Nghiên cứu cấu trúc rừng trước và sau khai thác nhằm đề xuất biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiên tại tây nguyên

Nghiên cứu về rừng tự nhiên đòi hỏi tốn nhiều thời gian và công sức, nhiều vấn đề về rừng tự nhiên vẫn còn đang là những điều bí ẩn chưa được khám phá.Trong những năm qua, các nhà khoa h

Ô VĂ O

NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC RỪ ƢỚC VÀ SAU

KHAI THÁC NHẰ Ề XUẤT BI N PHÁP KHAI THÁC

VÀ UÔ DƢỠNG RỪNG TỰ NHIÊN T I TÂY NGUYÊN

LUẬN ÁN TIẾ SĨ P

HÀ NỘI – 2017

Ô VĂ O

NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC RỪ ƢỚC VÀ SAU

KHAI THÁC NHẰ Ề XUẤT BI N PHÁP KHAI THÁC

VÀ UÔ DƢỠNG RỪNG TỰ NHIÊN T I TÂY NGUYÊN

Chuyên ngành: iều tra và Quy hoạch rừng

LỜ CA OA

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các các kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chƣa bảo vệ ở bất kỳ hội đồng học vị nào Tất cả mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã đƣợc cảm ơn, các số liệu và thông tin trích dẫn trong luận án này đều

LỜI CẢ Ơ

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Lâm học, Phòng Đào tạo sau đại học Trường Đại học Lâm nghiệp; Lãnh đạo Trường Trung học Lâm nghiệp Tây Nguyên đã quan tâm, chỉ đạo và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình đào tạo và nghiên cứu xây dựng luận án

Trong thời gian thực hiện luận án, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình, chu đáo của thầy giáo hướng dẫn khoa học GS.TS Vũ Tiến Hinh Qua đây, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới GS.TS Vũ Tiến Hinh

Nhân dịp này, tác giả cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới lãnh đạo các Công

ty Lâm nghiệp trên địa bàn khu vực Tây Nguyên đã giúp đỡ trong quá trình thu thập số liệu Tác giả xin trân trọng cảm ơn các nhà khoa học đã có những ý kiến góp ý quý báu để tác giả bổ sung và hoàn thiện luận án

Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn quý thầy giáo, cô giáo, gia đình và bạn bè đồng nghiệp đã động viên, hỗ trợ về vật chất và tinh thần để tác giả có thêm nghị lực hoàn thành luận án này

Tác giả đã làm việc với nỗ lực cao của bản thân Tuy nhiên, do thời gian

có hạn, nên luận án không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các nhà khoa học và bạn bè đồng nghiệp

Ngày … tháng…… năm 2017

Tác giả

gô Văn ong

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

DANH MỤC CÁC HÌNH x

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1 Một số khái niệm 5

1.2 Nghiên cứu về khai thác rừng 6

1.2.1 Trên thế giới 6

1.2.2 Ở Việt Nam 7

1.2.3 Thực trạng quản lý và khai thác rừng tại khu vực Tây Nguyên 10

1.3 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 12

1.3.1 Trên thế giới 12

1.3.2 Ở Việt Nam 16

1.4 Nghiên cứu về tái sinh lỗ trống 21

1.4.1 Trên thế giới 21

1.4.2 Ở Việt Nam 22

1.5 Nghiên cứu về nuôi dưỡng rừng 24

1.5.1 Trên thế giới 24

1.5.2 Ở Việt Nam 25

1.6 Thảo luận chung và xác định vấn đề nghiên cứu 27

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.1 Nội dung nghiên cứu 30

2.1.1.Xác định hiện trạng rừng các OTC thu thập số liệu 30

2.1.2 Xác định sự thay đổi về phân bố số cây theo đường kính và đường cong

chiều cao trước và ngay sau khai thác 30

2.1.3 Xác định cấu trúc theo chiều thẳng đứng 30

2.1.4 Đặc điển tái sinh rừng 30

2.1.5 Đề xuất một số ứng dụng kết quả nghiên cứu 30

2.2 Phương pháp nghiên cứu 30

2.2.1 Quan điểm và phương pháp luận 30

2.2.2 Phương pháp kế thừa 31

2.2.3 Phương pháp thu thập số liệu 32

2.2.4 Xử lý số liệu 35

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 48

3.1 Hiện trạng rừng các ô tiêu chuẩn thu thập số liệu 48

3.1.1.Một số nhân tố điều tra cơ bản trước khai thác 48

3.1.2 Công thức tổ thành trước khai thác 50

3.1.3 Một số nhân tố điều tra cơ bản cho các bộ phận lâm phần 53

3.2 Sự thay đổi một số phân bố thực nghiệm trước và ngay sau khai thác 63

3.2.1 Sự thay đổi về phân bố số cây theo đường kính trước và ngay sau khai thác 63

3.2.2 Sự thay đổi về đường cong chiều cao trước và ngay sau khai thác 72

3.2.3 Phân bố số loài theo cỡ đường kính (Nloài/D1.3) 77

3.2.4 Sự thay đổi phân bố cây rừng trên mặt đất trước và sau khai thác 84

3.3 Nghiên cứu cấu trúc theo chiều thẳng đứng 87

3.3.1 Sự thay đổi diện tích tán và độ tàn che trước và sau khai thác 87

3.3.2 Sự thay đổi phân bố số loài theo tầng thứ trước và sau khai thác 97

3.3.3 Sự thay đổi chiều cao cây rừng theo tầng tán trước và sau khai thác 99

3.4 Đặc điểm tái sinh rừng 101

3.4.1 Tổ thành tầng cây tái sinh 101

3.4.2 Các chỉ tiêu đánh giá tái sinh rừng 104

3.4.3 Mối quan hệ giữa tổ thành tầng cây cao với tổ thành tầng cây tái sinh 114

3.5 Đề xuất một số ứng dụng kết quả nghiên cứu 116

3.5.1 Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào xây dựng mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên 116

3.5.2 Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào đề xuất biện pháp khai thác và nuôi dƣỡng rừng tự nhiên 137

KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ 141

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 144

TÀI LIỆU THAM KHẢO 145 PHỤ LỤC

DANH MỤC KÝ HI U VÀ TỪ VIẾT TẮT

BNNPTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

FAO Tổ chức Nông Lương - Liên Hợp Quốc

FSC (Forest Stewardship Council) Hội đồng quản lý rừng G0 Tổng tiết diện ngang trước khai thác

G2 Tổng tiết diện ngang sau khai thác

Gđg Tổng tiết diện ngang đổ gãy

Gkt Tổng tiết diện ngang khai thác

Htkt Chiều cao trước khai thác

I%M Cường độ khai thác theo trữ lượng

I%Mthskt Cường độ tổng hợp sau khai thác theo trữ lượng

I%N Cường độ khai thác theo số cây

I%Nthskt Cường độ tổng hợp sau khai thác theo số cây

M0 Trữ lượng trước khai thác

Viết tắt/ký hiệu ội dung diễn giải

Mđg Trữ lượng của bộ phận cây đổ gãy

Mkt Trữ lượng của bộ phận cây khai thác

motc Số loài trên ô tiêu chuẩn

mtg Số loài tham gia công thức tổ thành

mut Số loài chiếm ưu thế trong công thức tổ thành

N%didg Tỷ lệ phần trăm số cây đổ gãy trong từng cỡ kính

N%dikt Tỷ lệ phần trăm số cây khai thác trong từng cỡ kính

N0 Số cây trước khai thác

Ndidg Số cây đổ gãy trong từng cỡ kính

Ndikt Số cây khai thác trong từng cỡ kính

DANH MỤC CÁC BẢNG

2.1 Thống kê số lượng ô tiêu chuẩn nghiên cứu 32

2.3 Phân bố cây tái sinh theo cỡ chiều cao 43 2.4 Phân bố cây tái sinh theo cỡ đường kính 43 3.1 Một số nhân tố điều tra cơ bản trước khai thác 48 3.2 Công thức tổ thành lài cây trước khai thác 51 3.3 Một số đại lượng điều tra cơ bản của các bộ phận 54

3.7 Các đặc trưng mẫu về đường kính trước và sau khai thác 64

3.8 So sánh phân bố tần số và tần suất số cây theo đường kính giữa

3.9 Mô phỏng phân bố N/D1.3 trước và sau khai thác 69

3.10 Kết quả so sánh sự khác nhau về phân bố lý thuyết số cây theo

đường kính giữa trước và ngay sau khai thác 70

3.11 Tổng hợp tham số của phương trình tương quan h/d trước và sau

3.12 Kết quả so sánh sự khác nhau về đường cong chiều cao giữa

3.13 Kết quả kiểm tra sự sai khác về phân bố số loài cây theo đường

3.21 Sự thay đổi phân bố số loài theo tầng thứ trước và sau khai thác 98

3.22 Sự thay đổi chiều cao cây rừng theo tầng tán trước và sau khai

3.23 Sự thay đổi một số tiêu chí trong công thức tổ thành tái sinh

3.25 Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh 107 3.26 Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao Hvn 109 3.27 Phân bố cây tái sinh theo cấp đường kính Doo 110

3.29 Mối quan hệ giữa tổ thành tầng cây cao với tổ thành tầng cây tái

3.30 Tổng hợp các tham số của phương trình Meyer trước và sau

3.31 Kết quả xác định các tham số của phương trình Meyer sau khai

thác từ tham số của phương trình Meyer trước khai thác 119 3.32 Xác định phân bố N/D1.3 sau khai thác ô tiêu chuẩn 01 123

3.33 Kết quả kiểm tra sự phù hợp của phân bố N/D theo tiêu chuẩn χ2

3.34 Kết quả xác định tham số phương trình H=a*Db sau khai thác từ

3.35 Tổng hợp sai số đo cao khi sử dụng các loại đường cong chiều

3.36 Sai số xác định trữ lượng khi sử dụng đường cong chiều cao lý

3.37 Sai số xác định trữ lượng khi sử dụng mô hình N/D1.3 lý thuyết

và mô hình đường cong chiều cao lý thuyết 131 3.38 Quan hệ giữa suất tăng trưởng Pd với đường kính D1.3 132

3.39 Tăng trưởng đường kính bình quân định kì theo cỡ kính của các

3.40 Dự đoán mô hình cấu trúc cơ bản của ô tiêu chuẩn 01 136

DANH MỤC CÁC HÌNH

3.1 Tỷ lệ % số cây theo từng bộ phận trong các ÔTC 62 3.2 Tỷ lệ % trữ lượng của từng bộ phận trong các ÔTC 63 3.3 Phân bố tần số và tần suất N/D1.3 trước và sau khai thác 68

3.4 Phân bố lý thuyết số cây theo đường kính giữa trước và ngay

3.5 Sự thay đổi tham số của phương trình Meyer mô phỏng phân bố

N/D1.3 lý thuyết trước và sau khai thác 72

3.6 Sự thay đổi tham số phương trình H=a*Db trước và ngay sau

3.7 Đường cong chiều cao trước và sau khai thác ở OTC 01 77 3.8 Phân bố Nloài/D1.3 trước và sau khai thác ở OTC 01 80 3.9 Phân bố số loài mất đi theo từng cỡ đường kính 82

3.10 Bản đồ phân bố số cây trên 25 ô thứ cấp theo số cây trước khai

3.11 Sự thay đổi diện tích tán theo tầng thứ trước và sau khai thác 90 3.12 Sự thay đổi chỉ số diện tích tán lá Cai trước và sau khai thác 92 3.13 Mối quan hệ giữa Cai với mật độ N và đường kính D1.3 93 3.14 Sự thay đổi độ tàn che trước và sau khai thác 95 3.15a Trắc đồ rừng trước khai thác OTC 01 96

3.16a Sự thay đổi phân bố số loài trước và sau khai thác 99

3.16b Sự thay đổi phân bố số loài theo từng tầng thứ trước và sau khai

3.20 Quan hệ giữa tham số (α1; α2) và (β1; β2) 118 3.21 Đường cong phân bố số cây theo đường kính N/D1.3 OTC 01 119

3.22 Quan hệ giữa tỷ lệ phần trăm số cây khai thác trong từng cỡ kính

3.23 Quan hệ giữa tỷ lệ phần trăm số cây đổ gãy với trữ lượng 121

3.24 Quan hệ giữa tỷ lệ phần trăm số cây đổ gãy trong từng cỡ kính

3.25 Phân bố N/D1.3 trước và ngay sau khai thác OTC 01 123 3.26 Quan hệ giữa tham số (a1; a2) và (b1; b2) 125 3.27 Đường cong chiều cao trước và sau khai thác tại OTC 01 126 3.28 Chênh lệch đo cao khi sử dụng các loại đường cong chiều cao

MỞ ẦU

1.Tính cấp thiết của luận án

Ở Việt nam rừng tự nhiên được phân bố tại hầu hết các tỉnh, có vai trò quan trọng trong việc cung cấp lâm sản và các sản phẩm khác từ rừng, có giá trị nhiều mặt ưu trội hơn kiểu thảm thực vật rừng khác

Tuy nhiên, những hiểu biết của con người về rừng tự nhiên chưa nhiều Nghiên cứu về rừng tự nhiên đòi hỏi tốn nhiều thời gian và công sức, nhiều vấn

đề về rừng tự nhiên vẫn còn đang là những điều bí ẩn chưa được khám phá.Trong những năm qua, các nhà khoa học trên thế giới và Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu về rừng tự nhiên, các kết quả nghiên cứu chủ yếu về vấn đề: cơ

sở sinh thái rừng; mô tả hình thái cấu trúc rừng, phân loại rừng phục vụ mục đích kinh doanh, cấu trúc rừng chuẩn, rừng ổn định hay rừng định hướng, về nghiên cứu định lượng giữa các nhân tố cấu trúc rừng…

Các công trình nghiên cứu và hướng dẫn kỹ thuật về nuôi dưỡng rừng tự nhiên mới chỉ đề cập tới nuôi dưỡng rừng cho những đối tượng rất cụ thể và ở qui mô hẹp hoặc thiên về lý luận hay mô tả định tính các phương án nuôi dưỡng rừng mà chưa xác định được số năm cần thiết phải nuôi dưỡng rừng, cường độ chặt, số lần chặt, khoảng cách giữa hai lần chặt tương ứng của một khu rừng bất

kỳ Những công trình nghiên cứu mang tính định lượng, tính dự báo vẫn ít Vì vậy, chưa xây dựng được những phương án tác động định hướng có hiệu quả cao

và bền vững, chất lượng rừng tự nhiên thường giảm sau khi bị tác động Những giải pháp để phục hồi rừng chưa hợp lý và chưa đúng cách Vì vậy, việc điều chỉnh cấu trúc rừng chưa hợp lý, chưa xác định được đối tượng bị tác động, chưa biết được ngưỡng tác động dẫn tới hiệu quả tác động chưa cao, chưa đúng mục đích

Vùng sinh thái Tây nguyên bao gồm 05 tỉnh: Kon Tum; Gia Lai, Đăk Lăk, Đăk Nông và Lâm Đồng với tổng diện tích rừng 2,567,116 ha, chiếm khoảng 47% tổng diện tích tự nhiên của vùng Trong đó diện tích rừng tự nhiên là 2,253,804 ha, chiếm khoảng 41% tổng diện tích tự nhiên và 88% diện tích có rừng, độ che phủ là 46,54% Tuy nhiên, trong những năm gần đây diện tích rừng

tự nhiên của khu vực này không ngừng bị giảm sút cả về số lượng và chất lượng

do nhiều nguyên nhân khác nhau đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng về phát triển

kinh tế, phòng hộ môi trường, trong đó việc khai thác và nuôi dưỡng rừng sau khai thác chưa đáp ứng được cho khả năng phục hồi rừng và nâng cao chất lượng rừng Khai thác rừng tự nhiên ở Tây Nguyên vẫn là phương thức khai thác chọn thô và chưa có những đầu tư thích đáng cho nuôi dưỡng phục hồi rừng Do vậy, rừng ngày cảng giảm sút cả về số lượng và chất lượng Trước thực tế đó, việc thực hiện những nghiên cứu nhằm đánh giá cấu trúc rừng trước và sau khai thác làm cơ sở cho việc xác định biện pháp kỹ thuật khai thác hợp lý và xác định được hiện trạng rừng ngay sau khai thác để có biện pháp nuôi dưỡng nhằm phục hồi và nâng cao chất lượng của rừng là hết sức cần thiết Một trong những lĩnh vực nghiên cứu có liên quan cần thiết là nghiên cứu về sự thay đổi hiện trạng và cấu trúc rừng trước và sau khai thác Trong hoạt động khai thác rừng, một bộ phận cây rừng bị mất đi sẽ làm xáo trộn về cấu trúc rừng, đặc biệt là cấu trúc tầng thứ,

độ tàn che, tổ thành và làm sao để dự đoán được cấu trúc rừng sau khai thác ngay tại thời điểm trước khai thác ?

Đáng chú ý là việc xuất hiện các lỗ trống trong rừng do quá trình khai thác

đã làm thay đổi mạnh mẽ tiểu hoàn cảnh rừng, đồng thời ảnh hưởng rất lớn tới quá trình tái sinh nói riêng và động thái của cả quần xã thực vật nói chung Vậy sau khai thác chiều hướng phát triển của rừng tại khu vực nghiên cứu như thế nào? Sự thay đổi cấu trúc của rừng có làm ảnh hưởng đến sinh trưởng của rừng sau khai thác không ? Biện pháp kỹ thuật ra sao để rừng phát triển ? Làm sao để thúc đẩy tái sinh lỗ trống và tái sinh dưới tán rừng sau khai thác ? Dự đoán chiều hướng phát triển tái sinh sau khai thác: xu hướng thay đổi cấu trúc như thế nào?

Số lượng loài cây ? Mật độ ? Xu hướng chuyển cấp lên tầng cây cao như thế nào? Dự đoán sự tham gia tầng cây cao của những loài mới phát sinh từ lỗ trống

sẽ làm thay đổi cấu trúc rừng trong tương lai theo hướng nào? Hàng loạt các câu hỏi đặt ra cần được giải quyết để định hướng rừng sau khai thác đạt được như mong muốn của con người

Để góp phần giải quyết những vấn đề trên, luận án” Nghiên cứu cấu trúc

rừng trước và sau khai thác nhằm đề xuất biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiện tại Tây Nguyên” được thực hiện nhằm góp phần giải quyết những

vấn đề trong quản lý rừng tự nhiên ở nước ta Đồng thời có ý nghĩa đòn bẩy trong tiến trình quản lý rừng tự nhiên bền vững ở Việt Nam

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

- Về khoa học

Làm sáng tỏ sự thay đổi về cấu trúc rừng trước và sau khai thác Đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho việc đề xuất ứng dụng xây dựng mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên và biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh sau khai thác ở vùng Tây Nguyên

- Về thực tiễn

Xây dựng được mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên và đề xuất biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh sau khai thác ở vùng Tây Nguyên

3 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định được sự thay đổi về cấu trúc theo chiều thẳng đứng

Xây dựng được mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên và đề xuất được biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng sau khai thác đảm bảo cho rừng phát triển bền vững

4 ối tượng và phạm vi nghiên cứu

a ối tượng nghiên cứu:

Rừng tự nhiên lá rộng thường xanh là rừng sản xuất đang đưa vào khai thác chính tại khu vực Tây Nguyên

b Phạm vi nghiên cứu:

- Về nội dung nghiên cứu: Trong khuôn khổ luận án, chỉ tiến hành nghiên cứu một số cơ sở khoa học cho việc xây dựng mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên và đề xuất được biện pháp khai thác và nuôi dưỡng rừng sau khai thác

- Về địa điểm nghiên cứu: Chỉ tiến hành nghiên cứu tại một số địa phương

có khai thác gỗ tại vùng Tây Nguyên bao gồm các tỉnh: Kom Tum, Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông

- Về thời điểm thu thập số liệu: Trước và ngay sau khi khai thác xong

- Về thời gian nghiên cứu: Từ 2011 đến 2014

5 Những đóng góp của luận án

- Về mặt học thuật: Kết quả nghiên cứu của luận án là tài liệu tham khảo

cho công tác giảng dạy và nghiên cứu về rừng tự nhiên của khu vực Tây Nguyên

- Về mặt lý luận: Luận án đã bổ sung những thông tin khoa học làm sáng

tỏ sự thay đổi về cấu trúc rừng trước và sau khai thác Đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên và

đề xuất biện pháp kỹ thuật khai thác và nuôi dưỡng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh sau khai thác ở vùng Tây Nguyên

- Về mặt thực tiễn:

+ Đánh giá được sự thay đổi về phân bố số cây theo đường kính và đường cong chiều cao trước và ngay sau khai thác

+ Xác định được sự thay đổi cấu trúc theo chiều thẳng đứng của rừng trước

và ngay sau khai thác

+ Xây dựng được mô hình động thái cấu trúc cơ bản rừng tự nhiên (mô hình động thái phân bố số cây theo đường kính và mô hình động thái đường cong chiều cao)

+ Đưa ra được các biện pháp khai thác, nuôi dưỡng rừng, chăm sóc và bảo

vệ rừng ở khu vực Tây Nguyên

6 Cấu trúc luận án

Luận án chính dài 153 trang đánh máy A4 được cấu trúc thành 3 chương

và hai phần (phần mở đầu và kết luận) như sau:

- Phần mở đầu: Luận giải sự cần thiết của luận án, mục đích nghiên cứu, ý nghĩa lý luận và thực tiễn của luận án

- Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu;

- Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu;

- Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận;

- Phần kết luận, tồn tại, khuyến nghị: Các kết luận rút ra từ kết quả nghiên cứu, nêu những hạn chế, tồn tại của luận án và các khuyến nghị về nghiên cứu tiếp theo

Ngoài ra, luận án có các mục tham khảo, các phụ lục có liên quan đến chủ

đề nghiên cứu

Chương 1 TỔNG QUAN VẤ Ề NGHIÊN CỨU

1.1 ột số khái niệm

Khai thác chọn: Là biểu thị khai thác từng cây gỗ, nhóm cây gỗ đã thành thục hoặc đạt đến tiêu chuẩn nhất định theo yêu cầu kinh doanh

Tái sinh (Regeneration): là một thuật ngữ chỉ khả năng tự tái tạo hay sự

hồi sinh từ mức độ tế bào đến một quần lạc sinh vật trong tự nhiên

Tái sinh rừng (Forest regeneration) cũng để mô tả sự tái tạo của lớp cây

con dưới tán rừng Tái sinh rừng, hiểu theo nghĩa rộng là sự tái sinh của cả hệ sinh thái rừng; hiểu theo nghĩa hẹp là sự phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng (Phùng Ngọc Lan,1986) [24]; hiểu dưới góc độ kinh tế là tái sản xuất mở rộng tài nguyên rừng

Cấu trúc rừng: Là một khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp các

thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian trên quan điểm sản lượng rừng, cấu trúc là sự phân bố kích thước của loài và cá thể

trên diện tích rừng (Phùng Ngọc Lan, 1986) [24]

Cấu trúc rừng, bao gồm: Cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng thứ, cấu trúc tuổi, cấu trúc mật độ, cấu trúc theo mặt phẳng nằm ngang… nhìn chung, nghiên cứu cấu trúc rừng đã chuyển từ mô tả định tính sang phân tích định lượng dưới dạng

mô hình toán học để khái quát hoá các quy luật của tự nhiên; trong đó, các quy luật phân bố, tương quan của một số nhân tố điều tra được quan tâm nghiên cứu

Quản lý rừng bền vững

Định nghĩa theo ITTO (tổ chức gỗ nhiệt đới quốc tế): “QLRBV là quá

trình quản lý những lâm phần ổn định nhằm đạt được một hoặc nhiều mục tiêu quản lý đã được đề ra một cách rõ ràng như đảm bảo sản xuất liên tục những sản phẩm và dịch vụ rừng mà không làm giảm đáng kể những giá trị di truyền và năng suất của rừng trong tương lai và không gây ra những tác động xấu đối với môi trường tự nhiên và xã hội” (Trần Văn Con, 2008) [9]

Định nghĩa theo tiến trình Helsinki của EU: “QLRBV là sự quản lý rừng

và đất rừng theo cách thức và cường độ phù hợp để duy trì ĐDSH, năng suất, khả năng tái sinh và sức sống của rừng, và duy trì tiềm năng của rừng trong hiện

tại và trong tương lai, các chức năng sinh thái, kinh tế và xã hội của rừng ở cấp địa phương, quốc gia, và toàn cầu, và không gây ra những tác động xấu đối với các HST khác” (dẫn theo Trần Văn Con, 2008) [9]

1.2 ghiên cứu về khai thác rừng

1.2.1 Trên thế giới

Phương thức khai thác chọn được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu như: Baur G.N (1962) [1]: Về Cơ sở sinh thái học kinh doanh rừng mưa Meyenfeldt von C.M (1978) [83] và Stocker G.C (1985) [89] đã nghiên cứu các vấn đề kinh doanh rừng mưa, phục hồi rừng về tái sinh vệt và quản lý rừng mưa nhiệt đới dưới các góc độ khác nhau đã xác định mức độ phù hợp của phương thức khai thác chọn trong kinh doanh rừng mưa nhiệt đới

Qua nghiên cứu cơ sở sinh thái rừng mưa Baur G.N (1962)[1] đã đề xuất các biện pháp tác động lâm sinh để tạo lập rừng căn bản đồng tuổi, không đồng tuổi và các phương thức xử lí để cải thiện

Theo CIFOR (2000) [90] ở Indonesia đã tiến hành nghiên cứu về phương thức khai thác ít tác động (RIL- Reduce Impact Logging) trên rừng tự nhiên ở Bulungan-Borneo, bước đầu cho thấy đã giảm được tác động trên những cây còn lại ít hơn 38% so với phương pháp truyền thống Từ năm 1967, Indonesia đã có quy định đường kính cây khai thác trên 50 cm, số cây khai thác đến 20 cây/ha và luân kỳ khai thác là 35 năm Một chu kỳ khai thác từ 25-30 năm đã được Perera G.A.D (2001) đề nghị áp dụng cho rừng thứ sinh ở Srilanca và đối với các khu rừng mục đích sản xuất gỗ đề nghị tiến hành tỉa thưa sau 5-6 năm để tạo điều kiện sinh trưởng cho các loài cây gỗ mục đích

Kỹ thuật khai thác tác động thấp RIL đã được chứng minh làm giảm thiểu tác động đến môi trường đến 50% so với phương pháp khai thác thông thường, các khu vực rừng sau khai thác công nghệ RIL có tốc độ phục hồi nhanh hơn (Pinard and Putz, 1997 [85] Viện sinh học và khoa học môi trường Malaysia đã tiến hành nghiên cứu đề tài sự tác động của khai thác và khả năng phục hồi CO2sau khai thác tác động thấp, kết quả cho thấy tỷ lệ cây bị tác động (tổn thương) ở phương pháp thông thường cao hơn RIL Sau khai thác độ che phủ của RIL duy trì ở mức 81%, phương pháp thông thường là 51% Lượng lưu trữ CO2 sau khai thác RIL cao hơn đến 41%, Philippa R Lincoln (2008) [84]

Về ảnh hưởng của khai thác đến cấu trúc rừng, theo Bertaut và Sist (1995), Sist (2000), sự tổn hại đến tầng tán rừng, khả năng phục hồi rừng và tăng trưởng thể tích phụ thuộc vào mức độ mở tán và liên quan đến cường độ khai thác (dẫn theo Kartawinata K.,…(2001)[78]) Từ các kinh nghiệm ở Phillipines, Lasco R.D., Visco R.G và Pulhin J.M (2001)[79] cũng cho biết phương thức khai thác không phù hợp gây thiệt hại nghiêm trọng cho lớp cây ở giữa và tầng cây thấp, nhất là khai thác có sử dụng thiết bị máy kéo

Ngoài ra, kĩ thuật khai thác không phù hợp còn làm suy giảm sản lượng và dẫn đến mất rừng, theo Zaizhi Z (2001)[93] vào những năm 1980 ở Trung Quốc, trên những diện tích rừng do hộ nông dân quản lí, sinh khối giảm từ 36,22 tấn/ha sau lần khai thác đầu tiên, xuống còn 21,07 tấn/ha ở lần khai thác sau và nếu rừng tiếp tục bị khai thác sẽ dần biến thành đất trống Mittelman A (2001) [82] cho rằng sự khai thác gỗ quá mức và mở rộng diện tích canh tác nông nghiệp từ rừng tự nhiên, là nguyên nhân chính đó làm mất rừng và hình thành các kiểu rừng thứ sinh ở các nước Đông Nam Á

1.2.2 Ở Việt Nam

Nội dung kỹ thuật của biện pháp khai thác - tái sinh rừng này được thực hiện theo quyết định 186/2006/QĐ-TTg về quy chế quản lý rừng và thông tư số 87/2009/TT-BNNPTNT, thông tư số 35/2011/TT-BNNPTNT, thông tư số 70/2011/TT-BNNPTNT về hướng dẫn khai thác chọn gỗ rừng tự nhiên

Trần Ngũ Phương (1985) đã sớm nghiên cứu về công tác kinh doanh rừng, xác định rõ phương thức khai thác chọn không phải chỉ gồm việc chọn cây để chặt và chừa lại một số cây gieo giống mà còn có một nội dung kỹ thuật toàn diện phải tiến hành chặt những cây lớn đã thành thục đồng thời tỉa thưa các cỡ cây gần thành thục và ít tuổi hơn, chăm sóc cây con, xúc tiến tái sinh tự nhiên và

bổ sung tái sinh tự nhiên bằng tái sinh nhân tạo khi cần thiết

Từ đặc điểm điều kiện tự nhiên, nhu cầu kinh tế xã hội, tính chất đặc điểm cấu trúc rừng, yêu cầu phòng hộ bảo vệ môi trường sinh thái… thì phương thức khai thác chọn rất phù hợp với nhiều đối tượng rừng gỗ tự nhiên ở nước ta, tác giả Lê Sáu (1981) [44] đề nghị sớm hạn chế chặt chọn thô vì nó sẽ gây ra tác hại khôn lường, nên mở rộng áp dụng phương thức chặt chọn đảm bảo tái sản xuất

mở rộng vốn rừng và lợi ích của rừng, tác giả cũng đề xuất những biện pháp nâng

cao chất lượng công tác bài cây khai thác chọn đảm bảo cho khai thác chọn có thể thực thi các nội dung kỹ thuật nhằm tái sản xuất mở rộng vốn rừng

Nguyễn Văn Trương (1983 - 1984) [57, 58] đã công bố nhiều công trình nghiên cứu cấu trúc rừng phục vụ kinh doanh lợi dụng rừng, với quan điểm nền kinh doanh rừng tiến bộ phải xuất phát từ các nghiên cứu về cấu trúc rừng, đặc biệt là phân phối số cây trên mặt đất rừng, trong quá trình khai thác chọn phải điều chỉnh cấu trúc rừng phù hợp với mục tiêu kinh doanh đề ra

Qua nghiên cứu thực trạng ở các khu rừng khai thác chọn nước ta, Nguyễn Ngọc Lung (1983-1987) [26, 27, 28, 29] đã nêu nguyên nhân làm cho rừng bị xuống cấp và đặt vấn đề phải nhanh chóng sửa đổi bổ sung đối với quy trình khai thác gỗ đã ban hành năm 1963 Tác giả đã xây dựng cơ sở khoa học cho lý thuyết rừng chuẩn áp dụng vào khai thác chọn ở Việt Nam đồng thời nêu lên một

số vấn đề giúp cho việc chỉ đạo công tác khai thác chọn và xây dựng vốn rừng đảm bảo kinh doanh lâu dài

Khi nghiên cứu về điều chế rừng ở nước ta, tác giả Nguyễn Hồng Quân (1983-1984) [42, 43] chỉ rõ chính những bất hợp lý trong quá trình áp dụng phương thức khai thác chọn và sự lạc hậu về nội dung kỹ thuật lâm sinh lâu nay

đã dẫn đến hậu quả là vốn rừng ngày một nghèo nàn dần Tác giả đã đề xuất quan điểm và biện pháp vừa khai thác vừa xây dựng vốn rừng nhằm khắc phục hậu quả nói trên

Vũ Đình Huề, Phạm Đình Tam (1989) [22] đã tiến hành khảo nghiệm quy phạm khai thác đảm bảo tái sinh ở Hương Sơn - Hà Tĩnh và đưa ra nhận định là phương thức khai thác chọn có kèm theo các biện pháp xử lý lâm sinh mang lại hiệu quả cao nhất cho phục hồi rừng

Nhóm tác giả Nguyễn Hồng Quân, Trương Hồ Tố, Hồ Viết Sắc (1981) [39] đã xác định lượng khai thác, cường độ khai thác cho bốn cấp sản xuất của rừng khộp (không vượt quá 30% với cấp I và III, tối thiểu là 25% cho cấp III và IV), với luân kỳ khai thác xác định là 20 năm

Nguyễn Hồng Quân (1982) [40, 41] đã xác định phương hướng điều chế chung cho rừng tự nhiên Việt Nam và đề xuất hướng điều chế tạm thời cho rừng loại IVB ở Kon Hà Nừng với cường độ khai thác (25-30%), luân kỳ 20 năm và lượng khai thác được điều chỉnh qua tiết diện ngang

Tác giả Nguyễn Văn Trương (1984) [58] đã đề xuất hướng khai thác nuôi dưỡng cho rừng nhiệt đới ẩm hỗn loài Việt Nam để đảm bảo tái tạo lại rừng, trong đó xác định cơ sở tính toán lượng gỗ khai thác trên số bình quân của G/ha

Lê Sáu 1996 [45] đã xác định đường kính khai thác chọn từ 36-52 cm cho các loài cây phổ biến, luân kỳ khai thác là 20 -30 năm, lượng khai thác biến động

từ 75m3/ha đến 125m3/ha Cường độ khai thác 22%-26%, nếu cả lượng cây gẫy

đổ của quá trình khai thác cũng chỉ dao động 30 -35% Độ tàn che của rừng sau khai thác còn lại 0,5-0,6

Bản thân phương thức khai thác chọn, dù là chặt chọn “thô” như ở Hương Sơn lâu nay vẫn không đưa đến diễn thế rừng Nguyên nhân đưa đến diễn thế trong rừng khai thác chọn đồng thời đi kèm canh tác nương rẫy, khai thác trắng hoặc khai thác lạm dụng quá mức làm cho rừng thực sự trở nên nghèo kiệt, đất rừng có sự thoái hóa đáng kể Mọi dư luận lâu nay cho rằng khai thác chọn đã dẫn đến diễn thế rừng là hoàn toàn không có cơ sở Trần Xuân Thiệp 1996 [52]

Dựa trên hiện trạng về diện tích, trữ lượng, cấu trúc, tăng trưởng và tái sinh, Trần Cẩm Tú (1998) [60] đã đề xuất hướng điều chế cho rừng sản xuất ở lâm trường Hương Sơn - Hà Tĩnh, thông qua chu kỳ kiểm tra (10 năm), tính toán lượng khai thác hiện tại và dự đoán lượng khai thác ở các giai đoạn sau

Theo hướng sử dụng tái sinh nhân tạo để phục hồi rừng tự nhiên sau khai thác có các nghiên cứu của: Bùi Đoàn và các cộng sự (2001) [15] triển khai ở Long Đại (Quảng Bình); Đỗ Đình Sâm và các cộng sự (2001) [46] trong nghiên cứu, đánh giá các biện pháp tác động vào rừng tự nhiên sau khai thác ở Hương Sơn, Ba Rền và Kon Hà Nừng

Hồ Đức Soa (2001) [48] qua tổng hợp các đặc điểm rừng tự nhiên trước và sau khai thác 15 năm vùng Kon Hà Nừng, cho biết có sự thay đổi rõ rệt về cấu trúc tổ thành cũng như sự gia tăng số lượng cây tái sinh trên các lâm phần sau khai thác Hồ Đức Soa, Trần Kế Lâm, Nguyễn Thanh Xuân (2001) [49] từ nghiên cứu nuôi dưỡng rừng tự nhiên vùng bắc Tây Nguyên, cho rằng rừng giàu

và trung bình khai thác với cường độ từ 30-50%, kết hợp các biện pháp nuôi dưỡng hợp lý sẽ đảm bảo cho rừng phục hồi tốt cả về chất lượng và trữ lượng Vấn đề này cần phải xem xét thêm, vì nếu khai thác với cường độ lớn đến 50% thì hầu như toàn bộ lớp cây gần thành thục và thành thục bị khai thác hết, rừng bị tàn phá nặng nề, khó phục hồi để đảm bảo luân kỳ khai thác

Hoàng Trung Lương (2014) [30] quá trình khai thác không kiểm soát được tốt cường độ chặt, đường kính khai thác và tỷ lệ đổ gãy do quá trình khai thác, đã làm trữ lượng rừng giảm đi rõ rệt, tỷ lệ đỗ gãy cao Do đó đã đề xuất thêm tỷ lệ đổ

vỡ vào cường độ khai thác Số cây đổ gãy và số cây khai thác có mối liên hệ chặt với nhau theo phương trình: Ndg=8.461+11.737*Nkt-0.288*(Nkt)2

Theo nghiên cứu của Nguyễn Thành Mến (2005) [31], quá trình khai thác chọn làm thay đổi rõ rệt cấu trúc rừng Tổ thành rừng sau khai thác theo hướng giảm tỉ lệ các loài cây mục đích có giá trị kinh tế Cấu trúc tầng thứ bị phá vỡ Mật độ lâm phần giảm và phân bố của số cây gỗ lớn còn lại trên mặt đất theo hướng thành chòm, cụm Ngoài số cây khai thác chính, số cây bị ngã đổ với tỉ lệ cao nhất đến 27 % so với mật độ trước khai thác và số cây bị cụt ngọn, ngã nghiêng đến khoảng 10- 15 % Tỉ lệ đổ vỡ tỉ lệ thuận với cường độ khai thác, với cường độ khai thác 30- 35 % tỉ lệ đổ vỡ tương ứng khoảng 10 %, nhưng với cường độ trên 35 % tỉ lệ đổ vỡ có thể đến 14,7%

Thảo luận

Như vậy, qua tổng hợp các nghiên cứu nêu trên thì khai thác chọn được

các nhà khoa học đề xuất đều tập trung vào các chỉ tiêu: cường độ, luân kỳ, lượng khai thác, xác định loài cây mục đích khai thác và đề xuất giải pháp lâm sinh sau khai thác rừng

Những ảnh hưởng của khai thác chọn đến cấu trúc rừng tự nhiên trước và sau khai thác chọn vẫn còn thiếu các nghiên cứu chuyên sâu Các hạn chế trong

kỹ thuật thi công khai thác rừng, việc vận dụng quy trình khai thác vào điều kiện thực tế ở địa phương trước và sau khai thác chọn chưa được đề cập đầy đủ; cho thấy đang có sự thiếu hụt hiểu biết về kỹ thuật tác động đối với rừng sau khai thác, đặc biệt là ở khu vực Tây Nguyên trên đối tượng rừng thường xanh

Ngoài ra, việc vận dụng các kết quả nghiên cứu cấu trúc rừng trước khai thác để xác định các mô hình định hướng, làm cơ sở đề xuất các giải pháp kĩ thuật khai thác cho các lâm phần khác có cùng điều kiện và nuôi dưỡng các lâm phần sau khai thác vẫn còn để ngỏ, cần có các nghiên cứu bổ sung

1.2.3 Thực trạng quản lý và khai thác rừng tại khu vực Tây Nguyên

Tây Nguyên gồm 5 tỉnh: Kon Tum, Đắk Lăc, Đắk Nông và Lâm Đồng, có tổng diện tích tự nhiên 54,461 km2 với khoảng 5,1 triệu người, trong đó dân tộc kinh chiếm 64,2%, đồng bào các dân tộc Jơ Rai 7,9%, Ê Đê 5,7%, Ba Na 3,9 %,

K‟Ho 2,8 %, đồng bào các dân tộc khác chiếm 15,5% Đây là địa bàn chiến lược quan trọng của nước ta cả về an ninh, kinh tế, chính trị, quốc phòng, là một khu vực có tiềm năng lớn về tài nguyên rừng, có nhiều lợi thế về phát triển lâm nghiệp.Tuy nhiên, công tác quản lý bảo vệ rừng vẫn chủ yếu thực hiện theo các văn bản hướng dẫn của nhà nước và của ngành Các Công ty Lâm nghiệp trên địa bàn hầu hết đều có các đội, tổ quản lý bảo vệ rừng thuộc Công ty Lực lượng này thường xuyên tổ chức tuần tra bảo vệ rừng, kịp thời ngăn chặn các hành vi xâm hại đến rừng Thực hiện công tác quản lý bảo vệ rừng, các tổ đội quản lý của các Công ty bắt, giữ và lập biên bản gửi Hạt kiểm lâm sở tại xử lý; ngăn chặn phá rừng làm rẫy Ngoài ra, chủ động phối kết hợp với Chính quyền địa phương: UBND xã, UBND huyện để thực hiện công tác quản lý bảo vệ rừng như: Phối hợp để ngăn chặn, bắt giữ các đối tượng khai thác, vận chuyển gỗ trái phép,

Tổ chức tuyên truyền để nâng cao nhận thức của người dân về các quy định, các văn bản có liên quan đến bảo vệ tài nguyên rừng, Nghị định của Chính phủ về nghiêm cấm khai thác và sử dụng các loài động vật hoang dã quý hiếm

Tổ chức tuần tra, kiểm tra, quy quyét các điểm nóng thường xảy ra khai thác trái phép Lực lượng bảo vệ rừng của công ty thường xuyên phối kết hợp với các cơ quan chức năng như: Hạt kiểm lâm, công an huyện và lực lượng dân quân các xã mở các đợt truy quyét trong lâm phần của công ty cũng như các lâm phần lân cận để phát hiện và ngăn chặn kịp thời các hành vi xâm hại vào rừng

Công tác khai thác gỗ rừng tự nhiên tại khu vực nghiên cứu vẫn chủ yếu là hình thức khai thác chọn Chỉ tiêu khai thác thực hiện theo cơ chế phân bổ Tuy nhiên, từ năm 2010 đến nay việc khai thác gỗ rừng tự nhiên của khu vực chỉ được thực hiện đối với các đơn vị đã xây dựng được phương án quản lý rừng bền vững, vì thế số lượng các đơn vị được khai thác gỗ rừng tự nhiên giảm đi và khối lượng gỗ được phép khai thác cũng giảm Hiện nay, theo quyết định của thủ tướng chính phủ thì khu vực Tây Nguyên chỉ có 01 đơn vị duy nhất là Công ty TNHH MTV Đăk Tô được phép khai thác gỗ rừng tự nhiên vì đã đạt được chứng chỉ gỗ có kiểm soát Những năm gần đây, đối tượng rừng tự nhiên của khu vực chủ yếu tập chung vào công tác quản lý bảo vệ để nâng tỷ lệ che phủ của rừng đạt 59% vào năm 2020, song thực tế để đạt được mục tiêu đề ra là rất khó khăn bởi diện rừng còn lại rất ít

Các lực lượng chức năng và chính quyền địa phương chưa thật nghiêm

khắc xử lý hành vi phạm pháp luật đối với các hành vi tàn phá rừng, tình trạng

hành hung lực lượng kiểm lâm diễn ra nghiêm trọng, đề nghị nghiêm khắc xử lý

các chủ rừng và các cá nhân có hành vi tiêu cực, móc nối để cho các đối tượng

phá rừng, khai thác lâm sản trái phép

1.3 ghiên cứu về cấu trúc rừng

1.3.1 Trên thế giới

- Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng

Rừng tự nhiên 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 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 Rất nhiều nhà khoa học đi sâu nghiên cứu cơ sở sinh

thái của cấu trúc rừng, tiêu biểu có các công trình nghiên cứu của một số tác giả

sau: Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt đới đã được

Richards P.W (1933 - 1934) [38], Baur G.N (1962) [1], Odum (1978) [34]

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

Khi 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 Tác giả Baur G.N (1962) [1] 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

Công trình nghiên cứu của tác giả Catinot (1965) [5]; Plaudy.J đã biểu diễn

cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh

thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến

Tác giả Odum E.P (1978) [34] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái

trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley A.P, năm 1935 Khái

niệm hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc

trên quan điểm sinh thái học

- Về mô tả hình thái cấu trúc rừng

Richards P.W (1968) [38] 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.Khi nghiên cứu rừng tự nhiên Ấn Độ và rừng ẩm nhiệt đới Tây Phi, Sampion Gripfit (1948) có kiến nghị phân cấp cây rừng thành 5 cấp cũng dựa vào kích thước và chất lượng cây rừng Richards (1952) phân rừng ở Nigeria thành 6 tầng dựa vào chiều cao cây rừng

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

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

- ghiên 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

Công trình định lượng cấu trúc rừng đầu tiên phải kể đến là công trình nghiên cứu của Meyer (1934), ông đã mô tả phân bố N/D1.3 bằng phương trình toán học, mà dạng của nó là một hàm toán học có dạng giảm liên tục Tiếp đó nhiều tác giả đã dùng phương pháp giải tích để tìm phương trình của đường cong phân bố Loetch F, Zohrer F, Haller K E (1973) [80] đã dùng hàm Beta để nắn các phân bố thực nghiệm; Balley D (1973) [70] đã mô hình hoá cấu trúc thân cây với phân bố N/D1.3 bằng hàm Weibull; J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1990) [77] khi nghiên cứu rừng nhiệt đới ở Marannhoo, Brazin đã dùng hàm Weibull

để mô phỏng phân bố N/D1.3 Rollet B (1972) [88] đã biểu diễn các quan hệ Hvn/D1.3, Dt/D1.3 bằng các hàm hồi quy, quan hệ Dt/D1.3 dưới dạng các phân bố xác suất Qua nghiên cứu nhiều tác giả đã mô phỏng quan hệ Dt/D1.3 bằng các dạng phương trình khác nhau, nhưng phổ biến nhất là dạng phương trình đường

thẳng: Dt=a+bD1.3 (Ilvessalo; Yrjo (1950) [76], Willing J.W (1956) [92], Ngoài

ra, từ các kết quả nghiên cứu định lượng cấu trúc, Bruce E.B và Ray A.S (1987) [71], David Lenhart J (1987) [74] đã xây dựng các mô hình cấu trúc rừng dựa vào phân bố N/D1.3 làm cơ sở khoa học cho công tác kinh doanh rừng

Các tác giả Marc Palahi, Timo Pukkala và Antoni Trasobares (1996), đã

xây dựng mô hình dự báo giới hạn cho phân bố đường kính các loài Thông Pinus

sylvestris L., Pinus nigra Arn và Pinus halepensis Mill ở Catalonia được xây

dựng với việc sử dụng hàm Weibull rút ngắn như là phân bố giả định

Khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng, phần lớn các tác giả đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao Phương pháp kinh điển nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu đồ đứng với các kích thước khác nhau tuỳ theo mục đích nghiên cứu Các phẫu đồ đã mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng Từ đó rút ra các nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế Phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng mà điển hình là các công trình của Richards (1950) [38]

B Rollet (1971) đã dùng các hàm hồi quy để biểu diễn các quan hệ giữa chiều cao - đường kính ngang ngực; đường kính tán - đường kính ngang ngực; các phân bố đường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng phân bố xác suất (dẫn theo Bảo Huy, 1993) [23]

- ghiên cứu xây dựng mô hình cấu trúc rừng định hướng

Cấu trúc rừng chuẩn được giới hạn là cấu trúc N/D1.3 tuân theo một hàm hoặc phân bố lý thuyết thích hợp như hàm một cấp số nhân giảm Mô hình có cấu trúc N/D1.3 chuẩn được coi là mô hình rừng chuẩn (Ballay D, 1973 [70]) Một số quan niệm khác cho rằng, lâm phần có quy luật phân phối thể tích của ba lớp theo tỷ lệ: dự trữ/kế cận/thành thục=1/3/5 được coi là lâm phần phát triển bình thường, hay lâm phần chuẩn (Chandra Bahadur Rai và cộng sự (2000) [72], David Lenhart J (1987) [74], Pekka Ollonqvist (March 2006) [87])

Để xây dựng các mô hình rừng chuẩn có tính định hướng, xu hướng nghiên cứu cấu trúc rừng trên thế giới trong những thập niên gần đây đã chuyển dần từ hướng nghiên cứu định tính dựa vào kinh nghiệm của chuyên gia sang nghiên cứu định lượng Các mô hình toán học ngày càng được nhiều tác giả sử dụng để mô phỏng cấu trúc và mối quan hệ giữa các đại lượng cấu trúc rừng

Henry Biolley đã sử dụng phương pháp chuẩn hoá tăng trưởng vốn sản xuất để xây dựng cấu trúc chuẩn Cách thức của phương pháp này là sử dụng các ô định

vị có diện tích lớn trong rừng và tiến hành khai thác trong 3-4 giai đoạn (mỗi giai đoạn 6-7 năm), đo đếm xác định lượng tăng trưởng rừng đạt lớn nhất tương ứng với một trữ lượng và một cấu trúc đường kính nào đó và coi trữ lượng, cấu trúc

đó là trữ lượng và cấu trúc chuẩn (Richards P.W (1959, 1968, 1970) [38], Chandra Bahadur Rai và cộng sự (2000) [72])

Một điểm chung được công nhận là cấu trúc bền vững của mô hình rừng, một cách toàn diện phải bao gồm cả ba yếu tố là bền vững về cấu trúc sinh thái, bền vững về cấu trúc hình thái và bền vững về cấu trúc thời gian Tuy nhiên, việc đạt được sự bền vững của cả ba hợp phần cấu trúc tạo nên quần xã thực vật rừng

là cả một thách thức Do vậy, xu hướng phổ biến trên thế giới là: nghiên cứu một

số đặc điểm cấu trúc rừng và xác định những chuẩn mực nhất định của cấu trúc cần đạt được của mô hình rừng bền vững để làm đích dẫn dắt các trạng thái rừng

hiện có đạt được những chuẩn mực này Trong từng giai đoạn khác nhau, tương ứng với sự thay đổi và cải biến liên tục của các mục tiêu quản lý rừng, cách tiếp cận nghiên cứu cấu trúc rừng để quản lý rừng bền vững cũng rất đa dạng

Các mô hình rừng nhiệt đới trên thế giới khá đa dạng và phong phú Khi thiết lập các mô hình này, vấn đề đặt ra là cấu trúc của mô hình rừng định hướng phải như thế nào để phục vụ một cách tối ưu cho quản lý rừng bền vững Các con

số cụ thể mang tính chất dự báo cho cấu trúc rừng chuẩn trong tương lai vẫn chưa được đưa ra một cách cụ thể Theo thời gian, quan niệm quản lý rừng bền vững đã được thay đổi một cách căn bản: ban đầu các nhà lâm học Đức khi đưa

ra khái niệm bền vững (Nachhaltigkeit) chỉ gói gọn trong bền vững về sản lượng rừng, ngày nay khái niệm bền vững đã được mở rộng cho cả các vấn đề sinh thái

không gian và thời gian là cơ sở để phân loại rừng và đề xuất các biện pháp kỹ thuật khai thác và nuôi dưỡng rừng sau khai thác hiệu quả

1.3.2 Ở Việt Nam

- Về cở sở sinh thái của cấu trúc rừng

Khi nghiên cứu về cấu trúc rừng, trên quan điểm sinh thái, Thái Văn Trừng (1978) [59] đã dựa trên số lượng và tỷ lệ nhóm loài ưu thế tham gia công thức tổ thành rừng mà phân loại rừng tự nhiên nhiệt đới thành các dạng: quần hợp, ưu hợp và phức hợp Quần hợp đó là một quần thể thực vật trong đó cá thể của 1 - 2 loài chiếm tổng số cá thể trong tầng lập quần Ưu hợp là một quần thể thực vật trong đó loài ưu thế không quá 10 loài và chiếm khoảng 5%, tổng số cá thể của các loài ưu thế đó phải chiếm từ 40 - 50% tổng số cá thể cây của tầng lập quần trong quần thể trên đơn vị diện tích điều tra Trường hợp độ ưu thế của các loài cây không rõ ràng gọi là những phức hợp

Trần Ngũ Phương (1970) [35] đã nghiên cứu cấu trúc sinh thái để làm căn

cứ phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam Từ những kết quả nghiên cứu của các tác giả đi trước, Vũ Đình Phương (1987) [37] 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

Nguyễn Văn Hoàn (2011) [16] đã đưa ra được bảng phân loại chi tiết hiện trạng thảm thực vật khu bảo tồn Yên Tử, lập được phổ dạng sống theo 5 nhóm cơ bản (theo Raunkiaer, 1934) của 4 giai đoạn phục hồi rừng theo quy luật diễn thế

đi lên

Khi nghiên cứu kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới ở nước ta, Thái Văn Trừng (1978) [59] đã mô tả cấu trúc tầng thứ gồm: 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 sáng tạo phương pháp biểu đồ mặt cắt đứng của David - Richards 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, địa lý, địa hình Bên cạnh đó tác giả 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 thái mùa của tán lá

Năm 1983, Nguyễn Văn Trương [57] nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài đã xem xét sự phân tầng theo hướng định lượng, phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới Đây là công trình nghiên cứu có hệ thống nhất về cấu trúc rừng

tự nhiên Việt Nam

- Nghiên cứu định lượng về cấu trúc rừng

Theo xu hướng của thế giới, những nghiên cứu về cấu trúc rừng sau này

đã chuyển sang nghiên cứu định lượng Nhiều nhà khoa học đã quan tâm nghiên cứu mô hình hoá cấu trúc phân bố số cây theo đường kính, phân bố số cây theo chiều cao và biểu diễn chúng theo các dạng hàm toán học, nổi bật là các công trình của các tác giả: Đồng Sỹ Hiền (1974), Nguyễn Văn Trương (1983), Nguyễn Hải Tuất (1986), Bảo Huy (1993), Trần Văn Con (1991), Trần Xuân Thiệp (1995), Lê Sáu (1996), Trần Cẩm Tú (1999), Đào Công Khanh (1996)…Qua tham khảo các tài liệu có liên quan cho thấy, việc nghiên cứu phân bố N/D gần đây không chỉ dừng lại ở mục đích phục vụ công tác điều tra như xác định tổng tiết diện ngang và trữ lượng mà còn xây dựng cơ sở khoa học cho các giải pháp lâm sinh trong nuôi dưỡng và làm giàu rừng (dẫn theo Dương Trung Hiếu, 2005) [18]

+ Về phân bố N/D1.3: Khi lập biểu thể tích cây đứng rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam, Đồng Sĩ Hiền (1974) [17] đã kết luận: „„phân bố số cây theo cỡ đường kính là phân bố giảm nhưng do quá trình khai thác chọn thô không theo quy tắc nên đường thực nghiệm thường có dạng hình răng cưa‟‟ và tác giả đã dùng hàm Meyer và họ đường cong Pearson để mô tả phân bố này Nguyễn Văn Trương (1983) [57] đã thử nghiệm các hàm mũ, logarit, phân bố Poisson và phân

bố Pearson để biểu thị cấu trúc N/D1.3 của rừng tự nhiên hỗn loại, trong đó phân

bố Pearson không mang lại kết quả mong muốn Trần Văn Con (1991,1992) [7, 8], dùng phân bố Weibull để mô phỏng cấu trúc đường kính cho rừng khộp ở Tây Nguyên Lê Minh Trung (1991) [56] qua thử nghiệm mô phỏng phân bố N/D1.3 rừng tự nhiên ở Gia Nghĩa - Đắc Nông bằng bốn dạng hàm: Poisson, Weibull, Hyperbol và Meyer, đã có kết luận: hàm Weibull có khả năng tiếp cận được phân

bố thực nghiệm của đường kính rất tốt, tuy nhiên việc xác định hai tham số của phương trình rất phức tạp vì thế đã sử dụng hàm Meyer để tính toán Lê Sáu (1996) [45], Trần Xuân Thiệp (1996) [52] khẳng định phân bố Weibull thích hợp

nhất để mô tả phân bố N/D1.3 cho tất cả các trạng thái rừng tự nhiên, cho dù phân

bố thực nghiệm có dạng giảm liên tục hay một đỉnh

+ Về phân bố N/Hvn: Bên cạnh các nghiên cứu về phân bố N/D1.3, phân bố N/Hvn cũng đã được nhiều nhà khoa học xác định Bảo Huy (1993) [23], Lê Sáu (1996) [45], qua nghiên cứu phân bố N/Hvn để tìm tầng tích tụ tán cây trong các kiểu rừng thường xanh và rừng hỗn loài Bằng lăng chiếm ưu thế ở Kon Hà Nừng

và Đắc Lắc, đều đi đến kết luận là phân bố N/Hvn có dạng một đỉnh với nhiều đỉnh phụ hình răng cưa, và hàm Weibull thích hợp nhất để mô tả phân bố này Trần Xuân Thiệp (1996) [52], sau khi thử nghiệm các hàm Meyer, Weibull để

mô phỏng kết cấu N/D1.3 và N/Hvn cho rừng Hương Sơn - Hà Tĩnh, cũng đã nhận định: sự phù hợp giữa phân bố lí thuyết và thực tế cho phép dựa vào hàm Weibull để điều tiết rừng trong giai đoạn quá độ chuyển hóa về rừng chuẩn cũng như trong quá trình kinh doanh rừng bền vững Trần Cẩm Tú [61], [62] qua nghiên cứu rừng tự nhiên ở Hương Sơn, Hà Tĩnh có nhận định: hàm Weibull thích hợp để mô phỏng phân bố N/Hvn cho rừng tự nhiên hỗn loại sau khai thác

+ Về phân bố số loài cây theo cỡ kính Nl/D1.3: Cùng với các nghiên cứu về cấu trúc N/D1.3 và N/Hvn, nhiều tác giả đã đi sâu nghiên cứu phân bố Nl/D1.3 của lâm phần để làm rõ thêm đặc điểm cấu trúc tổ thành rừng từ đó đề xuất hướng điều chỉnh cấu trúc tổ thành rừng hiện tại dần phù hợp với mục tiêu điều chế Lê Sáu (1996) [45] nghiên cứu phân bố Nl/D1.3 các lâm phần rừng ở Kon Hà Nừng cho nhận xét: phân bố Nl/D1.3 là phân bố giảm đỉnh đường cong lệch trái Hàm Weibull với độ mềm dẻo của mình đã mô phỏng phân bố Nl/D1.3 rất tốt với độ lệch cụ thể đạt được là 1,00 ≤ α ≤ 1,60 Trần Cẩm Tú (1999) [62] nghiên cứu phân bố Nl/D1.3 rừng tự nhiên Hương Sơn, Hà Tĩnh cho thấy: cả hai hàm Weibull

và khoảng cách mô phỏng tốt phân bố Nl/D1.3, trong đó hàm Weibull với tính mềm dẻo đã thể hiện mức độ phù hợp cao hơn

+ Về tương quan Hvn/D1.3: Đồng Sỹ Hiền (1974) [17] đề nghị sử dụng phương trình Logarit hai chiều hoặc hàm mũ, đồng thời tác giả cũng chỉ ra khả năng sử dụng một phương trình chung cho nhóm loài cây có tương quan Hvn/D1.3thuần nhất với nhau Gần đây các tác giả Bảo Huy (1993) [23], Đào Công Khanh (1996) [33], Trần Cẩm Tú (1999) [62] đã chọn phương trình: log Hvn=a+blogD1.3

để biểu diễn mối quan hệ giữa Hvn/D1.3 cho rừng ưu thế Bằng lăng ở Đắk Lắk và rừng tự nhiên hỗn loài ở Hương Sơn, Hà Tĩnh Vũ Nhâm (1988) đã chọn phương

trình: Hvn=a+blogD1 3 làm cơ sở xác lập đường cong chiều cao các lâm phần Thông đuôi ngựa khi phân chia sản phẩm

+ Về quan hệ giữa Dt/D1.3: Vũ Đình Phương (1985) [36] khi nghiên cứu mối quan hệ giữa hai đại lượng này đã khẳng định giữa chúng có mối quan hệ mật thiết ở dạng đường thẳng và ông đã thiết lập phương trình tương quan 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 Trần Cẩm Tú (1999) [62] đã vận dụng phương pháp của Vũ Đình Phương và sử dụng phương trình: Dt = a+b*D1.3 để biểu diễn mối quan hệ giữa Dt/D1.3 rừng gỗ tự nhiên hỗn loài sau khai thác ở Hương Sơn cho thấy: trong các trạng thái rừng riêng rẽ tồn tại mối quan hệ chặt chẽ với hệ số tương quan R ≥ 0,77, tỷ tương quan (ŋ) dao động từ 0,8-0,9, tất cả các trường hợp đều có F (ŋ, r) < F0,5 Chứng tỏ phương trình được chọn là thích hợp

Bùi Chính Nghĩa (2012) khi định lượng một số nhân tố đặc trưng cho cấu trúc lâm học của rừng tự nhiên phục hồi ở vùng nghiên cứu đã phát hiện tỷ số hỗn loài của các loài có độ nhiều trên 5% có thể dùng để phân biệt ba giai đoạn diễn thế khác nhau của giai đoạn rừng phục hồi [32]

Phần lớn các nghiên cứu về cấu trúc rừng nêu trên, nhất là các nghiên cứu sau này của các tác giả Bảo Huy (1993) [23], Lê Minh Trung (1991) [56], Trần Văn Con, Đào Công Khanh (1996) [33], Lê Sáu (1996) [45], Trần Cẩm Tú (1999) [62] đã chú ý đến việc lựa chọn các mô hình lý thuyết thích hợp để mô

tả các đặc điểm cấu trúc rừng Từ mô hình lý thuyết thích hợp các tác giả đã xây dựng mô hình cấu trúc mẫu làm cơ sở cho việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp với từng điều kiện và mục tiêu kinh doanh cụ thể để đạt được hiệu quả cao trong kinh doanh ở các vùng rừng khác nhau của nước ta

Như vậy, hầu hết các công trình nghiên cứu 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 chưa có tính chất dự báo trong tương lai

- ghiên cứu xây dựng mô hình cấu trúc rừng định hướng

Việc nghiên cứu cấu trúc rừng, định lượng các nhân tố cấu trúc và xây dựng các mô hình rừng chuẩn nhằm phục vụ khai thác, nuôi dưỡng và đề ra phương hướng, phương pháp điều chế rừng là vấn đề quan trọng được nhiều nhà khoa học quan tâm

Nghiên cứu về qui luật kết cấu trữ lượng (qui luật phân bố thể tích theo cỡ kính) là cơ sở quan trọng để xác định phương thức và cường độ khai thác Phương thức khai thác chính đối với rừng tự nhiên khác tuổi là khai thác chọn Với phương thức này kết cấu trữ lượng được chia thành 3 lớp cây: (1) Lớp dự trữ (D1,3 < 25cm), (2) lớp kế cận (D1.3 = 25cm - 40cm) và (3) lớp thành thục (D1 3 > 40cm) Mô hình rừng được coi là có kết cấu trữ lượng chuẩn cần có tỷ lệ thể tích giữa ba lớp cây trên là: 1:3:5

Từ nghiên cứu xây dựng mô hình lý thuyết về cấu trúc rừng định hướng

và hướng dẫn áp dụng mô hình tại lâm trường Con Cuông - Nghệ An, lâm trường Mai Sơn - Bắc Giang và lâm trường Măng Đen - Kon Tum, Trần Hữu Viên và

cộng sự (2011) [68] đã xây dựng được 2 kiểu mô hình lý thuyết về cấu trúc rừng

định hướng cho 4 khu vực nghiên cứu để phục vụ cho khai thác chọn thô và khai thác chọn tỷ mỷ và xác lập các mức giảm để thực tế sản xuất lựa chọn Các mô hình cấu trúc rừng định hướng đã được biểu thị thông qua một số chỉ tiêu quan trọng nhất là: (i) - phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D); (ii) - mật độ tầng cây cao (n, cây/ha); (iii) - các đại lượng sinh trưởng bình quân ( ,Hvn , G, M) Ngoài ra còn có chỉ dẫn cho việc lựa chọn và cải thiện chỉ tiêu tổ thành loài cây cho mô hình cấu trúc rừng định hướng

Đinh Văn Đề (2012) [13] đã xây dựng được kế hoạch khai thác cho các loại hình điều chế rừng và các giải pháp thực hiện phương án kỹ thuật điều chế rừng tại Lâm trường Con Cuông, tỉnh Nghệ An Từ đó đề xuất được định hướng điều chế rừng tự nhiên lá rộng thường xanh là rừng sản xuất vùng Bắc Trung bộ

Các tác giả trên đều xây dựng các cấu trúc mẫu dựa trên việc nghiên cứu các quy luật kết cấu, từ đó đề xuất các hướng tác động vào rừng Các mẫu này đều được xây dựng trên cơ sở các mẫu tự nhiên đã chọn lọc và được coi là ổn định thông qua tài liệu quan sát Tính ổn định của các cấu trúc này thường được tính toán theo lý thuyết trước khi đi vào khảo nghiệm Cấu trúc mẫu được quan tâm nhiều nhất là cấu trúc N/D Việc điều chỉnh cấu trúc này cũng là cơ sở cho việc khai thác và nuôi dưỡng rừng

hảo luận

Trên thế giới, các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên cũng khá toàn diện về các mặt: cơ sở cấu trúc, hình thái cấu trúc, định lượng cấu

D

trúc, Hướng nghiên cứu đã chuyển dần từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng với khả năng ứng dụng vào thực tiễn ngày càng cao Các nghiên cứu này đều có giá trị lý luận và thực tiễn ở những mức độ khác nhau và đều phục vụ cho mục đích kinh doanh, lợi dụng rừng có hiệu quả và lâu dài trên thế giới trong những năm qua Ở Việt Nam, trong những năm gần đây rừng tự nhiên ngày càng được quan tâm nghiên cứu nhiều hơn Các quy luật cấu trúc lâm phần

đã được mô tả nhiều hơn bằng các mô hình toán học, làm cơ sở đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh cho từng đối tượng và hoàn cảnh cụ thể

Mặc dù cấu trúc rừng đã có bề dày trong các nghiên cứu trong nước và ngoài nước nhưng nghiên cứu sự thay đổi cấu trúc rừng trước và ngay sau khai thác chưa được quan tâm nghiên cứu Trong khi đó, vấn đề xác định đặc điểm cấu trúc rừng sau khai thác vô cùng quan trọng, nó liên quan đến việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật nuôi dưỡng rừng sau khai thác và quyết định đến sản lượng rừng trong các luân kỳ khai thác tiếp tiếp theo

1.4 ghiên cứu về tái sinh lỗ trống

1.4.1 Trên thế giới

Về đặc điểm TSTN, Aubre'vill (1950-1951) đã đưa ra lí thuyết tái sinh tuần hoàn bức khảm Theo đó, xem một diện tích rừng hỗn hợp rộng lớn như một mặt khảm mà mỗi đơn vị của bản ghép hình là một tổ hợp hình thành bởi các loài

ưu thế khác nhau; trên một diện tích nhỏ nào đó, tổ hợp loài cây tái sinh không mang tính kế thừa, nhưng xét trên một phạm vi rộng lớn thì các tổ hợp loài cây sẽ

kế thừa nhau ít nhiều theo phương thức tuần hoàn Van Steniss (1956) đã nêu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng nhiệt đới là kiểu tái sinh phân tán liên tục của các loài cây chịu bóng và kiểu tái sinh vệt của các loài cây ưa sáng [91]

Ánh sáng là nhân tố sinh thái ảnh hưởng mạnh đến sinh trưởng của cây tái sinh là quan điểm được nhiều nhà khoa học thống nhất Blanford (1929) nhận thấy các loài cây ưu thế của rừng thường xanh tại Mã Lai tái sinh tốt nhất ở nơi

có lỗ trống với bề ngang không rộng quá 6 m; ở nơi có lỗ trống lớn hơn, không thấy có cây tái sinh tại phần chính giữa Kramer (1933) qua các quan sát trong rừng mưa miền cao ở núi Gedeh tại Java, cũng thấy rằng trong những khoảng trống diện tích không quá 1.000 m2, cây tái sinh sẵn có của loài ưu thế ở rừng nguyên sinh vẫn sống sót và sinh trưởng tốt Nhưng nếu khoảng trống rộng đến 2.000- 3.000 m2, thì sự tái sinh thiên nhiên sẽ bị các loài cây của rừng thứ sinh

mọc rất mạnh, đào thải hoàn toàn (dẫn theo Richards P.W[38]) Trong rừng mưa nhiệt đới, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng chủ yếu đến sự phát triển của cây con, còn đối với sự nẩy mầm và phát triển của mầm non thì ảnh hưởng này thường không rõ (Richards P.W[38], Baur G.N (1962) [1])

Riêng về đặc điểm TSTN của các cây họ dầu (Dipterocarpaceae), theo Catinot.R (1978) trong các khu rừng vùng Đông Nam châu Á cây họ dầu tái sinh thành từng vệt sau khai thác Tuomela K và các cộng sự (1995) qua nghiên cứu tái sinh ở các ô trống có diện tích từ 406 m2 đến 1.242 m2 trong rừng sau khai thác ở nam Kalimantan - Indonesia, nhận thấy phân bố tần suất đường kính cây con ở các ô trống khác hẳn so với diện tích rừng chung quanh, chứng tỏ cây họ dầu bắt đầu sinh trưởng mạnh sau khi mở trống; tốc độ sinh trưởng tỉ lệ nghịch với diện tích ô trống và kích thước ô trống thích hợp khoảng 500 m2; qua đó cho thấy TSTN cây họ dầu chịu ảnh hưởng lớn của nhân tố ánh sáng Các kết luận tương tự cũng đã được Nguyen-The và các cộng sự (1998) đưa ra trong khi nghiên cứu rừng hỗn loài cây họ dầu ở đông Kalimantan - Indonesia ( dẫn theo Kartawinata K., …(2001)[78] )

1.4.2 Ở Việt Nam

Thái Văn Trừng (1978)[59] đã nêu hai cách TSTN của các xã hợp thực vật rừng nhiệt đới nguyên sinh hay thứ sinh là tái sinh liên tục dưới tán kín rậm của những loài chịu bóng và tái sinh theo vệt để hàn gắn các lỗ trống đầu tiên với các loài cây tiên phong Qua đó tác giả cũng khẳng định ánh sáng là nhân tố sinh thái

đã khống chế và điều khiển quá trình TSTN

Nhận xét chung về tái sinh rừng tự nhiên hỗn loại, Nguyễn Ngọc Lung (1983)[26] cho biết có đầy đủ số lượng và chất lượng cây tái sinh, bình quân 10-

13 nghìn c/ha từ cây mạ cho đến cây có D < 10 cm; và trong quá trình phát triển cây tái sinh bị phân hoá rất mạnh, dưới tán rừng già ở Kon Hà Nừng khó tìm thấy cây con của một số loài ưu thế tầng trên Sự phong phú về số lượng cây và loài tái sinh cũng đã được Phùng Ngọc Lan (1984) [25] qua nghiên cứu rừng tự nhiên

ở Tam Tấu, lâm trường Bắc Sơn- Lạng Sơn ghi nhận có gần 30 loài tái sinh với

số lượng từ 14.000-16.000 c/ha

Về ảnh hưởng của nhân tố ánh sáng đến quá trình tái sinh, theo Nguyễn Hồng Quân (1984)[43] do những cây có đường kính 12- 30 cm với chiều cao khoảng 11- 20 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 loài cây ưa sáng

Trần Ngũ Phương (1998) đã đề xuất phương thức khai thác- tái sinh cho rừng tự nhiên theo hướng khai thác xong tầng nào thì đồng thời tiến hành tái sinh tầng ấy bằng con đường nhân tạo Quan điểm này cũng cần xem xét lại, vì nếu khai thác toàn bộ cây tầng trên sẽ gây ra sự đổ vỡ tán rừng quá lớn, hoàn cảnh rừng bị thay đổi mạnh, bất lợi cho quá trình tái sinh nhân tạo của những loài cây tầng trên; chưa kể đến tính khả thi về mặt kĩ thuật và kinh tế của việc tiến hành tái sinh nhân tạo trên một khu rừng còn tồn tại nhiều lớp cây kế cận với số lượng không nhỏ Không tin tưởng vào TSTN, Trần Ngũ Phương (1999) đã nhận định:

" Đi theo con đường TSTN, chúng ta không thể nào đưa công tác phát triển rừng vào quy hoạch Đi theo con đường TSTN, phải tốn quá nhiều thời gian, ít nhất là gấp hai lần tái sinh nhân tạo, con đường TSTN không thể là con đường của chúng ta " Quan điểm này chỉ phù hợp trong điều kiện rừng kinh tế chuyên dụng, đối với rừng sản xuất kết hợp phòng hộ và rừng phòng hộ thì TSTN vẫn là

sự lựa chọn ưu tiên, vì nó phù hợp với thực tế Việt Nam hơn

Phạm Minh Toại [54] khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh lỗ trống trong rừng

tự nhiên lá rộng thường xanh tại huyện Hương Sơn, tỉnh Hà Tĩnh đã chỉ ra rằng: Trong cùng một trạng thái, hệ số tổ thành của nhóm cây ưa sáng và chịu bóng không có sự chênh lệch rõ rệt Đường kính gốc của cây tái sinh trong các lỗ trống biến động từ 20,5 ± 1,0mm đến 24,1 ± 1,6mm Chiều cao vút ngọn dao động từ 2,34 ± 0,10m đến 2,82 ± 0,14m và biến động tương đối mạnh giữa các cấp chiều cao và trạng thái rừng Ở các trạng thái rừng nghèo, khả năng tái sinh của cây rừng trong các lỗ trống phụ thuộc chặt chẽ vào cây mẹ gieo giống xung quanh trong khi trạng thái rừng giàu và trung bình mối quan hệ này diễn ra một cách hoàn toàn ngẫu nhiên

Kết quả nghiên cứu tại Vườn Quốc gia Bạch Mã, Thừa Thiên Huế hai tác giả Phạm Xuân Hoàn và Phạm Minh Toại [55] cho thấy: số lượng loài và mật độ cây tái sinh có mối quan hệ tương đối chặt với diện tích lỗ trống, phương trình được xác định như sau:

N=60,07*S+5011,92 SL=0,038*S+7,485

Trong cả 2 trường hợp, khi diện tích lỗ trống tăng lên, số lượng loài và mật độ cây tái sinh đều có xu hướng tăng lên Tuy nhiên, chiều cao vút ngọn và đường kính gốc trong các lỗ trống nghiên cứu không có mối liên hệ rõ ràng với diện tích lỗ trống ở các trạng thái rừng

Cũng trong nghiên cứu này tác giả đã kết luận: Diện tích lỗ trống có ảnh hưởng tổng hợp tới các đặc điểm chung của cây tái sinh Đặc điểm này cho phép ứng dụng khi tạo các lỗ trống nhỏ bằng xử lý tầng cây cao khi tiến hành xúc tiến tái sinh trong kỹ thuật phục hồi rừng hiện nay, nhất là những nơi có tái sinh thiếu

và khó khăn chỉ nên hình thành những lỗ trống diện tích nhỏ dưới 100m2 Điều này đặc biệt có ý nghĩa trong việc vận dụng các nội dung kỹ thuật trong Thông tư 35/2011/TT-BNNPTNT ngày 20-5-2011 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn về Hướng dẫn thực hiện khai thác, tận thu gỗ và lâm sản ngoài gỗ [2]

Thảo luận

Nghiên cứu về tái sinh lỗ trống đã giúp các nhà lâm học nắm được động thái phục hồi rừng tự nhiên của rừng, hiểu được quy luật cấu trúc tổ thành loài ở từng lỗ trống trong từng trạng thái rừng làm cơ sở cho việc đề xuất tập đoàn loài cây trồng phù hợp với đặc điểm của từng lỗ trống, từng trạng thái rừng tự nhiên góp phân phục hồi rừng thành công Tuy nhiên, các lỗ trống hình thành sau khai thác chủ yếu được lấp đầy bằng quá trình tái sinh tự nhiên mà không có sự kiểm soát của con người

1.5 ghiên cứu về nuôi dưỡng rừng

1.5.1 Trên thế giới

Collet J (1966)[10] đã đề xuất các biện pháp tác động cho từng kiểu rừng, đặc biệt chú trọng đến tái sinh rừng, làm cơ sở cho việc xác định phương thức lâm sinh phù hợp phục vụ cho công tác điều chế, nuôi dưỡng rừng

Dựa trên những đặc trưng của hệ sinh thái rừng nhiệt đới, chủ yếu ở châu Phi, Catinot R (1974)[6] đã đề xuất “ Thủ thuật điều khiển ” hệ sinh thái rừng này theo hai hướng: chuyển thể thành một quần thể cây rừng khác và chuyển thành một quần thể cây nông nghiệp, thông qua các phương thức xử lí lâm sinh dựa vào TSTN và tái sinh nhân tạo

Mathews John D (1989)[81] đã nêu các cơ sở lí luận chung về sinh thái rừng, mối quan hệ giữa lâm học và quản lí rừng cũng như cơ sở lí thuyết và thực

hành gồm 15 phương thức xử lí lâm sinh cụ thể cho các kiểu rừng gồm kĩ thuật khai thác, nuôi dưỡng và tái sinh rừng

Theo Shen Guofang (2001): chặt nuôi dưỡng rừng còn gọi là “chặt trung gian nuôi dưỡng” Trong khi rừng chưa thành thục, để tạo điều kiện cho cây gỗ còn lại sinh trưởng phát triển tốt, cần phải chặt bớt một phần cây gỗ Do thông qua chặt tỉa bớt một phần cây gỗ mà thu được một số lượng gỗ nên gọi là “chặt lợi dụng trung gian”, gọi tắt là “chặt trung gian” Chặt nuôi dưỡng cần đạt được các mục đích: (1) Mật độ lâm phần giảm xuống, cải thiện điều kiện sinh trưởng của cây rừng; (2) Xúc tiến sinh trưởng cây rừng, rút ngắn thời gian; (3) Loại bỏ được chất lượng xấu của gỗ, nâng cao chất lượng lâm phần; (4) Lợi dụng sớm nâng cao được tổng lượng gỗ; (5) Cải thiện vệ sinh lâm phần tăng được sức đề kháng của lâm phần; (6) Xây dựng kết cấu lâm phần thích hợp, phát huy hiệu năng đa dạng của rừng Các nước có nền lâm nghiệp phát triển như Trung Quốc,

Mỹ, Nhật Bản vấn đề chặt nuôi dưỡng được nhiều người quan tâm Năm 1950, Trung quốc đã ban hành Quy trình chặt nuôi dưỡng, chủ yếu dựa vào các giai đoạn tuổi của lâm phần từ đó đưa ra nhiệm vụ và quy định thời kỳ chặt và phương pháp chặt (Dẫn theo Đinh Văn Đề, 2012 [13])

1.5.2 Ở Việt Nam

Phùng Ngọc Lan (1984) [25] đã đề xuất những giải pháp đảm bảo tái sinh trong khai thác chọn hiện nay góp phần đẩy mạnh kinh doanh lợi rừng và xây dựng vốn rừng Về phương diện quản lý, quy phạm QPN 14-92 (1993) [4] đề cập đến nuôi dưỡng rừng sau khai thác chọn với các quy định về kỹ thuật bài cây, cường độ chặt, số lần chặt, nhưng chỉ nêu những quy định chung nhất, khó vận dụng vào điều kiện thực tế ở từng địa phương

Bảo Huy (1993) [23], căn cứ vào đường kính giới hạn nuôi dưỡng đã xác định mô hình cấu trúc N-D1.3 mẫu theo đường kính này Mô hình được xây dựng

là cơ sở khoa học cho việc điều chỉnh, dẫn dắt rừng trong khai thác nuôi dưỡng

Trần Xuân Thiệp (1996) [52] cho rằng trọng tâm của công tác lâm sinh trước mắt và lâu dài trong kinh doanh rừng Hương Sơn là điều tiết tổ thành thực vật và làm giàu rừng hướng về nhóm gỗ kinh tế vốn có trong rừng nguyên sinh Hương Sơn

Đào Công Khanh (1996) [33] đã đề xuất đối tượng chặt nuôi dưỡng chủ yếu là các rừng IIIa3, IIIb và IV ở những khu vực cần phòng hộ nhằm cải thiện chất lượng của rừng Điều chỉnh cấu trúc tổ thành thông qua chặt nuôi dưỡng, định hướng rừng tới cấu

trú ổn định hơn Nâng cao tỷ lệ loài cây mục đích thông qua xúc tiến tái sinh tự nhiên Bằng biện pháp mở độ tàn che, chặt bớt lớp cây gây ứ đọng tầng tán ở các cấp kính thừ 12cm đến 20cm Công tác này có thể tiến hành làm nhiều kỳ

Để nuôi dưỡng rừng tự nhiên sau khai thác chọn ở Hương Sơn - Hà Tĩnh, Nguyễn Bá Chất (2001, 2003) [11, 12] đề nghị nên điều tiết giảm số loài ít giá trị kinh tế và số cây ở các cỡ kính tập trung (cỡ 8, 12, 16cm) theo tỷ lệ số cây các cỡ kính với tổng số cây trên hecta ở các lâm phần mẫu, và chặt 20% số cây ít giá trị kinh tế để thúc đẩy sinh trưởng các loài còn lại

Nhằm phục hồi rừng ở vườn quốc gia Yordon - Đăk Lăk, Peter Erskine, Bảo Huy và Võ Hùng (2003) [86] đã đề xuất các phương pháp tác động lâm sinh gồm: xúc tiến tái sinh tự nhiên, trồng bổ sung nơi đất trống, làm giàu rừng và luỗng phát tre nứa xâm chiếm

Khi so sánh kết quả giữa hai hình thức chặt nuôi dưỡng và không chặt nuôi dưỡng Phạm Vũ Thắng 2015 [50] cho rằng: Với những OTC có phẩm chất cây tốt ban đầu nhỏ hơn 60% thì số năm cần thiết phải nuôi dưỡng rừng của hình thức chặt nuôi dưỡng thường lớn hơn hình thức không chặt nuôi dưỡng rừng Sở

dĩ như vậy là vì khi áp dụng hình thức chặt nuôi dưỡng trữ lượng bộ phận cây có phẩm chất xấu sẽ bị loại bỏ, nên thời gian nuôi dưỡng cần dài hơn Đến lúc cuối trữ lượng lâm phần sẽ đạt được cả về số lượng cũng như chất lượng Tất cả các OTC khi áp dụng hình thức chặt nuôi dưỡng thì tỷ lệ phần trăm trữ lượng bộ phận cây tốt lúc cuối đều tăng từ 6% đến 47% so với ban đầu Còn đối với hình thức không chặt nuôi dưỡng, thì đến lúc cuối hầu hết các lâm phần chỉ đạt được trữ lượng

về mặt số lượng mà hầu hết là không đạt được về mặt chất lượng (đặc biệt là những lâm phần có phẩm chất cây tốt ban đầu nhỏ hơn 60%)

Phạm Văn Điển, Phạm Xuân Hoàn (2011) [14] trong nghiên cứu xác định các phương án kỹ thuật nuôi dưỡng rừng tự nhiên đã bổ sung thêm một số công thức xác định các chỉ tiêu kỹ thuật trong chặt nuôi dưỡng rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi Cụ thể, đã xác định thời gian cần thiết để nuôi dưỡng rừng đạt tới trữ lượng khai thác chính; tính tỷ lệ cây tốt tại thời điểm kết thúc nuôi dưỡng rừng và tính tổng trữ lượng của bộ phận chặt nuôi dưỡng rừng Đây là những công thức rất hữu ích để giúp cho việc dự báo chiều hướng phát triển của rừng cũng như cho việc định hướng phát triển rừng theo mô hình rừng mong muốn Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, việc lựa chọn giải pháp kỹ thuật nuôi dưỡng rừng cần

dựa trên các thông số như trữ lượng và tỷ lệ cây tốt lúc ban đầu, trữ lượng và tỷ

lệ cây tốt của mô hình rừng mong muốn, tăng trưởng của rừng dưới điều kiện chặt và không chặt nuôi dưỡng Những thông số này được phản ánh tổng hợp qua

hệ số β và sử dụng hệ số β để lựa chọn phương án tối ưu, phương án phù hợp và loại bỏ phương án không phù hợp trong chặt nuôi dưỡng rừng Các kết quả nghiên cứu đã được biểu diễn dưới dạng các bảng tra tương đối đơn giản, dễ áp dụng Cụ thể là: (i) bảng tra giải pháp kỹ thuật lâm sinh tổng thể, (ii) bảng tra trữ lượng rừng tối thiểu phù hợp với giải pháp không chặt nuôi dưỡng rừng và (iii) bảng tra các chỉ tiêu kỹ thuật chặt nuôi dưỡng rừng cho lô rừng tự nhiên bất kỳ Kết quả nghiên cứu của tác giả đã góp phần giải quyết những vấn đề cấp bách trong quản lý rừng tự nhiên ở nước ta

Phạm Vũ Thắng (2015) [50] đã xác định được cụ thể số năm cần nuôi dưỡng, số lần chặt, khoảng cách giữa hai lần chặt, cường độ chặt, trữ lượng bộ phận cây tốt lúc cuối Xác định được bộ phận cây chặt là những cây mục đích, cây bạn nhưng có phẩm chất xấu và toàn bộ những cây phi mục đích Tuy nhiên, nghiên cứu này mới chỉ xác định cho đối tượng rừng tự nhiên thuộc trạng thái nghèo là rừng sản xuất

Như vậy, các biện pháp kỹ thuật nuôi dưỡng rừng trên thế giới và ở Việt Nam đã góp phần thúc đẩy nuôi dưỡng tài nguyên rừng trong những năm qua Tuy nhiên, vẫn chưa có biện pháp kỹ thuật nuôi dưỡng rừng sau khai thác mang tính hệ thống và toàn diện để nâng cao giá trị, năng suất rừng sau khai thác

1.6 hảo luận chung và xác định vấn đề nghiên cứu

Các nghiên cứu trong kinh doanh rừng tự nhiên nhiệt đới trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng, việc khai thác rừng được các nhà khoa học đề xuất đều tập trung vào các chỉ tiêu: cường độ, luân kỳ, lượng khai thác, xác định loài cây mục đích khai thác mà ít chú ý đến cấu trúc rừng Chưa có một nghiên cứu có hệ thống về sự thay đổi cấu trúc rừng trước và ngay sau khai thác hay nói cách khác là sự ảnh hưởng của khai thác đến cấu trúc rừng Vì vậy, việc xác định các biện pháp nuôi dưỡng rừng chủ yếu dựa theo các văn bản quy định kỹ thuật của nhà nước

Hiện nay, rừng tự nhiên ở Tây Nguyên đang bị suy giảm bởi nhiều nguyên nhân nhưng trong đó có nguyên nhân của quá trình khai thác không hợp lý, đại

đa số các diện tích rừng sau khai thác ngày càng nghèo đi về mặt trữ lượng gỗ và