TÊN TIỂU LUẬN: “NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH RỪNG TỰ NHIÊN TRẠNG THÁI RỪNG TRUNG BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHỤC HỒI VÀ PHÁT TRIỂN RỪNG”

TIỂU LUẬN CAO HỌC MÔN HỌC ĐIỀU TRA RỪNG TÊN TIỂU LUẬN: “NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH RỪNG TỰ NHIÊN TRẠNG THÁI RỪNG TRUNG BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHỤC HỒI VÀ PHÁT TRI

TIỂU LUẬN CAO HỌC MÔN HỌC ĐIỀU TRA RỪNG

TÊN TIỂU LUẬN: “NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU

TRÚC VÀ TÁI SINH RỪNG TỰ NHIÊN TRẠNG THÁI RỪNG TRUNG BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHỤC HỒI VÀ PHÁT TRIỂN RỪNG”

Huế, tháng 08 năm 2017

TIỂU LUẬN CAO HỌC MÔN HỌC ĐIỀU TRA RỪNG

TÊN TIỂU LUẬN:

“NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH RỪNG TỰ NHIÊN TRẠNG THÁI RỪNG TRUNG BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT

GIẢI PHÁP PHỤC HỒI VÀ PHÁT TRIỂN RỪNG”

Gíao viên hướng dẫn: TS Hoàng Văn Dưỡng Học viên thực hiện: Phạm Xuân Thủy

Huế, tháng 08 năm 2017

ĐẶT VẤN ĐỀ

Vấn đề sử dụng bến vững các nguồn tài nguyên hiện nay là một trong những mục tiêu quan trọng của con người Rừng là nguồn tài nguyên có thể tái tạo được, nó trở nên vô cùng quý giá Xã hội càng phát triển thì vai trò của rừng càng trở nên quan trọng Con người ngày càng nhận thức rõ vai trò cũng như sự ảnh hưởng nhiều mặt của rừng Do đó cần có sự xem xét nhìn nhận đứng đắn nguồn tài nguyên quí báu này

Hiện nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam, diện tích và chất lượng rừng ngày càng suy giảm Nguyên nhân là do hậu quả của chiến tranh và sự sai lầm, lỏng lẻo trong việc quản lý, bảo vệ, khai thác sử dụng không hợp lý cộng với sự gia tăng dân số, nạn thiếu lương thực, trình độ văn hóa yếu kém, phong tục tập quán canh tác lạc hậu đã làm cho rừng ngày càng suy kiệt cả về diện tích, chất lượng lẫn đa dạng sinh học

Ngày nay, khi xã hội phát triển, con người với kiến thức và sự nhìn nhận đứng đắn hơn thì vai trò của rừng ngày càng được đánh giá cao hơn Con người đã biết sử dụng tài nguyên rừng một cách hợp lý bằng cách đi sâu nghiên cứu các giải pháp lâm sịnh tác động vào rừng Tuy nhiên, trước một đối tượng nghiên cứu phức tạp và đa dạng đòi hỏi phải có quá trình ngiên cứu lâu dài và tỷ mỉ

Trong quá trình nghiên cứu lâm sịnh học thì nghiên cứu cấu trúc rừng

là việc làm quan trọng nhằm tìm hiểu sự sắp xếp, tổ chức nội bộ của thành phần loài trong lâm phần với sự ổn định tương đối trong một giai đoạn phát triển nhất định, quy luất cấu trúc rừng là cơ sở khoa học để nghiên cứu sinh thái học, sinh thái rừng và đặc biệt là tìm ra giải pháp lâm sinh hữu hiệu để tác động vào quá trình sinh trưởng và phát triển của lâm phần nhằm nâng cao năng suất, chất lượng trong kinh doanh rừng đảm bảo yêu cầu sử dụng rừng bền vững, lâu dài và liên tục nhằm đáp ứng, phục vụ ngày càng tốt hơn nhu cầu sử dụng của con người

Nhằm góp phần vào việc phục vụ sản xuất kinh doanh rừng Trong

môn học này, tôi thực hiện tiểu luận” Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc

và tái sinh rừng tự nhiên trạng thái rừng trung bình và đề xuất giải pháp phục hồi và phát triển rừng”

Phần 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Cấu trúc rừng tự nhiên đã được nhiều tác giả trong và ngoài nước nghiên cứu từ những năm đầu của thê kỷ XX các nhà nghiên cứu đều quan tâm đến xây dựng một cấu trúc tối ưu, tận dụng triệt để không gian dinh dưỡng tạo điều kiện cho cây rừng sinh trưởng và phát triển tốt nhất Dưới đây xin trích dẫn một số công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên trong và ngoài nước

1.1 Trên thế giới

Đã có rất nhiều nhà khoa học lâm nghiệp nghiên cứu về vấn đề này, tiêu biểu là Baur.G.N (1964) và O.dum EP (1971) Qua đó, đã làm sáng tỏ khái niệm hệ sinh thái rừng, đây là cơ sở nghiên cứu các nhân tố cấu trúc đứng trên quan điểm sinh học

Richard P.W (1952) đã 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 gỗ Ông đã chia rừng mưa nhiệt đới ở Nigeria thành 6 tầng dựa trên các dạng sống, tầng phiến, tầng thứ … , tuy nhiên đây thực chất chỉ là các lớp chiều cao

1.2 Ở Việt Nam

* Nghiên cứu cấu trúc tầng thứ

Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978) đã mô tả cấu trúc tầng thứ rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới ở Việt Nam với tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết Nguyễn Văn Trương (1983) khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài đã xem xét định lượng, phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới Còn theo

Vũ Đình Phương (1988) rừng lá rộng thường xanh ở miền Bắc nước ta ở giai đoạn ổn định có 3 tầng

* Nghiên cứu các qui luật phân bố và tương quan trong lâm phần

* Nghiên cứu về phân bố số cây theo đường kính

Thống kê các công trình nghiên cứu về rừng tự nhiên ở Việt Nam cho thấy phân bố N/D của tầng cây cao có các dạng chính sau:

- Dạng phân bố giảm liên tục và có nhiều đỉnh răng cưa

- Dạng một đỉnh hình chữ J

Từ kết quả nghiên cứu rừng tự nhiên của Đồng Sỹ Hiền (1974) cho thấy dạng tổng quát của phân bố N/D là phân bố giảm, nhưng do quá trình khai thác chọn thô không theo quy tắc nên đường thực nghiệm có dạng hình răng cưa và ông đã sử dụng hàm Meyer để mô phỏng quy luật cấu trúc đường kính cây rừng Nguyễn Hải Tuất (1986) sử dụng phân bố khoảng cách mô tả phân bố thực nghiệm dạng một đỉnh ở ngay sát cỡ kính bắt đầu đo Bảo huy (1993) cho rằng phân bố khoảng cách thích hợp hơn các dang phân bố khác Trần Văn Con (1999), Trần Xuân Thiệp (1995), Lê Sáu (1996), Trần Cẩm Tú (1999) thì lại cho rằng hàm Weibull thích hợp hơn cả Đào Công Khanh (1996) cho rằng dạng tần số tích lũy thích hợp vì biến động của đường thực nghiệm này nhỏ hơn rất nhiều so với biến động số cây hay phần trăm số cây ở các cỡ kính Việc nghiên cứu phân bố N/D trong thời gian gần đây không chỉ dừng lại ở mục đích phục vụ công tác điều tra, như xác định tổng tiết diện ngang , trữ lượng mà còn xây dựng cơ sở khoa học cho các giải pháp kỹ thuật lâm sinh trong nuôi dưỡng rừng, làm giàu rừng

* Nghiên cứu về phân bố số cây theo chiều cao

Theo nghiên cứu của Đồng Sỹ Hiền (1974), phân bố số cây theo chiều cao 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 [10] Các tác giả: Bảo Huy (1993), Đào Công Khanh (1996), Lê Sáu (1996), Trần Cẩm Tú (1999) đều có nhận xét chung là phân bố N/H có dạng đường cong một đỉnh, nhiều đỉnh răng cưa và mô tả thích hợp nhất bằng hàm Weibull [35]

* Nghiên cứu về tương quan giữa chiều cao vút ngọn với đường kính ngang ngực

Giữa chiều cao và đường kính ngang ngực của các cây trong lâm phần tồn tại mối liên hệ chặt chẽ Mối liên hệ này không chỉ giới hạn trong một lâm phần mà tồn tại ngẫu nhiên trong nhiều lâm phần, trong nhiều loài cây Khi nghiên cứu nó không cần xét đến điều kiện lập địa và tuổi Nếu sắp xếp các cây trong lâm phần vào đồng thời vào các cỡ kính và cỡ chiều cao chúng ta sẽ thu được bảng tương quan H-D; khi biểu thị bảng tương quan này lên biểu đồ

sẽ được một đường zíc zắc Đó là cơ sở để xác định đường cong chiều cao lâm phần

Vũ Nhâm (1988) và Ngọc Giao (1995) dùng phương trình logarit một chiều xác lập tương quan H-D cho các lâm phần thông đuôi ngựa

Bảo Huy (1993) khi nghiên cứu tương quan H/D của một số loài cây ưu thế như bằng lăng, cẩm xe, Kháo, … ở rừng rụng lá và nửa rụng lá vùng tây nguyên

* Nghiên cứu về tương quan giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực

Đường kính tán là chỉ tiêu quan trọng trong việc xác định mật độ tối ưu

và các chỉ tiêu khác, nhưng đường kính tán là đại lượng khó đo đếm Vì vậy,

đã có những công trình nghiên cứu trong nước về tương quan Dt với các đại lượng khác Vũ Đình Phương đã khẳng định mối quan hệ mật thiết của Dt và

D của cây rừng tồn tại ở dạng đường thẳng, tác giả đã thiết lập quan hệ này

cho một số loài cây lá rộng như: Ràng ràng, Vạng trứng, Lim xanh, Chò chỉ,

… trong lâm phần hỗn giao khác tuổi để phục vụ công tác điều chế rừng [31]

1.2.3 Nghiên cứu tái sinh rừng

Trần Ngũ Phương (1965) khi nghiên cứu rừng nhiệt đới ở Việt Nam đã nhấn mạnh, rừng tự nhiên có nhiều tầng, khi một tầng nào đó của rừng bắt đầu già cỗi thì nó đã chuẩn bị cho bản thân một lớp cây con tái sinh để sau này sẽ thay thế khi nó bị tiêu vong [32]

Phùng Ngọc Lan (1964) đã nêu kết quả tra dặm hạt Lim xanh dưới tán rừng ở lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn Ngay từ giai đoạn nảy mầm,

bọ xít là nhân tố gây ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ nảy mầm [29]

Thái Văn Trừng (1978) [43] khi nghiên cứu về “Thảm thực vật rừng

Việt Nam” đã kết luận: Ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và điều khiển

quá trình tái sinh tự nhiên trong rừng Khi các điều kiện của môi trường như đất rừng, nhiệt độ, độ ẩm dưới tán rừng chưa thay đổi thì các loài cây tái sinh không có những biến đổi lớn và cũng không diễn thế một cách tuần hoàn trong không gian và theo thời gian mà diễn thế theo những phương thức tái sinh có quy luật nhân quả giữa sinh vật và môi trường

Vũ Tiến Hinh (1991) [17] khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên tại Hữu Lũng (Lạng Sơn) và vùng Ba Chẽ (Quảng Ninh) đã nhận thấy rằng,

hệ số tổ thành tính theo % số cây của tầng tái sinh và tầng cây cao có liên quan chặt chẽ với nhau Các loài có hệ số tổ thành ở tầng cây cao càng lớn thì

hệ số tổ thành ở tầng tái sinh cũng vậy

Ở nước ta, nhiều khu vực vẫn phải dựa 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 để từ đó có thể đề xuất những biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp

Phần 2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Trong phạm vi giới hạn về thời gian, cũng như theo yêu cầu của tiểu luận chỉ mong đợi đóng góp bước đầu trong nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng làm cơ sở đề xuất giải pháp phục hồi và phát triển rừng

Vì vậy, tiểu luận được giới hạn trong phạm vi và đối tượng như sau:

* Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là số liệu điều tra trạng thái rừng trung bình cho trước với 03 ô tiêu chuẩn diện tích mỗi ô là 2000m2 và 15 ô dạng bản điều tra tái sinh tại khu bảo tồn thiên nhiên Bà Nà Núi Chúa

Phần 3 MỤC TIÊU - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Mục tiêu chung

Tiểu luận được thực hiện sẽ góp thêm sự hiểu biết về cấu trúc rừng tự nhiên ở khu bảo tồn thiên nhiên Bà Nà Núi Chúa; làm cơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật làm cơ sở đề xuất giải pháp phục hồi và phát triển rừng tại khu vực nghiên cứu

3.2 Mục tiêu cụ thể

+ Xác định được một số đặc điểm cấu trúc tầng cây cao;

+ Xác định được một số đặc điểm cấu trúc tái sinh rừng;

+ Đề xuất được đề xuất giải pháp phục hồi và phát triển rừng tại khu vực nghiên cứu

3.3 Nội dung nghiên cứu

2.3 Nội dung nghiên cứu

2.3.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao

2.3.1.1 Nghiên cứu quy luật cấu trúc đường kính

- Phân bố số cây theo đường kính

- Phân bố số loài theo đường kính

- Phân bố số cây theo chiều cao

- Phân bố số loài theo chiều cao

2.3.1.2 Nghiên cứu quy luật tương quan chiều cao với đường kính

2.3.1.3 Xác định công thức tổ thành

2.3.2 Nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng

2.3.2.1 Tổ thành cây tái sinh

2.3.2.2 Nguồn gốc, số lượng, chất lượng cây tái sinh

2.3.2.3 Phân bố cây tái sinh theo chiều cao

2.3.2.4 Xác định mật độ và phân bố cây tái sinh có triển vọng theo chiều cao

2.3.2.5 Phân bố hình thái cây tái sinh trên mặt đất

2.3.3 Đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh góp phần quản lý tài nguyên rừng bền vững.

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp luận tổng quát

Từ số liệu điều tra rừng đã cho trước, sử dụng các phương pháp thống kê toán học để xử lý, phân tích, tổng hợp số liệu và tính toán đảm bảo độ chính xác cần thiết trong nghiên cứu khoa học nhằm đáp ứng được mục tiêu nghiên cứu của tiểu luận.

2.4.3 Phương pháp xử lý số liệu

2.4.3.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao

a Xác định công thức tổ thành

Tổ thành là nhân tố biểu thị tỷ trọng của mỗi loài cây hay nhóm loài cây nào đó chiếm trong lâm phần Lâm phần chỉ có 1 loài duy nhất được gọi

là lâm phần thuần loài, lâm phần có 2 loài trở lên gọi là lâm phần hỗn giao Việc xác định công thức tổ thành rất cần thiết trong nghiên cứu cấu trúc lâm phần, biết được loài nào chiếm chủ yếu, loài mục đích chiếm tỉ lệ bao nhiêu,

từ đó đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý tác động vào rừng

Công thức biểu thị hệ số tổ thành của các loài cây được gọi là công thức tổ thành Nó bao gồm các chữ cái viết tên loài cây và hệ số phần 10 của trữ lượng hoặc tiết diện ngang của các loài cây trong lâm phần Trong tiểu luận, hệ số tổ thành được xác định theo công thức:

2

%

%

IV  

Trong đó:

+ IV%: hệ số tổ thành

+ Ni%: tỉ lệ % số cây của loài i trong OTC

+ Gi%: tỉ lệ % tổng tiết diện ngang của loài i trong OTC

Theo Daniel Marmill, những loài cây có IV>5% là những loài có ý nghĩa về mặt sinh thái Theo Thái Văn Trừng (1978), trong một lâm phần nhóm loài cây nào đó chiếm từ 40-50% tổng cá thể của tầng cây cao thì loài hay nhóm loài đó được coi là nhóm loài ưu thế

b Quy luật cấu trúc đường kính

Có nhiều phương pháp khác nhau để mô tả quy luật cấu trúc, phương pháp mô tả bằng thực nghiệm và phương pháp mô hình hoá Phương pháp mô

tả bằng thực nghiệm đơn giản dễ thực hiện đã sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu sinh thái học Phương pháp mô hình hoá khá chính xác nhưng có nhiều trường hợp rất phức tạp, khó sử dụng trong thực tế Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, để mô phỏng qui luật phân bố cây rừng, đề tài sử dụng phương pháp mô hình hoá

b1 Quy luật phân bố số cây theo đường kính

Lập phân bố, tính toán các đặc trưng mẫu:

- Phân bố số cây theo đường kính được xác định bằng Excel (Tools\ Data Analysis\ Histogram)

- Tính toán các đặc trưng mẫu bằng Excel (Tools\ Data Analysis\ Descriptve Statistics)

- Mô hình hóa quy luật phân bố

Qua tham khảo các công trình nghiên cứu của các tác giả đi trước, sau khi khảo sát phân bố thực nghiệm đề tài sử dụng hàm Meyer và khoảng cách

để mô phỏng quy luật phân bố số cây theo đường kính ngang ngực, số loài theo đường kính ngang ngực

* Sử dụng hàm Meyer để mô hình hóa các quy luật phân bố:

Trong lâm nghiệp, người ta thường vận dụng phân bố giảm dạng hàm Meyer để nắn các phân bố thực nghiệm số cây theo đường kính

Hàm Meyer có dạng: Y e x

 



Trong đó  và  là 2 tham số của hàm Meyer Để xác định 2 tham số này, logarit hóa phương trình trên:

lgY  lg    x

Đặt: lny = yˆ ; lg =a; - = b

Nhận được phương trình hồi quy tuyến tính một lớp:

yˆ = a + bx

Kiểm tra giả thuyết về luật phân bố bằng tiêu chuẩn 2

n

 :









m

i l

l i n

f

f f

1

2



- Nếu: 2

n

   052  H

0 (tra bảng với bậc tự do k=m-r-1) thì phân bố lý thuyết phù hợp với phân bố thực nghiệm

- Nếu: 2

n

 > 2

05

  H

0 (tra bảng với bậc tự do k=m-r-1) thì phân bố lý thuyết không phù hợp với phân bố thực nghiệm

(m: số tổ sau khi gộp, r: số tham số của phân bố)

* Sử dụng phân bố khoảng cách để mô tả phân bố thực nghiệm:

Phân bố khoảng cách là hàm phân bố xác xuất của biến ngẫu nhiên đứt quãng, hàm toán học có dạng:

F(x) = 





 )( 1 ) 1 1

y







 1 0

x x

Trong đó:

n











i

i x f

f

(



Với: f0 là tần số quan sát tổ thứ nhất

n là dung lượng mẫu Nắn phân bố thực nghiệm theo phân bố khoảng cách:

D ft xi fixi Px fl (ft-fl)2/fl

Xi = Di Dmin

K



Kiểm tra giả thuyết về luật phân bố bằng tiêu chuẩn 2

n

 :

b2 Quy luật phân bố loài cây theo đường kính

Tổng hợp số loài theo cỡ đường kính:

Tiểu luận sắp xếp cây rừng vào 3 cấp kính với cự ly như sau: + Nhóm I: gồm các loài cho gỗ cấp kính: D<20cm

+Nhóm II: gồm các loài cho gỗ cấp kính: 20cm≤D<40cm