Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tính đa dạng loài thực vật của một số trạng thái rừng tại vườn quốc gia vũ quang, tỉnh hà tĩnh

NGUYỄN QUỐC CƯỜNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÍNH ĐA DẠNG LOÀI THỰC VẬT CỦA MỘT SỐ TRẠNG THÁI RỪNG TẠI VƯỜN QUỐC GIA VŨ QUANG, TỈNH HÀ TĨNH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP H

NGUYỄN QUỐC CƯỜNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÍNH ĐA DẠNG LOÀI THỰC VẬT CỦA MỘT SỐ TRẠNG THÁI RỪNG TẠI VƯỜN QUỐC GIA VŨ QUANG, TỈNH HÀ TĨNH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Hà Nội, 2012

NGUYỄN QUỐC CƯỜNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÍNH ĐA DẠNG LOÀI THỰC VẬT CỦA MỘT SỐ TRẠNG THÁI RỪNG TẠI VƯỜN QUỐC GIA VŨ QUANG, TỈNH HÀ TĨNH

Chuyên ngành : Lâm học

Mã số : 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS HOÀNG KIM NGŨ

Hà Nội, 2012

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến: Ban Giám hiệu, Khoa Đào tạo Sau Đại học, quý thầy cô trong Khoa lâm học - Trường Đại học Lâm nghiệp Xuân Mai – Chương Mỹ – Hà Nội đã giúp

đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài

Xin cảm ơn các đơn vị: Ban Lãnh đạo, cán bộ công nhân viên Vườn quốc gia Vũ Quang, Chi cục Kiểm lâm Hà Tĩnh, Hạt Kiểm lâm Hương Khê, Phòng nghiên cứu kỷ thuật lâm sinh – Viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam đã giúp đỡ tôi trong quá trình tiến hành nghiên cứu và viết luận văn

Đặc biệt, xin bày tỏ sự biết ơn chân thành đến thầy giáo PGS.TS Hoàng Kim Ngũ đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ để tôi hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đã luôn ở bên cạnh, quan tâm giúp đỡ và sẽ chia trong suốt quá trình tôi thực hiện luận văn

Tôi xin cam đoan những số liệu điều tra và kết quả tính toán trong luận văn là hoàn toàn mới được thực hiện tại Vườn quốc gia Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh và chưa được công bố trên bất cứ tài liệu nào

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 10 năm 2012

Tác giả

Nguyễn Quốc Cường

MỤC LỤC

Trang phụ bìa Trang

Lời cảm ơn i

Mục lục ii

Danh mục các từ viết tắt Er ror! Bookmark not defined Danh mục các bảng v

Danh mục hình vii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1.Tình hình nghiên cứu ở trên thế giới 3

1.1.1.N ghiên cứu về cấu trúc rừng 3

1.1.2.Nghiên cứu về tái sinh rừng 6

1.1.3 Nghiên cứu về tính đa dạng loài trong các trạng thái rừng 8

1.2 Tình nghiên cứu ở Việt Nam 12

1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 12

1.2.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng 15

1.2.3 Nghiên cứu về tính đa dạng thực vật trong các trạng thái rừng 17

Chương 2: MỤC TIÊU, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 19

2.1.1 Mục tiêu chung 19

2.1.2 Mục tiêu cụ thể 19

2.2 Phạm vi, giới hạn của đề tài 19

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 19

2.2.2 Địa điểm nghiên cứu 19

2.3 Nội dung nghiên cứu 19

2.3.1 Đặc điểm cấu trúc tổ thành loài thực vật trong các trạng thái rừng 19

2.3.2 Đặc điểm tính đa dạng loài thực vật rừng tại VQG Vũ Quang 19

2.3.3 Đề xuất các giải pháp bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật trong VQG Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh 19

2.4 Phương pháp nghiên cứu 19

2.4.1 Phương pháp điều tra sơ thám và chọn địa điểm lập ÔTC 19

2.4.2 Phương pháp điều tra thu thập số liệu ngoại nghiệp 20

2.4.3 Phương pháp xử lý & tính toán nội nghiệp 23

Chương 3: TÌNH HÌNH CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 27

3.1 Lược sử hình thành và phát triển của Vườn quốc gia Vũ Quang 27

3.2 Điều kiện tự nhiên 27

3.2.1 Vị trí địa lí 27

3.2.2 Địa hình địa mạo 28

3.2.3 Địa chất và thổ nhưỡng 29

3.2.4 Khí hậu và thuỷ văn 30

3.2.5 Đặc điểm tài nguyên rừng 34

3.3 Điều kiện kinh tế xã hội 34

3.3.1 Dân số, dân tộc và phân bố dân cư 34

3.3.2 Cơ sở y tế, đội ngũ y bác sỹ 35

3.3.3 Giáo dục 36

3.3.4 Cơ sở hạ tầng, đường giao thông 36

3.3.5 Đánh giá chung về kinh tế xã hội trong khu vực 37

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 40

4.1 Đặc điểm cấu trúc các trạng thái rừng khu vực nghiên cứu 40

4.1.1 Hiện trạng rừng khu vực nghiên cứu 40

4.1.2 Đặc điểm cấu trúc tổ thành loài thực vật 45

4.1.3 Đặc điểm cấu trúc tuổi và tầng thứ 49

4.1.3 Đặc điểm tổ tái sinh rừng 58

4.2 Tính đa dạng thực vật 67

4.2.1 Đặc điểm tính đa dạng thực vật tại VQG Vũ Quang theo nhóm chức năng 67

4.2.2 Hiện trạng loài thực vật qúy hiếm ở Vườn Quốc gia Vũ Quang 71

4.2.3 Tính đa dạng loài thực vật trong các trạng thái rừng ở VQGVQ 72

4.3 Đề xuất các giải pháp 75

KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 78

1 Kết luận 78

1.1 Về tổ thành loài thực vật trong các trạng thái VQG Vũ Quang 78

1.2 Về tính đa dạng loài thực vật trong VQG Vũ Quang 80

2 Tồn tại 81

3 Kiến nghị 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

10 TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên

DANH MỤC CÁC BẢNG

3.2 Tình trạng nghèo đói ở vùng đệm VQG Vũ Quang 38

4.2 Tổ thành loài cây cao của các trạng thái rừng 46 4.3 Phân bố số cây theo cấp chiều cao của các trạng thái rừng 50

4.4 Kết quả mô phỏng phân bố số cây theo cấp đường kính (N% -

4.6 Kết quả mô phỏng phân bố số cây theo chiều cao (N% - Hvn)

4.7 Tổ thành loài cây tái sinh của các trạng thái rừng IIA, IIB 58 4.8 Tổ thành loài cây tái sinh của trạng thái IIIA1, IIIA2 60 4.9 Mật độ cây tái sinh của các trạng thái rừng 63 4.10 Chất lượng cây tái sinh của các trạng thái rừng 64 4.11 Tổng hợp mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao 66

4.13 Kết quả tính chỉ số đa dạng Shannon – Wiener 73 4.14 Tổng hợp kết quả tính chỉ số đa dạng Simpson 74 4.15 Tổng hợp kết quả tính chỉ số độ đồng đều Pielou 74 4.16 Tổng hợp kết quả tính chỉ số độ đồng đều Sheldon

DANH MỤC HÌNH

3.2 Biểu đồ lượng mưa và lượng bốc hơi hàng tháng 33

4.1 Biểu đồ phân bố phần trăm số cây theo cấp kính bằng hàm

ĐẶT VẤN ĐỀ

Rừng là di sản của mỗi quốc gia, nó có ý nghĩa quan trọng trong đời sống con người Ngoài khả năng cung cấp gỗ, củi, dược liệu….rừng còn có vai trò to lớn trong việc bảo vệ đất, nước, không khí tạo nên sự cân bằng sinh thái và sự phát triển bền vững của sự sống trên trái đất

Với điều kiện khí hậu và địa hình đa dạng đặc thù, là nơi gặp gỡ của hai trung tâm giàu loài nhất thế giới: Trung Quốc và Inđônêxia, hệ thực vật nước

ta có thành phần loài mang cả yếu tố thực vật nhiệt đới ẩm Inđônêxia - Malayxia, đó là yếu tố thực vật nhiệt đới gió mùa, thực vật ôn đới nam Trung Hoa Nước ta hiện có tới 10.386 loài thuộc 2.257 chi và 305 họ thực vật bậc cao có mạch, chiếm 4% tổng số loài, 15% tổng số chi và 57% tổng số họ của toàn thế giới

Con số thống kê trên đã cho thấy sự giàu có, đa dạng của giới thực vật

ở nước ta, đồng thời chỉ rõ vị trí, tầm quan trọng của nó đối với con người Rừng nhiệt đới chiếm 40% tổng diện tích rừng lục địa, nhưng do khai thác, chặt phá và làm nương rẫy…, tức can thiệp của con người không hợp lý

đã khiến cho rừng nhiệt đới bị mất đi hàng năm khoảng từ 0,6 đến 2,0 % Xét trên phạm vi toàn cầu, do diện tích rừng nhiệt đới bị khai thác rất lớn nên đã khiến cho tính đa dạng sinh vật giảm thiểu, khí hậu biến đổi, môi trường suy thoái, xói mòn rửa trôi đất và nước, đất đai bị thoái hóa, tài nguyên cạn kiệt dần và xuất hiện một loạt vấn đề sinh thái, ảnh hưởng nghiêm trọng đến điều kiện sinh sống của con người và sự phát triển bền vững của xã hội….Trong những năm qua đã có nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề này và đã thu được nhiều thành quả rất đáng trân trọng Nhưng để bảo vệ, lợi dụng, phục hồi và phát triển bền vững rừng tự nhiên nhiệt đới, đồng thời để giải quyết những vấn đề sinh thái trọng đại mang tính toàn cầu thì rất cần thiết và cấp bách phải tiến hành triển khai những nghiên cứu sâu hơn về cấu trúc và chức

năng QXTVR nhiệt đới, trong đó có nội dung nghiên cứu để duy trì tính đa dạng thực vật rừng nhiệt đới ở mức tương đối cao là vấn đề trọng điểm Những năm gần đây, có nhiều nghiên cứu đã quan tâm đến việc duy trì tính đa dạng thực vật, nhưng do mặt bằng nghiên cứu, phương pháp và thời gian nghiên cứu còn hạn chế ở một số mặt cho nên chưa giải quyết được trọn vẹn những vấn đề về động thái và các quá trình sinh thái, từ đó ảnh hưởng đến việc bảo vệ tổ thành loài và tính đa dạng loài thực vật trong các quần xã thực vật rừng

Do rừng tự nhiên nhiệt đới là HST phong phú về loài và có bố cục phức tạp, trong duy trì chức năng sinh thái và bảo tồn tính đa dạng sinh vật tại khu vực và trên toàn cầu nó có tác dụng đặc biệt quan trọng

Vườn Quốc gia Vũ Quang có diện tích rộng 56.915,6 ha, với nhiều loài thực vật quý hiếm và các kiểu rừng đặc trưng Để có thể đề xuất ra các biện pháp tác động hiệu quả nhằm bảo tồn các loài quý hiếm và các kiểu rừng đặc trưng, từng bước nâng cao năng suất và chất lượng rừng Vườn Quốc gia Vũ Quang cần phải có những công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng, các đặc trưng về tính đa dạng loài Trên cơ sở phân tích kết quả về mặt cấu trúc rừng, tái sinh, tính đa dạng loài…, và đề xuất các biện pháp tác động cụ thể nhằm nâng cao chất lượng rừng, phục vụ cho công tác bảo tồn tại Vườn Quốc gia

Vũ Quang

Để góp phần giải quyết vấn đề trên, trong khuôn khổ một luận văn cao

học tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc các trạng thái rừng và tính đa dạng loài thực vật tại Vườn Quốc gia Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh”

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu ở trên thế giới

1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là hình thức biểu hiện bên ngoài của những mối quan hệ qua lại bên trong giữa thực vật rừng với nhau và giữa chúng với môi trường sống Nghiên cứu cấu trúc rừng để biết được những mối quan hệ sinh thái bên trong của quần xã, từ đó có cơ sở để đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp

Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi

1.1.1.1.Cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng

Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt đới đã được các tác giả Baur G.N (1962), Catinot (1965), Odum (1971)… tiến hành

Baur G.N (1962) đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung và cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, trong đó

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

áp dụng cho rừng mưa tự nhiên

Từ đó tác giả đã đưa ra những tổng kết hết sức phong phú về các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh nhằm đem lại rừng cơ bản là đều tuổi và các phương thức xử lý cải thiện rừng mưa

Catinot (1965); Plaudy J đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại về dạng sống, tầng phiến…của quần xã thực vật rừng

Odum (1971) đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái bên cơ sở thuật

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

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

điểm sinh thái học

1.1.1.2 Mô tả hình thái của cấu trúc rừng

Hiện tượng thành tầng là một trong những đặc trưng cơ bản về cấu trúc hình thái của quần thể thực vật và là cơ sở để tạo nên cấu trúc tầng thứ

Theo Richards P.W (1952) đã đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng mưa nhiệt đới về mặt hình thái Theo tác giả, đặc điểm nổi bật của rừng mưa nhiệt đới là tuyệt đại bộ phận thực vật đều thuộc thân cây gỗ và tác giả đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mưa thành hai loại là rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản Trong những điều kiện đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây Rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có 3 tầng, ngoại trừ tầng cây bụi và tầng cây thảm cỏ) Trong rừng mưa nhiệt đới ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và cây thân cỏ còn có nhiều loài cây dây leo đủ hình dạng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây “Rừng mưa thực sự là một quần lạc hoàn chỉnh và cầu

kỳ nhất về mặt cấu tạo và cũng phong phú nhất về mặt loài cây”

Phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do Davit và P.W Risa (1933-1934) đề hướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guyan đến nay vẫn là phương pháp hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng của rừng Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là chỉ minh họa được cách sắp xếp theo hướng thẳng đứng của các loài cây gỗ trong một diện tích có hạn

Phương pháp biểu đồ trắc diện do Davit và Richards (1933-1934) đề xuất trong khi phân loại và mô tả rừng nhiệt đới phức tạp về thành phần loài

và cấu trúc thảm thực vật theo chiều nằm ngang và chiều thẳng đứng

G Kraft (1884) , là người đầu tiên xây dựng hệ thống phân cấp rừng ở Đức, ông chia cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng kích thước và chất lượng cây rừng Phân cấp G Kraft là một phân cấp đơn giản, dễ áp dụng cho cả lâm phần cây lá rộng nhưng phân cấp này chỉ

áp dụng cho lâm phần thuần loài, đều tuổi Việc phân cấp cây rừng cho rừng hỗn loài nhiệt đới tự nhiên là một vấn đề phức tạp, cho đến nay vẫn chưa có tác giả nào đưa ra được phương án phân cấp cây rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiên mà được chấp nhận rộng rãi

Khi nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên nhiệt đới, nhiều tác giả có ý kiến khác nhau trong việc xác định tầng thứ, trong đó có ý kiến cho rằng, kiểu rừng này chỉ có một tầng cây gỗ mà thôi Richards PW (1952) phân rừng ở Nigeria thành 6 tầng với các giới hạn chiều cao là 6-12m, 12-18m, 18-24m, 24-30m, 30-36m và 36-42m, nhưng thực chất đây chỉ là các lớp chiều cao Odum E.P (1971) nghi ngờ sự phân tầng rừng rậm nơi có độ cao dưới 600m ở Puecto – Rico và cho rằng không có sự tập trung khối tán ở một tầng riêng biệt nào cả

Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thường đưa ra những nhận xét mang tính định tính, chưa thực sự phản ánh được sự phân tầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới

1.1.1.3 Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng

Khi chuyển đổi từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng, nhiều tác giả đã sử dụng các công thức và các hàm toán học để

mô hình hóa cấu trúc rừng, xác định mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng

Một số tác giả quan tâm nghiên cứu cấu trúc theo hướng định lượng và dùng các mô hình toán để mô phỏng các qui luật cấu trúc Rollet (1971) đã

mô tả mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính bằng các hàm hồi qui, phân

bố đường kính bằng các dạng phân bố xác suất

a, Về phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1,3)

Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính là quy luật kết cấu cơ bản của lâm phần và được nhiều tác giả quan tâm, kiểu cấu trúc này thường được

biểu diễn dưới các dạng hàm toán học với nhiều dạng phân bố khác nhau

Một số tác giả quan tâm nghiên cứu cấu trúc theo hướng định lượng và dùng các mô hình toán để mô phỏng các qui luật cấu trúc Rollet (1971) đã

mô tả mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính bằng các hàm hồi qui, phân

bố đường kính bằng các dạng phân bố xác suất

Để mô tả phân bố N/D1.3 rừng tự nhiên, Meyer (1934) và Prodan (1949)

đã sử dụng phương trình:

Yi = *exp(- *xi) (1.1) Phương trình (1.1) còn được gọi là phương trình Meyer, trong đó xi và

yi là trị số giữa và số cây của cỡ thứ i, α và β là các tham số

Nhìn chung các công trình nghiên cứu về dạng phân bố đem lại kết quả toàn diện và đa dạng nhất về quy luật kết cấu đường kính lâm phần rừng

b, Về phân bố số cây theo chiều cao (N/H)

Các tác giả đi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều cao thẳng đứng

đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao Phương pháp kinh điển nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu diện đồ đứng với các kích thước khác nhau tuỳ theo phương pháp nghiên cứu Các phẫu đồ đã mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng Từ

đó rút ra các nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế Phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng mà điển hình là các công trình của các tác giả P.W Richard (1952), Rollet (1979)

Tóm lại, trên thế giới các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú, đa dạng đã mang lại hiệu quả cao trong kinh doanh rừng

1.1.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Theo quan điểm của các nhà lâm học, hiệu quả của tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố

Vai trò của tái sinh rừng hết sức quan trọng, nó quyết định sự tồn tại của thảm thực vật, tái sinh rừng là tiền đề cho quá trình diễn thế rừng đảm bảo rừng luôn trong trạng thái vận động Do vậy có thể nói những nghiên cứu về tái sinh rừng đã góp phần làm sáng tỏ các quy luật tồn tại và phát triển của rừng

cả trong quá khứ, hiện tại và tương lai

Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới vô cùng phức tạp và còn ít được nghiên cứu Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa thường chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng đã

ít nhiều bị biến đổi Van steenis (1956) 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

Trong nghiên cứu tái sinh rừng, người ta nhận thấy tầng cây và tầng cây bụi qua quá trình sinh trưởng, thu nhận ánh sáng, các chất dinh dưỡng sẽ ảnh hưởng đến cây tái sinh Những lâm phần thưa bị khai thác nhiều, tạo ra nhiều khoảng trống lớn, tạo điều kiện cho cây bụi, thảm tươi phát triển mạnh Trong điều kiện đó chúng là nhân tố cản trở sự phát triển và khả năng sinh tồn của các cây tái sinh Nếu lâm phần kín, đất khô, nghèo dinh dưỡng cây bụi thảm tươi phát triển chậm tạo điều kiện cho cây tái sinh vươn lên (Xannikow 1967; Vipper 1973) (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm (1992))

Về phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927), với diện tích ô

đo đếm thông thường từ 1 đến 4 m2 Diện tích ô đo đếm nhỏ nên thuận lợi trong điều tra nhưng số lượng ô phải đủ lớn mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng Để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1950) đã đề nghị một phương pháp "điều tra chẩn đoán" mà theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau

1.1.3 Nghiên cứu về tính đa dạng loài trong các trạng thái rừng

(1) Nhận thức về đa dạng sinh học

Trái đất ngày càng nóng lên, băng tan, thiên tai lũ lụt xuất hiện với mật

độ càng nhiều trên diện rộng gây ảnh hưởng rất lớn đến đời sống của toàn nhân loại Nguyên nhân do ô nhiễm môi trường, mất rừng, suy thoái đa dạng sinh học, vv… Nhận thức được vấn đề trên các nhà lãnh đạo trên thế giới đã cùng ngồi bàn về môi trường và đa dạng sinh học tại Rio de Janeiro, Braxin năm 1992, có 50 nước đã ký váo Công ước Việt Nam đã chính thức ký vào công ước ngày 16/11/1994, đến nay đã có 170 nước tham gia Công ước Nhiều tổ chức Quốc tế được thành lập như: Hiệp hội Quốc tế về Bảo tồn thiên nhiên (IUCN); Quỹ Quốc tế về Bảo vệ thiên nhiên hoang dã (WW F); Quỹ động thực vật thế giới, v.v

Thuật ngữ ĐDSH chỉ mới được biết đến từ đầu thế kỷ 20 và thuật ngữ phát triển mạnh từ thập kỷ 90 trở lại đây, trong chương trình hành động đa dạng sinh học Việt Nam đưa khái niệm đa dạng sinh học “ là tập hợp tất cả các nguồn sinh vật sống trên hành tinh bao gồm tổng các loài động và thực vật; tính đa dạng và sự phong phú trong từng loài, tính đa dạng hệ sinh thái của các cộng đồng sinh sinh thái khác nhau hoăc tập hợp các loài khác nhau trên thế giới với các hoàn cảnh khác nhau” Định nghĩa này đã đề cập được ba vấn đề: Đa dạng loài; đa dạng giữa các loài và đa dạng hệ sinh thái, tuy nhiên định nghĩa còn dài, chưa rõ ràng, dễ nhầm lẫn

Tại Hội nghị Rio de Janeiro, Braxin năm 1992 đưa ra định nghĩa về ĐDSH như sau: “ Đa dạng sinh học là sự biến đổi giữa các loài sinh vật ở tất

cả mọi nguồn, bao gồm hệ sinh thái trên đất liền, trên biển và và các hệ sinh thái thủy vực khác Sự đa dạng thể hiện trong từng loài, giữa các loài và các

hệ sinh thái” Định nghĩa này tương đối đầy đủ và rõ ràng

Qua các định nghĩa ta có thể đa dạng sinh học bao gồm các vấn đề sau:

Tính đa dạng loài là hình thức biểu hiện của tính đa dạng sinh vật chung,

nó là độ lượng về tính phức tạp của cấu trúc và chức năng quần xã, nó bao gồm

có mấy hàm ý như sau:

Tính đa dạng loài của 1 khu vực địa lý nhất định là tính đa dạng loài nghiên cứu trong phạm vi khu vực đó; Là tổng số loài trong khu vực nhất định, chủ yếu theo góc độ phân loại học, hệ thống học và địa lý học đối với việc nghiên cứu tình hình loài động, thực vật trong 1 khu vực nhất định Cũng còn được gọi là tính đa dạng loài khu vực

Tính đa dạng loài động thực vật của quần xã hay HSTR- Là nghiên cứu cấu trúc theo chiều nằm ngang – theo góc độ sinh thái học; Ở đây chú trọng ý nghĩa sinh thái học của tính đa dạng loài; Là chỉ trình độ đồng đều về sự phân bố các loài trên phương diện sinh thái học Thường được nghiên cứu trên một bộ phận diện tích của quần xã hoặc trên các OTC, ôdb Tính đa dạng loài cũng còn được gọi là tính đa dạng sinh thái hoặc tính đa dạng quần xã

Từ năm 1943, Wilianms đã đề xuất khái niệm về “Tính đa dạng loài vật“ và Fisher đề xuất khái niệm về chỉ số tính đa dạng loài, cho đến nay cũng đã không ngừng được hoàn thiện thêm về phương pháp xác định tính đa dạng loài của quần xã Đối với phương pháp xác định không chỉ có phương pháp Magurran – được đánh giá là tương đối tỷ mỉ và chính xác, mà còn có phương

pháp của Whaitaker - Xác định tính đa dạng loài của quần xã hoặc tính đa dạng HST,; Theo ông ta thì nên phân ra tính đa dạng α-, tính đa dạng β- , tính đa dạng

Xác định các chỉ số tính đa dạng loài sinh vật cũng tùy theo tính chất mà

có thể phân thành 4 loại chỉ số sau:

Chỉ số tính đa dạng loài sẽ là hàm số của sự kết hợp giữa độ nhiều loài và

độ phong phú loài sinh vật mà thành Trong đó thường sử dụng Chỉ số Shannon- Weinerr, Chỉ số Simpson và chỉ số Pie

Chỉ số độ đồng đều loài là sự kết hợp giữa độ phong phú và độ đồng đều

mà thành một lượng thông kê đơn nhất Số loài trong quần xã nghiên cứu và tổng số cá thể, khi số lượng cá thể bình quân của các loài, quần xã có sẵn tính đa dạng cao nhất – cực đại Chỉ số độ đồng đều thường được dùng là: Chỉ số Hurlrrt, chỉ số pielou E1, chỉ số Sheldon E2, chỏ số Heip E3, chỉ số Hill E4 và chỉ số Hill E5 (Alatalo), v.v Trong đó có chỉ số Pielous và chỉ số Âlatalo là ứng dụng có

hiệu quả tương đối tốt

Hiện nay vấn đề ĐDSH và bảo tồn ĐDSH đã trở thành một chiến lược toàn cầu, có nhiều tổ chức ra đời để giúp đỡ, hướng dẫn và tổ chức đánh giá, bảo tồn, phát triển đa dạng sinh học trên phạm vi toàn thế giới: Hiệp hội tổ chức Quốc tế bảo vệ thiên nhiên (IUCN), chương trình môi trường liên hợp quốc (UNEP), Quỹ bảo tồn và bảo vệ thiên nhiên (WWF)…Nhu cầu cơ bản và sự sống còn của chúng ta phụ thuộc vào tài nguyên của trái đất, nếu nguồn tài nguyên đó giảm sút thì cuộc sống của nhân loại sẽ bị đe doạ Để tránh hiểm họa

đó chúng ta phải tôn trọng tài nguyên của trái đất, mọi sự phát triển đều phải theo hướng phát triển bền vững Theo hội nghị thưởng đỉnh bàn về vấn đề môi trường và đa dạng sinh học tổ chức tại Rio de Janerio (Brazil - 1992), 150 nước

đã ký công ước về đa dạng và bảo vệ chúng Năm 1990 WWF đã xuất bản quấn sách nói về tầm quan trọng của ĐDSH, IUCN, UNEP và WWF đưa ra chiến lược bảo tồn thế giới…tất cả các quấn sách đó đều nhằm hướng dẫn và đề ra các phương pháp bảo tồn ĐDSH, làm nền tảng cho công tác bảo tồn và nền tảng trong tương lai (dẫn theo Nguyễn Nghĩa Thìn)

Ở vùng nhiệt đới, có lẽ Schimper (1918) là người đầu tiên đưa ra hệ thống phân loại thảm thực vật rừng nhiệt đới Trong hệ thống này Schimper

đã phân chia thảm thực vật thành quần hệ khí hậu, quần hệ thổ nhưỡng và quần hệ vùng núi Trong quần hệ khí hậu lại được phân chia thành 4 kiểu: Rừng thưa, rừng gió mùa, rừng trảng, rừng gai; ngoài ra còn có thêm 2 kiểu là: Thảo nguyên nhiệt đới và hoang mạc nhiệt đới (theo Thái Văn Trừng)

Rubel, Ilinski, Burt, Aubreville chỉ căn cứ vào độ tán che trên mặt đất của tầng ưu thế sinh thái để phân biệt các kiểu quần thể thưa thành: Rừng thưa

và trảng chuông (dẫn theo Thái Văn Trừng 1978)

Theo WWF(1989), đã định nghĩa về ĐDSH: “Đa dạng sinh học là sự phồn thịnh của sự sống trên Trái đất, là hàng triệu loài thực vật, động vật và vi

sinh vật, là những gen chứa đựng trong các loài và là những hệ sinh thái vô cùng phức tạp cùng tồn tại trong môi trường”。

Hiện nay vấn đề đa dạng sinh học và bảo tồn đã trở thành chiến lược toàn cầu Đã có rất nhiều các tổ chức ra đời để giúp đỡ, hướng dẫn và tổ chức việc đánh giá, bảo tồn, phát triển đa dạng sinh học trên phạm vi toàn thế giới

Việc nghiên cứu các hệ thực vật và thảm thực vật trên thế giới với nhiều

bộ thực vật chí của các nước đã hoàn thành, những công trình nghiên cứu có giá trị xuất hiện vào đầu thế kỷ XIX - XX như: Thực vật chí Hồng Kông (1981); Thực vật chí Australia (1866); Thực vật chí Ấn Độ (1872-1897); Thực vật chí Miễn Điện (1877); Thực vật chí Malayxia (1892-1925) Đây là những đóng góp quan trọng để đánh giá tính đa dạng sinh học của hệ thực vật trên thế giới

Bên cạnh đó có nhiều công trình khoa học khác nhau ra đời và hàng ngàn cuộc hội thảo được tổ chức nhằm thảo luận về quan điểm, phương pháp luận và thông báo các kết quả đã đạt được ở khắp nơi trên toàn thế giới

1.2 Tình nghiên cứu ở Việt Nam

1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Vấn đề nghiên cứu về cấu trúc rừng là một trong những nội dung quan trọng nhằm đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp Tại Việt Nam, từ những năm đầu thế kỷ này vấn đề trên đã được nhiều tác giả Việt Nam và nước ngoài nghiên cứu

Trần Ngũ Phương (1970) đã chỉ ra những đặc điểm cấu trúc của các thảm thực vật rừng miền Bắc Việt Nam trên cơ sở kết quả điều tra tổng quát

về tình hình rừng miền Bắc Việt Nam từ 1961 đến 1965 Nhân tố cấu trúc đầu tiên được nghiên cứu là tổ thành và thông qua đó một số quy luật phát triển cả các hệ sinh thái rừng được phát hiện và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất

Khi nghiên cứu kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới ở nước ta thái Văn Trừng (1963, 1970, 1987) đã đưa ra mô hình cấu trúc tầng như: tầng

vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng cây bụi (B), và tầng cỏ quyết (C) Thái Văn Trừng đã bổ sung phương pháp biểu đồ mặt cắt đứng của Davit – Risa để nghiên cứu cấu trúc rừng Việt Nam

Đào Công Khanh (1996) đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng lá rộng thường xanh ở Hương Sơn, Hà Tĩnh làm cơ sở đề xuất một

số biện pháp lâm sinh phục hồi khai thác và nuôi dưỡng rừng

Vũ Đình Phương, Đào Công Khanh thử nghiệm phương pháp nghiên cứu một số quy luật cấu trúc, sinh trưởng phục vụ điều chế rừng lá rộng, hỗn loại thường xanh ở Kon Hà Nừng – Gia Lai cho rằng đa số loài cây có cấu trúc đường kính và chiều cao giống với cấu trúc tương ứng của lâm phần, đồng thời cấu trúc của loài cũng có những biến động

Về nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu Với rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi, từ kết quả nghiên cứu của Đồng Sỹ Hiền (1974) cho thấy, dạng tổng quát của phân bố N/D1.3 là phân bố giảm, nhưng do quá trình khai thác chọn thô không theo quy tắc nên đường thực nghiệm thường có dạng hình răng cưa và ông đã chọn hàm Meyer để mô phỏng cấu trúc đường kính cây rừng Nguyễn Hải Tuất (1982,1986) sử dụng phân bố khoảng cách mô tả phân bố thực nghiệm dạng một đỉnh ở ngay sát cỡ đường kính bắt đầu đo Bảo Huy (1993) cho rằng phân bố khoảng cách thích hợp hơn các dạng phân bố khác Lê Sáu (1996), Trần Cẩm Tú (1999), Trần Văn Con (1991) lại cho rằng hàm Weibull thích hợp hơn cả

Cũng với kết quả nghiên cứu của tác giả Đồng Sỹ Hiền (1974) cho thấy, phân bố số cây theo chiều cao (N/H) ở các lâm phần tự nhiên hay trong từng loài cây thường có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu phức tạp của rừng chặt chọn Bảo Huy (1993), Đào Công Khanh (1996), Lê Sáu (1996), Trần Cẩm Tú (1999) đã nghiên cứu phân bố N/H để tìm tầng tích tụ tán cây Các tác giả đã

đi đến nhận xét chung là phân bố N/H có dạng 1 đỉnh, nhiều đỉnh phụ răng

cưa và mô tả thích hợp bằng hàm Weibull

Vũ Đình Phương đã thiếp lập quan hệ Dt/D1.3 cho một số loài cây lá rộng, như Ràng rang, Lim xanh, Vạn trứng, Chò chỉ ở lâm phần hỗn giao khác tuổi, qua đó tác giả khẳng định, giữa Dt với D1.3 có mối quan hệ mật thiết và biểu thị dưới dạng đường thẳng Nguyễn Ngọc Lung và các cộng sự (1985) đã xây dựng biểu tỉa thưa tạm thời và biểu thể tích cây đứng tạm thời cho Keo lá tràm trên cơ sở xác lập mối quan hệ Dt/D1.3 và mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra với thể tích thân cây (dẫn theo Nguyễn Thị Kim Anh, 1998)

Nhìn chung, các tác giả trong nước khi xây dựng mối tương quan này đều cho thấy phương trình đường thẳng là thích hợp nhất Trên cơ sở đó, dự đoán diện tích tán bình quân và xác định mật độ tối ưu cho từng lâm phần

Về nghiên cứu tương quan Hvn với D1.3 có thể kể đến các tác giả như, Đồng Sỹ Hiền, Nguyễn Hải Tuất, Vũ Tiến Hinh, Bảo Huy,…

Bảo Huy (1993) đã thử nghiệm 4 dạng phương trình tương quan Hvn/D1.3

h = a + b*d1.3 (1.1)

h = a + b*logd1.3 (1.2) Logh = a + b*logd1.3 (1.3) Logh = a + b*d1.3 (1.4) Cho từng loài ưu thế, Bằng lăng, Cẩm xe, Kháo, Chiêu liêu ở rừng rụng

lá và nửa rụng lá Bằng lăng khu vực Tây Nguyên và cho thấy phương trình (1.3) thích hợp nhất

Vũ Nhâm (1988) chọn phương trình h = a + blogd làm cơ sở xác lập đường cong chiều cao cho lâm phần Thông đuôi ngựa khu vực đông bắc khi phân chia sản phẩm

Tóm lại có rất nhiều dạng phương trình biểu thị tương quan H/D, việc lựa chọn phương trình nào phù hợp phụ thuộc vào từng đối tượng nghiên cứu,

thời gian nghiên cứu và phụ thuộc vào từng tác giả Mối tương quan này là cơ

sở để xây dựng các biểu chuyên dung phục vụ cho công tác điều tra và kinh doanh rừng

Có thể thấy rằng trong thiên nhiên không có rừng chuẩn và ngày nay trong quá trình dẫn dắt cũng khó đạt trạng thái chuẩn, nhưng việc chuẩn hóa rừng theo một mô hình toán học là một sang tạo Vì từ đó, có thể vạch ra những định hướng cho quá trình xử lý rừng tích cực nhất, đem lại hiệu quả tối ưu

1.2.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Rừng nhiệt đới Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh của rừng nhiệt đới nói chung, nhưng do phần lớn là rừng thứ sinh bị tác động của con người nên những quy luật tái sinh đã bị xáo trộn nhiều Đã có nhiều công trình nghiên cứu về tái sinh rừng nhưng tổng kết thành qui luật tái sinh cho từng loại rừng thì còn rất ít Một số kết quả nghiên cứu về tái sinh rừng thường được đề cập trong các công trình nghiên cứu về thảm thực vật, trong các báo cáo khoa học và một phần công bố trên các tạp chí

Trong thời gian từ năm 1962 đến 1969, Viện Điều tra – Quy hoạch rừng

đã điều tra tình tái sinh tự nhiên theo các “Loại hình thực vật ưu thế” rừng thứ sinh ở Yên Bái (1965), Hà Tĩnh (1966), Quảng Bình (1969) và đáng chú ý là kết quả điều tra tái sinh tự nhiên ở vùng sông Hiếu (1962-1964), bằng phương pháp đo đếm điển hình

Vũ Đình Huề (1975) đã tổng kết và rút ra nhận xét: tái sinh tự nhiên rừng miền Bắc Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh của rừng nhiệt đới Dưới tán rừng nguyên sinh, tổ thành loài cây tái sinh tương tự tầng cây gỗ:

“Dưới tán rừng thứ sinh tồn tại nhiều loài cây gỗ mềm kém giá trị và hiện tượng tái sinh theo đám được thể hiện rõ nét tạo nên sự phân bố số cây không đồng đều trên mặt đất rừng” Với những kết quả đó, tác giả đã xây dựng biểu đánh giá tái sinh áp dụng cho các đối tượng rừng lá rộng miền Bắc nước ta

Nguyễn Vạn Thường (1991) đã tổng kết và đưa ra kết luận về tình hình tái sinh tự nhiên ở một số khu rừng miền Bắc Việt Nam như sau: Hiện tượng tái sinh dưới tán rừng của những loài cây gỗ đã tiếp diễn liên tục, không mang tính chu kỳ Sự phân bố cây tái sinh rất không đồng đều, số cây mạ chiếm ưu thế rõ rệt so với số cây ở cấp tuổi khác

Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1987) khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng Việt Nam, đã kết luận: ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên trong thảm thực vật rừng

Vũ Đình Huề (1975), Ngô Văn Trai (1995), đã nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên thảm thực vật rừng thông qua việc nghiên cứu số lượng cây tái sinh

Vũ Tiến Hinh (1991) nghiên cứu đặc điểm quá trình tái sinh của rừng

tự nhiên ở Hữu Lũng (Lạng Sơn) và vùng Ba Chẽ (Quảng Ninh) đã nhận xét:

hệ số tổ thành tính theo % số cây của tầng tái sinh và tầng cây cao có liên hệ chặt chẽ Đa phần các loài có hệ số tổ thành tầng cây cao càng lớn thì hệ số tổ thành tầng cây tái sinh cũng vậy

Hiện tượng tái sinh lỗ trống ở rừng thứ sinh Hương Sơn, Hà Tĩnh đã được Phạm Đình Tam (1987) đã có nhận xét: số lượng cây tái sinh xuất hiện quá nhiều dưới những lỗ trống khác nhau, lỗ trống càng lớn cây tái sinh càng nhiều và hơn hẳn những nơi kín tán

Trần Cẩm Tú (1998) nghiên cứu tái sinh tự nhiên sau khai thác chọn ở Hương Sơn – Hà Tĩnh và đã rút ra kết luận: áp dụng phương thức xúc tiến tái sinh tự nhiên có thể đảm bảo khôi phục vốn rừng, đảm bảo sử dụng tài nguyên rừng một cách bền vững

Trần Ngũ Phương (1970) khi nghiên cứu về kiểu rừng nhiệt đới mưa lá rộng thường xanh đã có nhận xét: “Rừng tự nhiên dưới tác động của con người khai thác hoặc làm nương rẫy, lặp đi lặp lại nhiều lần thì kết quả cuối

cùng là sự hình thành đất trống, đồi núi trọc Nếu chúng ta để thảm thực vật hoang dã tự nó phát triển lại thì sau một thời gian dài trảng cây bụi, trảng cỏ

sẽ chuyển dần lên những dạng thực bì cao hơn thông qua quá trình tái sinh tự nhiên và cuối cùng rừng khí hậu có thể phục hồi dưới dạng rừng khí hậu ban đầu”

Trần Ngũ Phương (2000) khi nghiên cứu các quy luật phát triển rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam đã nhấn mạnh quá trình diễn thế thứ sinh của rừng

tự nhiên như sau: “Trường hợp rừng tự nhiên có nhiều tầng khi tầng trên già cỗi, tàn lụi rồi tiêu vong thì tầng kế tiếp sẽ thay thế; trường hợp nếu chỉ có một tầng thì trong khi nó già cỗi một lớp cây tái sinh xuất hiện và sẽ thay thế

nó sau khi nó tiêu vong, hoặc cũng có thể một thảm thực vật trung gian xuất hiện thay thế, nhưng về sau dưới lớp thảm thực vật trung gian này sẽ xuất hiện một lớp cây con tái sinh lại rừng cũ trong tương lai và sẽ thay thế thảm thực vật trung gian này, lúc bấy giờ rừng cũ sẽ được phục hồi”

Những kết luận trên đây có thể sử dụng để tham khảo cho những đề xuất biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng khi nghiên cứu phân bố cây tái sinh theo chiều cao và phân bố cây tái sinh trên mặt đất Thực tế cho thấy, với điều kiện nước ta hiện nay, nhiều khu vực vẫn phải trông cậy vào tái sinh tự nhiên còn tái sinh nhân tạo mới chỉ được triển khai trên quy mô hạn chế Vì vậy, những nghiên cứu đầy đủ về tái sinh tự nhiên cho từng đối tượng rừng cụ thể

là hết sức cần thiết nếu muốn đề xuất biện pháp kỹ thuật hợp lý

1.2.3 Nghiên cứu về tính đa dạng thực vật trong các trạng thái rừng

Công trình đầu tiên, hoàn chỉnh nhất trong nghiên cứu thực vật ở Việt Nam là công trình “Thảm thực vật rừng Việt Nam” của cố GS.TS Thái Văn Trừng (1963-1978) Dựa trên các công trình đã có trước đây kết hợp với nghiên cứu riêng của mình, tác giả đã thống kê được ở Việt Nam có 7004 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 1850 chi và 189 họ Đồng thời, tác giả cũng đã khẳng

định ưu thế ngành hạt kín trong hệ thực vật Việt Nam với 6336 loài (90,9%),

1727 chi (93,4%), và 239 họ (82,7%) trong tổng số các taxon mỗi bậc

Theo Nguyễn Nghĩa Thìn (2004) vấn đề nghiên cứu đa dạng sinh học ở Việt Nam cũng như trên thế giới được bắt đầu từ những công trình phân loại

về động vật, thực vật, nấm đã được bắt đầu từ rất sớm

Nguyễn Nghĩa Thìn cùng các tác giả khác đã công bố nhiều bài báo về

đa dạng sinh học của Vườn quốc gia Cúc Phương, vùng núi đá vôi Hòa Bình, KBT Na Hang, vùng núi Sapa, vùng ven biển Nam Trung Bộ, vùng núi Quảng Ninh, lưu vực Sông Đà và các vườn khác như Cát Bà, Bến En, Cát Tiên, Pù Mát, Phong Nha, Ba Bể, Yôk Đôn, VQG Hoàng Liên Sơn Qua quá trình nghiên cứu tác giả đã công bố cuốn cẩm nang nghiên cứu đa dạng sinh học nhằm hướng dẫn cách đánh giá tính đa dạng thực vật của vùng nghiên cứu cho các Vườn quốc gia và KBT trong cả nước

Viện điều tra quy hoạch rừng Việt Nam (1971-1988) đã công bố 7 tập

“Cây gỗ rừng Việt Nam” giới thiệu khá chi tiết cùng với tranh vẽ minh họa nhằm phục vụ cho khai thác tài nguyên rừng

Như vậy, có thể thấy các công trình nghiên cứu về hệ thực vật và thảm thực vật ở Việt Nam giai đoạn nửa đầu và cuối thế kỷ 20 chỉ dừng lại ở việc thống kê thành phần loài trên phạm vi một vùng, khu vực nào đó Việc nghiên cứu ĐDSH, nhất là đa dạng thực vật bằng phương pháp định lượng còn là vấn

đề rất mới mẻ ở nước ta, tới nay chưa có công trình nào nổi bật Một phần bởi đây là vấn đề phức tạp, hơn nữa lại chưa có hệ thống lý luận hoàn chỉnh được đưa ra

Chương 2 MỤC TIÊU, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

2.1.1 Mục tiêu chung

Cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý, bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật tại VQG Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh

2.1.2 Mục tiêu cụ thể

- Xác định được một số đặc trưng cấu trúc và tính đa dạng loài thực vật rừng

- Đề xuất được một số giải pháp phục vụ công tác bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật rừng tại VQG Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh

2.2 Phạm vi, giới hạn của đề tài

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là các trạng thái rừng tự nhiên nhiệt đới thuộc VQG Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh có diện tích là 55.095 ha

2.2.2 Địa điểm nghiên cứu

Đề tài mới chỉ nghiên cứu ở VQG Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh

2.3 Nội dung nghiên cứu

2.3.1 Đặc điểm cấu trúc tổ thành loài thực vật trong các trạng thái rừng 2.3.2 Đặc điểm tính đa dạng loài thực vật rừng tại VQG Vũ Quang

2.3.3 Đề xuất các giải pháp bảo tồn và phát triển tài nguyên thực vật trong VQG Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp điều tra sơ thám và chọn địa điểm lập ÔTC

Thiết lập các tuyến điều tra và chọn vị trí lập các ÔTC để tiến hành nghiên cứu quan sát và đánh giá tổ thành loài và tính đa dạng thực vật rừng trong VQG, chủ yếu các loại sau:

(1) Căn cứ vào các trạng thái rừng khác nhau thiết lập các ÔTC điển hình tạm thời trên các tuyến điều tra từ thấp lên cao và từ cao xuống thấp theo các diện tích lớn 10.000 m2 /1ÔTC

(2) Trong phạm vi khu vực đã thiết lập các ÔTC điển hình định vị với diện tích là 1,0ha (100mx100m)

Trên cơ sở số liệu thu thập được tại các ÔTC sẽ tính toán các chỉ số độ phong phú, độ đa dạng và độ đồng đều loài, mô tả hiện trạng tính đa dạng loài thực vật ở Vườn quốc gia, từ đó tìm ra biện pháp và phương thức tối ưu để quản lý và bảo tồn tài nguyên thực vật rừng tự nhiên tại VQG

2.4.2 Phương pháp điều tra thu thập số liệu ngoại nghiệp

a) Phương pháp kế thừa tài liệu cơ bản

Kế thừa các tài liệu, số liệu điều tra về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu, các tài liệu tham khảo liên quan đến đề tài của các tác giả trong và ngoài nước và theo đề tài nghiên cứu động thái rừng do PGS TS Trần Văn Con chủ trì, mà bản thân tôi cũng tham gia điều tra đo đếm hàng năm

b) Phương pháp điều tra thực địa

* Lập ô tiêu chuẩn (ÔTC) có diện tích 1,0ha như sơ đồ sau:

100m

100m

* Điều tra đo đếm tầng cây cao

Trong các ÔTC mô tả các chỉ tiêu như vị trí, độ dốc, hướng phơi, độ cao, sau đó xác định tên loài và các chỉ tiêu sinh trưởng của tầng cây cao (có D1.3 > 6,0 cm), nếu loài nào chưa rõ thì thu thập tiêu bản để giám định tên, đo:

Chỉ tiêu 1: Chỉ tiêu đường kính và chiều cao thân cây, chiều cao dưới

cành và đường kính tán cây: Đo D1.3 ở độ cao 1,30m tất cả những cây có đường kinh từ >6,0 cm, ghi tên loài cây, đường kính, chiều cao và độ tàn che

Chỉ tiêu 2: Trong ÔTC lập 12 odb 4m2 (từ tâm ÔTC về 4 phía, mỗi phía lập 3 odb – như sơ đồ trên) để điều tra cây tái sinh có D < 6,0 cm và cây bụi,

cỏ Về vi trí tọa độ địa lý ÔTC dùng dụng cụ GPS để xác định

- Đường kính ngang ngực (D1.3, cm)

- Chiều cao vút ngọn (Hvn, m) và

Chiều cao dưới cành (Hdc, m)

- Đường kính tán lá (Dt, m)

Kết quả ghi vào mẫu biểu mẫu sau (Biểu 01,02,03, 04…)

Bảng 2.1: Phiếu điều tra tầng cây cao

ÔTC:

Vị trí:

Độ dốc:

Diện tích:

Ngày diều tra:

Người điều tra:

ĐT (cm)

NB (cm)

TB (cm)

vn (m)

dc (m)

ĐT (m)

NB (cm)

TB (m)

1

2

* Điều tra cây tái sinh

Trong ÔTC 1,0 ha lập các odb có diện tích là 4 m2/odb để điều tra cây tái sinh và cây bụi thảm tươi Thống kê tất cả cây tái sinh (D1.3 < 6.0cm) vào phiếu điều tra theo các chỉ tiêu:

- Tên loài cây tái sinh, loài nào chưa rõ thì thu thập tiêu bản để giám định

- Đo chiều cao cây tái sinh bằng thước sào

- Chất lượng cây tái sinh

Kết quả điều tra được ghi vào biểu mẫu 02 (Biểu 02)

Bảng 2.2: Phiếu điều tra cây tái sinh

Ngày điều tra:

Người điều tra:

số cây tái sinh

<0,5 0,5-1 1-1,5 1,5-2 >2 Chồi Hạt Tốt

(A)

TB (B)

Xấu (C)

* Điều tra tầng cây bụi, thảm tươi

- Điều tra cây bụi (shrubs) và thảm tươi (ground cover vegetation) theo

các chỉ tiêu: tên loài chủ yếu, chiều cao bình quân, độ che phủ, tình hình sinh trưởng trên ÔDB 4m2 (như điều tra cây tái sinh)

Kết quả điều tra được ghi vào biểu mẫu như sau (Biểu 03)

Bảng 2.3: Phiếu điều tra tầng cây bụi thảm tươi

Ngày điều tra:

Người điều tra:

ÔDB Tên loài cây

chủ yếu

HTB (m)

Độ che phủ (%)

Tình hình sinh trưởng

1

2

3

2.4.3 Phương pháp xử lý & tính toán nội nghiệp

2.4.2.1 Xác định và mô tả các trạng thái rừng tự nhiên tại khu vực nghiên cứu

Chủ yếu là 04 trạng thái rừng tự nhiên thuộc khu vực nghiên cứu

2.4.2.2 Xác định cấu trúc các trạng thái rừng

* Cấu trúc tổ thành

+ Xác định tỷ lệ tổ thành (Chỉ số quan trọng: Important Value)

Để xác định tổ thành tầng cây cao, đề tài sử dụng phương pháp tính tỷ lệ

tổ thành theo phương pháp của Daniel Marmillod (Đào Công Khanh, 1996)

2

% G

% N

%

(2.1) Trong đó: IVi% là tỷ lệ tổ thành (chỉ số quan trọng) của loài i

Ni% là % theo số cây của loài i trong QXTV rừng

Gi% là % theo tổng tiết diện ngang của loài i trong QXTV rừng Theo Daniel M, những loài cây có IV%  5% mới thực sự có ý nghĩa

về mặt sinh thái trong lâm phần Theo Thái Văn Trừng (1978), trong một lâm phần nhóm loài cây nào đó > 50% tổng số cá thể của tầng cây cao thì nhóm loài đó được coi là nhóm loài ưu thế Cần tính tổng IV% của những loài có trị

số này lớn hơn 5%, xếp từ cao xuống thấp và dừng lại khi tổng IV% đạt 50%

* Nghiên cứu đặc điểm cây tái sinh

- Tổ thành cây tái sinh

* Xác định số cây trung bình theo loài dựa vào công thức:

m

ni n

m

1 i





 (2.2) Trong đó:n là số cây trung bình theo loài

1 i

ni: Số lượng cá thể loài i m: Tổng số cá thể điều tra

- Mật độ cây tái sinh: Là chỉ tiêu biểu thị số lượng cây tái sinh trên một đơn vị diện tích, được xác định theo công thức sau:

S

n10.000

(2.5) Với S là tổng diện tích các ÔDB điều tra tái sinh (m2) và n là số lượng cây tái sinh điều tra được

- Chất lượng cây tái sinh

Nghiên cứu tái sinh theo cấp chất lượng tốt, trung bình và xấu đồng thời xác định tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng

Tính tỷ lệ % cây tái sinh tốt, trung bình, xấu theo công thức:

100 N

n N%   (2.6) Trong đó: N%: tỷ lệ phần trăm cây tốt, trung bình, xấu

n: tổng số cây tốt, trung bình, xấu

N: tổng số cây tái sinh

* Mô phỏng các kiểu cấu trúc theo chiều ngang và chiều đứng của

Trong đó:  và  là hai tham số của phân bố Weibull Tham số  đặc

trưng cho độ nhọn phân bố, tham số  biểu thị độ lệch của phân bố

Nếu  = 1 phân bố có dạng giảm

α fi.xi

n

(2.8)

* Kiểm tra giả thuyết về luật phân bố:

Cho giả thuyết H0: Fx(x) = F0(x), trong đó F0(x) là một hàm phân bố

hoàn toàn xác định Để kiểm tra giả thuyết H0, người ta dùng tiêu chuẩn phù

hợp khi bình phương của Pearson:

 

flt

flt) (ft

(2.9)

Trong đó: ft là trị số thực nghiệm

flt là trị số lý thuyết

Nếu 2 tính 052 tra bảng với bậc tự do k = m - r - 1 (r là tham số của

phân bố lý thuyết cần ước lượng, m là số tổ sau khi gộp) thì phân bố lý thuyết

phù hợp với phân bố thực nghiệm (Ho+)

Nếu 2 tính  052 tra bảng với bậc tự do k = m - r -1 thì phân bố lý

thuyết không phù hợp với phân bố thực nghiệm (Ho-)

2.4.2.3 Xác định tính đa dạng trong các trạng thái rừng

Xác định các chỉ số độ phong phú loài, chỉ số tính đa dạng và chỉ số độ

đồng đều của loài, tức là trực tiếp thống kê trong mỗi ÔTC số loài cây cao có

- Xác định chỉ số độ đồng đều của loài:

+ Chỉ số Pielou: JPSW = (1 -∑pi lnPi)/ln.N (2.14)

+ Chỉ số Sheldon: ES = exp (-∑pi logPi)/S (2.15)

Chương 3 TÌNH HÌNH CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.1 Lược sử hình thành và phát triển của Vườn quốc gia Vũ Quang

Vũ Quang trong thời kỳ thực dân Pháp đô hộ là một khu bảo tồn rừng với diện tích khoảng 30.000 ha và vì thế, cấm mọi hoạt động xâm hại rừng đối với cộng đồng dân cư địa phương Đến những năm 1960 - 1977, các lâm trường Trại Trụ, Vũ Quang được thành lập để khai thác nguyên liệu gỗ phục

vụ cho phát triển kinh tế, xã hội của đất nước Trong thời gian này, gỗ ở khu vực Vũ Quang bị khai thác mạnh, cấu trúc rừng bị phá vỡ, nhất là khu vực núi thấp Năm 1986, rừng Vũ Quang được Chính phủ công nhận là Khu bảo tồn thiên nhiên theo Quyết định số 194 ngày 09/08/1986 của Chủ tịch hội đồng

Bộ trưởng (nay là Thủ tướng Chính phủ) với diện tích 16.000 ha Năm 1992, các nhà khoa học đã phát hiện ở khu vực Vũ Quang 2 loài thú mới là Sao la

và Mang lớn Sau phát hiện gây chấn động này, Dự án đầu tư Khu bảo tồn thiên nhiên Vũ Quang được Viện Điều tra Quy hoạch rừng và Quỹ Bảo vệ thiên nhiên Quốc tế (WWF) hoàn thành, trong đó đề xuất diện tích khu bảo tồn thiên nhiên với diện tích 55.950 ha Do đó, ngày 30/7/2002, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 102/2002/QĐ-TTg chuyển hạng VQG Vũ Quang thành Vườn Quốc Gia Vũ Quang với tổng diện tích là 55.058 ha

Năm 2006, UBND tỉnh Hà Tĩnh đã đề xuất Thủ tướng Chính phủ chuyển đổi 2,17 ngàn ha rừng đặc dụng VQG Vũ Quang sang mục đích khác

để phục vụ cho phát triển kinh tế, xã hội trên địa bàn Quyết định số TTg, ngày 30/10/2006) [36], đồng thời ban hành Quyết định số 3209/QĐ-UBND, ngày 29/12/2006 về việc phê duyệt quy hoạnh 3 loại rừng thì diện tích VQG là 55.095 ha, trong đó có 52.881,7 ha rừng đặc dụng

1404/QĐ-3.2 Điều kiện tự nhiên

3.2.1 Vị trí địa lí

Vườn quốc gia Vũ Quang nằm ở Bắc Trung bộ của Việt Nam, cách thủ đô

Hà Nội 350 km về phía Nam, cách thành phố Hà Tĩnh 70 km về phía Tây, nằm

trên địa giới hành chính 3 huyện, 8 xã của tỉnh Hà Tĩnh và chiếm 9% diện tích của tỉnh,

Vườn Quốc Gia Vũ Quang có toạ độ địa lí: từ 18o09’ đến 18o27’ vĩ độ Bắc và từ 105o16’ đến 105o35’ độ kinh Đông Ranh giới phía Đông giáp rừng phòng hộ Sông Tiêm và khu dân cư xã Hòa Hải, huyện Hương Khê; phía Nam và Tây giáp với nước Cộng hòa DCND Lào và rừng phòng hộ của Công

ty TNHH MTV lâm nghiệp và dịch vụ Hương Sơn; phía Bắc giáp khu dân cư

và trụ sở UBND huyện Vũ Quang Vườn được kẹp giữa 3 vùng thượng nguồn sông Rào Nổ, Ngàn Trươi và Ngàn Phố

3.2.2 Địa hình địa mạo

Vườn Quốc gia Vũ Quang có nhiều đỉnh núi với các độ cao khác nhau từ núi thấp đến núi cao, trong đó có đỉnh Rào Cỏ cao với 2286 m Sườn núi Đông của hệ núi trùm lên một phần lớn diện tích vùng núi của Hà Tĩnh đến tận thung lũng của Hương Khê Vườn có sườn phía Nam giáp Lào, địa hình khá thoải về thung lũng Nậm Ca Đinh của Lào, với nhiều diện tích bằng phẳng trải rộng Địa hình Vườn Quốc gia Vũ Quang được đặc trưng bởi các kiểu sau đây:

- Kiểu địa hình núi diện tích 31.180 ha chiếm 56,6% diện tích VQG, phân bố chạy dọc theo biên giới Việt Lào Độ cao của địa hình núi từ 301 – 2.000 m với nhiều đỉnh cao độ dốc 20o – 35o có nơi hơn 35o Đây là kiểu địa hình đặc trưng có ý nghĩa quan trọng trong bảo tồn đa dạng sinh học

- Kiểu địa hình đồi đai cao < 300 m có diện tích 23.681 ha chiếm 43% tổng diện tích VQG, độ dốc nhỏ hơn so với kiểu địa hình núi là từ 15o – 30ophân bố chủ yếu ở phân khu phục hồi sinh thái, thực vật ở kiểu địa hình này chụi nhiều tác động của con người, đặc biệt năm 1986 trở về trước là khu vực dành riêng cho khai thác lâm sản Kiểu địa hình đồi có ý nghĩa trong việc phục hồi hệ sinh thái bản địa góp phần bảo tồn nguồn gen, đa dạng sinh học

- Kiểu địa hình đồng bằng dốc tụ và thung lũng có diện tích rất ít 197 ha chiếm 0,4% VQG, phân bố theo dạng đồng bằng ở Hương Quang và dạng thung lũng ở Hoà Hải, hiện đang được sử dụng canh tác nông lâm ngư nghiệp

và dân cư

Nhìn chung VQG Vũ Quang có nhiều đỉnh núi cao hiểm trở, độ dốc lớn

và nhiều khe suối nên đã chia cắt địa hình thành nhiều lưu vực, lòng chảo, có sườn nghiêng, và bãi bằng dưới các đỉnh núi Vì vậy đã tạo ra tính đa dạng về dạng lập địa và các kiểu vùng khí hậu, đây là nguyên nhân hình thành nhiều

hệ sinh thái điển hình, đặc trưng là kiểu rừng hỗn hợp cây lá rộng, lá kim ẩm á nhiệt đới với loài Pơmu (Fokienia hodginsii) sống đại trà; kiểu rừng lùn đỉnh núi (rừng cảnh tiên) với các loại cây hạt trần như: Đỗ quyên (Phododeudron spp), Dẻ lá nhỏ (Quereusuyreinae folia)

3.2.3 Địa chất và thổ nhưỡng

Toàn bộ VQG Vũ Quang nằm ở sườn Đông Bắc của dãy Trường Sơn giai đoạn tán kiến tạo được nâng lên do những chuyển động đôi khi xảy ra những hoạt động phun trào mắc ma, tạo nền đỏ bazan ở một vài điểm nhỏ ở gần biên giới Việt Lào, còn các vùng trũng có cuội kết thô, cát kết, bột kết màu đỏ, chính những vận động địa chất ấy đã tạo nên dạng kiến trúc không đối xứng trong khu vực Do đó địa chất được chia thành hai nhóm chính sau

- Nhóm đá mắc ma axít kết tinh chua: Phân bố chủ yếu ở trên kiểu địa hình núi Do có độ dốc lớn nên đất hình thành ở nhóm đá này thường có kết cấu không bền vững, hàm lượng mùn thấp, khi mưa rất dễ bị xói mòn rửa trôi trở thành đất trơ sỏi đá

- Nhóm đá phiến thạch sét: Phân bố chủ yếu ở địa hình đồi, phần lớn ở phân khu phục hồi sinh thái Đất có hàm lượng khoáng dễ tiêu (N, P, K, Mg…) tương đối cao, kết cấu tương đối tốt

- Đất feralit mùn vàng đỏ phát triển trên đá phún xuất kết tinh chua (FH)

trên núi trung bình và cao, phân bố từ 700 m trở lên

- Đất feralit vàng đỏ: phát triển trên đá phún xuất kết tinh chua ở vùng đồi và núi thấp, phân bố ở độ cao dưới 700m, đất có tầng trung bình đến dày,

độ pH =3,5 phân bố chủ yếu ở vùng phòng hộ sinh thái

- Đất phù sa được bồi hàng năm ở vùng đồng bằng ven cửa sông có thành phần cơ giới cát pha hoặc thịt trung bình, không chua, độ pH=5,6

3.2.4 Khí hậu và thuỷ văn

Vườn Quốc Gia Vũ Quang có chế độ khí hậu kết hợp giữa khí hậu Lào

và khí hậu Miền Trung Việt Nam

- Chế độ khí hậu trên núi cao

Ở các vùng núi cao dọc biên giới, khí hậu chịu ảnh hưởng của khí hậu Lào

Ở đây, mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 với gió mùa từ Lào và kết thúc cùng với mùa mưa ở Miền Trung Việt Nam vào tháng 11 Kết quả là đã có một sự tương phản giữa mùa hè nóng khô ở vùng đồng bằng của VQG với lượng mưa phong phú và gió mạnh ở các vùng núi cao Ở phía Lào của dãy Trường Sơn, mùa đông tương đối khô với gió mùa thổi từ Ấn độ dương đạt đỉnh điểm vào tháng 6, 7 và 8 Trong khi phía Lào có một mùa mưa không rõ ràng và phía Việt Nam nhận được lượng mưa tương đối lớn vào các tháng 6, 7 và 8, thì các đỉnh núi lại có lượng mưa cao từ tháng 5 đến tháng 10 và không có mùa khô Chế độ mưa như vậy là nét độc đáo của chế độ khí hậu Vũ Quang,

nó ảnh hưởng tới thực vật của khu vực và sự phân bố của các loài động vật quý hiếm ở đây

- Chế độ khí hậu vùng đồng bằng và đồi núi thấp

+ Ở vùng đồng bằng và vùng đồi thấp, khí hậu có ba mùa: Mùa đông từ tháng 12 đến tháng 3 với thời tiết lạnh và độ ẩm cao, mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 8 và mùa mưa với các trận mưa rào lớn và thường xảy ra lụt lội từ tháng

9 đến tháng 11, đôi khi có những cơn mưa lớn bất thường vào tháng 5 gây ra

lụt tiểu mạn, ở vùng này không có mùa khô rõ ràng

+ Nhiệt độ trung bình năm là 25,60C Tháng 7 là tháng nóng nhất có nhiệt độ tối cao trung bình là 30,50C, tháng Giêng (một) lạnh nhất với nhiệt

độ trung bình 19,60C, nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối là 2,60C Biên độ nhiệt độ cao nhất và nhiệt độ thấp nhất trong ngày lớn nhất vào tháng 6, 7 và nhỏ nhất vào tháng 1, 2

+ Lượng mưa: Tổng lượng mưa trung bình hàng năm của Vũ Quang là 2.697,6 mm, tập trung nhiều vào các tháng 8, 9 và 10; số ngày mưa trong tháng tương đối đồng đều quanh năm từ 10 đến 18 ngày; mùa đông lượng mưa không lớn, chủ yếu là mưa phùn, trong khi mùa thu thường có mưa rào

+ Độ bốc hơi và độ ẩm: VQG Vũ Quang có một đặc điểm là độ ẩm cao quanh năm (lớn hơn 70%), độ ẩm cao nhất là 80,4% vào tháng 12 khi nhiệt độ thấp và biên độ dao động nhiệt trong ngày thấp; khí hậu tháng 1, 2 có đặc điểm là nhiều sương mù và mưa phùn, độ ẩm thấp nhất vào tháng 6 khi số giờ nắng và nhiệt độ đều đạt tối đa

+ Chế độ gió: Gió là một yếu tố khí hậu có ảnh hưởng lớn tới thảm thực vật của Vườn Quốc Gia Vũ Quang, từ tháng 4 đến tháng 8 thường có gió Tây nam (gió Lào) khô nóng thổi từ Ấn Độ và Pakistan qua với vận tốc 10-15m/s,

có khi nhiệt độ lên đến 40 – 450C, thường thổi từ lúc bình minh đến giữa buổi chiều và theo chu kỳ 3 đến 4 ngày, giữa các đợt gió thường kèm theo mưa rào

- Một số nét chính của khí hậu VQG Vũ Quang:

+ Nhiệt độ bình quân năm: 25,60C

+ Nhiệt độ trung bình cao nhất : 30,50C