Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của một số trạng thái rừng tự nhiên phục hồi sau khai thác tại huyện mai châu, tỉnh hòa bình

46 Bảng 3.8: Mật độ và một số chỉ tiêu sinh trưởng của tầng cây tái sinh trong các trạng thái rừng tự nhiên ở khu vực nghiên cứu.. 1.2.1 Các nghiên cứu về cấu trúc tầng cây cao - Cấu trú

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

CÙ THỊ THANH LỘC

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN PHỤC HỒI SAU

KHAI THÁC TẠI HUYỆN MAI CHÂU, TỈNH HÒA BÌNH

Chuyên ngành : Lâm học

Mã số: 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

CÙ THỊ THANH LỘC

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ

TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN PHỤC HỒI SAU KHAI THÁC TẠI

HUYỆN MAI CHÂU, TỈNH HÒA BÌNH

Chuyên ngành : Lâm học

Mã số: 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:

TS Hoàng Văn Thắng

TS Nguyễn Minh Thanh

Hà Nội, 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, luận văn được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS Hoàng Văn Thắng và TS Nguyễn Minh Thanh Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác, nếu có gì sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm

Hà Nội, Ngày 2 tháng 10 năm 2017

Tác giả luận văn

Cù thị Thanh Lộc

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành theo chương trình đào tạo Thạc sĩ giai đoạn 2015-2017 chuyên ngành Lâm học, hệ chính quy tại trường Đại học Lâm Nghiệp

Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự hỗ trợ và giúp đỡ của Ban Giám hiệu trường Đại học Lâm nghiệp, quý thầy cô giáo khoa Lâm học, Phòng Đào tạo sau đại học Ngoài ra, tôi còn nhận được sự giúp đỡ tận tình của một số cán bộ của Viện Khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam, đã tận tình giúp

đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này

Nhân dịp này, tác giả xin trân trọng gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu trường Đại học Lâm nghiệp, Khoa Lâm học, Phòng Đào tạo sau đại học, Quý thầy cô giáo giảng dạy lớp Cao học Khoá 2015-2017 và cán bộ Viện Khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam

Đặc biệt tác giả xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Hoàng Văn Thắng và TS Nguyễn Minh Thanh đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Chân thành cảm ơn cán bộ và ban quản lý rừng cộng đồng xã Khăm Xòe, huyện Mai Châu, tỉnh Hòa Bình đã tạo điều kiện cho tôi khảo sát, thu thập số liệu thực hiện luận văn này

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới người thân trong gia đình, bạn bè gần xa đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp này

Xuân Mai, ngày 2 tháng 10 năm 2017

Tác giả

Cù Thị Thanh Lộc

MỤC LỤC

Lời cam đoan……….i

Lời cảm ơn………ii

Mục lục……… iii

Danh mục các từ viết tắt……….v

Danh mục các bảng……….vi

Danh mục các hình……….vii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Trên thế giới 3

1.1.1 Các nghiên cứu về cấu trúc tầng cây cao 3

1.1.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng 7

1.2 Các nghiên cứu ở Việt Nam 9

1.2.1 Các nghiên cứu về cấu trúc tầng cây cao 10

1.2.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng 15

1.3 Nhận xét chung 17

Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 20

2.1.2 Mục tiêu nghiên cứu: 20

2.2 Đối tượng và giới hạn nghiên cứu 20

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu: 20

2.2.2 Giới hạn nghiên cứu: 20

2.3 Nội dung nghiên cứu 20

2.3.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao 20

2.3.2 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh 20

2.3.3 Đề xuất các biện pháp tác động phù hợp 21

2.4 Phương pháp nghiên cứu 21

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu 21

2.4.2 Phương pháp xử lý số liệu 25

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29

3.1 Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao 29

3.1.1 Mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng của lâm phần 29

3.1.2 Cấu trúc tổ thành loài 33

3.1.3 Cấu trúc tầng thứ 37

3.1.4 Phân bố N/D 1.3 40

3.1.5 Kiểu phân bố tầng cây cao 46

3.2 Đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh……….46

3.2.1 Mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng tầng cây tái sinh 47

3.2.2 Cấu trúc tổ thành loài của tầng tái sinh 49

3.2.3 Đặc điểm phân bố cấp chiều cao cây tái sinh 51

3.2.4 Đặc điểm phân bố tầng cây tái sinh 54

3.3 Đề xuất các biện pháp tác động phù hợp 55

3.3.1 Đề xuất các biện pháp tác động vào tầng cây cao 55

3.3.2 Đề xuất các biện pháp tác động vào tầng cây tái sinh 56

KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ BIỂU

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

D1.3 Đường kính thân cây ở vị trí chiều cao 1,3 m

IV% Chỉ số mức độ quan trọng của loài

N% Hệ số tổ thành loài theo số cây

N/ha Mật độ cây trên đơn vị diện tích 1 ha

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng của ba trạng thái rừng 29 Bảng 3.2: Bảng phẩm chất cây trong các trạng thái rừng ở khu vực nghiên cứu 31 Bảng 3.3: Bảng tổ thành loài tầng cây gỗ trong các ô tiêu chuẩn của các trạng thái rừng phục hồi trong khu vực nghiên cứu 34 Bảng 3.4: Phân bố cấu trúc tầng cây cao của các trạng thái rừng ở khu vực nghiên cứu 38 Bảng 3.5: Kết quả mô phỏng phân bố N/D1.3 của các trạng thái rừng ở khu vực nghiên cứu 40 Bảng 3.6: Kiểm tra luật phân bố N/Hvn của ba trạng thái rừng tự nhiên 45 Bảng 3.7: Kiểu phân bố của tầng cây của các trạng thái rừng trong khu vực nghiên cứu 46 Bảng 3.8: Mật độ và một số chỉ tiêu sinh trưởng của tầng cây tái sinh trong các trạng thái rừng tự nhiên ở khu vực nghiên cứu 48 Bảng 3.9: Tổ thành tầng cây tái sinh trong các trạng thái rừng tự nhiên ở khu vực nghiên cứu 49 Bảng 3.10: Phân cấp cây tái sinh theo cấp chiều cao của các 52 trạng thái rừng 52 Bảng 3.11: Kiểu phân bố trên mặt đất của tầng cây tái sinh trong các trạng thái rừng ở khu vực nghiên cứu 54

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1 Biểu đồ trữ lượng các ô tiêu chuẩn của 3 trạng thái rừng 30

Hình 3.2: Biểu đồ tỷ lệ phẩm chất loại A của tầng cây cao các ô tiêu chuẩn của 3 trạng thái 32

Hình 3.3: Biểu đồ tỷ lệ phẩm chất loại B của tầng cây cao các ô tiêu chuẩn của 3 trạng thái 32

Hình 3.4: Biểu đồ tỷ lệ phẩm chất loại C của tầng cây cao các ô tiêu chuẩn của 3 trạng thái 33

Hình 3.5: Rừng phục hồi sau nương rẫy (IIB1) tại khu vực nghiên cứu 35

Hình 3.6: Rừng phục hồi sau khai thác chọn (IIIA3) tại khu vực 36

nghiên cứu 36

Hình 3.7: Biểu đồ phân bố N/D1.3 theo hàm khoảng cách trạng thái tại khu vực nghiên cứu 42

Hình 3.8: Phân bố thực nghiệm phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn) 44

Hình 3.9: Phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm N/Hvn 45

ĐẶT VẤN ĐỀ

Rừng vàng biển bạc - câu nói quá quen thuộc với nhiều người trong chúng ta Song ngày nay, do nhu cầu phát triển của nền kinh tế mà kéo theo nhu cầu về gỗ ngày càng tăng của con người đã đẩy áp lực này lên cả ngành Lâm nghiệp phải đối mặt, đó là những cánh rừng dần bị khai thác kiệt, những khu rừng tự nhiên ngày càng suy giảm về chất và lượng Theo số liệu thống

kê, tính đến ngày 31/12/2016 tổng diện tích rừng của nước ta còn khoảng 14.377.682 ha, trong đó rừng tự nhiên có 10.242.141 ha chiếm 71,24%, rừng trồng là 4.135.541 ha chiếm khoảng 28,76% và có độ che phủ đạt 41,19% (Bộ NNPTNT, 2016) [2] Tuy nhiên, phần lớn các diện tích rừng tự nhiên hiện có

đã bị khai thác và sử dụng quá mức dẫn đến các lâm phần trở nên nghèo kiệt Những hệ lụy do mất rừng gây ra trong những năm gần đây là vô cùng to lớn không chỉ thiệt hại về vật chất và con người mà cả môi trường sinh thái Mất rừng gây ra xói mòn, rửa trôi đất màu, lũ lụt, hạn hán, giảm đa dạng sinh học, gia tăng hiệu ứng nhà kính … Nhận thấy những tác hại to lớn đó, Nhà nước ta

đã có nhiều chương trình, dự án được triển khai nhằm nâng cao chất lượng của các loại rừng này.Tuy nhiên, các nghiên cứu đánh giá chất lượng của các đối tượng rừng phục hồi còn ít được quan tâm, đặc biệt là rừng tự nhiên phục hồi ở Mai Châu, Hòa Bình

Mai Châu là huyện miền núi nằm ở phía Tây của tỉnh Hòa Bình, có tổng diện tích tự nhiên là 56.982,51 ha, trong đó diện tích rừng và đất rừng chiếm tới 85,22 % tổng diện tích tự nhiên của huyện Rừng Mai Châu thuộc dãy Bắc Trường Sơn có hệ thống động thực vật rất phong phú và đa dạng, nằm ở thượng nguồn của sông Đà và sông Mã Do đó rừng tự nhiên ở Mai Châu có vai trò rất quan trọng trong việc phòng hộ đầu nguồn, chống xói mòn, bảo vệ đất, bảo vệ công trình thủy điện, thủy lợi Đồng thời cung cấp gỗ

và lâm sản phục vụ nhu cầu sản xuất và tiêu dùng của người dân địa phương, góp phần phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường sinh thái

Để góp phần làm cơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động nhằm nâng cao chất lượng các trạng thái rừng tự nhiên nghèo ở Mai

Châu, Hòa Bình thì đề tài luận văn “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của một

số trạng thái rừng tự nhiên phục hồi sau khai thác tại Mai Châu, tỉnh Hòa Bình” được thực hiện là cần thiết

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên thế giới

1.1.1 Các nghiên cứu về cấu trúc tầng cây cao

Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và theo thời gian

Cấu trúc rừng là hình thức thể 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, từ đó có thể hiểu được mối quan hệ sinh thái bên trong quần xã, làm cơ

sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp

- Cấu trúc mật độ và tổ thành loài

Theo Richards P.W (1952) [44], trong rừng mưa nhiệt đới ở Nam Mỹ và châu Phi, mật độ lâm phần (cây có đường kính ngang ngực từ 10 cm trở lên) dao động từ 390-1710 cây/ha, trong đó mật độ của những cây có đường kính từ

41 cm trở lên khoảng 39-60 cây/ha Baur G.N (1962) [1], cũng cho biết: trong rừng mưa nguyên sinh ở Mã Lai trên diện tích một hecta có khoảng 550 cây có đường kính từ 10 cm trở lên, trong đó những cây có đường kính trên 48 cm từ 42-65 cây/ha

Về mật độ tối ưu lâm phần, tác giả H Thomasius (1972) đã xây dựng

lý thuyết khoảng cách sống và hằng số không gian sinh trưởng liên quan tới chiều cao, mật độ và tuổi Kairukstis (1980) xác định mật độ tối ưu lâm phần theo diện tích tán lá và mức độ che phủ Chiabera (1982) xác định mật độ tối

ưu lâm phần theo tuổi và lấy mật độ tại tuổi 100 làm gốc (dẫn theo Nguyễn Ngọc Lung, 1987) [17] Nhưng các phương pháp này chỉ thích hợp cho nghiên cứu rừng thuần loài đều tuổi Đối với rừng hỗn loài khác tuổi, việc xác định tuổi lâm phần rất khó khăn, cho nên khó áp dụng đối với rừng nhiệt đới hỗn loài khác tuổi

Nghiên cứu của Joost E Duivenvoorden (1995) [47] tại vùng Amazon thuộc Colombia cho thấy, trong 95 ô tiêu chuẩn, với diện tích 0,1 ha, phân bố

ở các vị trí địa hình khác nhau có 1077 loài với đường kính ngang ngực (DBH) ≥ 10 cm Các loài này thuộc 271 giống của 60 họ, trong đó các họ Leguminosae và họ Sapotaceae có nhiều loài có giá trị nhất

Khi nghiên cứu cấu trúc tổ thành loài rừng tự nhiên nhiệt đới thành thục (về sinh thái), Evans, J (1984) xác định, có tới 70-100 loài cây gỗ trên 1ha, nhưng hiếm có loài nào chiếm hơn 10% tổ thành loài (dẫn theo Ngô Út, 2010) [40]

Theo Tolmachop A.L (1974) [41] ở vùng nhiệt đới thành phần thực vật rất đa dạng thể hiện ở chỗ rất ít họ chiếm tỷ lệ 10% tổng số loài của hệ thực vật đó và tổng tỷ lệ phần trăm của 10 họ có số loài lớn nhất chỉ đạt 40-50% tổng số loài (dẫn theo Viện Điều tra quy hoạch rừng, 2006) Trong rừng hỗn giao, nhiều loài cây gỗ lớn phân bố theo tỷ lệ khá cân bằng Tuy nhiên, phần lớn trong một quần thụ thường có 1-2 loài chiếm ưu thế

Schimper (1935) khi nghiên cứu rừng vùng Bắc Mỹ cho thấy có 25-30 loài thực vật thuộc nhóm cây cho gỗ lớn (dẫn theo Ngô Út, 2010) [40]

Laura Klappenbach (2001) [48] cho rằng thành phần loài cây liên quan đến các loại rừng, một số khu rừng chứa đựng hàng trăm loài cây, trong khi

đó một số khu rừng chỉ có một ít loài Rừng luôn luôn biến đổi và phát triển thông qua một chuỗi diễn thế, trong thời gian đó thành phần loài cây trong các khu rừng có sự thay đổi

Theo Baur G.N (1962), khi nghiên cứu rừng mưa ở khu vực gần Belem trên sông Amazon, trên một ô tiêu chuẩn diện tích khoảng 2 hecta đã thống kê được 36 họ thực vật và trên ô tiêu chuẩn diện tích hơn 4 hecta ở phía bắc New South Wales cũng đã ghi nhận được sự hiện diện của 31 họ chưa kể cây leo, cây thân cỏ và thực vật phụ sinh (dẫn theo Ngô Út, 2010) [40]

Theo tác giả Catinot R (1965) [3] trong rừng ẩm nhiệt đới Châu Phi

có đến vài trăm loài thực vật; và trong tổ thành thực vật rừng ẩm nhiệt đới

ở Đông Nam Á thường có một nhóm loài ưu thế là nhóm họ Dầu, chiếm đến 50%

- Cấu trúc tầng thứ

Rừng nhiệt đới hiện tượng phân tầng là một đặc trưng quan trọng dễ nhận biết Một trong những cơ sở định lượng để phân chia tầng thứ là quy luật phân bố số cây theo cấp chiều cao Đã có một số tác giả đề xuất các phương pháp nghiên cứu tầng thứ của rừng nhiệt đới, điển hình như phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng Davit và P.W Risa (1933-1934) đề xướng và

sử dụng lần đầu tiên ở Guyan vẫn là phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng thứ 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 Cusen (1951) đã khắc phục bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đưa lại một hình tượng về không gian ba chiều Tuy nhiên, do tính chất phức tạp của nó nên nhiều tác giả có ý kiến trái chiều nhau trong cách phân chia tầng thứ Chevalier (1917), Mildbraed (1922) đã ngụ ý rằng mọi phương pháp dựa vào chiều cao của cây để phân cây cối thành tầng đều

có tính chất tùy tiện và các tầng đó không có một thực tế khách quan Booberg (1932) đã lập đồ thị chiều cao của tất cả các cây gỗ đo được trong các “khu rừng bảo vệ” ở Java và đi đến kết luận là không thể nhận ra có mấy tầng cây như tác giả khác đã mô tả Ngược lại, nhiều tác giả khác cho rằng rừng mưa thường có từ ba đến năm tầng: Brown (1919) khi nghiên cứu rừng cây họ Dầu tại Philippines, đã cho biết là các cây gỗ lớn sắp xếp thành ba tầng khá rõ rệt Để nghiên cứu sự phân tầng trong rừng mưa ở Guana, Davis và Richards P.W (1933-1934) dùng phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng, phương pháp này được đánh giá có giá trị nhất về mặt nghiên cứu lí luận cũng như về thực tiễn sản xuất, kết quả đã phân rừng hỗn giao nguyên

sinh ở sông Moraballi tại Guana thành năm tầng với ba tầng cây gỗ (A, B, C) tầng cây bụi (D) và tầng mặt đất (E) Richards P.W 1936) cho biết trong rừng cây họ Dầu hỗn hợp nguyên sinh ở núi Dulit tại Borneo có 3 tầng cây gỗ nhưng tầng A phân biệt rõ ràng còn tầng B và C khó xác định rõ ranh giới, ngoài ra còn có một tầng cây bụi và tầng thực vật mặt đất Năm 1939 ông cũng phân rừng hỗn hợp nguyên sinh ở Nigeria thành năm tầng với ba tầng cây gỗ Vaughan và Weihe (1941) nhận thấy rằng trong rừng cao đỉnh tại Moritiut sự phân tầng là có thực và Bear (1946) cũng mô tả sự phân tầng rõ rệt trong rừng Trinidad, với ba tầng cây gỗ và tầng cây bụi, tầng mặt đất (theo Richards P.W (1952)) Catinot (1974) cho rằng: rừng ẩm nhiệt đới có sự phân hóa mạnh, những tầng trong quần thụ rõ nét, cụ thể là có một tầng vượt tán với những cây có chiều cao trên 40 m và những tầng bên dưới Ngoài ra, khi liệt kê các nghiên cứu về cấu trúc hình thái rừng nhiệt đới còn phải kể đến các tác giả như Catinot R (1965), Plandy J (1978), đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng phẫu diện đồ ngang và đứng (dẫn theo Nguyễn Thanh Tiến, 2010) [31]

Richards (1952) [44] phân rừng ở Nigeria thành 6 tầng với các giới hạn chiều cao là 6-12 m, 12-18 m, 24-30 m, 30-36 m và 36-42 m Thực chất việc phân tầng này chỉ là phân chia rừng thành các lớp chiều cao khác nhau một cách cơ giới (mỗi tầng cách nhau 6 m) Odum E.P (1978) [8] chưa thống nhất với ý kiến cho rằng có sự phân tầng rừng rậm nơi có độ cao dưới 600 m ở Puecto Rico và cho rằng không có sự tập trung khối tấn ở một tầng riêng biệt nào cả

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 Sampion Gripfit (1948) khi nghiên cứu rừng tự nhiên Ấn Độ và rừng ẩm nhiệt

đới Tây Phi có kiến nghị phân cấp cây rừng thành 5 cấp cũng dựa vào kích thước và chất lượng cây rừng (dẫn theo Nguyễn Thanh Tiến, 2010) [31]

Như vậy, nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ của các tác giả trên mới chỉ đưa ra nhận xét mang tính định tính, phân chia tầng thứ dựa vào cấp chiều cao mang tính cơ giới nên phần nào chưa phản ánh đúng tính phức tạp của cấu trúc rừng nhiệt đới

Tóm lại, sự phân tầng trong rừng mưa nhiệt đới mặc dù có các ý kiến trái ngược, nhưng quan điểm có sự phân tầng rõ rệt trong rừng mưa nhiệt đới được nhiều nhà khoa học xác nhận

1.1.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Tái sinh rừng đóng vai trò rất quan trọng trong việc hình thành, duy trì và phát triển của thảm thực vật rừng Do vậy, nghiên cứu về tái sinh rừng đã được nhiều tác giả trên thế giới thực hiện Davis và Richards (1933-1934) nghiên cứu rừng mưa ở khu vực sông Moraballi, Guana, đã thống kê số cây thứ tự từ thấp đến cao, trước hết là số mầm non dưới 2 m, tiếp đến là số cây non có đường kính dưới 10 cm và chiều cao trên 4,6m; sau đó mới đến số cây

gỗ có đường kính trên 10 cm với cỡ đường kính 10 cm Cây tái sinh được thống kê dưới 2m đến chiều cao 4,6m, với đường kính dưới 10 cm Tác giả Aubre’ville (1993) đã thống kê lớp cây non gồm những cây thuộc cấp đường kính nhỏ hơn 10 cm (dẫn theo Richards P.W,1970) [43]

Trong các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng và sinh trưởng của tái sinh thì ánh sáng được xác nhận là quan trọng Balanford (1929) khi nghiên cứu tại vùng rừng thường xanh ở Malaixia nhận thấy tái sinh tốt nhất là tại những nơi

có lỗ trống, ở đấy bề ngang không rộng quá 6 m; ở nơi có lỗ trống lớn hơn không thấy xuất hiện cây tái sinh ở giữa lỗ trống (theo Ngô Út, 2010) [40] Theo Catinot R (1978) [4] khi nghiên cứu về tái sinh cây họ Dầu (Dipterocarpaceae), trong các khu rừng ở vùng Đông Nam châu Á, thấy rằng tái sinh cây họ Dầu hình thành từng vệt sau khai thác

Tuomela K và các cộng sự (1995) [35] nghiên cứu tái sinh ở các ô trống có diện tích từ 406 đến 1242 m2 trong các khu rừng đã qua khai thác

ở Kalimantan- Indonesia nhận thấy phân bố tần suất đường kính cây con ở các ô trống khác hẳn so với cây ở vùng rừng xung quanh Điều đó cho thấy cây con họ Dầu bắt đầu phát triển mạnh sau khi mở tán, tốc độ sinh trưởng tỷ lệ nghịch với diện tích ô trống và đã xác định diện tích ô trống thích hợp là khoảng 500 m2, như vậy cây họ Dầu chịu ảnh hưởng lớn của nhân tố ánh sáng

Độ khép tán của quần thụ ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và sức sống của cây con Trong công trình nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa cây con và quần thụ, V.G.Karpov (1969) đã chỉ ra đặc điểm phức tạp trong quan hệ cạnh tranh về dinh dưỡng khoáng của đất, ánh sáng, ẩm độ và tính chất không thuần nhất của quan hệ qua lại giữa các cá thể tùy thuộc đặc tính sinh vật học, tuổi và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật I.N.Nakhtenko (1973) cho rằng: sự trùng hợp cao của sự hấp thụ dinh dưỡng giữa hai loài có thể gây cho nhau sự kìm hãm sinh trưởng và làm tăng áp lực cạnh tranh giữa hai loài (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm,1992) [27]

Đối với rừng thuần loài cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu về khả năng tái sinh tự nhiên của loài rừng này Mary L Duryea (1981) [49] nghiên cứu về tái sinh của rừng thông thuần loài đã đề xuất 6 bước để thực hiện tái sinh tự nhiên, bao gồm: Lựa chọn cây làm giống; xây dựng kế hoạch để xác định mùa giống tốt; khai thác rừng thông; chuẩn bị hiện trường (có thể đốt hoặc cày xới đất, … để hạt dễ tiếp xúc, nẩy mầm); khai thác những cây còn chừa lại; kiểm soát các loài thực bì để cây thông con phát triển

Khi nghiên cứu về tái sinh và quản lý rừng mưa các tác giả Arturo Gomez-Pompa, Timothy Charles Whitmore and Malcolm Hedley (1991) [45]

đã đề cập đến khả năng tái sinh cũng như những yêu cầu về quản lý đối với tái sinh rừng, những vấn đề liên quan chủ yếu là thành phần đa dạng sinh học,

các động lực tái sinh ở các tỷ lệ không gian khác nhau, sinh lý thực vật của các loài mọc nhanh, khả năng tái sản xuất và di truyền, quả và quan hệ sinh thái chất nuôi dưỡng với cây con và cuối cùng là những vấn đề liên quan đến quản lý rừng

Theo tổ chức nông lương liên hiệp quốc FAO tại Bangkok- Thái Lan đã tổng kết những tiến bộ trong việc hỗ trợ phục hồi tái sinh rừng tự nhiên vùng Châu Á- Thái Bình Dương, các tác giả Patrick C.Dugan, Patrick B Durst, David J Ganz và Philip J.McKenzie (2003) [50] đã tập hợp các nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến tái sinh rừng tự nhiên tại các nước gồm: kiểm soát lửa rừng, hạn chế chăn thả, ngăn chặn sự phát triển của các loài cỏ tranh và một vấn đề quan trọng là thu hút cộng đồng địa phương cũng như chính sách của Chính phủ đối với phục hồi tái sinh rừng tự nhiên

Các nghiên cứu tại vùng Conecticut-Mỹ, các tác giả Jeffrey S.Ward, Thomas E.Worthley (2008) [46] đã đưa ra các nhân tố giới hạn ảnh hưởng tới

sự phát triển của các loài cây tái sinh, bao gồm: ánh sáng và không gian dinh dưỡng; đất, độ ẩm đất, chất đất; sự cạnh tranh, sự phát triển của quần thụ, trong đó ánh sáng được xác định là nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới sự hình thành phát triển của cây tái sinh…v v v…

Tóm lại, kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới đã cung cấp các thông tin về phương pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh tự nhiên ở một số vùng và ở một số kiểu rừng khác nhau Tuy vậy, thảm thực vật rừng nhiệt đới đa dạng và rất phức tạp, sự phát sinh và phát triển của

nó gắn liền với điều kiện tự nhiên ở từng vùng địa lý Vì thế, cần tiếp tục nghiên cứu làm cơ sở cho việc phân tích và đề xuất

1.2 Các nghiên cứu ở Việt Nam

Từ những năm đầu thành lập ngành Lâm nghiệp, đã có nhiều công trình nghiên cứu về cơ sở khoa học và biện pháp kỹ thuật kinh doanh rừng tự nhiên

ở nước ta

1.2.1 Các nghiên cứu về cấu trúc tầng cây cao

- Cấu trúc mật độ và tổ thành loài

Cấu trúc mật độ là số lượng cây trên một đơn vị diện tích, cấu trúc này có ảnh hưởng rõ rệt đến sinh trưởng phát triển của lâm phần Trong kinh doanh rừng, việc xác định mật độ thích hợp trong trồng rừng có ý nghĩa quan trọng Nhằm mục đích xác định mật độ tối ưu cho lâm phần, Nguyễn Ngọc Lung (1987) [16] trong khi nghiên cứu trên đối tượng rừng thông ba lá Tây Nguyên, đã sử dụng 3 phương trình kinh nghiệm biểu thị nhu cầu không gian dinh dưỡng, trong đó dạng phương trình GT=a+p.A (GT là diện tích hình chiếu thẳng đứng tán lá, A là tuổi của lâm phần, a và p là các tham số) được chọn làm cơ sở để xây dựng mô hình mật độ hợp lí Phương pháp này chỉ phù hợp cho đối tượng rừng thuần loài

Tác giả Trần Văn Con (1992) [6] đề nghị ứng dụng mô phỏng toán trong nghiên cứu động thái rừng tự nhiên dựa trên tương quan giữa tổng số cây và tiết diện ngang của lâm phần rừng khộp, tính toán các tham số phù hợp cho mỗi dạng cấu trúc để xác định mật độ tối ưu của lâm phần; qua đó cũng cho biết rằng rừng Khộp Tây Nguyên rất thưa, độ đầy chỉ đạt từ 0,4-0,7

Về nghiên cứu hình thái phân bố cây rừng trên mặt đất, Nguyễn Hải Tuất (1990) [36], Nguyễn Hải Tuất và Ngô Kim Khôi (1994) [37] bằng phương pháp kiểm tra mức độ sai khác giữa số trung bình khoảng cách từ một cây được chọn ngẫu nhiên đến cây gần nhất với trị số bình quân lí thuyết, kết hợp với sử dụng tiêu chuẩn U của phân bố chuẩn tiêu chuẩn đánh giá khi dung lượng mẫu đủ lớn, xác định hình thái phân bố cây rừng trên mặt đất cho các trạng thái rừng từ IIA đến IV

Vận dụng phương pháp trên, Bảo Huy (1990,1993) [9] dùng phân bố khoảng cách và kiểm tra bằng tiêu chuẩn U của phân bố chuẩn để xác định các kiểu phân bố cây rừng trên bề mặt cho các đơn vị phân loại của lâm phần Bằng lăng ở Đắk Lắk Lê Sáu (1996) [25], khi áp dụng nghiên cứu phân bố

cây ở các lâm phần rừng tự nhiên Kon Hà Nừng Trần Cẩm Tú (1999) [38] áp dụng cho đối tượng rừng tự nhiên ở Hương Sơn- Hà Tĩnh

Từ cự ly bình quân cây rừng tính toán theo phương pháp trên, kết hợp với việc xác định mô hình cấu trúc N/D định hướng, tính toán được mô hình cự ly bình quân tối ưu giữa các cây rừng theo cỡ kính phục vụ cho công tác bài cây khai thác, tỉa thưa nuôi dưỡng rừng, (Bảo Huy, 1993) [9]

Cấu trúc tổ thành thực chất là sự tham gia của các thành phần loài cây trong quần thể cây rừng Nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ở Việt Nam, trên quan điểm hệ sinh thái, Thái Văn Trừng (1963, 1978, 1999) [32] đã dựa trên

số lượng tỷ lệ nhóm loài ưu thế trong rừng nhiệt đới ẩm Việt Nam để phân định các ưu hợp và phức hợp Nhóm loài ưu thế trong các ưu hợp không quá

10 loài, tỉ lệ cá thể của mỗi loài ưu thế chiếm khoảng 5% và tổng số cá thể của 10 loài ưu thế đó phải chiếm 40-50% tổng số cá thể cây của các tầng lập quần trong quần thể trên đơn vị diện tích điều tra Trường hợp độ ưu thế các loài cây không rõ ràng gọi là các phức hợp

Do đặc trưng khí hậu và đất thuận lợi cho nhiều loài cây cùng phát triển, cho nên trong rừng tự nhiên hỗn loài nhiệt đới hiếm khi chỉ có một loài ưu thế duy nhất tạo thành các quần hợp như vùng ôn đới Theo tác giả Nguyễn Hồng Quân (1982) [24], trong rừng loại IVB ở Kon Hà Nừng, trên diện tích một hecta có khoảng 60 loài, nhưng các loài có tổ thành lớn nhất cũng không vượt quá 10% Nguyễn Văn Trương (1983) [34], cho rằng: trong rừng tự nhiên hỗn loài, chỉ tính loài cây gỗ từ trạng thái rừng sào trở lên cũng có đến ba bốn chục loài trên một hecta, nhưng trong đó loài cây gỗ lớn có thể vươn đến lớp không gian cao 30 m chỉ từ 10-20% Nguyễn Ngọc Lung (1991) [18] qua điều tra các dạng rừng khí hậu ở Hương Sơn, Kon Hà Nừng và một số địa phương khác, cũng cho biết: trên ô tiêu chuẩn diện tích một hecta thường có từ 23-25 loài, với số cây thấp nhất 317 cây và cao nhất đến 859 cây trên một hecta

So sánh với khu vực khác trên thế giới, Phạm Hoàng Độ (1999) cho biết: nếu ở rừng Amazon, trung bình có khoảng 90 loài trên hecta, thì ở Đông Nam

Á đến 160 loài [8]

Để đánh giá tổ thành rừng, nhiều tác giả đã sử dụng công thức tổ thành trên tỉ lệ phần mười theo số cây, tiết diện ngang, hoặc chỉ số IV%, trong đó phương pháp tính tỉ lệ tổ thành (IV%) theo phương pháp của Daniel Marmillod, Vũ Đình Huề (1975) [10] thường được các nhà khoa học vận dụng trong những công trình nghiên cứu cấu trúc rừng

Về nghiên cứu mối quan hệ sinh thái giữa các loài cây trong rừng tự nhiên, Nguyễn Hải Tuất (1991) [35], đã sử dụng phương pháp tương quan giữa hai sự kiện và phương pháp kiểm tra tính độc lập bằng mẫu biểu 2x2 Hạn chế của phương pháp trên là kết quả đánh giá phụ thuộc vào độ lớn của ô thu thập số liệu, và tác giả đã đề xuất có thể dùng phương pháp 6 cây để đánh giá sẽ khách quan hơn

Bùi Đoàn (2001) [7] đã áp dụng phương pháp phân tích định tính (dựa vào tổ thành ưu thế các loài tham gia lập quần và tầng ưu thế sinh thái) và phương pháp sinh thái định lượng của M Gounot (1965), để phân các “nhóm sinh thái” phục vụ công tác điều chế rừng lá rộng thường xanh ở Kon Hà Nừng Nguyễn Văn Thêm (1992), nghiên cứu sự kết nhóm giữa các loài trong rừng thường xanh ở Đồng Nai, đã sử dụng bảng chéo 2 x 2, kiểm định tính độc lập giữa các loài cây dùng tiêu chuẩn ; nếu hai loài có quan hệ với

nhau sẽ tính cường độ liên hệ theo thống kê Lambda, Phi và Cramer’s.V; và khi có mặt nhiều loài cây trên ô, thì mối liên hệ giữa hai loài được xác định thông qua hệ số kết nhóm riêng phần Thật ra phương pháp tính toán của hai tác giả này phức tạp, khó áp dụng hơn phương pháp mà các tác giả nêu trên

đã sử dụng

Nhìn chung, có thể thấy rằng rừng tự nhiên nhiệt đới là các kiểu rừng có cấu trúc sinh thái phức tạp nhất về thành phần loài, tầng phiến và dạng sống thể hiện sự phong phú về đa dạng sinh học Các chỉ tiêu để chỉ sự đa dạng về loài của rừng tự nhiên là hệ số hỗn loài (số loài/số cây) Trong rừng tự nhiên ở Việt Nam hệ số này biến động từ đến (nếu số cây gỗ có đường kính

ngang ngực từ 10 cm trở lên trong 1 ha bình quân là 500 cây thì số loài biến động từ 38-100 loài/ha) Cấu trúc tổ thành loài nghiên cứu về tầm quan trọng sinh thái của mỗi loài trong quần thụ, các chỉ tiêu để định lượng về tổ thành thường được dùng là chỉ số IV (Important Value Index) tính bằng % Giá trị này được tính cho tỷ trọng số cây của một loài so với tổng quần thụ, hay tỷ trọng tiết diện ngang G, hoặc tổng của hai chỉ tiêu này Các loài có giá trị IV%>5 được xếp vào các loài ưu thế Phục vụ mục tiêu quản lý, người ta cũng nghiên cứu các quan hệ tương hỗ giữa các loài (nhóm sinh thái); nhóm các loài mục đích, các loài phù trợ và các loài phi mục đích Sự phân chia này

là tương đối vì loài phi mục đích hôm nay có thể trở thành loài kinh tế trong tương lai và ngược lại Việc khai thác rừng sẽ làm thay đổi cấu trúc tổ thành loài Nghiên cứu ở Lâm trường Ba Rền cho thấy, trong khi nhóm loài cây mục đích ở rừng giàu và trung bình chiếm 30-50% thì ở rừng nghèo sau khai thác nhiều lần chỉ chiếm 13-25% Ở Hương Sơn Hà Tĩnh có những vùng Chẹo và Ngát chiếm 32%, các loài khác chiếm 41% nghĩa là 73% ưu thế là các loài kém giá trị kinh tế Tại Kon Hà Nừng cũng nhận thấy tổ thành các loài có giá trị kinh tế ở rừng giàu (Giổi, Sữa, Xoay, Re, Xoan Đào, Thông nàng….) chiếm 20% trong khi ở rừng nghèo chỉ có 13% dẫn theo Nguyễn Thanh Tiến, 2010) [30]

- Cấu trúc tầng thứ

Trên quan điểm nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ của rừng, khác với một

số tác giả nước ngoài về quan điểm tầng thứ trong rừng nhiệt đới, ở Việt Nam

hầu như các nhà khoa học đều thống nhất là có sự phân tầng trong rừng tự nhiên Sự phân tầng đó khá rõ rệt, có ý nghĩa quan trọng trong hệ sinh thái và đồng thời tạo ra sự đa dạng sinh học của rừng nhiệt đới

Thái Văn Trừng (1963, 1978) [32] đã phân rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới ở Việt Nam thành năm tầng: tầng vượt tán A1, tầng ưu thế sinh thái A2, tầng dưới tán A3, tầng cây bụi thấp B và tầng cỏ quyết C

Trần Ngũ Phương (1970,1998,1999) [20] [21] [22] cho rằng: số tầng nhiều nhất trong đai rừng nhiệt đới mưa mùa ở Việt Nam là năm, kể cả tầng cây bụi và thảm tươi Nhưng theo ông việc phân tầng theo các cấp chiều cao

là không khoa học Thực tế nếu phân tầng mà không chỉ rõ giới hạn cấp chiều cao, thì việc phân tầng ấy chỉ đơn thuần mang tính chất định tính

Theo tác giả Nguyễn Văn Trương (1973,1983) [33], [34] khi nghiên cứu cấu trúc đứng của rừng tự nhiên ở các vùng Nghệ An, Hà Tĩnh, Hà Giang, Bắc Kạn và Tuyên Quang, đã chia chiều cao rừng từ đỉnh cây cao nhất đến cây thấp nhất thành một số cấp chiều cao theo công thức Hoppman và gộp thành năm cấp chiều cao Lê Minh Trung (1991,1992), trên cơ sở phân cấp chiều cao với cự li cấp là hai mét; đã phân các ưu hợp Giổi xanh, ưu hợp Bằng lăng thành ba tầng và ưu hợp dầu đỏ thành hai tầng với giá trị các đường giới hạn tầng khác nhau cho rừng ở vùng Gia Nghĩa- Đắc Nông Đào Công Khanh (1996), cũng cho biết: trong rừng mưa nhiệt đới, sự ứ đọng tầng tán hình thành tầng tích tụ ở một vài cấp chiều cao là tồn tại rõ rệt; và theo Vũ Đình Phương (1998) [23], việc xác định giới hạn của các tầng thứ chỉ có thể làm được khi có sự phân tầng rõ rệt, tức là rừng đã phát triển ổn định và rừng

lá rộng thường xanh ở nước ta vào giai đoạn ổn định thường có ba tầng,…

Từ trên cho thấy quan điểm phân chia mặt cắt đứng của rừng thành các cấp chiều cao để có cơ sở định lượng cấu trúc, được nhiều nhà khoa học tán thành và áp dụng

1.2.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Thái Văn Trừng (1978) [32] cho rằng tái sinh tự nhiên thực vật rừng nhiệt đới có 2 cách: tái sinh liên tục dưới tán rừng rậm của các loài chịu bóng và tái sinh theo vệt để hàn các lỗ trống

Các nghiên cứu của chuyên gia Trung Quốc tại khu vực Quỳ Châu, Nghệ

An năm 1964 đã phân chia tiêu chuẩn để đánh giá tái sinh tự nhiên dựa trên

cơ sở số lượng cây tái sinh cho một hecta, gồm: rất tốt> 12000 cây/ha; tốt: 8000-12000 cây/ha; trung bình: 4000-8000 cây/ha; xấu: 2000-4000 cây/ha; rất xấu:<2000 cây/ha (theo Trần Xuân Thiệp (1996) [28]

Vũ Đình Huề (1975) [10] đã có đánh giá khái quát về tái sinh rừng tự nhiên ở rừng miền Bắc Nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Lung (1983) [15] tại Kon Hà Nừng cho thấy cây tái sinh bình quân đạt 10.000-13.000 cây/ha từ cây mạ cho tới cây có đường kính dưới 10 cm Cây tái sinh bị phân hóa mạnh, dưới tán rừng già khó tìm thấy cây con của một số loài ưu thế tầng trên

Theo Nguyễn Hồng Quân (1984) [24] ánh sáng có vai trò lớn trong quá trình phát triển cây tái sinh Do có những cây có D=12-30 cm với chiều cao 11-12 m, tạo nên tầng tán chính của rừng, tầng này không bị tác động qua khai thác, gây nên sự ứ đọng tán, không cho ánh sáng lọt xuống gây ảnh hưởng đến tái sinh của các loài cây ưa sáng

Phùng Ngọc Lan (1986) [13] cho rằng quá trình tái sinh xác định từ lúc ra hoa kết quả đến khi tán cây tái sinh tham gia vào tầng A3 của rừng

Nguyễn Vạn Thường (1991) [29] đã tổng kết và đưa ra kết luận hiện tượng tái sinh dưới tán rừng của các loài cây gỗ đã tiếp diễn liên tục, không mang tính chu kỳ Sự phân bố số cây tái sinh không đồng đều, số cây mạ (H<20 cm) chiếm ưu thế rõ rệt so với cây ở các cấp kính khác Những loài cây gỗ mềm, mọc nhanh có khuynh hướng lan tràn và chiếm ưu thế trong lớp cây tái sinh Trong khi đó các loài cây gỗ cứng, sinh trưởng chậm, chiếm tỷ lệ

rất thấp và phân bố tản mạn, thậm chí còn vắng bóng ở thế hệ sau trong rừng

tự nhiên

Ngô Văn Trai (1995) [31] nghiên cứu tái sinh rừng một số trạng thái rừng

ở Tây Nguyên và đề xuất một số biện pháp lâm sinh phục hồi rừng

Nguyễn Duy Chuyên (1996) [5] tiến hành nghiên cứu tái sinh tự nhiên của rừng lá rộng thường xanh hỗn loài tại Quỳ Châu, Nghệ An cho thấy: trạng thái rừng loại IV và IIIB có số lượng cây tái sinh lớn nhất: 3200-4000 cây/ha (cao nhất là IIIB), các trạng thái rừng IIIA có số lượng cây tái sinh thấp hơn, trong đó IIIA1 có 1500 cây/ha

Trần Xuân Thiệp (1996) [28] qua nghiên cứu tại vùng Hương Sơn, Hà Tĩnh đã cho rằng phương thức khai thác chọn đã có tác dụng thúc đẩy tái sinh thông qua việc mở tán rừng sau mỗi lần khai thác, do đó số loài và số lượng cây tái sinh phong phú hơn rừng nguyên sinh Số lượng cây tái sinh trung bình 6000-10000 cây/ha cho trạng thái IV và IIIB, không chênh lệch quá lớn đối với các trạng thái rừng có độ tàn che thấp hơn IIIA1, IIIA2, IIIA3 Tác giả cũng đã dựa vào số cây tái sinh có triển vọng (H≥1,5 m) để đánh giá tái sinh theo 3 cấp: tái sinh xấu< 1000 cây/ha; tái sinh trung bình: 1000-3000 cây/ha; tái sinh tốt:>3000 cây/ha Đối với trạng thái rừng loại IV phân chia theo: xấu<500 cây/ha; trung bình 500-1500 cây/ha; tốt> 1500 cây/ha

Nhiều tác giả khác cũng đã có nhiều nghiên cứu về tái sinh rừng tự nhiên như Vũ Văn Nhâm (1992) [19], Trần Ngũ Phương (1970,1998) [20] [21] Ngô Kim Khôi (1999) [37] đã dùng tiêu chuẩn U để nghiên cứu hình thái phân bố cây tái sinh trên bề mặt đất rừng, đã chọn hàm Meyer để mô hình hóa quy luật cấu trúc tần số phân bố số cây, số loài tái sinh theo cấp chiều cao tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Mát

Theo nghiên cứu của Viện Điều tra quy hoạch rừng (2005) [41] cho biết mật độ cây gỗ của trạng thái IIA, IIB biến động tùy theo từng vùng, thường

trong khoảng 700-1.000 cây/ha Rừng kín cây lá rộng thường xanh phục hồi thường có mật độ cao hơn so với rừng cây lá rộng nửa rụng lá và rụng lá phục hồi Tái sinh dưới tán rừng phục hồi có mật độ tái sinh tương đối cao và biến động từ 2.000 đến 18.000 cây/ha Rừng phục hồi thường xanh có mật độ cây tái sinh cao hơn so với rừng nửa rụng lá và rụng lá

Phạm Đình Tam (2001) [26] nghiên cứu tại Kon Hà Nừng cho rằng tái sinh tự nhiên ở rừng khai thác chọn với cường độ 50% có nhiều triển vọng hơn so với cường độ 30% Vấn đề này cần được thảo luận thêm, vì do tán rừng được mở quá rộng không phải loài nào cũng có điều kiện thuận lợi cho quá trình tái sinh, nhất là các loài cây gỗ ưa bóng trong giai đoạn đầu

Đinh Hữu Khánh (2006) [11] đã nghiên cứu cơ sở khoa học xác định và phân loại đối tượng khoanh nuôi phục hồi rừng ở một số tỉnh Nam Trung Bộ,

đã xác định được 9 nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh rừng và dựa vào các yếu tố chủ yếu: mật độ cây tái sinh/ha, chiều cao trung bình của các loài cây gỗ tái sinh, số tháng hạn trong năm, lượng mưa trung bình năm, cấp hạng đất để phân chia khả năng phục hồi rừng từ trạng thái IC với các khoảng thời gian

>8 năm; 5-8 năm và < 5 năm…

Như vậy, vấn đề tái sinh rừng tự nhiên đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu trên nhiều vùng sinh thái cũng như nhiều kiểu rừng khác nhau Tuy nhiên, do đặc điểm tái sinh tự nhiên có nhiều khác biệt giữa các vùng, các địa phương nên để ứng dụng cần có những nghiên cứu cụ thể

lâm sinh tác động vào rừng tự nhiên Tuy nhiên, cấu trúc rừng tự nhiên, đặc biệt là cấu trúc rừng tự nhiên vùng nhiệt đới rất phức tạp, các khu vực địa lý khác nhau lại có sự khác biệt rất lớn về tổ thành rừng, mật độ cũng như tầng thứ, điều này đòi hỏi cần có những nghiên cứu cụ thể cho từng địa phương để

có cơ sở vững chắc cho việc đề xuất các giải pháp lâm sinh Bởi vậy, những nghiên cứu của đề tài là xuất phát từ thực tiễn và cần thiết

Các công trình nghiên cứu về rừng tự nhiên trên thế giới và trong nước rất đa dạng và phong phú Trong khuôn khổ của đề tài chỉ tập trung trình bày một số nghiên cứu điển hình về đặc trưng cấu trúc rừng có liên quan Xu hướng nghiên cứu hiện nay là chuyển dần từ định tính sang định lượng bằng việc sử dụng các mô hình toán học là một trong những phương pháp thể hiện

sự tiến bộ trong nghiên cứu các quy luật sinh học Rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở Việt Nam có diện tích lớn, bị tác động bởi nhiều yếu tố ngoại cảnh, nhất là tác động của con người Quá trình phục hồi phải trải qua nhiều giai đoạn khác nhau và đã hình thành nhiều quần thể thực vật khác nhau Muốn đề xuất được các biện pháp tác động phù hợp đòi hỏi phải nghiên cứu cấu trúc, tái sinh rừng một cách đầy đủ và phải đứng trên quan điểm tổng hợp

về sinh thái học, lâm học

Các nghiên cứu về cấu trúc ngày càng thiên từ lý thuyết sang ứng dụng thực tế Cũng chính từ việc đề cao ứng dụng thực tiễn mà những nghiên cứu

đó đã đề cập đến nhiều khía cạnh phong phú như cấu trúc tổ thành, cấu trúc theo chiều thẳng đứng, cấu trúc theo chiều nằm ngang Phần lớn các tác giả đã chú ý đến việc lựa chọn mô hình lý thuyết thích hợp để mô tả các đặc điểm đặc trưng của cấu trúc rừng Từ mô hình lý thuyết thích hợp, các tác giả bằng nhiều phương pháp lâm sinh phù hợp với từng điều kiện và mục tiêu cụ thể

Mặc dù đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về đặc trưng cấu trúc rừng ở một khu rừng hay tại một khu vực cụ thể mà chưa có những nghiên

cứu về đặc trưng cấu trúc của một số trạng thái rừng tự nhiên phục hồi tại Mai Châu, Hòa Bình

Xuất phát từ thực tiễn đó, tác giả đã chọn đề tài “Nghiên cứu đặc điểm

cấu trúc của một số trạng thái rừng tự nhiên phục hồi sau khai thác tại Mai Châu, Hòa Bình” nhằm đề xuất được một số giải pháp phù hợp phục vụ cho

công tác quản lý và phát triển bền vững những khu rừng đang có tại khu vực nghiên cứu

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

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định được một số đặc điểm cấu trúc tầng cây cao và cây tái sinh của các trạng thái rừng tự nhiên phục hồi sau khai thác tại Mai Châu, Hòa Bình

- Đề xuất được một số biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp

2.2 Đối tượng và giới hạn nghiên cứu

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu:

Là các trạng thái rừng tự nhiên phục hồi sau sau khai thác tại huyện Mai

Châu, tỉnh Hòa Bình

2.2.2 Giới hạn nghiên cứu:

- Về nội dung: Đề tài chỉ nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc chính của

tầng cây cao và cây tái sinh như mật độ, tổ thành loài, tầng thứ, phân bố N/D, N/H, kiểu phân bố cây rừng cho các trạng thái rừng phục hồi sau khai thác

- Về địa điểm: Các trạng thái rừng phục hồi tại khu rừng cộng đồng tại

huyện Mai Châu, tỉnh Hòa Bình

2.3 Nội dung nghiên cứu

2.3.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao

 Cấu trúc mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng của lâm phần

 Cấu trúc tổ thành loài

 Cấu trúc tầng thứ

 Cấu trúc N/D, N/H

 Kiểu phân bố tầng cây cao

2.3.2 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh

 Mật độ cây tái sinh

 Tổ thành cây tái sinh

 Phân bố cấp chiều cao cây tái sinh

 Kiểu phân bố tầng cây tái sinh

2.3.3 Đề xuất các biện pháp tác động phù hợp

 Đề xuất tác động tầng cây cao

 Đề xuất tác động tầng cây tái sinh

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu

- Phương pháp chọn và lập ô tiêu chuẩn:

Sử dụng phương pháp kế thừa tài liệu và phương pháp điều tra phỏng vấn thông qua các mẫu đại diện Trên cơ sở điều tra, khảo sát và thu thập các thông tin từ các cơ quan quản lý trên địa bàn nghiên cứu ở cấp tỉnh và huyện Mai Châu, lựa chọn khu vực điển hình để nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi tại huyện Mai Châu

Áp dụng phương pháp điều tra trên các ô tiêu chuẩn điển hình, tạm thời

để điều tra các đặc điểm cấu trúc rừng Tại khu vực nghiên cứu, tiến hành điều tra, khảo sát lựa chọn các khu rừng tự nhiên phục hồi sau khai thác để tiến hành thu thập số liệu Các trạng thái rừng được lựa chọn nghiên cứu đại diện trong huyện Mai Châu là rừng phục hồi trạng thái IIB và IIIA3

Các trạng thái rừng được phân loại theo phương pháp của Loeschau (1963) Cụ thể tiêu chuẩn phân chia các trạng thái rừng như sau:

I) Nhóm I: Nhóm chưa có rừng Đây là nhóm không có rừng hoặc hiện

tại chưa thành rừng, chỉ có cỏ, cây bụi hoặc thân gỗ, tre nứa mọc rải rác, có

độ che phủ dưới 30% Tùy theo hiện trạng, nhóm này được chia thành:

 Kiểu IA: Trạng thái này được đặc trưng bởi lơp thực bì, lau lách hoặc chuối rừng

 Kiểu IB: Kiểu này được đặt trưng bởi lớp thực bì cây bụi, có thể có một

số cây gỗ, tre mọc rải rác

 Kiểu IC: Kiểu này được đặc trưng bởi lớp cây thân gỗ tái sinh với số lượng đáng kể nằm trong hai kiểu trên Chỉ được xếp vào kiểu 1C khi

số lượng cây gỗ tái sinh có chiều cao trên 1 m đạt từ 1000 cây/ha trở lên

II) Nhóm II:

Rừng phục hồi cây tiên phong có đường kính nhỏ Dựa vào hiện trạng và nguồn gốc, nhóm này chia thành:

- Kiểu phụ IIA: Rừng phục hồi còn non và đặc trưng bởi lớp cây tiên phong

ưa sáng, mọc nhanh, thường đều tuổi và kết cấu một tầng

- Kiểu phụ IIB: Là trạng thái rừng phục hồi sau khai thác kiệt Phần lớn trạng thái này bao gồm những quần thụ non với những loài cây tương đối ưa sáng Thành phần loài phức tạp, không đều tuổi do tổ thành loài cây ưu thế không rõ ràng Vượt lên khỏi tán rừng có thể còn sót lại một số cây quần thụ

cũ nhưng trữ lượng không đáng kể Đường kính của tầng cây phổ biến không vượt quá 20 cm

II) Nhóm III: Kiểu rừng thứ sinh đã bị tác động Bao gồm các quần thụ

rừng đã bị khai thác bởi con người ở nhiều mức độ khác nhau khiến cho kết cấu rừng bị thay đổi

- Kiểu IIIA: Quần thụ đã bị khai thác nhiều nhưng hiện tại đã bị hạn chế Cấu trúc ổn định của rừng đã bị thay đổi cơ bản hoặc phá vỡ hoàn toàn Kiểu này được chia thành một số kiểu phụ

- Kiểu IIIA1: Rừng đã bị khai thác kiệt quệ, tán rừng bị phá vỡ từng mảng lớn Tầng trên có thể còn sót lại một số cây tầng cao, to nhưng phẩm chất xấu Nhiều dây leo, bụi rậm, tre nứa xâm lấn Tùy theo tình hình tái sinh, kiểu phụ này được chia nhỏ thành:

- Kiểu IIIA1-1: Thiếu cây tái sinh (dưới 1000 cây tái sinh mục đích có triển vọng/ha)

: Đủ cây tái sinh (> 1000 cây tái sinh mục đích có triển vọng/ha)

Kiểu IIIA2: Rừng đã bị khai thác quá mức nhưng đã có thời gian phục hồi tốt, đặc trưng là đã hình thành tầng giữa vươn lên chiếm ưu thế sinh thái với lớp cây đại bộ phận có đường kính 20-30 cm Rừng có 2 tầng trở lên, tầng trên tán không liên tục, được hình thành chủ yếu từ những cây của tầng giữa trước đây, rải rác còn những cây to, khỏe vượt tán của tầng rừng cũ để lại Kiểu phụ này chia nhỏ thành:

- Kiểu IIIA2-1: Thiếu cây tái sinh (< 1000 cây tái sinh mục đích có triển vọng) Kiểu IIIA2-2: Đủ cây tái sinh (trên 1000 cây tái sinh mục đích có triển vọng)

III) Nhóm IV: là nhóm rừng thứ sinh giàu phục hồi hoàn toàn và rừng nguyên

- Phương pháp thu thập số liệu trong ô tiêu chuẩn:

Trong các ô tiêu chuẩn thứ cấp có diện tích 100m2 tiến hành thu thập số liệu của tầng cây cao (cây có đường kính ngang ngực từ 6cm trở lên), bao gồm các chỉ tiêu: loài cây, đường kính ngang ngực (D1.3), chiều cao vút ngọn (Hvn) và độ tàn che tầng cây cao, trong đó:

- Tên loài cây được xác định trên rừng và ghi vào phiếu thu thập, cây không biết tên tiến hành lấy tiêu bản để giám định

- Đo D1.3 bằng thước kẹp kính

- Đo chiều cao vút ngọn bằng thước đo cao Blumeleiss

-Đường kính tán lá (Dt): dùng thước dây đo hình chiếu tán cây theo 2 chiều Đông Tây-Nam Bắc Sau đó lấy trị số trung bình với độ chính xác đến

cm

- Phẩm chất cây rừng được đánh giá theo 3 cấp như sau:

* Cây phẩm chất A: Cây gỗ khỏe mạnh, thân thẳng, đều, tán cân đối, không sâu bệnh hoặc rỗng ruột

* Cây phẩm chất B: Cây có thân hơi cong, tán lệch, có thể có u biếu hoặc một số khuyết tật nhỏ nhưng vẫn có khả năng sinh trưởng và phát triển đạt đến độ trưởng thành; hoặc cây đã trưởng thành, có một số khuyết tật nhỏ nhưng không ảnh hưởng nhiều đến khả năng sinh trưởng hoặc lợi dụng gỗ

* Cây phẩm chất C: Là những cây đã trưởng thành, bị khuyết tật nặng (sâu bệnh, cong queo, rỗng ruột, cụt ngọn ) hầu như không có khả năng lợi dụng gỗ; hoặc những cây chưa trưởng thành có nhiều khiếm khuyết (sâu bệnh, cong quyeo, rỗng ruột, cụt ngọn, sinh trưởng không bình thường ) khó

có khả năng tiếp tục sinh trưởng và phát triển đạt đến độ trưởng thành

Ngoài ra trong mỗi ô thứ cấp chọn ngẫu nhiên 1-2 cây thuộc tầng cây cao và đo khoảng cách từ cây được chọn đến cây cao gần nhất để nghiên cứu kiểu phân bố tầng cây cao trên mặt đất

Trong các ô tiêu chuẩn dạng bản có diện tích 25m2 thu thập số liệu của tầng cây tái sinh (các cây có đường kính ngang ngực nhỏ hơn 6cm) thông qua các chỉ tiêu: loài cây, đường kính, chiều cao vút ngọn, nguồn gốc cây tái sinh, chất lượng cây tái sinh Ngoài ra trong mỗi ô dạng bản chọn ngẫu nhiên 7-8 cây tái sinh và đo khoảng cách từ cây được chọn đến cây tái sinh gần nhất để nghiên cứu kiểu phân bố tầng cây tái sinh trên mặt đất

2.4.2 Phương pháp xử lý số liệu

Sử dụng các phương pháp phân tích thống kê toán học trong lâm nghiệp

để phân tích và xử lý số liệu với sự hỗ trợ của các phần mềm Excel và SPSS Các số liệu thu thập được của nội dung nghiên cứu này được xử lý theo các phương pháp cụ thể như sau:

F



Trong đó:

- Ni% là phần trăm số cây của loài i trong các ô điều tra

- Gi% là phần trăm tiết diện ngang của loài i trong các ô điều tra

- Fi% là tỷ lệ phần trăm số ô điều tra có loài i xuất hiện trên tổng số ô điều tra

Các loài có IV>5% và tổng IV% từ 50% trở lên thì tham gia vào công thức tổ thành loài

Tổ thành loài tầng cây tái sinh được tính theo công thức: hệ số của loài

Ki = Ni/N * 100

Trong đó:

- Ki là hệ số tổ thành của loài cây tái sinh i

- Ni là số cây của loài i trong ô điều tra

- N là tổng số cây tái sinh trong ô điều tra

- Tiết diện ngang G (m2/ha): G= d21.3 (2.1)

- Trữ lượng M (m3/ha): M= d21.3*h*f với f=0,45 (2.2)

α,β là hai tham số của phương trình

Khi giá trị x tăng, β càng lớn thì đường cong lõm và giảm càng nhanh, ngược lại β càng bé thì đường cong giảm từ từ

- Phân bố khoảng cách:

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

Trong đó:

Với f0 là tần số quan sát của tổ đầu tiên

n: dung lượng mẫu

Xi=Với K là cự ly tổ; Di: trị số giữa tổ thứ i, Dmin:trị số giữa tổ thứ nhất

Phân bố khoảng cách dùng để nắn những phân bố thực nghiệm có dạng chữ J (đỉnh nằm ở tổ thứ hai và sau đó tần số giảm dần khi x tăng)

+ Kiểu phân bố cây rừng:

Sử dụng phương pháp dựa vào khoảng cách cây rừng (khoảng cách từ cây được chọn ngẫu nhiên đến cây gần nhất) của Clark và Evans để nghiên cứu mạng hình phân bố của cây rừng và được tính theo công thức sau:

cho số lần đo là n);

- λ là số cây trên một m2 (bằng tổng số cây điều tra trong ô chia cho tổng diện tích ô tiêu chuẩn) Nếu:

 U ≤ 1.96: Cây rừng phân bố ngẫu nhiên trên mặt nằm ngang

 U > 1.96: Cây rừng phân bố cách đều trên mặt nằm ngang

 U< -1.96: Cây rừng phân bố cụm trên mặt mặt nằm ngang

Từ kết quả nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc tầng cây cao và cây tái sinh,

đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp để kinh doanh có hiệu quả các trạng thái rừng tự nhiên tại khu vực nghiên cứu

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao

3.1.1 Mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng của lâm phần

Mật độ tầng cây cao của rừng là chỉ tiêu phản ánh số lượng cây gỗ có đường kính lớn hơn hoặc bằng 6 cm trên một đơn vị diện tích (thường tính theo hecta) Thông qua mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng có thể tính toán xác định trữ lượng lâm phần Ngoài ra, xét về yếu tố sinh thái, mật độ phản ánh khả năng tận dụng không gian dinh dưỡng theo chiều nằm ngang của lâm phần Thông qua chỉ tiêu mật độ để có những biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm điều tiết số lượng cây trong lâm phần (tỉa thưa, trồng bổ sung…) theo mục tiêu kinh doanh cũng như tận dụng tối đa sức sản xuất của lập địa

Qua điều tra, tính toán mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng được tổng hợp trong bảng sau

Bảng 3.1: Mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng của hai trạng thái rừng

Trạng

thái ÔTC

Mật độ (cây/ha) D 1.3 (cm) H vn (m) G(m

Cũng từ bảng 3.1 có thể thấy rằng, chỉ tiêu sinh trưởng đường kính và chiều cao ở trạng thái phục hồi sau khai thác kiệt IIB tương đồng nhau, không

có sự chênh lệch lớn với đường kính ngang ngực trung bình là 12,9 cm còn chiều cao trung bình từ 9,8-9,9 m Nhưng đối với trạng thái rừng phục hồi sau khai thác chọn IIIA3 có sự hơn nhau rõ rệt với đường kính trung bình trạng thái này đạt 14,5 cm, còn với chiều cao vút ngọn đạt 12,4 m Đối với chỉ tiêu tổng tiết diện ngang và trữ lượng gỗ lâm phần thì có sự sai khác nhau giữa các trạng thái, thấp nhất là trạng thái IIB có G=13,1 m2/ha và M=74,4

m3/ha kế đến là trạng thái IIB có G=15,2 m2/ha và M=87 m3/ha, cao nhất là trạng thái rừng IIIA3 có G=18,8 m2/ha và M=130,8 m3/ha Theo thông tư 34/2009 của Bộ NN&PTNT thì các trạng thái rừng IIB ở huyện Mai Châu, tỉnh Hòa Bình thuộc loại rừng nghèo và trạng thái IIIA3 thuộc rừng trung bình

Hình 3.1 Biểu đồ trữ lƣợng các ô tiêu chuẩn của 2 trạng thái rừng

Qua phân loại phẩm chất cây cao trong lâm phần nghiên cứu, kết quả được tổng hợp trong bảng dưới đây

Bảng 3.2: Bảng phẩm chất cây trong các trạng thái rừng ở khu vực

nghiên cứu

Trạng

thái ÔTC

Tỷ lệ cây Phẩm Chất A (%)

Tỷ lệ cây Phẩm Chất B (%)

Tỷ lệ cây Phẩm Chất C (%)

Dưới đây là biểu đồ minh họa phẩm chất các cây thuộc tầng cây cao.

Hình 3.2: Biểu đồ tỷ lệ phẩm chất loại A của tầng cây cao các ô tiêu

chuẩn của 2 trạng thái

Hình 3.3: Biểu đồ tỷ lệ phẩm chất loại B của tầng cây cao các ô tiêu

chuẩn của 2 trạng thái

IIB(kv1) IIB(kv2) IIIA3