Nghiên Cứu Động Thái Cấu Trúc Đường Kính Của Rừng Tự Nhiên Nhiệt Đới Hỗn Loài Lá Rộng Rụng Lá Theo Mùa Ưu Hợp Họ Dầu (Rừng Khộp) Ở Tây Nguyên

Các quá trình động thái diễn ra trong rừng có thể chia thành 3 nhóm quá trình: i tăng trưởng của cây dẫn đến sự chuyển cấp trong tầng cây cao; ii quá trình tái sinh bổ sung; và iii quá t

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

TRẦN ĐỨC MẠNH

NGHIÊN CỨU ĐỘNG THÁI CẤU TRÚC ĐƯỜNG KÍNH CỦA RỪNG TỰ NHIÊN NHIỆT ĐỚI HỖN LOÀI LÁ RỘNG RỤNG LÁ THEO MÙA ƯU HỢP HỌ DẦU (RỪNG KHỘP)

Ở TÂY NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

THÁI NGUYÊN - 2010

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

TRẦN ĐỨC MẠNH

NGHIÊN CỨU ĐỘNG THÁI CẤU TRÚC ĐƯỜNG KÍNH CỦA RỪNG TỰ NHIÊN NHIỆT ĐỚI HỖN LOÀI LÁ RỘNG RỤNG LÁ THEO MÙA ƯU HỢP HỌ DẦU (RỪNG KHỘP)

Ở TÂY NGUYÊN

Chuyên ngành: Lâm học

Mã số: 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS TRẦN VĂN CON

THÁI NGUYÊN - 2010

LỜI CẢM ƠN

Bản luận văn này được hoàn thành theo chương trình đào tạo sau Đại học khóa 15 Lâm nghiệp tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Nhân dịp này, Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban giám hiệu cùng quý thầy,

cô giáo trường Nông Lâm Thái Nguyên, tập thể cán bộ công nhân viên Trung tâm ứng dụng KHKT Lâm nghiệp đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Con - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo, động viên tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, tôi gửi lời cảm ơn tới tất cả các bạn bè, các bạn đồng nghiệp và những người thân trong gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Mặc dù đã làm việc với sự nỗ lực của bản thân, song luận văn này không thể tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp xây dựng quý báu của các thầy, các cô giáo, các nhà khoa học cùng các bạn đồng nghiệp

Tôi xin cam đoan các số liệu thu thập, kết quả nghiên cứu tính toán, các thông tin trích dẫn trên luận văn đều được chỉ dẫn có nguồn gốc

Hà Nội, tháng 9 năm 2010

Tác giả

Trần Đức Mạnh

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

D 1.3 Đường kính tại vị trí 1,3 m của cây

GTZ (German Technical Organization) Tổ chức hợp tác kỹ thuật Đức Hdc Chiều cao dưới cành của cây

HSTR Hệ sinh thái rừng

Hvn Chiều cao vút ngọn của cây

ÔTCĐV Ô tiêu chuẩn định vị

PGS.TS Phó giáo sư tiến sỹ

:

DANH MỤC CÁC BẢNG

4.1a Bảng cấu trúc phân bố số cây của 6 ôtc theo nhóm loài ở 2 thời điểm đo

4.1b Bảng cấu trúc phân bố G của 6 ôtc theo nhóm loài ở 2 thời điểm đo

4.1c Bảng cấu trúc phân bố V của 6 ôtc theo nhóm loài ở 2 thời điểm đo

4.2 Kết quả kiểm tra phân bố Weibull của 6 ôtc

4.3 Kết quả kiểm tra phân bố giảm của 6 ôtc

4.4 Kết quả kiểm tra phân bố khoảng cách của 6 ôtc

4.5 Cấu trúc tổ thành loài các ôtc định vị rừng khộp

4.6 Các chỉ tiêu động thái cấu trúc trong các ôtc định vị

4.7 Tăng trưởng đường kính theo cỡ kính của rừng khộp

4.8 Mô hình dự đoán cấu trúc lâm phần rừng khộp

4.9 Ước lượng tham số của mô hình tương quan Pd/d các loài chủ yếu trong

rừng khộp theo cấp năng suất

4.10 Đường kính khai thác tối thiểu và tuổi thành thục theo CNS và MĐSX

DANH MỤC CÁC HÌNH

1.1 Vai trò của mô hình sinh trưởng và dữ liệu bổ sung trong cung cấp thông

tin cho quản lý rừng

1.2 Các thành phần cơ bản của một mô hình sinh trưởng

2.1 Thiết kế ÔTCĐV

2.2 Sơ đồ chia ô tiêu chuẩn thành các ô vuông để điều tra tầng cây cao

2.3 Khung lô gíc về nhập, kiểm tra và quản lý dữ liệu ÔTCĐV

4.1 Phân bố N – D tổng 6 ôtc

4.2 Phân bố N – D của ÔTC BĐ2

4.3 Tăng trưởng đường kính theo cỡ kính ở các ô tiêu chuẩn định vị

4.4 Tăng trưởng bình quân của đường kính theo cỡ kính

4.5 Tỷ lệ (%) cây chết trong các cỡ kính ở các ô tiêu chuẩn định vị

4.6 Tỷ lệ cây chết (%) của rừng khộp theo cỡ kính (Mp TN, Mp’ LT)

4.7 Thay đổi cấu trúc phân bố N – D sau 30 năm

4.8

4.9

Thay đổi cấu trúc G theo cỡ kính

Thay đổi cấu trúc V theo cỡ kính

4.10 Sinh trưởng và tăng trưởng tiết diện ngang của rừng khộp

4.11 Sinh trưởng và tăng trưởng thể tích

4.12 Sơ đồ mô phỏng lượng khai thác và luân kỳ khai thác để hướng tới vốn

rừng chuẩn

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 9

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 11

1.1 Khái quát về động thái rừng 11

1.2 Nghiên cứu ngoài nước 11

1.1.1 Các nghiên cứu về tái sinh và diễn thế rừng 11

1.1.2 Các nghiên cứu về sinh trưởng rừng 16

1.1.3 Các nghiên cứu về rừng khộp 18

1.3 Nghiên cứu trong nước 20

1.3.1 Các nghiên cứu về tái sinh và diễn thế rừng 20

1.3.2 Các nghiên cứu về tăng trưởng rừng 22

1.3.3 Các nghiên cứu về rừng Khộp 25

1.4 Thảo luận và xác định vấn đề nghiên cứu 28

Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, GIỚI HẠN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.1 Mục tiêu 34

2.1.1 Mục tiêu lý luận 34

2.1.2 Mục tiêu thực tiễn 34

2.2 Nội dung và giới hạn nghiên cứu 34

2.2.1 Nội dung nghiên cứu 34

2.2.2 Giới hạn nghiên cứu 34

2.3 Phương pháp nghiên cứu 34

2.3.1 Phương pháp tiếp cận chung 34

2.3.2 Phương pháp thu thập số liệu 35

2.3.3 Các phương pháp xử lý thông tin và công cụ sử dụng 41

Chương 3

GIỚI THIỆU ĐIỀU KIỆN CƠ BẢN VÙNG NGHIÊN CỨU 44

3.1 Điều kiện tự nhiên 44

3.1.1 Vị trí địa lý, địa hình 44

3.1.2 Khí hậu 44

3.1.3 Đất đai 45

3.1.4 Hệ thực vật 45

Chương 4 KẾT QUẢ, THẢO LUẬN 47

4.1 Bảng cấu trúc lâm phần của các ô tiêu chuẩn 47

4.1.1 Bảng cấu trúc N-D 47

4.1.2 Cấu trúc tổ thành và đa dạng loài 57

4.2 Các quá trình động thái rừng khộp 60

4.2.1 Động thái tái sinh tự nhiên 63

4.2.2 Động thái sinh trưởng và chuyển cỡ kính 65

4.2.3 Quá trình chết tự nhiên hoặc/và khai thác 68

4.3 Xây dựng mô hình dự đoán cấu trúc rừng khộp 71

4.4 Một số đề xuất áp dụng kết quả nghiên cứu 78

Chương 5 KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ 85

5.1.Kết luận 85

5.2 Tồn tại 87

5.3 Khuyến nghị 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

PHỤ LỤC LUẬN VĂN 93

MỞ ĐẦU

Rừng là tài nguyên quý giá có khả năng tái tạo, rừng không những là cơ sở của sự phát triển kinh tế mà còn giữ chức năng sinh thái rất quan trọng Song nó là một hệ sinh thái phức tạp bao gồm nhiều thành phần với các quy luật sắp xếp khác nhau trong không gian và thời gian Trong quản lý rừng, tác động lâm sinh là biện pháp kỹ thuật then chốt để cải thiện và làm cho rừng có cấu trúc phù hợp nhất với mục đích quản lý, nhằm đáp ứng được các yêu cầu đặt ra cho từng loại hình kinh doanh rừng Thực tiễn đã chứng minh rằng các giải pháp nhằm phục hồi rừng, quản

lý rừng bền vững chỉ có thể giải quyết thoả đáng một khi có sự hiểu biết đầy đủ về bản chất quy luật sống của hệ sinh thái rừng (HSTR), trong đó có quy luật sinh trưởng và các nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển của rừng Nghiên cứu động thái của rừng tự nhiên là một công việc rất khó khăn nhưng cần thiết để nắm bắt được các qui luật phát triển của rừng để có các quyết định điều chỉnh hợp lý và kịp thời trong từng giai đoạn phát triển của rừng Các quá trình động thái diễn ra trong rừng có thể chia thành 3 nhóm quá trình: (i) tăng trưởng của cây dẫn đến sự chuyển cấp trong tầng cây cao; (ii) quá trình tái sinh bổ sung; và (iii) quá trình chết

tự nhiên trong các cỡ kính, hai quá trình sau làm thay đổi tổ thành loài và cấu trúc của lâm phần Các nghiên cứu về cấu trúc và động thái của rừng tự nhiên đã được các nhà khoa học lâm nghiệp quan tâm từ lâu, và có rất nhiều công trình đã được công bố, nhiều kiến thức và kinh nghiệm đã được tích luỹ làm cơ sở cho các biện pháp kỹ thuật trong quản lý và sử dụng rừng Tuy nhiên để có cơ sở xây dựng được

mô hình rừng "mục đích" và các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm dẫn dắt rừng đạt được sự bền vững cần phải tiếp tục nghiên cứu bổ sung để có những hiểu biết sâu hơn về các quy luật cấu trúc và động thái của rừng Ở Việt Nam, các nghiên cứu định vị còn rất hạn chế Trong chương trình theo dõi diễn biến tài nguyên rừng, bắt đầu từ chu kỳ 2 (1985-1990), Viện Điều tra quy hoạch rừng đã thiết lập khoảng 100

ô định vị nghiên cứu sinh thái và đã thu thập được một nguồn dữ liệu rất phong phú, tuy nhiên việc phân tích đánh giá nguồn số liệu này để nghiên cứu các vấn đề sinh thái rừng và lâm học còn rất hạn chế do nhiều nguyên nhân rất khác nhau Trong

khuôn khổ đề tài “nghiên cứu các đặc điểm lâm học của một số HSTR chủ yếu ở Việt Nam” của Viện Khoa học Lâm nghiệp giai đoạn I từ năm 2006-2010, đã thiết lập thêm 54 ô tiêu chuẩn định vị cho 4 kiểu rừng khác nhau trên các vùng sinh thái của toàn quốc, trong đó có 6 ô tiêu chuẩn được lập cho kiểu thưa rụng lá ưu hợp họ Dầu (rừng khộp) ở Tây Nguyên Hệ thống ô tiêu chuẩn định vị (ÔTCĐV) này là cơ

sở cho các nghiên cứu sâu hơn về các quá trình động trong các HSTR khác nhau ở Việt Nam

Trong khuôn khổ của một luận văn cao học, tôi thực hiện đề tài: "Nghiên

cứu động thái cấu trúc đường kính của rừng tự nhiên nhiệt đới hỗn loài lá rộng rụng lá theo mùa ưu hợp họ dầu(rừng khộp) ở Tây Nguyên " Đây là một trong

những nội dung nghiên cứu thuộc đề tài “nghiên cứu các đặc điểm lâm học của một

số HSTR chủ yếu ở Việt Nam” do nhóm nghiên cứu của PGS.TS Trần Văn Con, Viện Khoa học lâm nghiệp Việt Nam thực hiện

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Khái quát về động thái rừng

Động thái rừng là một khái niệm rất rộng và bao gồm nhiều quá trình rất phức tạp Nghiên cứu động thái rừng là một công việc hết sức khó khăn và càng đặc biệt khó khăn hơn đối với rừng tự nhiên nhiệt đới bởi tính phức hợp của nó Các công trình nghiên cứu về động thái rừng tự nhiên nhiệt đới ở trên thế giới và ở Việt Nam đã được công bố cho đến nay là không kể được Sau đây chỉ cập nhật một số công trình nghiên cứu quan trọng nhất liên quan đến vấn đề nghiên cứu của đề tài luận văn, đặc biệt là các công trình nghiên cứu các quá trình động thái của quần thụ cây gỗ trên 3 vấn đề chính: tái sinh, diễn thế và tăng trưởng

1.2 Nghiên cứu ngoài nước

1.1.1 Các nghiên cứu về tái sinh và diễn thế rừng

Có rất nhiều phương pháp đã được sử dụng để nghiên cứu quá trình diễn thế rừng, phương pháp được sử dụng nhiều nhất là mô hình hóa các quy luật biến đổi tầng cây cao và tầng cây bụi thảm tươi dưới các tác động thay đổi điều kiện môi trường

Hiện tồn tại rất nhiều quan điểm khác nhau trong nghiên cứu về lý thuyết diễn thế của các hệ sinh thái, trong đó có thể chia thành hai trường phái cơ bản: (i) Các lý thuyết về diễn thế dựa trên phản ứng của các cá thể sinh vật và quan niệm

diễn thế là kết quả của các chiến lược thích nghi của các cá thể đối với môi trường

(ii) Các lý thuyết diễn thế dựa trên phản ứng của toàn bộ HSTR (Shugart, H.H.1984) [52] Diễn thế dưới quan điểm của nhiều nhà sinh thái học, bao gồm sự biến đổi của các hệ tự nhiên và hiểu biết về nguyên nhân cũng như xu hướng của các biến đổi đó Trong kho tàng tài liệu về sinh thái học, đã có quá nhiều các công trình viết về diễn thế đến nỗi rất khó cho ai đó muốn tổng quan để đưa đến một sự phân loại hay tổng hợp về các lý thuyết, trường phái về diễn thế cũng như các mô hình toán đã được ứng dụng để nghiên cứu về diễn thế Shugart H.H (1984) [52] đã

sử dụng một loạt các mô hình máy tính về diễn thế rừng (gọi là mô hình lỗ trống) để

nghiên cứu phản ứng động thái lâu dài của HSTR Các nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng các mô hình để phát triển lý thuyết và giải quyết các vấn đề trong hiểu biết của chúng ta về diễn thế Một loạt các mô hình động thái rừng dựa trên cây cá thể đã được thảo luận trong công trình này như: mô hình cho rừng đồng loài đều tuổi, mô hình cho rừng hỗn loài đều tuổi, mô hình cho rừng đồng loài khác tuổi và mô hình cho rừng khác loài khác tuổi Các mô hình này lại được chia theo cách tiếp cận có chú ý đến không gian và không chú ý đến không gian

Ngoài các phương pháp tiếp cận nghiên cứu diễn thế bằng mô hình hóa toán học, các phương pháp nghiên cứu mô tả trên cơ sở nghiên cứu định vị lâu dài (thông qua hệ thống ô tiêu chuẩn sinh thái định vị) hoặc thông qua một hệ thống các ô nghiên cứu với các giai đoạn diễn thế khác nhau tồn tại cùng một thời điểm trên các địa điểm không gian khác nhau (phương pháp lấy không gian thay thế thời gian)

Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của HSTR, biểu hiện của nó là sự xuất hiện của một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng: dưới tán rừng, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy Vai trò lịch sử của lớp cây con này là thay thế thế hệ cây già cỗi Vì vậy tái sinh từng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ

Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây tái sinh và tầng cây gỗ lớn đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbre-ad, 1930; Richards, 1933; 1939; Aubreville, 1938; Beard, 1946; Lebrun và Gilbert, 1954; Joné, 1955-1956; Schultz, 1960; Baur, 1964; Rollet, 1969, dẫn theo [5]) Do tính chất phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài có giá trị nên trong thực tiễn, người ta chỉ khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định

Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng 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 (1959)[54] 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) dẫn theo [2] với phương thức rừng đều tuổi ở Mã Lai; Nicholson (1958) ở Bắc Borneo; Donis và Maudoux (1951, 1954) dẫn theo [2] 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 (1962) [2] 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 chưa đưa ra được những đề xuất

cụ thể Vì vậy, lý luận của ông còn ít sức thuyết phục, chưa giúp ích cho thực tiễn sản xuất để điều khiển tái sinh rừng theo những mục tiêu kinh doanh đã đề ra

Tuy nhiên, những kết quả quan sát của Davit và P.W Risa (1933), Bơt (1946),

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

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) [5]

Đối với rừng nhiệt đới thì các nhân tố sinh thái như nhân tố ánh sáng (thông qua độ tàn che của rừng), độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi là những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tái sinh rừng, cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu, đề cập đến vấn đề này 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 Nhìn chung ở rừng nhiệt đới, tổ thành và mật độ cây tái sinh thường khá lớn Nhưng số lượng loài cây có giá trị kinh tế thường không nhiều và được chú ý hơn, còn các loài cây có giá trị kinh tế thấp thường ít được nghiên cứu, đặc biệt là đối với tái sinh ở các trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy

H Lamprecht (1989)[46] 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 bạn 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

Độ khép tán của quần thụ ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và sức sống của cây con Trong công trình nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa cây con và quần thụ, V.G.Karpov (1969) đã chỉ ra đặc điểm phức tạp trong quan hệ cạnh tranh về dinh dưỡng khoáng của đất, ánh sáng, độ ẩm và tính chất không thuần nhất của quan hệ qua lại giữa các thực vật tuỳ thuộc đặc tính sinh vật học, tuổi và điều kiện sinh thái của

quần thể thực vật (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992)[29]

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

đã qua khai thác thì thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh mẽ Trong điều kiện này chúng là nhân tố gây trở ngại rất lớn cho tái sinh rừng (Xannikov, 1967; Vipper, 1973)

(dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992)[29]

Như vậy, các công trình nghiên cứu được đề cập ở trên đã phần nào làm sáng tỏ việc đặc điểm tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới Đó là cơ sở để xây dựng các phương thức lâm sinh hợp lý

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,

2000 [1]) Kết quả nghiên cứu của các tác giả Lambert et al (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

Nghiên cứu khả năng tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy từ 1-20 năm ở vùng Tây Bắc Ấn Độ, Ramakrishnan (1981, 1992) đã cho biết chỉ số đa dạng loài rất thấp Chỉ số loài ưu thế đạt đỉnh cao nhất ở pha đầu của quá trình diễn thế và giảm dần theo thời gian bỏ hoá Long Chun và cộng sự (1993) đã nghiên cứu đa dạng

thực vật ở hệ sinh thái nương rẫy tại Xishuangbanna tỉnh Vân Nam, Trung Quốc nhận xét: tại Baka khi nương rẫy bỏ hoá được 3 năm thì có 17 họ, 21 chi, 21 loài thực vật

Bỏ hoá 19 năm thì có 60 họ, 134 chi, 167 loài (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000)[1]

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 Đặc biệt, sự vận dụng các hiểu biết về quy luật tái sinh để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý tài nguyên rừng bền vững

1.1.2 Các nghiên cứu về sinh trưởng rừng

Người ta đã dùng nhiều cách để mô tả sinh trưởng của cây và sản lượng lâm phần Cách truyền thống mà các nhà lâm học cổ điển thường dùng là bảng sản lượng Từ những năm 1960 trở lại đây ngày càng xuất hiện nhiều công trình dùng

mô hình toán để nghiên cứu quá trình sinh trưởng của cây rừng Ngày nay đã có hàng loạt các hàm sinh trưởng có thể diễn tả chính xác đường cong sinh trưởng của cây rừng phụ thuộc vào thời gian Backman (1962)[38]đã chỉ ra rằng: Suất tăng trưởng của một lâm phần là một hàm phụ thuộc vào tuổi, loài cây, lập địa và mật

độ Clutter (1963) [42] đã dùng phương trình vi phân để dự báo năng suất của rừng thuần loài đều tuổi, còn Moser và Hau (1962 dẫn theo [55]) thì dùng phương pháp này để nghiên cứu rừng lá rộng khác tuổi Các nghiên cứu về sau đã bổ sung thêm nhiều yếu tố mới Moser đã định lượng ba thành phần chủ yếu của quá trình sinh trưởng: Tái sinh (ingrowth); chết (mortality); tăng trưởng cây sống (Survior growth), ông đã phát triển một mô hình gồm các hệ phương trình phi tuyến để dự báo sinh trưởng của rừng cho các cấp đất và cỡ đường kính khác nhau Leary (1970) cũng tiến hành những nghiên cứu tương tự, ông đã thảo luận sâu hơn về các luận điểm lý thuyết của các mô hình mô phỏng sinh trưỏng và đưa ra những nguyên tắc,

để ước lượng các tham số Ek (1974) đã dùng hệ phương trình phi tuyến để nghiên cứu nhiều lâm phần rừng lá rộng khác tuổi (dẫn theo Trần Văn Con (1991)[6]

Người ta cũng có thể dùng các quá trình ngẫu nhiên để mô tả sinh trưởng của lâm phần Burner và Moser (1973) đã dùng quá trình Markov để mô phỏng sự chuyển hoá cấp kính theo thời gian Stephen và Waggoner (1970) cho rằng có thể

dùng mô hình Markov để mô phỏng sự biến đổi thành phần loài của một lâm phần trong vòng 40 năm Suzuki và Umemura (1974) Kouba, J (1976) đã dùng chuỗi Markov để dự báo phân bố số cây theo cấp kính trong tương lai và quá trình thay đổi cấu trúc tuổi trong khi điều chế, dẫn theo Trần Văn Con (1991)[5]

Bên cạnh mô hình lâm phần người ta cũng có thể xây dựng các mô hình trên

cơ sở của từng cây cá thể Về phương pháp luận thì cách làm này dễ và chính xác hơn phương pháp mô tả chung cho lâm phần; tuy nhiên nó đòi hỏi một khối lượng thông tin và tính toán lớn hơn nhiều Ưu điểm nổi bật của mô hình từng cây là có thể dễ dàng kết hợp với quá trình đào thải (tự nhiên, nhân tạo) hoặc sự tái sinh thêm; và cũng thích hợp hơn để mô tả rừng hỗn loài Do đó xu hướng sử dụng mô hình từng cây đang tăng lên

Người ta còn phân biệt mô hình phụ thuộc khoảng cách và mô hình không phụ thuộc khoảng cách, ở loại mô hình phụ thuộc khoảng cách người ta đưa thêm chỉ số cạnh tranh để đánh giá mức độ phụ thuộc giữa các các thể với nhau

Cho dù sử dụng phương pháp nghiên cứu mô tả thực nghiệm, phương pháp biểu đồ hay phương pháp mô hình hoá toán học thì điều quan trong nhất vẫn phụ thuộc vào phương pháp thu thập số liệu Phương pháp thu thập số liệu chính xác nhất là thiết lập một hệ thống ô tiêu chuẩn định vị để theo dõi lâu dài các nhân tố tạo thành cấu trúc của rừng Tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi phải có thời gian nghiên cứu lâu dài và tốn nhiều công sức để theo dõi định kỳ Trong một số trường hợp, người nghiên cứu cần phải rút ngắn thời gian nghiên cứu để đưa ra những cơ

sở khoa học đáp ứng ngay yêu cầu sản xuất và người ta đã sử dụng hệ thống các ô tiêu chuẩn tạm thời được thiết lập theo các cách rút mẫu khác nhau tuỳ theo mục tiêu nghiên cứu Cách cách rút mẫu chủ yếu là: hệ thống, ngẫu nhiên, điển hình hoặc phối hợp giữa các phương pháp rút mẫu với nhau

Tóm lại, việc mô hình hoá quá trình sinh trưởng của cây rừng được tiến hành bằng nhiều hướng khác nhau, nhưng có thể xếp thành hai xu hướng chính Xu

hướng thứ nhất tập trung mô tả sinh trưởng chung của lâm phần có chú ý đến các

đặc trưng động thái như quá trình sinh trưởng, tái sinh và quá trình chết tự nhiên,

hướng này về sau đã chi tiết đến các cấp kích thước và nhóm loài Xu hướng thứ hai là mô hình từng cây, là những mô hình rất chi tiết với một khối lượng tính toán

lớn, phức tạp, tuy nhiên nó đã trở thành hiện thực thông qua các tiến bộ của kỹ thuật máy tính điện tử

1.1.3 Các nghiên cứu về rừng khộp

Rừng Khộp là tên gọi chung cho các loại rừng thưa ưu hợp họ dầu, rụng lá mùa khô (tiếng Pháp gọi là Forets Claires Dipterocarpacees; tiếng Anh là dry open dipterocarps forest) Đây là một HSTR đặc trưng chỉ phân bố tự nhiên ở những lập địa khô vùng Đông nam Châu Á như: Việt Nam, Lào, Căm Pu Chia, Thái Lan, Mianmar và một phần nhỏ ở đông bắc Ấn Độ Rừng Khộp được hình thành dưới những điều kiện sinh thái cực kỳ khắc nghiệt: chúng ta có thể bắt gặp rừng Khộp ở những nơi có khí hậu gió mùa với mùa khô kéo dài từ 5-6 tháng và tổng lượng mưa năm không quá 1500mm, nằm trên độ cao từ 150-1300m, nhưng nhìn chung rừng khộp thường phân bố ở độ cao không quá 1000m, tập trung trên các đai địa hình cao nguyên tương đối bằng phẳng và trên các bình nguyên bị bào mòn với độ dốc không quá 10 độ Rừng Khộp có thành phần thực vật tương đối đơn giản và được đặc

trưng bởi 4 loài cây chính: Cà chắc (Shorea obtusa Wall), Cẩm liên (Shorea siamensis, Miq ), Dầu trà beng (Dipterocarpus obtusifolius Teysm) và Dầu đồng (Dipterocarpus tuberculatus Roxb) So với các kiểu rừng khác như rừng lá rộng

thường xanh, rừng thông… thì các nghiên cứu trước đây về rừng khộp còn rất ít, nhất là những nghiên cứu trên địa bàn Tây Nguyên Ngược dòng thời gian có thể kể đến các nghiên cứu của Kurs (1897) ở Mianmar, Ryan và Keen (1911) ở bắc Thái Lan, Champion (1936), Edward (1950) ở Ấn Độ và Mianmar, Maurand, Rollet (1952), Vidal (1958) ở Đông dương (dẫn theo Vũ Biệt Linh và cộng sự (1998) [14] Bunyavejchevin B (1983) [40] nghiên cứu cấu trúc quần thụ của rừng khộp ở miền Bắc, Tây Bắc và miền Tây Thái Lan đã chia thành 5 kiểu ưu hợp dựa vào các loài

ưu thế chính:

1 Ưu hợp Cẩm liên, được chia thành hai kiểu phụ: kiểu phụ dạng cây bụi và kiểu phụ dạng cây vừa Kiểu dạng cây bụi có mật độ cao nhưng tổng tiết diện ngang

thấp, trong khi kiểu dạng cây vừa thì mật độ thấp hơn, cây cao hơn và tổng tiết diện ngang lớn hơn Kiểu ưu hợp này phân bố ở các lập địa thấp nhất trên đất sét cát chưa hàm lượng calcium cao và hàm lượng chất hữu cơ và nitơ vừa phải

2 Ưu hợp cà chít chiếm ưu thế trên các lập địa dốc nhẹ đến dốc vừa ở nơi cao hơn

ưu hợp Cẩm liên Đất dưới kiểu ưu hợp này biến động từ đất sét cát đến đất thịt cát, hàm lượng chất hữu cơ và nitơ thấp Ưu hợp này cũng chia thành hai kiểu phụ: kiểu cây bụi và kiểu cây vừa

3 Ưu hợp Trà beng-Cà chít chiếm lĩnh các sườn dốc ở cùng một độ cao với ưu hợp

Cà chít, một vài lâm phần có thể ởp độ cao cao hơn Kiểu ưu hợp này có thành phần loài phong phú hơn và thường ở trên đất sét với hàm lượng chất hữu cơ và nitơ cao và tỷ trọng hạt thấp

4 Ưu hợp Dầu đồng-Cà chít phân bố cao hơn, ở độ cao thấp hơn trên các lập địa chứa hydro cũng là môi trường thích hợp cho kiểu ưu hợp này Cây trong kiểu

ưu hợp này lớn hơn các kiểu ưu hợp khác Đất thường là sét hàm lượng calcium cao nhưng chất hữu cơ và nitơ thấp

5 Ưu hợp Thông-Cây họ dầu cấu tạo bằng các cây vừa đến lớn phân bố từ độ cao vừa đến cao Đất cát với hàm lượng calcium cao ở tầng mặt Kiểu ưu hợp này có thể chia thành 4 kiểu phụ: Kiểu ưu hợp phụ Dầu đông-Cà chít-Thông nhựa ở độ cao vừa, dốc mạnh; kiểu ưu hợp phụ Dầu đồng-Thông nhựa phân bố ở độ cao cao hơn dốc nhẹ, đây là kiểu rừng có năng suất cao nhất Ở độ cao cao nhất phổ biên kiểu ưu hợp phụ Dầu Trà beng-Thông nhựa và Dầu trà beng-Thông ba lá Cả hai kiểu phụ này cùng trên một độ cao nhưng kiểu ưu hợp Dầu trà beng-Thông nhựa thường tốt hơn ở địa hình bằng hoặc lượn sóng, trong khi kiểu ưu hợp Dầu trà beng-Thông ba

lá thường chiếm lĩnh nơi dốc Các nghiên cứu của Khermark (1972)[43], Kostermann (1985)[44], Kutintata (1975), Perset Sornsathapornkul (2002) [48] về cấu trúc rừng khộp cũng cho các kết quả tương tự

1.3 Nghiên cứu trong nước

1.3.1 Các nghiên cứu về tái sinh và diễn thế rừng

Tái sinh là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của HSTR, mà biểu hiện

là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ Hiểu theo nghĩa hẹp, tái sinh rừng là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ Hay nói cách khác tái sinh rừng là quá trình sinh học quan trọng nhất trong đời sống của rừng

Phục hồi rừng bằng khoanh nuôi có nghĩa là lợi dụng tái sinh tự nhiên kết hợp với tác động hợp lý của con người tạo ra một thế hệ mới có thành phần loài cây đáp ứng mục đích kinh doanh và phù hợp với điều kiện tự nhiên, tạo ra HSTR ổn định bền vững

Tái sinh rừng mưa nhiệt đới có đặc điểm phân tán liên tục, ngoài ra còn có tái sinh theo vệt Rừng nhiệt đới Việt Nam thích hợp với cả hai kiểu tái sinh trên, ngoài ra còn có hiện tượng nảy mầm đồng thời tạo ra một thế hệ rừng tiên phong thuần loài, như rừng Sau Sau (Hữu Lũng - Lạng Sơn), rừng Bồ Đề (Phú Thọ)

Tái sinh tự nhiên là qúa trình chủ yếu để phục hồi rừng qua các pha diến thế

Có hai phương thức tái sinh tự nhiên:

1 Tái sinh liên lục dưới tán kín rậm của những loài chịu bóng thường thưa

thớt và yếu ớt vì thiếu áng sáng nên chỉ có một số ít cây thoát khỏi giai đoạn nguy hiểm, ức chế kéo dài để chờ cơ hội vươn lên tầng cao cho thích hợp với nhu cầu sinh thái;

2 Tái sinh theo vệt để hàn gắn những lỗ trống trong tán rừng do cây già đổ

rụi hay gió bão làm đổ gãy Trên lỗ trống đó, trước hết sẽ mọc lên các loài cây tiên phong ưa sáng, mọc nhanh Dưới tán của các cây tiên phong, các loài cây định vị trong thành phần quần thụ cũ thường đòi hỏi che bóng trong 1-2 năm đầu, sẽ mọc sau và dần dần vươn lên thay thế những loài tiên phong tạm thời có tuổi thọ ngắn

Quá trình tái sinh và diễn thế của rừng tự nhiên là những vấn đề hết sức quan trọng trong nghiên cứu sinh thái rừng nhiệt đới Mỗi sự phá hoại rừng nguyên sinh đều dẫn đến quá trình diễn thế theo xu hướng trở lại trạng thái ban đầu Sự thay đổi

như vậy thường được gọi là quá trính diễn thế thứ sinh, đây là một quá trình hết sức phức tạp vì các hình thức, mức độ và thời kỳ phá hoại quần thể thực vật cũng như

sự thoái hoá của đất rừng cũng hết sức phức tạp Theo Thái Văn Trừng (1970) [34], (1978) [33], (1986) [32] thì có thể phân ra hai loại trong quá trình diễn thế thứ sinh:

(i) Trên đất rừng nguyên trạng; (ii) Trên đất rừng thoái hoá

Trên đất rừng nguyên trạng, nếu thảm thực vật chỉ bị phá hoại một lần thì các kiểu thảm thực vật sẽ phục hồi gần giống như các quần thể nguyên hay thứ sinh tự nhiên ở một số khu vực nhất định Nếu bị tác động nhiều lần trong quá trình diễn thế thứ sinh thì tuỳ loại hình quần thụ nhưng thường là không biến đổi mấy về hình dạng, còn về cấu trúc sẽ đơn giản và thành phần cây tái sinh gồm chủ yếu là những loài cây tiên phong tạm cư hay tiên phong định cư và có rất nhiều loài định vị nên không thể đạt độ ưu thế tương đối của rừng nguyên sinh Trên loại đất rừng thoái hoá, môi trường đã biến đổi, nhiều khi thảm thực vật rừng không phục hồi nguyên trạng được nên sẽ phát sinh những kiểu thảm thực vật ở bậc thấp hơn kiểu khí hậu, hay kiểu khí hậu thổ nhưỡng Đây là loại diễn thế đi xuống, muốn rừng trở lại nguyên trạng thì phải chờ thời gian dài để cải thiện chất lượng về mặt thổ nhưỡng Nghiên cứu tái sinh 9 loài cây gỗ có giá trị kinh tế (Táu mật, Dẻ, Re, Lim xanh, Cà

ổi, Sến, Xoay, Vàng tâm, Giổi) trên các trạng thái rừng khác nhau so với rừng giàu chưa bị tác động nhận thấy số lượng cây tái sinh giảm rõ rệt: ở rừng nguyên sinh, tổng số cây tái sinh mục đích đạt 2594 cây/ha, trong khi đó rừng IIIA2 số lượng giảm xuống còn 1481 cây/ha, ở rừng IIIA1 chỉ còn là 750 cây/ha; trong đó có một

số loài hầu như rất ít gặp như Lim xanh, Re, Vàng tâm, Xoay, Sến Tỷ lệ % so với tổng số các loài cây tái sinh cũng giảm rõ rệt Tuy nhiên, rừng ở Kon Hà Nừng còn

có trữ lượng cao và khai thác chọn mới được diễn ra trong vòng 10 năm thì sự thay đổi trong tái sinh chưa xẩy ra mạnh

Hoàng Văn Tuấn (2007) [30], khi nghiên cứu về đặc điểm tái sinh và động thái tái sinh của HSTR lá rộng thường xanh vùng Tây bắc đã chỉ ra rằng: có một sự tích luỹ

số loài ở các lớp cây có kích thước lớn hơn so với các lớp cây dưới đó Thực tế này phản ánh kết quả của sự khác nhau về tốc độ sinh trưởng của các loài cây tái sinh và

tuỳ vào kích thước của lỗ trống được tạo ra trong tán rừng làm tiền đề cho quá trình tái sinh Trần Văn Con và cộng sự (2006) [7] đã chỉ ra rằng, động thái rừng có thể được nghiên cứu bằng theo dõi các ô định vị qua nhiều năm Kết quả phân tích tài liệu thu thập được trong 3 năm từ các ô tiêu chuẩn định vị ở Kon Hà Nừng đã cho thấy qui luật động thái của rừng Biến động về số cây ở lớp cây tái sinh rất lớn, tỷ lệ chết và tỷ lệ tái sinh vào cấp kính nhỏ nhất khá cao Tỷ lệ chết cao nhất là ở lớp cây tái sinh có D1,3 từ 1 đến 10cm (64%) chứng tỏ có một sự cạnh tranh rất lớn trong lớp cây tái sinh này Trong thời gian quan sát 3 năm, số cây chết trong tầng cây cao là

25 cây (chiếm 6%), trong đó chết chủ yếu ở cấp kính từ 10 - 20cm Số cây từ lớp cây tái sinh chuyển lên tầng cây cao là 28 cây Số cây trong tầng cây cao chuyển lên các cỡ kính cao hơn là 56 cây

1.3.2 Các nghiên cứu về tăng trưởng rừng

Ở Việt Nam, nghiên cứu tăng trưởng rừng mới được bắt đầu từ những năm đầu thập niên 50 của thế kỷ trước Từ 1958-1960, các chuyên gia của Đức đã tiến hành giải tích và nghiên cứu sinh trưởng cho một số loài cây rừng tự nhiên phục vụ công tác điều tra và phân loại rừng một số vùng trọng điểm: Thanh Hoá, Thái Nguyên, Bắc Giang, Quảng Ninh Từ 1960 – 1965, các chuyên gia Trung Quốc và cán bộ điều tra rừng Việt Nam phối hợp nghiên cứu tăng trưởng và sinh trưởng trên

20 loài cây phổ biến ở vùng Sông Hiếu, Nghệ An bằng phương pháp giải tích thân cây tiêu chuẩn để phục vụ nhiệm vụ quy hoạch vùng trọng điểm phát triển Lâm nghiệp của miền Bắc Từ 1965 – 1975, vấn đề điều tra tăng trưởng được quan tâm nhằm phục vụ công tác quy hoạch rừng, luận chứng kinh tế kỹ thuật, phát triển trồng rừng và đào tạo cán bộ kỹ thuật lâm nghiệp ở miền Bắc Việt Nam Bộ môn Điều tra tăng trưởng được thành lập và bước đầu hoạt động nghiên cứu phục vụ sản xuất có hiệu quả (Viện ĐTQH rừng, Viện nghiên cứu lâm nghiệp, Trường ĐHLN) Đặc biệt phải kể đến công trình nghiên cứu tăng trưởng khá toàn diện cho đối tượng rừng Mỡ trồng và Bồ đề tái sinh sau nương rẫy ở vùng trung tâm miền Bắc của Vũ Đình Phương, Viêm Ngọc Hùng (1980) [20] Giai đoạn sau năm 1975 đã bắt đầu có các nghiên cứu tăng trưởng ở các loài cây trồng rừng nguyên liệu giấy, rừng gỗ trụ

mỏ như Thông, Mỡ, Bồ đề, Bạch đàn, Keo và các loài cây rừng tự nhiên Ngoài tính toán tăng trưởng cây cá lẻ và lâm phần thuần loài theo từng vùng sinh thái, một

số nghiên cứu đã cố gắng xác định tăng trưởng lâm phần rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi Phương pháp thu thập tài liệu vẫn áp dụng các phương pháp truyền thống như lập ô mẫu cố định để đo đếm định kỳ nhằm xác định tăng trưởng lâm phần, giải tích cây (cưa thớt, khoan tăng trưởng, đẽo vát ), xác định tuổi và tăng trưởng cây

cá lẻ và tính toán tăng trưởng cho toàn bộ lâm phần Phương pháp xử lý tính toán đã tiến dần từ việc tính tăng trưởng bình quân từ một số cây mẫu bằng phương pháp

mô phỏng tăng trưởng theo các hàm toán học Phương pháp này tránh được các sai

số do phân cấp thời gian, nắn tròn số lẻ, hoặc các sai số do sử dụng công thức gần đúng Hiện nay đã có biểu tăng trưởng cho khoảng 100 loài cây trồng rừng phổ biến

và loài cây rừng tự nhiên Có thể nêu một số công trình nghiên cứu tiêu biểu sau (Dẫn theo Cẩm nang Lâm nghiệp, chương Tăng trưởng rừng - Cục Lâm nghiệp và GTZ (2006) [3]

Giai đoạn 1981-1985: Trịnh Khắc Mười (1993) [17] đã nghiên cứu qui luật tăng

trưởng làm cơ sở cho việc tỉa thưa, nuôi dưỡng rừng Thông nhựa vùng Thanh Nghệ Tĩnh và vùng Đông Bắc trên cơ sở đo đếm 187 ô định vị và tạm thời, 481 cây giải tích và khoan tăng trưởng

Năm 1985: Vũ Đình Phương và cộng sự Viện Khoa học kỹ thuật Lâm nghiệp (nay

là Viện Nghiên cứu lâm nghiệp) đã nhiên cứu qui luật tăng trưởng của lâm phần thuần loài và hỗn loài năng suất cao để làm cơ sở đưa ra các phương pháp kinh doanh rừng hợp lý (đề tài 04010102a - Chương trình 04.01) Tài liệu nghiên cứu từ

50 ô tiêu chuẩn, mỗi ô có diện tích từ 0,25-1ha ở các khu rừng giàu tại Kon Hà Nừng và lưu vực Sông Hiếu

Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh (1990) [16] nghiên cứu tăng trưởng và sản lượng rừng trồng Thông ba lá dựa trên tài liệu thu thập từ 142 ô định vị và bán định

vị, 350 ô tiêu chuẩn tạm thời, 420 cây tiêu chuẩn theo cỡ kính, giải tích 242 cây ngả, đo 548 bộ tán lá về diện tích và đường kính hình chiếu tán, đo đếm sinh khối

thân, cành, lá, rễ của 60 cây, sử dụng tài liệu 572 ô tròn, chặt trắng 4 ô tiêu chuẩn

100 x100m

Năm 1998: Trần Quốc Dũng và các cộng sự Viện Điều tra qui hoạch rừng đã nghiên

cứu phân tích đánh giá tăng trưởng rừng thường xanh cây gỗ lá rộng vùng Bắc Trung bộ dựa trên 587 cây giải tích của 27 loài ưu thế (dẫn theo [3])

Năm 2000: Trần Quốc Dũng và các cộng sự Viện Điều tra qui hoạch rừng đã nghiên cứu phân tích đánh giá tăng trưởng rừng thường xanh cây gỗ lá rộng vùng Bắc Trung bộ dựa trên 1187 cây giải tích của 43 loài ưu thế (dẫn theo [3])

Cũng năm 2000, Vũ Tiến Hinh và cộng sự thuộc trường Đại học Lâm nghiệp đã lập biểu sinh trưởng và sản lượng cho 3 loài cây: sa mộc, mỡ và thông đuôi ngựa ở các tỉnh phía Bắc và Đông Bắc Việt Nam [11]

Năm 2001: Đào Công Khanh và cộng sự thông qua đề tài nghiên cứu cấp Bộ, đã lập biểu quá trình sinh trưởng và sản lượng cho rừng trồng các loài cây Bạch đàn

urophylla (Eucalyptus urophylla), Tếch (Techtona grangdis), Keo tai tượng (Acacia mangium ), Thông nhựa (Pinus merkusii), và kiểm tra biểu sản lượng các loài Đước (Rhyzophora apiculata) và Tràm (Melaleuca leucadendra)

Năm 2004: Trần Quốc Dũng và các cộng sự Viện Điều tra qui hoạch rừng đã nghiên cứu xây dựng một số chỉ tiêu tăng trưởng một số trạng thái rừng tự nhiên vùng Đông Nam Bộ và Tây nguyên dựa trên 631 cây giải tích của 26 loài ưu thế của vùng Đông Nam Bộ và 587 cây giải tích của 27 loài ưu thế của vùng Tây nguyên [3]

Giai đoạn 2001-2004: Đỗ xuân Lân (Viện Điều tra quy hoạch rừng) đã nghiên cứu

tăng trưởng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh đã qua tác động Đây là đề tài nghiên cứu cấp Bộ

Năm 2001-2005, nhóm đề tài do Đỗ Đình Sâm chủ trì đã xây được 1 số dạng phương trình tăng trưởng đường kính lâm phần ở các vùng sinh thái và tính được tăng trưởng rừng cho một số ô tiêu chuẩn trên các trạng thái rừng phổ biến hiện nay Trên cơ sở đó đã xác định đường kính thành thục để có thể khai thác của các loài cây gỗ kinh doanh tuỳ thuộc tốc độ sinh trưởng và đặc tính sinh học của từng loài trên các vùng sinh thái với hơn 60 loài ở Bắc Trung bộ, 22 loài ở Tây Nguyên và 18

loài ở Duyên Hải Nam trung bộ Sắp xếp các loài cây theo tốc độ sinh trưởng (chậm, trung bình, nhanh ) và kết hợp theo nhóm gỗ (Đỗ Đình Sâm và cộng sự ,2007)[27]

Năm 2004-2006, nhóm nghiên cứu do Trần Văn Con chủ trì đã nghiên cứu bổ sung qui luật sinh trưởng của chiều cao 20 loài cây thường được khai thác ở Tây Nguyên cho phép phân thành ba nhóm theo đặc điểm sinh trưởng: (i): Các loài cây ưa bóng giai đoạn đầu, sinh trưởng chiều cao trong 10 năm đầu rất chậm sau đó tăng dần lên khi vượt lên được tầng cây cao để trở thành tầng trội Đó là các loài: Xoay, Chò, Cồng, Thạch đảm, Giẻ và Hoàng đàn (ii) Các loài cây chịu bóng nhẹ (trung tính) giai đoạn đầu, sinh trưởng chiều cao ở 10 năm đầu trung bình và tăng lên ở giai đoạn sau đạt tầng cây cao ở tuổi thành thục Đó là các loài: Re, Vạng, Vàng tâm, Trám, Sến, Gội, Giổi và Cóc đá (iii) Các loài cây ưa sáng, sinh trưởng chiều cao giai đoạn đầu rất nhanh sau đó chậm lại và dừng lại rồi dừng lại ở tầng giữa của rừng ổn định Đó là các loài: Bời lời, Chân chim, Bứa, Côm, Gáo, và Trâm Nghiên cứu qui luật sinh trưởng đường kính đã xác định được đường kính tại đó tăng trưởng đạt tối đa để làm căn cứ khoa học cho việc xác định đường kính khai thác tối thiểu (Trần Văn Con và cộng sự., 2006) [7]

1.3.3 Các nghiên cứu về rừng Khộp

Ở Việt Nam, có các nghiên cứu của Schmid (1962) ở Buôn Ma Thuột, Rollet (1952) ở Lang Hanh và của Nguyễn Tiến Hiệp (1960) ở Trảng Bom (dẫn theo Vũ Biệt Linh và cộng sự., 1998) [14] Nhìn chung các nghiên cứu này chủ yếu nặng về phân loại rừng, mô tả thảm thực vật một cách định tính Sau ngày miền Nam được giải phóng (1975), do ý nghĩa quan trọng về kinh tế-xã hội và sinh thái, rừng Khộp

ở Tây Nguyên đã trở thành đối tượng của nhiều nhà nghiên cứu khoa học thuộc các lĩnh vực khác nhau Viện điều tra qui hoạch rừng (1983) đã công bố một loạt các kết quả điều tra, nghiên cứu về tài nguyên rừng khộp ở Tây Nguyên Về hệ thực vật trong rừng khộp đã có các nghiên cứu của Phan Kế Lộc, Nguyễn Tiến Hiệp (1987) [15], Nguyễn Bội Quỳnh, Trần Hợp, Đoàn Sỹ Hiên (1988) [23], Ngô Tiến Dũng (2000) [9], 2004 [10] Về đất, có các nghiên cứu của Tôn Thất Chiểu (1976),

Nguyễn Văn Thái (1981, dẫn theo Vũ Biệt Linh và cộng sự., 1998) [14]), Viện qui hoạch thiết kế bộ Nông nghiệp (1985 [18]) và đặc biệt là nghiên cứu của Nguyễn Công Pho (1984) [19] về đất rừng khộp ở Easup Về lập địa có các nghiên cứu của

Đỗ Đình Sâm (1986) [26], Hoàng Xuân Tý (1988) [35] Về lâm học, có các nghiên cứu của Nguyễn Hồng Quân, Trương Hồ Tố, Hồ Viết Sắc (1981) [22], Hồ Viết Sắc (1984) [24]… Tuy vậy, các nghiên cứu này vẫn còn rất tản mạn và chưa đáp ứng yêu cầu cung cấp đủ cơ sở khoa học vững chắc để đề ra các biện pháp kinh doanh tổng hợp rừng Khộp Vì vậy, trong chương trình Tây Nguyên II, đã tiến hành một

đề tài “Nghiên cứu các cơ sở khoa học kỹ thuật để kinh doanh tổng hợp rừng khộp Tây Nguyên” (Vũ Biệt Linh và cộng sự 1988) [14]) Cùng với báo cáo khoa học tổng kết của đề tài này còn có một số luận án nghiên cứu sinh về đối tượng rừng Khộp đã được công bố (Trần Văn Con, 1991) [6], Đinh Quang Diệp (1990) [8])

Nghiên cứu về cấu trúc

Trần Văn Con (1991) [6] nghiên cứu về cấu trúc tổ thành rừng Khộp ở Tây Nguyên đã dùng phương pháp mô phỏng cấu trúc tổ thành loài rừng khộp bằng phương trình entropie có dạng:

h = H’(1-exp(-ks))

của Stocker/Bergmann (1977) và đã phân biệt được 5 kiểu ưu hợp chính dựa theo các loài ưu thế chính có tầm quan trọng nhất(>30%) và 16 kiểu ưu hợp phụ dựa theo các loài ưu thế phụ (>10-30%)

- Cấu trúc N/D: So với các kiểu rừng khác như rừng lá kim và rừng thường xanh, các nghiên cứu về cấu trúc N/D của rừng Khộp chưa có nhiều Theo Hồ Viết Sắc (1984) [24] thì phân bố số cây theo cấp kính của rừng Khộp tuân theo qui luật giảm, đặc trưng của rừng hỗn loài khác tuổi Bằng số liệu của 40 ô tiêu chuẩn (mỗi ô 1 ha) đại diện cho các vùng rừng Khộp đặc trưng ở Tây Nguyên, Trần Văn Con (1991) [6] chỉ ra rằng phân bố N/D của rừng khộp có thể mô phỏng tốt bằng hàm Weibull với hai tham số α và β Mỗi một cặp (α , β) đặc trưng cho một dạng phân bố N/D Tham số β biểu thị mức tập trung hay phân tán của phân bố nếu β nhỏ thì phân bố bẹt và phân tán, nếu β lớn thì phân bố nhọn và tập trung Tham số α biểu thị dạng

của phân bố: nếu α = 1 thì phân bố có dạng phân bố mũ (phân bố giảm, nếu α < 3,6 phân bố có dạng một đỉnh lệch trái, nếu α > 3,6 phân bố có dạng một đỉnh lệch phải, trong trường hợp α = 3,6 thì phân bố có dạng chuẩn Như vậy, cặp tham số (α , β) cấu trúc nội tại của lâm phần Qua số liệu thực nghiệm, dựa vào giá trị của tham

số α, cho thấy trong rừng khộp có thể tồn tại 3 dạng cấu trúc N/D:

(I) Phân bố giảm (giá trị 0,75 < α < 1,25) qui về =1, đặc trưng cho rừng khác

tuổi có lớp tái sinh liên tục và đủ lớn Loại rừng này có thể kinh doanh bằng phương thức chặt chọn theo cấp kính

(II) Phân bố một đỉnh lệch trái (giá trị 1,25 < α < 1,75) qui về =1,5, đặc trưng

cho rừng khác tuổi có lớp cây tái sinh liên tục nhưng không đủ số lượng Số cây có cấp kính từ 15-19 cm chiếm đa số

(III) Phân bố Rayleich, một đỉnh lệch trái ít hơn, đặc trưng cho rừng gần như

đồng tuổi (có thể coi là gần chuẩn, giá trị 1,25 < α < 2,5 qui về =2) Quá trình tái sinh trong dạng cấu trúc này bị gián đoạn nhiều kỳ, số lượng tái sinh

ít, rừng có thể kinh doanh theo phương thức chặt trắng theo đám nhỏ

Dựa vào tham số β có thể chia rừng thành 3 cấp:

(1) Giá trị β nằm từ 1-2,5, nghĩa là đường kính bình quân của lâm phần >20cm, đặc trưng cho loại rừng non hoặc rừng gỗ nhỏ

(2) Giá trị β nằm từ 2,5-4, nghĩa là đường kính bình quân của lâm phần nằm trong khoảng 20-30cm, đặc trưng cho rừng trung niên hoặc gổ nhỡ

(3) Giá trị β lớn hơn 4, nghĩa là đường kính bình quân lâm phần lớn hơn 30 cm, đặc trưng cho rừng thành thục và gỗ lớn

Đại đa số các ô quan sát có cấu trúc N/D theo dạng II, nghĩa là phân bố một đỉnh lệch trái Do giữa α và β có tương quan tỷ lệ thuận, nên hầu hết các ô có dạng phân

bố I đều nằm ở cấp 1, các ô có dạng phân bố II nằm ở cấp 2 và các ô có dạng phân

bố III nằm ở cấp 2 hoặc cấp 3

Nghiên cứu về động thái:

Động thái sinh trưởng của rừng Khộp đã được Trần Văn Con (1991) [6], Nguyễn Thanh Tân (1997) [28] nghiên cứu Trần Văn Con [6] đã sử dụng phương pháp mô phỏng riêng cho từng nhân tố H, D, V và G và phân thành 4 cấp năng suất dựa vào tương quan H/A Nếu chúng ta so sánh chiều cao đạt được ở tuổi 50 và tuổi

100 (H50/H100) ở các cấp năng suất S18, S14, S12 và S9 thì ta có các tỷ số tương đương là: 0,82; 0,78; 0,74 và 0,69 Điều này có nghĩa là: ở cấp năng suất cao (S18) tại tuổi 50 chiều cao đã đạt được 82% chiều cao mà cây sẽ đạt được ở tuổi 100, trong khi đó ở cấp năng suất thấp (S9) thì chỉ đạt 69% Vậy, cấp năng suất càng cao thì ở giai đoạn non chiều cao phát triển càng nhanh và do đó Zh đạt cực đại sớm hơn so với cấp năng suất thấp Nghiên cứu tương quan H/D cũng đưa đến nhận xét như vậy Động thái sinh trưởng chiều cao phản ánh một tập tính của cây rừng Khộp

đã được hình thành nhằm thích ứng với điều kiện lửa rừng xẩy ra thường xuyên Đó

là sự phát triển rất nhanh về chiều cao trong giai đoạn đầu (để vượt tầm nguy hiểm của lửa) sau đó giảm dần, trong khi sinh trưởng của đường kính tăng lên ở giai đoạn sau Zd đạt cực đại ở cấp kính nào là phụ thuộc vào cấp năng suất, cụ thể ở cấp năng suất S18, Zd cực đại tại D=43 cm, S14 tại D=38,7, S12 tại D=30,6 và S9 tại D=25,1 cm Đây là cơ sở để qui định đường kính khai thác hợp lý cho từng cấp năng suất Biểu đồ mô phỏng động thái tăng trưởng của thể tích theo tuổi và theo đường kính trên cùng một trục tọa độ có thể dùng để ước lượng tuổi cây khi khi biết đường kính và cấp năng suất

Biểu đồ mô phỏng tương quan tổng tiết diện ngang G với số cây N/ha và cấp kính Dg của rừng có thể dùng để xác định mật độ tối ưu và tối đa của rừng khộp Phân tích biểu đồ này Trần Văn Con (1991) [6] nhận xét rằng, hiện trạng mật độ rừng Khộp đã nghiên cứu ở Tây Nguyên thưa hơn nhiều so với mật độ tối ưu, độ đầy của rừng hiện tại chỉ đạt khoảng 0,3- 0,7 so với rừng chuẩn

1.4 Thảo luận và xác định vấn đề nghiên cứu

Nghiên cứu về quá trình động thái của rừng tự nhiên là hết sức phức tạp nhưng lại

có vai trò vô cùng quan trọng trong việc xác định các phương pháp hiệu quả để dự

báo tà nguyên rừng Các phương pháp mô hình hoá các quá trình động còn có khả năng thăm dò các lựa chọn về quản lý và phương án kỹ thuật lâm sinh Chẵng hạn, các nhà lâm học muốn biết hiệu quả lâu dài của một biện pháp kỹ thuật lâm sinh cụ thể như việc thay đổi cường độ khai thác rừng và khả năng khai thác trong tương lai Với một mô hình sinh trưởng, nhà nghiên cứu có thể kiểm tra đầu ra của các phương án (kịch bản) khai thác khác nhau để lựa chọn được phương án tối ưu nhất Quá trình xây dựng một mô hình sinh trưởng còn khó khả năng tìm hiểu sâu hơn về các kiến thức động thái của lâm phần rừng Đã có quá nhiều các công trình nghiên cứu mô hình hoá sinh trưởng của rừng thuần loài đều tuổi, đặc biệt là cho rừng trồng Tuy nhiên, các HSTR trồng thường rất đơn giản và phương pháp tiếp cận để xây dựng mô hình cho chúng không thể áp dụng được đối với rừng hỗn loài, khác tuổi Rừng hỗn loài nhiệt đới ẩm với sự tồn tại hàng trăm loài cây khác nhau ở các cấp tuổi (cấp kích thước) và kiểu sinh trưởng rất đa dạng là một thách thức lớn đối với việc xây dựng các quá trình động thái

Các nhà quản lý lâm nghiệp cần các thông tin về hiện trạng tài nguyên rừng ( ví dụ

số cây theo loài, theo cỡ kính, …) các dự báo về xu thế phát triển của rừng, lượng khai thác và thời gian có thể khai thác trong tương lai… Các thông tin này có thể được sưu tập từ ba nguồn sau đây: (i) xác định diện tích rừng hiện có; (ii) số liệu kiểm kê cấp lâm phần rừng hiện tại; và (iii) các mô hình sinh trưởng và khai thác dựa trên dữ liệu theo dõi diễn biến tài nguyên rừng Vai trò và mối quan hệ tương tác giữa 3 nguồn số liệu này được thể hiện ở hình 1.1 Kiểm kê tỉnh (static inventory) là việc kiểm kê trạng thái rừng ở một thời điểm nhất định và thường sử dụng hệ thống ô tiêu chuẩn tạm thời Kiểm kê động (dynamic inventory) là việc kiểm kê định kỳ bằng hệ thống ô tiêu chuẩn định vị để theo dõi diễn biến động thái rừng Một mô hình sinh trưởng là sự tổng hợp dữ liệu của kiểm kê động để biểu thị sinh trưởng và diễn biến của rừng Các mô hình sinh trưởng có thể có vai trò rất lớn trong quản lý rừng và thể hiện các chính sách lâm nghiệp Tận dụng được các ưu thế của mô hình sinh trưởng và kết hợp với các nguồn dữ liệu khác về tài nguyên và

môi trường, mô hình sinh trưởng có thể được áp dụng để dự báo và trình bày các quy định, các hướng dẫn về chính sách lâm nghiệp

Hình 1.1 Vai trò của mô hình sinh trưởng và dữ liệu bổ sung trong cung cấp thông

tin cho quản lý rừng (Vanclay, J.K., 1994 [55]) Hiện tại có quá nhiều mô hình sinh trưởng vì vậy không một ai có khả năng kiểm tra tất cả các phương pháp đã sử dụng để xây dựng các mô hình sinh trưởng Do đó, cần thiết phải có một sự phân loại các mô hình theo các tiêu chí nhất định Dựa trên tính chi tiết của mô hình sinh rưởng có thể phân thành 3 nhóm mô hình: (i) Mô hình lâm phần; (ii) Mô hình theo cỡ kính và (iii) Mô hình cây cá thể

Mô hình lâm phần thường là những mô hình đơn gian, mang tính khái quát nhưng

không toàn diện như các cách tiếp cận khác Cách tiếp cận này dùng các tham số bình quân chung của lâm phần như mật độ, tổng tiết diện ngang và thể tích cây đứng để dự báo sinh trưởng và sản lượng của rừng Không tính toán chi tiết cho từng cây

Mô hình theo cỡ kính cung cấp các thông tin liên quan đến cấu trúc của lâm phần

Có rất nhiều kỹ thuật có thể sử dụng để mô hình hoá cấu trúc lâm phân, nhưng phương pháp được sử dụng rộng rải nhất là mô hình phân bố số cây theo cỡ kính

Kiểm kê tĩnh

Diện tích rừng

Hiện trạng tài nguyên rừng

Mô hình sinh trưởng

Lâm phần tương lai

Diện tích rừng

Dự báo tài nguyên rừng

CÁC GIẢ ĐỊNH

Kiểm kê

động

Cách tiếp cận này là một sự dung hoà giữa tiếp cận toàn lâm phần và tiếp cận theo từng cây Khi khoảng cách cỡ kính lớn và toàn lâm phần chỉ có một cỡ kính thì chúng ta có mô hình cho toàn lâm phần và khi khoảng cách cỡ kính nhỏ để mỗi cây

cá thể được coi là một cỡ kính thì ta có mô hình cây cá thể

Mô hình cây cá thể là mô hình chi tiết nhất trong đó sử dụng đơn vị cây cá thể

làm cơ sở cho mô hình hoá Số liệu đầu vào tối thiểu là một danh sách đặc trưng kích thước của tất cả các cây cá thể

Dựa trên đặc tính của mô hình, người ta cũng có thể chia thành hai nhóm (i) mô hình quá trình nhằm mô phỏng quá trình sinh trưởng của rừng phụ thuộc vào các nhân tố như ánh sáng, độ ẩm liên quan đến quá trình quan hợp và hô hấp của cây rừng và (ii) mô hình diễn thế nhằm mô phỏng sự thay thế lẫn nhau của các loài trong các giai đoạn diễn thế khác nhau, tuy nhiên nhóm mô hình này không cung cấp các thông tin về sản lượng của rừng

Dựa trên chức năng của mô hình thì có thể phân thành (i) mô hình để hiểu (tức là các mô hình mô phỏng bản chất của các quá trình động thái) và (ii) mô hình để dự báo (tức là các mô hình có thể tính toán dự báo được sự thay đổi của lâm phần trong tương lai dựa trên các thông vào thời điểm hiện tại và các tương quan về xu thế phát triển của chúng

Và cuối cùng căn cứ vào tính chất toán học mà không phụ thuộc vào chi tiết của chúng các mô hình có thể phân thành hai nhóm: (i) mô hình xác định (deterministic)

và (ii) mô hình xác suất (stochachastic)

Như đã tổng quan ở trên đây, sự thay đổi (động thái) của một lâm phần rừng tự nhiên phụ thuộc vào 3 quá trình cơ bản đó là: Tăng trưởng, Chết, và Tái sinh bổ sung Do đó, một mô hình động thái của rừng cũng có thể bao gồm 3 thành phần chủ yếu như biểu diễn ở hình 1.2 dưới đây

Trong rất nhiều các công trình nghiên cứu về tăng trưởng ở Việt Nam đã tổng quan ở trên, các tác giả mới tập trung nghiên cứu thành phần tăng trưởng và dựa chủ yếu vào phương pháp giải tích thân cây và rất ít các nghiên cứu đề cập đến thành phần Chết và tái sinh bổ sung, do thiếu các nghiên cứu định vị

Tuy nhiên, các nghiên cứu về tăng trưởng cho đến hiện nay cũng rất hạn chế về độ tin cậy vào tính chính xác của các kết quả do sự tạo thành vòng năm của cây rừng nhiệt đới không có quy luật, hoặc ít nhất là chưa có kiến thức chắc chắn về quy luật Chỉ có rất ít loài có vòng năm rõ ràng, còn phần lớn rất khó xác định vòng năm Hơn nữa, chưa ai dám chắc trong một năm cây rừng chỉ tạo ra một vòng năm Các nghiên cứu lâm học về rừng Khộp trước đây ở Việt Nam chỉ dựa vào điều tra một lần trên các ô tiêu chuẩn tạm thời và kết hợp với giải tích cây để nghiên cứu tăng trưởng cho nên độ tin cậy của các kết quả chưa cao Do đó, cần phải có những nghiên cứu dự trên số liệu thu thập nhiều lần trên hệ thống ô tiêu chuẩn định vị Đề tài này luận văn của chúng tôi sẽ dựa trên số liệu thu thập được ở 6 ô tiêu chuẩn định vị do Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam thiết lập và đo lần đầu vào năm

2006 và đo lại vào năm 2009 để bước đầu nghiên cứu các quá trình động thái của rừng rừng Khộp ở Vườn Quốc gia Yok Đôn

Tăng trưởng

Chết

Tái sinh bổ sung

Lâm phần tương lai

Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, GIỚI HẠN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu

2.1.1 Mục tiêu lý luận

Góp phần hoàn thiện các phương pháp xây dựng mô hình động thái cấu trúc của rừng tự nhiên nhiệt đới hỗn loài lá rộng rụng lá ưu hợp họ dầu (rừng Khộp) ở Tây Nguyên

2.1.2 Mục tiêu thực tiễn

Xây dựng được các mô hình dự đoán cấu trúc đường kính của rừng lá rộng rụng lá theo mùa, ưu hợp họ dầu ở Đắc Lắc làm cơ sở cho việc quản lý rừng theo hướng bền vững

2.2 Nội dung và giới hạn nghiên cứu

2.2.1 Nội dung nghiên cứu

+ Thiết lập bảng cấu trúc lâm phần rừng hỗn loài khác tuổi theo cỡ kính và loài/nhóm loài cho hai thời điểm điều tra trên ô tiêu chuẩn định vị

+ Nghiên cứu các quá trình động thái trong bảng cấu trúc lâm phần (quá trình tăng trưởng, quá trình chuyển cấp, quá trình tái sinh vào cấp kính đầu tiên, quá trình chết/hoặc khai thác)

+ Nghiên cứu thiết lập các mô hình dự đoán cấu trúc cấp kính (mô hình bảng tính dựa trên tăng trưởng ở các cấp kính, mô hình chuyển đổi trạng thái trên cơ

sở ma trận tham số, mô hình mô phỏng

2.2.2 Giới hạn nghiên cứu

Giới hạn nghiên cứu của đề tài là rừng tự nhiên nhiệt đới hỗn hoài lá rộng ưu hợp họ dầu tại Vườn Quốc gia Yok Đôn thuộc địa phận xã Krông Na, huyện Buôn Đôn, tỉnh Đắc Lắc

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp tiếp cận chung

Trong đề tài này sẽ tiếp cận phương pháp nghiên cứu định vị trên cơ sở kế thừa hệ thống 6 ô tiêu chuẩn định vị được thiết lập trong khuôn khổ của đề tài

“Nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc và động thái của một số kiểu rừng chủ yếu ở

Việt Nam” do nhóm nghiên cứu của PGS.TS Trần Văn Con, Viện Khoa học lâm nghiệp Việt Nam thực hiện Đề tài sẽ kế thừa số liệu đo đếm năm 2006 và tham gia thu thập số liệu trên các ô tiêu chuẩn năm 2009 để làm cơ sở cho các nghiên cứu của đề tài

Trong tiếp cận xây dựng mô hình, do thời gian có hạn, đề tài lựa chọn phương pháp tiếp cận mô hình toàn lâm phần và theo cỡ kính, chưa thực hiện phương pháp tiếp cận chi tiết theo từng cây, mặc dù dữ liệu có thể cho phép mô hình hoá theo từng cây, nhưng việc phân tích là rất phức tạp và tốn nhiều thời gian, trong khi đó phần mềm phân tích do nhóm đề tài xây dựng chưa hoàn chỉnh

2.3.2 Phương pháp thu thập số liệu

Các phương pháp thiết lập và thu thập số liệu đã được đề tài của PGS.TS Trần Văn Con quy trình hoá một cách chi tiết, sau đây chỉ tóm tắt các nội dung chính của phương pháp thiết lập và thu thập số liệu cho hệ thống ô tiêu chuẩn định vị

1 THIẾT LẬP Ô TIÊU CHUẨN:

ÔTCĐV được thiết kế là một hình vuông có cạnh là 100 m và được chia thành ba cấp (compartments) như ở hình 2.1

* Ô cấp A có diện tích 1 ha để đo các cây tầng cao có D 1,3 ≥ 10 cm, được chia thành 25 ô vuông nhỏ có cạnh 20m x 20m, như hình 2.2 sau đây; ở mỗi góc của ô vuông này đánh dấu bằng một cọc gỗ (hoặc tre) sao cho có thể nhận biết được ở lần

đo sau

* Ô cấp B dùng để đo các cây có các cây có D1,3, từ 1 cm đến 9,9 cm, được xác định bằng một hình tròn có tâm chính là tâm của ô cấp A với bán kính vòn tròn là

15 m Ranh giới của ô cấp B được xác định bằng cách đánh dấu một vạch dọc sơn

đỏ vào tất cả các cây có đường D1,3 >10cm nằm bên ngoài ô B (vạch sơn hướng vào tâm ô)

* Ô cấp C dùng để đo đếm cây tái sinh có D1,3 từ dưới 1 cm trở xuống, đó là một

hệ thống 12 ô dạng bản (2x2m) được thiết lập trên hai đường kính vuông góc nhau (theo hướng N-B, Đ-T) của ô cấp B và cách đều nhau

* Giữa tâm ô đào một phẫu diện để điều tra đất: phẫu diện rộng 1m, dài 2m và sâu 1m

* Các số liệu cơ bản của ÔTCĐV được ghi chép lại theo mẫu biểu dưới đây:

4 Địa hình Dạng địa hình Vị trí địa hình Độ cao Độ dốc

5 Mô tả rừng Kiểu rừng Trạng thái Loài ưu thế

chưa biết tên và có mẫu được mang đi giám định Danh sách tên cây của ÔTCĐV sẽ được hoàn thiện tại lần điều tra thứ hai Khi danh sách tên cây trong ÔTCĐV đã được khẳng định, thiết lập một danh sách tên cây bao gồm tên Việt nam, tên khoa học và ghi chú các tên gọi khác và số hiệu của loài Danh sách tên cây này được lưu trong túi hồ sơ của ÔTCĐV

* Đo đường kính ngang ngực (D1,3): Đường kính ngang ngực được đo cho hai cấp: lớn cây nhỏ (ô cấp B) và lớp cây lớn (ô cấp A), lớp cây tái sinh (ô cấp C) không đo đường kính Dụng cụ đo đường kính được thống nhất là thước đo vanh có độ chia đến mm Đơn vị đo đường kính (chu vi) thân cây là cm, lấy chính xác đến mm tức

là sau dấu phẩy một số thập phân; ví dụ: 245,4 cm, 86,2 cm…

* Đo chiều cao: chiều cao được đo cho cả 3 lớp cây: tái sinh, cây nhỏ và cây cao Đối với tầng cây cao chiều cao thường được chia thành hai loại: Chiều cao vút ngọn (Hvn) và chiều cao dưới cành (Hdc) Đơn vị đo chiều cao của cây là m lấy chính xác đến dm (đối với lớp cây tầng cao) và đến cm (đối với lớp cây tái sinh)

có

1 cm ≤D1,3<10cm

Ô cấp C gồm 12 ô dạng bản hình vuông 2m x 2m (=48m2) để điều tra các cây tái sinh cho đến cây

có D1,3 <1cm

Hình 2.1 Thiết kế ÔTCĐV

Hình 2.2 Sơ đồ chia ô tiêu chuẩn thành các ô vuông để điều tra cây tầng cao

* Đo đường kính tán: trong rừng rậm nhiệt đới hỗn loài thường rất khó khăn Đường kính tán được đo bằng 4 bán kính từ tâm cây đo ra 4 hướng B-N- Đ-T Để

đo được các bán kính tán này cần một nhóm ít nhất 3 người Một người đứng ở một khoảng cách nhất định từ cây đo để có một tầm nhìn rõ nhất cạnh tiếp tuyến với tán cây nhằm xác định được điểm tiếp tuyến của hình chiếu tán cây trên mặt đất; người thứ hai cầm đầu dây đứng ở điểm tâm cây đo và người thứ ba cầm cuộn dây di chuyển trên trục Bắc- Nam cho đến khi người thứ nhất xác định được đó là điểm tiếp tuyến với hình chiếu tán cây về phía Bắc (đọc được bán kính tán theo hướng B) các bán kính hướng khác cũng đo tương tự

* Đánh giá chất lượng cây: Chất lượng cây được đánh giá theo 3 cấp và ký hiệu là

A, B, C Tiêu chí để đánh giá chất lượng cây gỗ lớn có D1,3 ≥10cm là:

+ Loại A: Thân cây thẳng, tròn đều, chiều cao dưới cành chiếm lớn hơn 50% chiều cao vút ngọn; không lỗi gỗ (cành mấu to, sâu bệnh, …), hình thái lá từ loại 4 trở lên

+ Loại B: Thân không được thẳng đều như loại A, nhưng chiều cao dưới cành lớn hơn 50% chiều cao vút ngọn, ít lỗi gỗ Hình thái tán từ loại 3 trở lên

+ Loại C: thân cong queo, chiều cao dưới cành thấp hơn 50% chiều cao vút ngọn Có nhiều lỗi gỗ

Tiêu chí để đánh giá chất lượngcây gỗ nhỏ có 1cm ≤ D1,3 <10 cm là:

+ Loại A: cây thẳng đẹp, có sinh lực tốt, có khả năng sinh trưởng để vươn lên tầng cao hơn (vị thế tầng tán từ loại 3 trở lên)

+ Loại B: Cây có thân hình tương đối đẹp, vẫn còn có khả năng phát triển, vị thế tầng tán từ cấp 2 trở lên

+ Loại C: Cây có thân hình xấu, còn sống nhưng khả năng sinh trưởng kém vị thế tầng tán từ loại 2 đến 1

Tiêu chí để đánh giá chất lượng cây tái sinh là:

+ Loại A: Cây tái có hình dáng đẹp, sinh lực tốt

+ Loại B: Cây có hình dạng vừa, sinh lực tương đối tốt

+ Loại C: cây tái sinh có hình dáng xấu và sinh lực yếu

* Đo đếm và đánh giá tái sinh tự nhiên: Cây tái sinh được đo đếm trong hệ thống ô dạng bản được thiết kế ở hình 2.1 trên đây Hệ thống ô dạng bản này được đánh dấu (định vị) cho các lần đo sau để bảo đảm sự thống nhất vị trí đo đếm cây tái sinh Đo chiều cao cây tái sinh có thể thực hiện tương đối chính xác bằng thước khắc đến cm Chiều cao của cây tái sinh được đo đến điểm cao nhất của cây mà không dựng thẳng cây lên vì đỉnh của cây tái sinh thường có khuynh hướng nghiêng về một bên chứ không đứng thẳng Nguồn gốc cây được xác định bằng việc xem xét xem cây con tái sinh được hình thành từ hạt hay chồi Cây có nguồn gốc từ hạt là cây mới hình