được kết quả tốt nhất.
- Phát dây leo bụi rậm, cây bụi thảm tươi, loại trừ cây cong queo sâu bệnh, cây chèn ép, cây có phẩm chất xấu
- Kết hợp trồng bổ sung cây bản địa như Trám, Chẹo tía, vào các diện tích thiếu tái sinh tự nhiên
- Bảo vệ ngăn chặn người và gia súc phá hoại
- Dọn vệ sinh rừng tạo điều kiện cho cây mẹ gieo giống phát triển
Chọn lựa cây trồng có năng suất và chất lượng cao phù hợp với điều kiện sinh thái địa phương là rất quan trọng Cần kết hợp tái sinh tự nhiên và nhân tạo để hình thành thế hệ rừng mới, đồng thời áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm thúc đẩy nhanh quá trình tái tạo rừng.
Tỉa thưa các loài cây gỗ tái sinh nhỏ và kém giá trị, đồng thời điều chỉnh mật độ tầng cây cao để cải thiện chất lượng rừng Cần giữ lại những cây gỗ lớn có phẩm chất tốt, phân bố đều trên toàn diện tích nhằm nâng cao hiệu quả quản lý rừng.
4.3.2 Khoanh nuôi phục hồi rừng
Khoanh nuôi phục hồi rừng là phương pháp lâm sinh khai thác khả năng tái sinh tự nhiên để phục hồi rừng mà không chịu tác động Biện pháp này không chỉ bảo vệ mà còn nuôi dưỡng rừng Trong quá trình nuôi dưỡng, cần điều tiết mật độ và điều chỉnh cấu trúc hợp lý để thúc đẩy sinh trưởng và phát triển của rừng Một số biện pháp nuôi dưỡng rừng cụ thể bao gồm việc chăm sóc cây giống, loại bỏ cây kém phát triển và bảo vệ các loài cây bản địa.
Khu vực nghiên cứu chủ yếu bao gồm các cây cao, chủ yếu là cây tiên phong ưa sáng với cấu trúc chưa ổn định Tổ thành cây cao có thể điều chỉnh để tạo điều kiện cho một số loại cây gỗ lâu năm phát triển, đồng thời giúp lớp cây tái sinh ở tầng dưới phát triển mạnh mẽ hơn.
- Biện pháp tác động: phát cây bụi, dây leo, chặt bỏ cây sâu bệnh, cụt ngọn
Cây tái sinh phong phú và mật độ cao trong OTC có cấu trúc ổn định, tuy nhiên tỷ lệ cây triển vọng vẫn thấp Do đó, cần thúc đẩy quá trình tái sinh tự nhiên và tạo ra không gian dinh dưỡng thích hợp để cải thiện chất lượng cây trồng.
- Biện pháp thực hiện: phát cây bụi thảm tươi, mở tán bằng cách tỉa thưa cây có phẩm chất xấu
4.3.3 Giải pháp kinh tế xã hội
- Thực hiện xóa đói giảm nghèo, từng bước hạn chế người dân sống phụ thuộc vào rừng, làm suy giảm vốn rừng
- Tạo công ăn việc làm cho người dân, thu hút người dân làm nghề rừng
- Có chính sách hỗ trợ hợp lý cho người nhận bảo vệ, khoanh nuôi và trồng rừng có được lợi ích thỏa đáng
- Nâng cao trình độ cán bộ quản lí của địa phương
- Nâng cao nhận thức của người dân về vai trò của rừng
Đẩy mạnh ứng dụng khoa học kỹ thuật trong trồng và phát triển rừng là rất quan trọng Cần chú trọng vào việc sử dụng giống cây chất lượng tốt và áp dụng các biện pháp kỹ thuật hiệu quả để khoanh nuôi, từ đó làm giàu rừng một cách bền vững.
Khuyến khích người dân trồng các loại cây sinh trưởng nhanh nhằm tạo nguồn củi bền vững, đồng thời phát triển việc sử dụng các loại nhiên liệu như than và biogas để giảm thiểu việc khai thác củi từ rừng tự nhiên.
- Có chính sách thị trường hợp lý, đảm bảo việc khai thác, vận chuyển, mua bán gỗ từ rừng tự nhiên được kiểm soát chặt chẽ.
