Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng phục hồi sau nương rẫy tại huyện lục nam, tỉnh bắc giang

Ở nước ta, các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng chủ yếu tập trung vào đối tượng là rừng trồng, rừng tự nhiên tái sinh trong điều kiện thuận lợi, các công trình nghiên cứu về cấu tr

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ tận tình chu đáo của các thầy giáo hướng dẫn khoa học Trường Đại Lâm nghiệp Xuân Mai – Chương Mỹ - Hà Nội, Phòng Nông nghiệp và PTNT huyện Lục Nam; Uỷ ban nhân dân xã Trường Sơn, Lục Sơn huyện Lục Nam các phòng, ban ngành có liên quan và các bạn đồng nghiệp

Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới thầy giáo TS Bùi Thế Đồi đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này Tôi xin chân thành cảm ơn tới: Khoa Sau đại học Trường Đại học Lâm nghiệp Xuân Mai -

Hà Nội; Cán bộ nhân dân xã Trường Sơn, Lục Sơn, Phòng Thống kê, Phòng Nông nghiệp và phát triển nông thôn huyện Lục Nam; các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Do thời gian và trình độ còn hạn chế, nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự nhận xét, đóng góp ý kiến của các nhà khoa học, các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, tháng 4 năm 2013

Tác giả

Nguyễn Văn Bắc

MỤC LỤC

Trang Trang phụ bìa

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH ix

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Trên thế giới 3

1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 3

1.1.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng 6

1.2 Ở Việt Nam 9

1.2.1 Nghiên cứu cấu trúc rừng 9

1.2.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng 11

1.2.3 Một số nghiên cứu về rừng phục hồi sau nương rẫy ở Việt Nam 14

Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHÁP NGHIÊN CỨU 19

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 19

2.1.1 Về lý luận 19

2.1.2 Về thực tiễn 19

2.2 Phạm vi và giới hạn của đề tài 19

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 19

2.2.2 Giới hạn vấn đề nghiên cứu 19

2.3 Nội dung nghiên cứu 20

2.3.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao của rừng phục hồi sau nương rẫy ở các giai đoạn tuổi khác nhau 20

2.3.2 Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên của các trạng thái rừng phục

hồi 20

2.3.3 Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh cho các trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy 20

2.4 Phương pháp nghiên cứu 20

2.4.1 Quan điểm phương pháp luận 20

2.4.2 Phương pháp thu thập số liệu 23

Chương 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 32

3.1 Điều kiện tự nhiên 32

3.1.1 Vị trí địa lý 32

3.1.2 Địa hình địa thế 32

3.1.3 Khí hậu, thủy văn 33

3.1.4 Địa chất, đất đai 34

3.1.5 Thảm thực vật rừng 35

3.1.6 Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên 35

3.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 36

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39

4.1 Đặc điểm cấu trúc của tầng cây cao 39

4.1.1 Cấu trúc tổ thành và mật độ 39

4.1.2 Dạng sống của thực vật rừng 47

4.1.3 Cấu trúc tầng thứ và độ tàn che tầng cây gỗ của các trạng thái rừng 48

4.1.4 Phân bố số cây theo đường kính (N/D 1.3 ) 50

4.1.5 Phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn) 55

4.2 Đặc điểm tái sinh tự nhiên ở các giai đoạn phục hồi rừng 60

4.2.1 Đặc điểm cấu trúc tổ thành cây tái sinh 60

4.2.2 Đặc điểm cấu trúc mật độ và tỷ lệ cây tái sinh triển vọng 63

4.2.3 Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh 67

4.2.4 Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao 70

4.2.5 Phân bố cây tái sinh trên mặt phẳng nằm ngang 73

4.2.6 Một số nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh phục hồi rừng sau nương rẫy 75

4.3 Đặc điểm đất rừng qua các giai đoạn phục hồi rừng 85

4.4 Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh cho các trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy 86

KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

3.1 Số lượng loài thực vật rừng khu vực nghiên cứu 35

4.1 Tổ thành và mật độ rừng phục hồi giai đoạn 7 năm ở xã

4.8 Mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về luật phân bố N/D1.3 các

4.9 Mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về luật phân bố N/D1.3 ở xã Lục

4.16 Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh ở xã Trường Sơn huyện

ĐẶT VẤN ĐỀ

Rừng là tài nguyên có khả năng tái tạo quý giá, rừng không những là cơ

sở của sự phát triển kinh tế mà còn giữ chức năng sinh thái cực kỳ 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 Sự cân bằng và ổn định của rừng được duy trì bởi nhiều yếu tố mà con người hiểu biết còn rất hạn chế Rừng tự nhiên ở nước ta hiện nay hầu hết đều là rừng thứ sinh ở những mức độ thoái hoá khác nhau Nguyên nhân chủ yếu là do con người khai thác

lạm dụng, đốt nương làm rẫy

Tổng diện tích tự nhiên của tỉnh Bắc Giang là 382.000 ha, diện tích đất

có rừng là 143.944 ha, trong đó rừng phục hồi sau nương rẫy là 48.750 ha (Lục Nam là 23.954 ha), với độ che phủ chung của cả tỉnh là 35,6% đất tự nhiên Nhìn chung rừng tự nhiên vẫn ở tình trạng suy thoái, còn xa mức ổn định và chưa đạt hiệu quả bảo vệ môi trường Trong thời gian qua, công tác quản lý bảo vệ rừng kém hiệu quả làm cho rừng giảm sút nhanh chóng cả về

số lượng và chất lượng Những tác động này đã ảnh hưởng lớn đến khả năng tồn tại của rừng, làm xáo trộn các quy luật cấu trúc và tái sinh tự nhiên của rừng, diễn thế rừng đi theo chiều hướng tiêu cực, đất đai bị thoái hoá, rừng có sức sản xuất thấp và kém ổn định, tuy nhiên việc khôi phục nó không dễ dàng

và nhanh chóng được

Thực trạng suy giảm nhanh chóng cả số lượng và chất lượng của rừng

tự nhiên đặt ra cho người làm công tác lâm nghiệp một nhiệm vụ cấp bách là khôi phục và phát triển rừng, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về gỗ, củi và bảo vệ môi trường sống của con người 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 Do đó nghiên cứu cấu trúc rừng được xem là cơ sở quan trọng nhất, giúp các nhà lâm nghiệp có thể chủ động trong việc xác lập các kế hoạch và biện pháp kỹ thuật tác động chính xác vào rừng, góp phần quản lý và kinh doanh rừng bền vững

Ở nước ta, các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng chủ yếu tập trung vào đối tượng là rừng trồng, rừng tự nhiên tái sinh trong điều kiện thuận lợi, các công trình nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh của thảm thực vật rừng trong điều kiện rừng tự nhiên phục hồi sau nương rẫy còn ít Hơn nữa cấu trúc rừng còn liên quan đến hiện trạng sử dụng đất, điều kiện tự nhiên, nguồn tài nguyên rừng Vì vậy các giải pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm phục hồi rừng trên đất bỏ hoá sau nương rẫy còn thiếu cơ sở khoa học Đặc biệt ở huyện Lục Nam, Tỉnh Bắc Giang, một trong những khu vực miền núi trước đây có nhiều nương rẫy song chưa có đề tài nào nghiên cứu một cách có hệ thống về cấu trúc và tái sinh rừng phục hồi sau nương rẫy Xuất phát từ những vấn đề của

thực tiễn tôi thực hiện đề tài: "Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng phục hồi sau nương rẫy tại huyện Lục Nam tỉnh Bắc Giang”

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Trên thế giới

1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là một khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian (Phùng Ngọc Lan, 1986) [16] Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi

- Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng:

Rừng tự nhiên là một hệ sinh thái cực kỳ phức tạp bao gồm nhiều thành phần với các qui luật sắp xếp khác nhau trong không gian và thời gian Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia thành ba dạng cấu trúc là cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian Cấu trúc của lớp thảm thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, là sản phẩm của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống 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

Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt đới đã được Richards P.W (1933 - 1934), Baur G (1962), Odum (1971) tiến hành Các nghiên cứu này thường nêu lên quan điểm, khái niệm và mô tả định tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng

Baur (1962) [1] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung

và về 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, rừng không đều tuổi và các phương thức xử lý cải thiện rừng mưa

- Về mô tả hình thái 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 Phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do David và P.W Risa (1933 - 1934) đề xướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guyan đến nay vẫn là phương pháp có hiệu quả

để nghiên cứu cấu trúc tầng của rừng Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là chỉ minh hoạ 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 David 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

Richards P.W (1952) [41] đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mưa thành hai loại rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây phức tạp và rừng mưa đơn

ưu có tổ thành loài cây đơn giản, trong những lập địa đặc biệt thì rừng mưa đơn

ưu chỉ bao gồm một vài loài cây Cũng theo tác giả này thì rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có 3 tầng, trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ) Trong rừng mưa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân cỏ còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây

Hiện nay, nhiều hệ thống phân loại thảm thực vật rừng đã dựa vào các đặc trưng như cấu trúc và dạng sống, độ ưu thế, kết cấu hệ thực vật hoặc năng xuất thảm thực vật Trong các phương pháp phân loại rừng dựa theo cấu trúc và dạng sống của thảm thực vật, phương pháp dựa vào hình thái bên ngoài của thảm thực vật được sử dụng nhiều nhất

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 Richards (1952) [41] phân rừng ở Nigeria thành 6 tầng dựa vào chiều cao cây rừng

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

- Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng:

Việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã có từ lâu và được chuyển dần từ mô tả định tính sang định lượng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học, trong đó việc mô hình hoá cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả Vấn đề về cấu trúc không gian

và thời gian của rừng được các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất Có thể kể đến một số tác giả tiêu biểu như: Rollet B (1971), Brung (1970), Loeth et al (1967) rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu cấu trúc không gian và thời gian của rừng theo hướng định lượng và dùng các mô hình toán để mô phỏng các qui luật cấu trúc (dẫn theo Trần Văn Con, 2001) Rollet B (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 Nhiều tác giả còn sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính loài thông theo mô hình của Schumarcher và Coil (Belly, 1973) Bên cạnh đó các dạng hàm Meyer, Hyperbol, hàm mũ, Pearson, Poisson, cũng được nhiều tác giả sử dụng để mô hình hoá cấu trúc rừng

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, có nhiều công trình nghiên cứu công phu và đã đem lại hiệu quả cao trong kinh doanh

rừng Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên phục hồi sau nương rẫy còn rất ít

1.1.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng

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 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 (1956) [42] 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 sử 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

Nghiên cứu tái sinh ở rừng nhiệt đới Châu Phi, 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 Vì vậy lý luận của ông còn ít sức thuyết phục, chưa giúp ích cho thực tiễn sản xuất các biện pháp kỹ thuật 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), Phùng Ngọc Lan (1986) [16] 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

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) [38], 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

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, 1995) [9]

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) [1] 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 và 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) [39] căn cứ vào nhu cầu ánh sáng của các loài cây

trong suốt quá trình sống để phân chia cây rừng nhiệt đới thành nhóm cây ưa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng Kết cấu của quần thụ lâm phần có ảnh hưởng đến tái sinh rừng I.D.Yurkevich (1960) đã chứng minh độ tàn che tối ưu cho sự phát triển bình thường của đa số các loài cây gỗ là 0,6 - 0,7

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 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

Tóm lại, 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

1.2 Ở Việt Nam

1.2.1 Nghiên cứu cấu trúc rừng

Trong vòng vài chục năm qua, nghiên cứu về cấu trúc rừng là một trong những nội dung quan trọng nhằm đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp Thái Văn Trừng (1978), Trần Ngũ Phương (1970) cũng đã nghiên cứu cấu trúc sinh thái để làm căn cứ phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam

Trần Ngũ Phương (1970) [18] 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 của 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, 1978) [35] đã đưa ra mô hình cấu trúc tầng như: tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B)

và tầng cỏ quyết (C) Thái Văn Trừng đã vận dụng và cải tiến, bổ sung phương pháp biểu đồ mặt cắt đứng của Davit - Risa để nghiên cứu cấu trúc rừng Việt Nam, trong đó tầng cây bụi và thảm tươi được vẽ phóng đại với tỷ lệ nhỏ hơn và

có ghi ký hiệu thành phần loài cây của quần thể đối với những đặc trưng sinh thái và vật hậu cùng biểu đồ khí hậu, vị trí địa lý, địa hình Bên cạnh đó, tác giả này còn dựa vào 4 tiêu chuẩn để phân chia kiểu thảm thực vật rừng Việt Nam,

đó là dạng sống ưu thế của những thực vật trong tầng cây lập quần, độ tàn che của tầng ưu thế sinh thái, hình thái sinh thái của nó và trạng mùa của tán lá Với

những quan điểm trên Thái Văn Trừng đã phân chia thảm thực vật rừng Việt nam thành 14 kiểu Như vậy, các nhân tố cấu trúc rừng được vận dụng triệt để trong phân loại rừng theo quan điểm sinh thái phát sinh quần thể

Từ những kết quả nghiên cứu của các tác giả đi trước, Vũ Đình Phương (2001) [19] đã nhận định, việc xác định tầng thứ của rừng lá rộng thường xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhưng chỉ trong trường hợp rừng có sự phân tầng

rõ rệt có nghĩa là khi rừng đã phát triển ổn định mới sử dụng phương pháp định lượng để xác định giới hạn của các tầng cây

Vũ Đình Phương, Đào Công Khanh [19] 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 thì việc mô hình hoá cấu trúc đường kính D1.3 được nhiều người quan tâm nghiên cứu và biểu diễn chúng theo các dạng hàm phân bố xác suất khác nhau, nổi bật là các công trình của các tác giả sau: Nguyễn Hải Tuất (1982) [29] đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và áp dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể rừng

Nhìn chung, các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng gần đây thường thiên về việc mô hình hoá các quy luật kết cấu lâm phần và việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng thường ít đề cập đến các yếu tố sinh thái nên chưa thực sự đáp ứng mục tiêu kinh doanh rừng ổn định lâu dài Muốn đề xuất được các biện pháp kỹ thuật lâm sinh chính xác, đòi hỏi phải nghiên cứu cấu trúc rừng một cách đầy đủ và phải đứng trên quan điểm tổng hợp về sinh thái học, lâm học và sản lượng

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 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 năm 1969, Viện Điều tra - Quy hoạch rừng đã điều tra 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 Lạng Sơn (1969) 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 Từ kết quả điều tra tái sinh, dựa vào mật

độ cây tái sinh, Vũ Đình Huề (1969) [14] đã phân chia khả năng tái sinh rừng thành 5 cấp, rất tốt, tốt, trung bình, xấu và rất xấu Nhìn chung nghiên cứu này mới chỉ chú trọng đến số lượng mà chưa đề cập đến chất lượng cây tái sinh Cũng từ kết quả điều tra trên, Vũ Đình Huề đã tổng kết và rút ra nhận xét, tái sinh tự nhiên rừng miền Bắc Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh của rừng nhiệt đới Dưới tán rừng nguyên sinh, tổ thành loài cây tái sinh tương tự như tầng cây gỗ; dưới tán rừng thứ sinh tồn tại nhiều loài cây gỗ mềm kém giá trị và hiện tượng tái sinh theo đám được thể hiện rõ nét tạo nên sự phân bố số cây không đồng đều trên mặt đất rừng 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) [32] 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

Khi bàn về vấn đề đảm bảo tái sinh trong khai thác rừng, Phùng Ngọc Lan (1984) [16] đã nêu kết quả tra dặm hạt Lim xanh dưới tán rừng ở lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn Ngay từ giai đoạn nảy mầm, bọ xít là nhân tố gây ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ nảy mầm

Thái Văn Trừng (1978) [35] khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng Việt Nam, đã kết luận: ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên trong thảm thực vật rừng Nếu các điều kiện khác của môi trường như đất rừng, nhiệt độ, độ ẩm dưới tán rừng chưa thay đổi thì tổ hợp các loài cây tái sinh không có những biến đổi lớn và cũng không diễn thế một cách tuần hoàn trong không gian và theo thời gian mà diễn thế theo những phương thức tái sinh có qui luật nhân quả giữa sinh vật và môi trường

Mối quan hệ giữa cấu trúc rừng với lớp cây tái sinh trong rừng hỗn loài cũng đã được đề cập trong công trình nghiên cứu của Nguyễn Văn Trương Theo tác giả, cần phải thay đổi cách khai thác rừng cho hợp lý vừa cung cấp được gỗ, vừa nuôi dưỡng và tái sinh được rừng Muốn đảm bảo cho rừng phát triển liên tục trong điều kiện quy luật đào thải tự nhiên hoạt động thì rõ ràng là lớp cây dưới phải nhiều hơn lớp cây kế tiếp nó ở phía trên Điều kiện này không thực hiện được trong rừng tự nhiên ổn định mà chỉ có trong rừng chuẩn có hiện tượng tái sinh liên tục đã được sự điều tiết khéo léo của con người

Vũ Tiến Hinh (1991) [13] 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 tái sinh cũng vậy

Hiện tượng tái sinh lỗ trống ở rừng thứ sinh Hương Sơn, Hà Tĩnh đã được Phạm Đình Tam (1987) [24] làm sáng tỏ Theo tác giả, số lượng cây tái sinh xuất hiện khá nhiều dưới các lỗ trống khác nhau Lỗ trống càng lớn, cây tái sinh càng nhiều và hơn hẳn những nơi kín tán Từ đó tác giả đề xuất phương thức khai thác chọn, tái sinh tự nhiên cho đối tượng rừng khu vực này

Trong một công trình nghiên cứu về cấu trúc, tăng trưởng trữ lượng và tái sinh tự nhiên rừng thường xanh lá rộng hỗn loài ở ba vùng kinh tế (Sông Hiếu, Yên Bái và Lạng Sơn), Nguyễn Duy Chuyên (1988) [9] đã khái quát đặc điểm phân bố của nhiều loài cây có giá trị kinh doanh và biểu diễn bằng các hàm lý thuyết Từ đó làm cơ sở định hướng các giải pháp lâm sinh cho các vùng sản xuất nguyên liệu

Nghiên cứu về tái sinh tự nhiên trong rừng chặt chọn ở Lâm trường Hương Sơn - Hà Tĩnh, Trần Xuân Thiệp (1995) [31] đã định lượng các cây tái sinh tự nhiên trong các trạng thái rừng khác nhau Theo tác giả, rừng thứ sinh có

số lượng cây tái sinh lớn hơn rừng nguyên sinh Tác giả còn thống kê các cây tái sinh theo 6 cấp chiều cao, cây tái sinh triển vọng có chiều cao >1,5m

Đánh giá vai trò tái sinh và phục hồi rừng tự nhiên ở các vùng miền Bắc, Trần Xuân Thiệp [31] nghiên cứu tập trung vào sự biến đổi về lượng, chất lượng của tái sinh tự nhiên và rừng phục hồi Qua đó, tác giả kết luận: Rừng phục hồi vùng Đông Bắc chiếm trên 30% diện tích rừng hiện có, lớn nhất so với các vùng khác Khả năng phục hồi hình thành các rừng vườn, trang trại rừng đang phát triển ở các tỉnh trong vùng Rừng Tây Bắc phần lớn diện tích rừng phục hồi sau nương rẫy, diễn thế rừng ở nhiều vùng xuất hiện nhóm cây ưa sáng chịu hạn hoặc rụng lá, kích thước nhỏ và nhỡ là chủ yếu và nhóm cây lá kim rất khó tái sinh phục hồi trở lại do thiếu lớp cây mẹ

Trần Ngũ Phương (1970) [18] khi nghiên cứu về kiểu rừng nhiệt đới mưa mùa 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 sẽ có thể phục hồi dưới dạng gần giống rừng khí hậu ban đầu”

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 chính xác

1.2.3 Một số nghiên cứu về rừng phục hồi sau nương rẫy ở Việt Nam

Canh tác nương rẫy là hoạt động canh tác truyền thống của nhiều dân tộc sống ở miền núi nước ta, hiện nay nó vẫn đang tồn tại, nhưng đã có nhiều thay đổi so với trước đây Ở nước ta, tài liệu nghiên cứu về canh tác nương rẫy còn rất ít, tuy nhiên có thể kể đến một số công trình như:

Viện Khoa học Lâm nghiệp (2001) [36] xây dựng chuyên đề về canh

tác nương rẫy Chuyên đề đã giới thiệu các công trình nghiên cứu về đánh giá hiện trạng canh tác nương rẫy ở Tây Nguyên (1998-1999) (Đỗ Đình Sâm và cộng sự), canh tác nương rẫy của một số dân tộc thiểu số ở Tây Nguyên (Võ Đại Hải, Trần Văn Con, Nguyễn Xuân Quát và cộng sự), kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình canh tác nương rẫy theo hướng sử dụng đất bền vững ở Tây Bắc (Ngô Đình Quế và cộng sự) Các tác giả đã phân tích khá sâu sắc về tập quán canh tác nương rẫy ở Tây Nguyên và các chính sách, giải pháp sử dụng hợp lý đất rừng Giới thiệu kết quả bước đầu khảo nghiệm 4 mô hình sử dụng cây họ đậu để làm tăng độ che phủ, phục hồi nhanh độ phì đất bỏ hoá và làm tăng năng suất cây trồng nông nghiệp

Lê Trọng Cúc và Phạm Hồng Ban (1996) [8] nghiên cứu động thái

thảm thực vật rừng sau nương rẫy ở huyện Con Cuông, tỉnh Nghệ An chọn đối tượng là rừng tái sinh tự nhiên sau nương rẫy 1 năm, 2 năm, 4 năm, đã khẳng định trên cả ba khu rừng tái sinh tự nhiên sau nương rẫy từ 1 đến 4 năm

có tổ thành các lớp tái sinh tự nhiên khá phong phú Ngoài ra do ảnh hưởng của canh tác nương rẫy nên một số loài gặp ở chân đồi nhiều hơn và càng lên cao càng có xu hướng giảm dần Từ khi nương rẫy bắt đầu bỏ hoá, quá trình phục hồi tự nhiên của thảm thực vật khi đạt tới một thời gian thành thục, thành phần loài và số lượng cây gỗ trên một đơn vị điện tích nhất định có xu hướng giảm dần, đơn giản hoá để tái ổn định Tuy nhiên khả năng tái sinh của các loài sau nương rẫy rất chậm, đó là một trong những nguyên nhân dẫn đến

sự suy thái thảm thực vật rừng ở tỉnh Nghệ An Ngoài ra tác giả còn đưa ra một số kiến nghị nhằm hạn chế việc phát nương làm rẫy của đồng bào các dân tộc miền núi

Lâm Phúc Cố (1994) [6] nghiên cứu diễn thế rừng thứ sinh sau nương rẫy ở Púng Luông, Mù Cang Chải, tỉnh Yên Bái đã phân chia thành 5 giai đoạn và kết luận: diễn thế thứ sinh sau nương rẫy theo hướng đi lên tiến tới rừng cao đỉnh Tổ thành loài tăng dần theo các thời gian phát triển từ 4 loài (dưới 5 năm) tăng dần lên 5 loài (trên 25 năm) Rừng phục hồi có một tầng cây gỗ giao tán ở thời gian 10 tuổi và đạt độ tàn che 0,4

Lê Đồng Tấn (1993-1999) [25, 26, 27] nghiên cứu quá trình phục hồi tự

nhiên một số quần xã thực vật sau nương rẫy tại Sơn La theo phương pháp kết hợp điều tra ô tiêu chuẩn 400m2 cho các đối tượng là thảm thực vật phục hồi sau nương rẫy và theo dõi ô định vị 2000m2 Tác giả kết luận: mật độ cây tái sinh giảm dần từ chân đồi lên đỉnh đồi Tổ hợp loài cây ưu thế trên ba vị trí địa hình và 3 cấp độ dốc là giống nhau Sự khác nhau chính là hệ số tổ thành các loài trong tổ hợp đó

Qua điều tra đánh giá thực trạng canh tác nương rẫy các tỉnh Tây

Nguyên Đỗ Đình Sâm, Phạm Đình Tam, Nguyễn Trọng Khôi (2000) [22]

nhận thấy rằng: sau khi bỏ hoá 1 năm thảm thực vật đã phục hồi đạt độ che phủ trên 50% và sau 8 năm nếu không có tác động đốt phá thì độ che phủ đạt 85% có nơi 95% Đặc biệt là một số dạng rẫy trồng đậu xanh có thời gian đất nghỉ 1 năm là 8-9 tháng thì cây cỏ phục hồi cũng đạt độ che phủ 40% Sau khi

bỏ hoá từ 3 năm trở lên cây tái sinh mục đích đạt 1500 cây/ha Độ tàn che của những cây gỗ tái sinh cao trên 3m, đạt từ 0,2 ở đối tượng bỏ hoá 3 - 5 năm, đạt 0,3 ở đối tượng bỏ hoá trên 5 năm và đạt 0,4 ở đối tượng bỏ hoá trên 8 năm Như vậy ở dạng bỏ hoá trên 5 năm đã có khả năng đạt được mức độ rừng thưa và nếu có biện pháp bảo vệ thì độ tàn che có thể càng tăng lên

Đặng Kim Vui (2002) [37] khi nghiên cứu cấu trúc rừng phục hồi sau

nương rẫy ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên với đối tượng là rừng phục hồi tự nhiên ở các giai đoạn tuổi khác nhau, đã nghiên cứu về cấu trúc tổ thành loài, cấu trúc dạng sống, cấu trúc hình thái, mật độ, độ phủ, của các trạng thái rừng và kết luận: Tổng số loài cây của hệ sinh thái rừng phục hồi giảm dần khi giai đoạn tuổi tăng lên, đồng thời số loài cây gỗ tăng dần, số loài cây cỏ, cây bụi giảm nhanh Theo quá trình phục hồi, trạng thái rừng có sự thay đổi về tầng thứ và thành phần thực vật ở các tầng, ở giai đoạn cuối của quá trình phục hồi (từ 10 - 15 tuổi) rừng có cấu trúc 5 tầng rõ rệt Trên cơ sở

đó tác giả đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả phục hồi rừng sau nương rẫy

Tìm hiểu đặc điểm quá trình tái sinh, diễn thế tự nhiên của thảm thực vật cây gỗ trên đất bỏ hoá sau canh tác nương rẫy ở Bắc Kạn Tác giả Phạm Ngọc Thường (2003) [34] cho rằng: Tổ thành cây gỗ phụ thuộc vào mức độ thoái hoá đất Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao có dạng một đỉnh, từ giai đoạn II (3-6 năm), đến giai đoạn V (12-15 năm) được mô tả bởi phân bố Weibull Phân bố số cây theo mặt phẳng ngang dưới 7 năm là phân bố cụm, từ

7-15 năm là phân bố ngẫu nhiên và có xu hướng tiến dần đến phân bố đều Mật độ tái sinh giảm dần theo thời gian phục hồi Từ kết quả trên tác giả cho biết nếu sau nương rẫy thảm thực vật tái sinh không bị phá hoại thì rừng thứ sinh được phục hồi thông qua con đường tái sinh tự nhiên là thuận lợi Tuy nhiên, do tổ thành loài đơn giản nên trong điều kiện cho phép cần xúc tiến tái sinh tự nhiên bằng biện pháp tra dặm hạt giống, phát dây leo bụi dậm, kết hợp trồng bổ sung cây có giá trị kinh tế để nâng cao năng suất chất lượng rừng

Phạm Ngọc Thường (2003) [34] lựa chọn đối tượng là thảm thực vật rừng phục hồi sau nương rẫy ở các giai đoạn khác nhau xây dựng mô hình phục hồi rừng với quy mô 0,5 ha/ô mẫu, 5-10 ô mẫu/ mô hình/ địa điểm Và tìm kiếm các mô hình sử dụng đất bỏ hoá sau nương rẫy có hiệu quả ở địa phương để tìm hiểu các biện pháp tác động Kết quả điều tra, theo dõi một số

mô hình, tác giả kết luận: Mô hình khoanh nuôi tái sinh kết hợp trồng bổ sung, làm giàu rừng là mô hình dựa trên cơ sở triệt để lợi dụng tái sinh, diễn thế tự nhiên của thực vật chi phí ban đầu thấp, góp phần rút ngắn thời gian phục hồi rừng, cải thiện cấu trúc tổ thành, mật độ theo hướng làm tăng giá trị phòng hộ và kinh tế của rừng trong hiện tại cũng như trong tương lai Một số loài cây như: Hồi, Lát hoa, Quế là những cây có giá trị kinh tế, phù hợp với điều kiện tự nhiên của địa phương, được người dân lựa chọn, đó là những cây

có triển vọng phù hợp với biện pháp kỹ thuật khoanh nuôi tái sinh kết hợp trồng bổ sung và làm giàu rừng

Cũng theo tác giả Phạm Ngọc Thường (2003) [34] thì đất bỏ hoá sau canh tác nương rẫy bị rửa trôi mạnh nên nghèo dinh dưỡng, độ chua cao Thực vật chỉ thị là nhóm loài cây sim, mua, thành ngạnh, Thảm thực vật rừng phục hồi tự nhiên là thành phần quan trọng nhất để biến đổi tính chất đất sau canh tác nương rẫy Cùng với thời gian phục hồi thảm thực vật thì các đặc tính lý, hoá đất, số lượng vi sinh vật đất thay đổi theo chiều hướng tăng

độ phì, cải thiện thành phần cơ giới đất

Các công trình nghiên cứu về thoái hoá và phục hồi đất sau canh tác nương rẫy còn hạn chế, một số tác giả như: Bùi Quang Toản (1990) [28] nghiên cứu xói mòn trên đất canh tác nương rẫy ở Tây Bắc, Nguyễn Tử Siêm

và Thái Phiên [23] trên nhiều vùng đất đồi ở miền Bắc (1965, 1986, 1995, 1998) Nhìn chung các nghiên cứu trên đã khẳng định xói mòn, rửa trôi là nguy cơ căn bản làm cho đất dốc ở Việt Nam nói chung và đất canh tác nương rẫy nói riêng nhanh chóng bị thoái hoá Vì vậy, trong sử dụng đất bền vững phải có biện pháp chống xói mòn, rửa trôi

Phục hồi đất sau canh tác nương rẫy còn ít được quan tâm nghiên cứu Lê Đồng Tấn (1999)[27] đã nghiên cứu một số tính chất hoá học và dinh dưỡng của đất qua các giai đoạn diễn thế phục hồi rừng tự nhiên trên đất sau nương rẫy ở Sơn

La Tác giả nhận xét: tính chất hoá học và dinh dưỡng đất được cải thiện dần qua các giai đoạn diễn thế từ trảng cỏ đến rừng thứ sinh, hàm lượng mùn tăng, độ chua giảm và các chất dễ tiêu được tích luỹ nhưng chậm

Qua các nghiên cứu về canh tác nương rẫy ở Việt Nam cho thấy điều kiện canh tác nương rẫy hiện nay đã khác xa so với trước đây Tập quán canh tác nương rẫy của các dân tộc khác nhau liên quan đến sự thoái hoá đất nên ảnh hưởng khác nhau đến quá trình phục hồi rừng

Tóm lại, trong thời gian qua đã có nhiều kết quả nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng, những công trình đề cập ở trên là những định hướng quan trọng cho việc giải quyết các vấn đề nghiên cứu của đề tài Cho đến nay, vấn đề nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy còn ít, đặc biệt là ở huyện Lục Nam tỉnh Bắc Giang vấn đề này còn khá mới mẻ Trên cơ sở lựa chọn và vận dụng những kết quả của các tác giả đi trước để nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng phục hồi tự nhiên sau nương rẫy, từ đó đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp, đáp ứng mục tiêu kinh doanh, góp phần khôi phục và phát triển rừng hiện có

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

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

2.1.1 Về lý luận

Bổ sung những hiểu biết về đặc điểm cấu trúc và tái sinh của rừng phục hồi tự nhiên sau nương rẫy, góp phần làm sáng tỏ cơ sở khoa học cho việc khoanh nuôi phục hồi rừng tự nhiên sau nương rẫy tại khu vực nghiên cứu

2.1.2 Về thực tiễn

Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh tác động nhằm phát triển rừng phục hồi sau nương rẫy có hiệu quả tại khu vực nghiên cứu

2.2 Phạm vi và giới hạn của đề tài

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các trạng thái rừng phục hồi tự nhiên sau nương rẫy ở các giai đoạn phục hồi khác nhau: 7 năm, 10 năm, 15 năm ít bị tác động của các yếu tố bên ngoài tại huyện Lục Nam tỉnh Bắc Giang

2.2.2 Giới hạn vấn đề nghiên cứu

- Nội dung:

Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc tầng cây cao và đặc điểm tái sinh tự nhiên Đồng thời nghiên cứu ảnh hưởng một số nhân tố sinh thái chủ đạo (độ tàn che, độ che phủ của cây bụi, thảm tươi, địa hình, tác động của con người) đến tái sinh tự nhiên của các trạng thái rừng phục hồi Đề xuất một số biện pháp pháp kỹ thuật lâm sinh tác động nhằm nâng cao hiệu quả tái sinh tự nhiên của rừng

- Địa bàn nghiên cứu:

Căn cứ vào số liệu thống kê về diện tích rừng và đất rừng của huyện Lục Nam tỉnh Bắc Giang, địa điểm nghiên cứu của đề tài là 02 xã có diện tích rừng

tự nhiên phục hồi lớn nhất trong huyện, đó là Xã Trường Sơn và Xã Lục Sơn huyện Lục Nam tỉnh Bắc Giang

- Đề xuất biện pháp tác động

Đề tài chỉ đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm nâng cao hiệu quả phục hồi rừng sau nương rẫy trên cơ sở đặc điểm cấu trúc rừng và tái sinh nghiên cứu

2.3 Nội dung nghiên cứu

2.3.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao của rừng phục hồi sau nương rẫy ở các giai đoạn phục hồi khác nhau

1- Cấu trúc tổ thành và mật độ tầng cây cao

2- Dạng sống tầng cây cao

3- Cấu trúc tầng thứ và độ tàn che

4- Phân bố số cây theo đường kính (n/D1.3)

5- Phân bố số cây theo chiều cao (n/Hvn)

2.3.2 Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên của các trạng thái rừng phục hồi

- Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tổ thành cây tái sinh

- Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc mật độ và tỷ lệ cây tái sinh triển vọng

- Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh

- Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao

- Phân bố cây tái sinh trên mặt phẳng nằm ngang

- Một số nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh tự nhiên

2.3.3 Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh cho các trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Quan điểm phương pháp luận

Vận dụng quan điểm về "sinh thái phát sinh quần thể" trong thảm thực

vật rừng nhiệt đới của Thái Văn Trừng (1978) [35] để nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên phục hồi rừng sau nương rẫy, tức là sự hình thành những kiểu thảm thực vật, những xã hợp thực vật dưới tác động của những nhóm nhân tố sinh thái trong hoàn cảnh bên ngoài quần thể

Cấu trúc và sinh thái rừng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau Bất kỳ một quy luật cấu trúc quần thể nào cũng đều có nội dung sinh thái học bên trong của

nó Không quán triệt quan điểm sinh thái trong khi nghiên cứu cấu trúc rừng thì sẽ không có cơ sở khoa học để giải thích những quy luật cấu trúc của quần thể thực vật Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi

Cấu trúc của lớp thảm thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên,

là sản phẩm của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống Do đó, cấu trúc rừng phản ánh mối quan hệ giữa sinh vật với nhau và giữa sinh vật với môi trường, ở đây là mối quan hệ giữa cây rừng với cây rừng và giữa cây rừng với hoàn cảnh rừng 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 Trên quan điểm sản lượng thì cấu trúc rừng phản ánh sức sản xuất của rừng theo điều kiện lập địa

Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, 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 Tái sinh rừng thúc đẩy việc hình thành cân bằng sinh học trong rừng bảo đảm cho rừng tồn tại liên tục [16]

Nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc đề xuất các biện pháp lâm sinh tác động vào rừng đáp ứng mục tiêu kinh doanh Vì vậy việc nghiên cứu các nhân tố cấu trúc cũng như ảnh hưởng của chúng đến lớp cây tái sinh là việc làm cần thiết Mọi sự can thiệp của con người thông qua các biện pháp kỹ thuật lâm sinh chỉ có thể đạt được khi giải quyết hài hoà quy luật sinh tồn của hệ sinh thái rừng và lợi ích con người

Vận dụng quan điểm và phương pháp luận đã trình bày ở trên để phân chia đối tượng nghiên cứu theo thời gian bỏ hoá kế tiếp nhau Thời gian bỏ hoá được xác định khi điều tra phỏng vấn người dân trực tiếp canh tác mảnh nương

trước khi bỏ hoá, kết hợp phỏng vấn trưởng thôn, bản hiểu rõ lịch sử canh tác nương rẫy của thôn, bản

Phương pháp nghiên cứu khái quát theo sơ đồ sau:

THU THẬP THÔNG TIN CƠ BẢN

- Điều kiện khí hậu - thổ nhưỡng

- Điều kiện kinh tế - xã hội

- Thông tin về diện tích đất đai, rừng phục hồi

ĐIỀU TRA KHẢO SÁT TỔNG

THỂ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

CHỌN ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

PHÂN CHIA THEO

TRÚC

ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KTLS

ĐẶC ĐIỂM TÁI SINH

2.4.2 Phương pháp thu thập số liệu

2.4.2.1 Ngoại nghiệp

a Phương pháp thu thập 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

Trên cơ sở tài liệu thu thập được về diện tích đất đai và bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng, chúng tôi tiến hành điều tra, khảo sát sơ bộ khu vực nghiên cứu

b Điều tra thực tế

* Lập ô tiêu chuẩn (ÔTC):

Với mỗi giai đoạn phục hồi, đề tài tiến hành lập 3 ÔTC điển hình tạm thời

ở các vị trí chân đồi, sườn đồi, đỉnh đồi có diện tích 2.000 m2 theo phương pháp điều tra lâm học Như vậy, mỗi xã cần phải lập 9 ÔTC , tổng số ÔTC của đề tài cần phải lập là 18 ÔTC

* Điều tra tầng cây cao:

Trong các ÔTC mô tả các chỉ tiêu như vị trí, độ dốc, hướng phơi, độ cao, lịch sử canh tác nương rẫy, thời gian bỏ hoá, sau đó xác định tên loài và các chỉ tiêu sinh trưởng của tầng cây cao, nếu loài nào chưa rõ thì thu thập tiêu bản để giám định:

- Đo đường kính ngang ngực (D1,3, cm) được đo bằng thước kẹp kính với

độ chính xác đến mm

- Chiều cao vút ngọn (HVN, m) và chiều cao dưới cành (HDC, m) được đo bằng thước đo cao

- Đường kính tán lá (DT, m) được đo bằng thước dây có độ chính xác đến

dm, đo hình chiếu tán lá trên mặt phằng ngang theo hai hướng Đông Tây và

Nam Bắc, sau đó tính trị số bình quân Kết quả đo được thống kê vào phiếu điều tra tầng cây cao

* Xác định độ tàn che:

Dùng phương pháp vẽ trắc đồ rừng theo phương pháp của Richards và Davis (1934) [65], biểu diễn trên giấy kẻ ô ly với dải rừng có diện tích 500m2

(10 x 50m) tỷ lệ 1/200, sau đó tính diện tích tán che trên giấy kẻ ly, tính tỷ lệ %

* Điều tra cây tái sinh:

Trên ÔTC, lập 5 ÔDB có diện tích 25 m2 (5m x 5m), 04 ÔDB ở 4 góc và

01 ÔDB ở giữa Thống kê tất cả cây tái sinh 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:

- Xác định nguồn gốc cây tái sinh

- Điều tra khoảng cách giữa các cây tái sinh: Trên ÔTC, chọn cây tái sinh bất kỳ, đo khoảng cách từ cây tái sinh đã chọn đến cây tái sinh gần nhất bằng thước dây với độ chính xác đến cm Mỗi giai đoạn phục hồi đo 30 khoảng cách, kết quả ghi vào phiếu điều tra khoảng cách cây tái sinh

- Ở các giai đoạn phục hồi tiến hành đào phẫu diện đất (06 PD) để tiến hành phân tích đặc điểm lý tính của đất ảnh hưởng đến tái sinh tự nhiên

* Điều tra tầng cây bụi, thảm tươi:

Lập 5 ÔDB có diện tích 25m2 (5m x 5m) được bố trí 04 ÔDB ở 4 góc và 01 ÔDB ở giữa của ÔTC

+ Điều tra cây bụi (shrubs) theo các chỉ tiêu: tên loài chủ yếu, số lượng

khóm (bụi), chiều cao bình quân, độ che phủ trung bình của từng loài trên ÔDB, kết quả ghi vào phiếu điều tra cây bụi

+ Điều tra thảm tươi (ground cover vegetation) theo các chỉ tiêu: loài chủ

yếu, chiều cao bình quân, độ che phủ bình quân của loài và tình hình sinh trưởng

của thảm tươi trên ÔDB Để xác định độ che phủ của tầng cây bụi, thảm tươi đề tài dùng phương pháp dùng thước dây đo theo 2 đường chéo của ÔDB, đo từng đường chéo một và tính trên thước dây những đoạn bị tán của cây bụi hoặc thảm tươi che kín, chia đoạn này cho tổng độ dài đường chéo thì sẽ ra độ che phủ, sau

đó cộng kết quả của hai lần tính trên hai đường chéo và chia trung bình ta sẽ có

độ che phủ trung bình của một ÔDB Ngoài ra để xác định độ nhiều đề tài sử dụng cách xác định độ nhiều của Drude

Bảng 2.1 - Ký hiệu độ nhiều của thực bì theo Drude

Soc Thực vật mọc rộng khắp che phủ 75-100% diện tích

Cop 3 Thực vật mọc rất nhiều che phủ 50-75% diện tích

Cop 2 Thực vật mọc nhiều, che phủ 25-50% diện tích

Cop 1 Thực vật mọc tương đối nhiều, che phủ 5-25% diện tích

SP Thực vật mọc ít, che phủ 5% trở xuống

Sol Thực vật mọc rải rác phân tán

Un Một vài cây cá biệt

Gr Thực vật phân bố không đều, mọc từng khóm

* Phương pháp điều tra dạng sống của thực vật

Tiến hành thống kê tất cả các loài thực vật bắt gặp trên các ÔTC của khu vực nghiên cứu

% G

% N

Trong đó: IVi% là tỷ lệ tổ thành (chỉ số quan trọng: Important Value) 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

b Mật độ:

Công thức xác định mật độ như sau:

10.000S

n

Trong đó: n: Số lượng cá thể của loài hoặc tổng số cá thể trong ÔTC

S: Diện tích ÔTC (m2)

c Cấu trúc tầng thứ và độ tàn che của các trạng thái rừng

Xác định độ tàn che: kết hợp quan trắc và phẫu đồ ngang để xác định tỉ lệ che phủ (%) hình chiếu tán cây rừng so với bề mặt đất rừng

Xác định phân bố số cây theo đường kính (N/D1.3) và số cây theo chiều cao (N/Hvn):

Tính các đặc trưng mẫu theo chương trình thống kê mô tả, chia tổ ghép nhóm các trị số quan sát theo công thức kinh nghiệm của Brooks và Carruthere

m = 5.lgn

m

Xmin Xmax

Trong đó: m là số tổ

K: cự ly tổ

Xmax, Xmin là trị số quan sát lớn nhất và nhỏ nhất

Căn cứ vào phân bố thực nghiệm, tiến hành mô hình hoá quy luật cấu trúc tần số theo những phân bố lý thuyết khác nhau

Phân bố giảm (phân bố mũ)

Phân bố giảm dạng hàm Meyer để mô phỏng quy luật cấu trúc tần số số cây theo đường kính (N/D1.3), số cây theo chiều cao (N/Hvn) ở những lâm phần hỗn giao, khác tuổi qua khai thác chọn không quy tắc nhiều lần Hàm Meyer có dạng:

ft = .e-x (2-4) Trong đó: ft là tần số quan sát, x là cỡ kính hoặc cỡ chiều cao

,  là hai tham số của hàm Meyer Phân bố Weibull: Là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên liên tục với miền giá trị (0,+ ), hàm mật độ có dạng:

α 1 λ.xα

e α.λ.x

1 i

Trong đó:  =f0/n, với f0 là tần số quan sát tuyệt đối ứng với tổ đầu tiên

n là dung lượng mẫu

X = (xi – x1)/k với k là cự ly tổ, xi là trị số giữa cỡ đường kính (chiều cao) thứ i, x1 là trị số giữa cỡ đường kính ( chiều cao) tổ thứ nhất Như vậy X lấy các giá trị  0, là những số tròn

* 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 χ

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-)

g Dạng sống của thực vật rừng:

Đề tài này sử dụng phương pháp phân loại dạng sống của Raunkiaer (1934) Cơ sở phân chia dạng sống của Raunkiaer là sự khác nhau về khả năng thích nghi của thực vật trong thời gian bất lợi của một năm, ông chọn vị trí của chồi nằm ở đâu trên mặt đất trong suốt thời gian bất lợi của năm Ông chia làm 5 dạng sống cơ bản:

1 Dạng sống thứ nhất (Ph): Cây có chồi trên đất (Phanerophytes)

2 Dạng sống thứ hai (Ch): Cây có chồi sát mặt đất (Chamephytes)

3 Dạng sống thứ ba (He): Cây có chồi nửa ẩn (Hemicryptophytes)

4 Dạng sống thứ tư (Cr): Cây chồi ẩn (Cryptophytes)

5 Dạng sống thứ năm (Th): Cây chồi một năm (Therophytes)

- Phương pháp nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng

a Tổ thành cây tái sinh

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

m

ni n

m

1 i





Nếu: ni 5% thì loài đó được tham gia vào công thức tổ thành

ni < 5% thì loài đó không được tham gia vào công thức tổ thành

b 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

n 10.000

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

c 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

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

d Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao

Thống kê số lượng cây tái sinh theo 4 cấp chiều cao: < 0,5m; 0,5-1m; 2m và trên 2m Vẽ biểu đồ biểu diễn số lượng cây tái sinh theo cấp chiều cao

1-e Phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng ngang

Để tài nghiên cứu hình thái phân bố của cây tái sinh trên bề mặt đất thông qua xác định khoảng cách từ một cây tái sinh chọn ngẫu nhiên đến cây gần nhất

Sử dụng tiêu chuẩn U (phân bố chuẩn) của Clark và Evans

0,26136

n.0,5λr

(2-14)

Trong đó: r là giá trị bình quân của n lần quan sát khoảng cách gần nhất

 là mật độ cây tính trên đơn vị diện tích (m2)

n là số lần đo khoảng cách giữa các cây tái sinh

Nếu: - 1,96 <U< 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố ngẫu nhiên

U > 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố đều

U < -1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố cụm

f Một số nhân ảnh hưởng đến tái sinh tự nhiên

* Độ tàn che tầng cây cao

* Cây bụi, thảm tươi

* Địa hình

Từ kết quả nghiên cứu đề tài tổng hợp số liệu theo từng vị trí địa hình như chân đồi, sườn đồi, đỉnh đồi để thấy được sự ảnh hưởng của nó đến mật độ, số loài, tỷ lệ cây triển vọng, chất lượng cây tái sinh ở mỗi địa phương

* Tác động của con người

Qua phỏng vấn người dân và điều tra thực tế tôi nhận thấy con người có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng phục hồi tái sinh rừng Thể hiện thông qua tập quán canh tác, phát nương làm rẫy, đây là áp lực lớn đối với việc khôi phục và phát triển rừng ở khu vực nghiên cứu