Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học của rừng phòng hộ đầu nguồn tại xã vầy nưa, huyện đà bắc, tỉnh hòa bình

Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học của rừng phòng hộ đầu nguồn từ đó chỉ ra được các đặc điểm lâm học của rừng phòng hộ các ưu nhược điểm các phương pháp để bảo vệ rừng đầu nguồn và phát triển theo hương tốt nhất của một số phương pháp

Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học của rừng phòng hộ đầu nguồn tại xã Vầy Nưa, huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình

ĐẶT VẤN ĐỀ

Rừng phòng hộ đầu nguồn là một bộ phận quan trọng trong cấu thành

hệ thống rừng ở bất kỳ quốc gia nào trên thế giới Rừng phòng hộ đầu nguồn

đã được thừa nhận là một bộ phận tài nguyên, một nhân tố đảm bảo cho sựphát triển ổn định và vững chắc của đất nước

Theo số liệu thống kê năm 2003, Việt Nam có tổng diện tích đất rừngphòng hộ toàn quốc 9.430.267,2 ha, trong đó diện tích rừng phòng hộ đầunguồn tập trung chủ yếu ở các vùng Tây Bắc, Đông Bắc, Bắc Trung Bộ,duyên hải Nam Trung Bộ

Hòa Bình có tổng diện tích đất rừng phòng hộ là 212.930,5 ha, trong đódiện tích đất rừng phòng hộ là rừng tự nhiên là 137.920,6 ha (chiếm 64,77%tổng diện tích đất rừng phòng hộ) [60] Theo quy hoạch diện tích rừng phòng

hộ giai đoạn 2010 – 2020 theo tỉnh thì Hòa Bình là 1 trong số 13 tỉnh trọngđiểm về phục hồi rừng phòng hộ đầu nguồn (52.500ha) nhưng hiện tại mớichỉ có một số diện tích rất nhỏ được quản lý trên cơ sở khoa học kỹ thuật Cònlại hầu hết các rừng ở khu vực phòng hộ đầu nguồn đều thiếu một cơ sở lýluận chặt chẽ để xây dựng cũng như phát triển rừng Do vậy nhiều khu rừnghiện có chưa phát huy được hết chức năng phòng hộ, tính ổn định và độ bềnvững của rừng Sự hạn chế về cách thức và cơ sở quản lý này thể hiện trênnhiều phương diện khác nhau:

Về mặt lý luận: Chưa làm rõ được đặc điểm về cấu trúc của rừng cũngnhư chưa làm rõ đặc điểm về tái sinh của rừng

Về mặt thực tiễn: Thiếu cơ sở khoa học kỹ thuật áp dụng không nhữngcho từng đối tượng cụ thể của khu vực mà còn cho đối tượng rừng là rừngphòng hộ đầu nguồn nói chung Tất cả những hạn chế này là nguyên nhân dẫnđến sự suy giảm khả năng phòng hộ của rừng

Xã Vầy Nưa, huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình là một trong những xãchiếm một phần lớn diện tích rừng thuộc khu vực rừng phòng hộ đầu nguồnsông Đà Tuy nhiên, nằm trong tình hình chung của cả khu vực Rừng tại khuvực cũng đang trong tình trạng suy giảm cả về số lượng và chất lượng, khảnăng có đáp ứng được yêu cầu phòng hộ hay không vẫn đang là vấn đề đượcđưa ra tranh luận nhằm tìm câu trả lời phù hợp nhất.

Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học của rừng phòng hộ đầu nguồn tạiđịa phương thật sự cần thiết Sự hiểu biết về cấu trúc hiện tại, khả năng táisinh đáp ứng thế hệ tương lai là một trong những tiền đề quan trọng; thôngqua đó đề xuất một số giải pháp tác động nhằm nâng cao hiệu quả phòng hộcủa rừng cũng như các giá trị về mặt kinh tế và nhiều chức năng khác củarừng

Xuất phát từ thực tiễn đó tôi tiến hành thực hiện đề tài:

"

Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học của rừng phòng hộ đầu nguồn tại xã Vầy Nưa, huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình"

Chương 1 TỔNG QUAN VẦN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Một số khái niệm liên quan đến vấn đề nghiên cứu

* Quan điểm về rừng phòng hộ đầu nguồn

Theo Quy chế quản lý, sử dụng rừng phòng hộ Ban hành theo quyết

định số 1171-QĐ ngày 30/12/1986 của Bộ Lâm nghiệp [2], theo Quyết định

số 08/2001/QĐ-TTg ngày 11/1/2001 của Thủ tướng Chính phủ về việc Ban

hành quy chế quản lý rừng phòng hộ, rừng đặc dụng, rừng sản xuất là rừng

tự nhiên [57] gần đây nhất là Quyết định số 186/2006/QĐ-TTg ngày

14/8/2006 [59] của Thủ tướng Chính phủ ban hành Quy chế quản lý rừng,

theo đó rừng phòng hộ đầu nguồn được hiểu như sau:

+ Rừng phòng hộ đầu nguồn là rừng được xác lập nhằm tăng cườngkhả năng điều tiết nguồn nước của các dòng chảy, hồ chứa nước để hạn chế lũlụt, giảm xói mòn, bảo vệ đất, hạn chế bồi lấp các lòng sông, lòng hồ

+ Rừng phòng hộ đầu nguồn được xác lập dựa trên các tiêu chí và chỉ

số về: Diện tích, lượng mưa, độ dốc, độ cao tương đối, thành phần cơ giới và

độ dày tầng đất

+ Quy mô của rừng phòng hộ đầu nguồn phù hợp với quy mô của lưuvực sông và việc quản lý rừng phòng hộ đầu nguồn gắn với việc quản lý tổnghợp lưu vực sông

Theo Thông tư số 34/2009 [72] của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nôngthôn quy định về tiêu chí xác định và phân loại rừng tại khoản 1 điều 4: Phânloại theo mục đích sử dụng

Rừng phòng hộ là rừng được sử dụng chủ yếu để bảo vệ nguồn nước, bảo

vệ đất, chống xói mòn, chống sa mạc hoá, hạn chế thiên tai, điều hoà khí hậu

và bảo vệ môi trường

- Rừng phòng hộ đầu nguồn: Rừng phòng hộ đầu nguồn có tác dụng điều tiếtnguồn nước cho các dòng chảy, các hồ chứa nước để hạn chế lũ lụt, giảm xóimòn, bảo vệ đất, hạn chế bồi lấp lòng sông, lòng hồ.

Về phân cấp rừng phòng hộ đầu nguồn: ở Việt Nam, vùng đầu nguồnđược phân chia theo 3 mức độ xung yếu như sau:

- Vùng rất xung yếu: Bao gồm những nơi đầu nguồn nước, có độ dốc lớn, gầnsông, gần hồ, có nguy cơ bị xói mòn mạnh, có yêu cầu cao nhất về điều tiếtnước Ở những vùng này rừng được xây dựng chủ yếu với mục đích phònghộ

- Vùng xung yếu: Bao gồm những nơi có độ dốc, mức độ xói mòn và điều tiếtnguồn nước trung bình, nơi có điều kiện kết hợp phát triển sản xuất lâmnghiệp, có yêu cầu cao về bảo vệ và sử dụng đất Ở những vùng này rừngđược xây dựng với mục đích phòng hộ đầu nguồn hoặc phòng hộ kết hợp vớisản xuất

- Vùng ít xung yếu: Bao gồm những nơi có độ dốc thấp, ít có nguy cơ xảy raxói mòn, dòng chảy và các sự cố khác về môi trường Những vùng nàythường được quy hoạch cho sản xuất nông nghiệp hoặc cho rừng sản xuất(dẫn theo Phạm Văn Điển, Bùi Thế Đồi, 2009) [23]

1.2 Trên thế giới

1.2.1 Một số nghiên cứu về đặc điểm lâm học của rừng phòng hộ đầu nguồn

1.2.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là một khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp củacác thành phần cấu tạo nên quần xã thực vật rừng theo không gian và thờigian (Phùng Ngọc Lan, 1986) [36] Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái,cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi

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

Baur G.N (1962) [1] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái họcnói chung và cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, trong

đó đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâmsinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên

Catinot (1965) [9]; Plaudy J [53] đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừngbằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tảphân loại về dạng sống, tầng phiến…của quần xã thực vật rừng

Nghiên cứu về cấu trúc hình thái rừng mưa,theo Richards P.W (1952)[66] đặc điểm nổi bật của rừng mưa nhiệt đới là tuyệt đại bộ phận thực vậtđều thuộc thân cây gỗ và tác giả đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mưathành hai loại là rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây phức tạp và rừng mưađơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản Trong những điều kiện đặc biệt thì rừngmưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây Rừng mưa thường có nhiều tầng(thường có 3 tầng, ngoại trừ tầng cây bụi và tầng cây thảm cỏ) Trong rừngmưa nhiệt đới ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và cây thân cỏ còn có nhiều loài câydây leo đủ hình dạng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thânhoặc cành cây “Rừng mưa thực sự là một quần lạc hoàn chỉnh và cầu kỳ nhất

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

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 phâncấp 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 ranhững nhận xét mang tính định tính, chưa thực sự phản ánh được sự phântầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới Chính vì vậy, những nghiên cứusau này dần chuyển sang nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng Nhiều tác giả

đã sử dụng các công thức và các hàm toán học để mô hình hóa cấu trúc rừng,xác định mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng

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

Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính là quy luật kết cấu cơ bảncủa lâm phần và được nhiều tác giả quan tâm, kiểu cấu trúc này thường đượcbiểu diễn dưới các dạng hàm toán học với nhiều dạng phân bố khác nhau

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

đã sử dụng phương trình:

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

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

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

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

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

đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao Phương pháp kinh điển nghiên cứucấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu diện đồ đứng với các kích thướckhác nhau tuỳ theo phương pháp nghiên cứu Các phẫu đồ đã mang lại hìnhảnh 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 đượcnhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng mà điển hình là các công trìnhcủa các tác giả P.W Richard (1952) [66], Rollet (1979)

1.2.2.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Những nghiên cứu về tái sinh rừng nhiệt đới được đề cập tới từ nhữngnăm 1930 với vấn đề được quan tâm là thế hệ cây tái sinh có tổ thành giốngnhau hay khác biệt với tổ thành tầng cây cao (Mibbread, 1930; Richards,

1933, 1939, 1965, 1986; Aubrerille, 1938; Beard, 1946; Lebrun và Gibert,

1954; Van Steenis J, 1956; Schultz, 1960; Baur, 1964; Rollet, 1969; A.B.Said, 1991) [66], [88], [1]

Khi đề cập vấn đề điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụngcách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927), với ô đo đếmđiều tra diện tích tái sinh có diện tích từ 1 – 4m2 Do diện tích ô điều tra nhỏnên việc đo đếm gặp nhiều thuận lợi nhưng số lượng ô phải đủ lớn và trải đềutrên diện tích khu rừng mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng

Ngoài ra một số tác giả còn sử dụng phương pháp điều tra theo dải hẹpvới các ô đo đếm có diện tích từ 10 – 100m2 Phương pháp này trong điều tratái sinh sẽ khó xác định quy luật phân bố lớp cây tái sinh trên bề mặt đất rừng

Để giảm sai số Barnard (1950) đã đề nghị một phương pháp "điều tra chuẩnđoán" mà theo đó ô đo đếm có thể thay đổi tùy theo giai đoạn phát triển củacây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau

Richards P.W (1952) [66] đã tổng kết việc nghiên cứu tái sinh trên các

ô dạng bản và phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới Dawkins (1958) đãnói “Dù cho kinh doanh được đưa vào như thế nào, điều suy xét đầu tiên vềlâm sinh phải là tái sinh…” Như vậy, có thể nói vấn đề tái sinh được bànnhiều, nhất là cách thức xử lý lâm sinh liên quan đến tái sinh của các loài câymục đích ở các kiểu rừng Từ đó các nhà lâm học đã xây dựng thành côngnhiều phương thức chặt tái sinh Công trình của Bernard (1954, 1959), WyattSmith (1961, 1963), với phương thức rừng đều tuổi ở Mã Lai, Barnarji (1959)với phương thức chặt dần nâng cao vòm lá ở Andamann Nội dung từngphương thức được Baur (1964) [1] tổng kết trong tác phẩm của mình

Phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới cũng được quan tâm như:Xác định cây tái sinh trong rừng nhiệt đới thiếu hụt, cần phải bổ sung bằngcách trồng rừng ở Châu Phi (Taylor, 1954; Bennard, 1955), các biện pháp lâmsinh đề ra là cần thiết để bảo vệ cây tái sinh sẵn có dưới tán rừng nhiệt đới

Châu Á (Budowski, 1956; Bara, 1954; Catinot, 1965, Lamprecht, 1989), [9]

Ngoài ra, rất nhiều công trình nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của cácnhân tố sinh thái đến tái sinh rừng Trong đó nhân tố được đề cập nhiều nhất

là nhân tố ánh sáng (thông qua độ tàn che của rừng), độ ẩm của đất, kết cấuquần tụ, cây bụi thảm tươi được đề cập thường xuyên và được coi là nhân tốảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tái sinh rừng Trong rừng nhiệt đới, BaurG.N (1962) [1] cho rằng sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến phát triển củacây con, còn đối với sự nảy mầm và phát triển của cây mầm thì ảnh hưởngnày thường không rõ ràng

Khi nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên, các tác giả đã nhận định thảm cỏ

và cây bụi thảm tươi đã ảnh hưởng tới cây tái sinh của các loài cây thân gỗ.Những lâm phần đã khép tán, tuy thảm cỏ phát triển kém nhưng cạnh tranhdinh dưỡng và ánh sáng của chúng vẫn ảnh hưởng tới cây tái sinh Những lâmphần đã qua khai thác, thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh là nhân tố ảnhhưởng xấu đến tái sinh rừng Ghent A W (1969) nhận xét: Thảm mục, chế độthủy nhiệt, tầng đất mặt quan hệ với tái sinh rừng cũng cần được làm rõ Trên

cơ sở nghiên cứu sinh thái rừng mưa, Geoge N Baur (1974) tổng kết về cácbiện pháp lâm sinh tác động vào rừng, nhằm đem lại rừng căn bản đều tuổi,không đều tuổi, các phương pháp xử lý cải thiện Các phương pháp điều chếrừng đã được trình bày trong sách của Bioley (1920), Meyer (1952)

1.2.2.3 Nghiên cứu rừng phòng hộ đầu nguồn

Cấu trúc và mạng lưới đai rừng chắn gió, bảo vệ làng mạc đường xá,đồng ruộng đã được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu như: Zakharop P X(1981) [82], Xobolep (1960) [81] Các tác giả cho biết muốn nâng cao hiệuquả của các đai rừng chắn gió phải căn cứ vào mục tiêu và đối tượng mà lựa

chọn cấu trúc đai rừng kín hay thưa cũng như việc phối trí mạng lưới các đairừng.

Công trình nghiên cứu của Montranev A A (1960, 1973) là nhữngcông trình lớn nhất đề cập đến cấu trúc rừng phòng hộ đầu nguồn nước Vớinhững trang thiết bị tạo mưa nhân tạo, các tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởngcủa của các nhân tố cấu trúc tới khả năng điều tiết của nước, bảo vệ đất củarừng cũng như cấu trúc tổ thành loài, cấu trúc tuổi, cấu trúc tầng thứ và độ tànche

Về xây dựng hệ thống rừng phòng hộ: Phương Chính Tam và cộng

sự (1973) đã nghiên cứu ở Trung Quốc, với địa hình đất dốc đã tiến hành

bố trí rừng phòng hộ cứ 20 - 50 m lại có một đai rừng cây bụi xen cây gỗ.Khi nghiên cứu các biện pháp tác động nhằm nâng cao chất lượng rừngphòng hộ Gyenge J et all (2009) [85] cho rằng: Cây bản địa sử dụng ítnước hơn cây ngoại lai, Sun G et all (2005) [86] cho rằng: Rừng rụng lá sửdụng ít nước hơn rừng thường xanh khoảng 20% Chính vì vậy, khi xâydựng rừng phòng hộ cần ưu tiên phát triển rừng bằng các loài cây bản địa

* Nghiên cứu về khả năng bảo vệ đất, điều tiết nước và thuỷ văn rừng

Đối với mỗi quốc gia trên thế giới, rừng phòng hộ luôn chiếm một vị tríquan trọng trong kế hoạch bảo vệ môi trường sinh thái và phòng chống thiêntai Vì vậy, nghiên cứu về rừng phòng hộ được rất nhiều tác giả quan tâm Để

có cơ sở khoa học cho việc xây dựng và quản lý rừng phòng hộ đầu nguồn thìviệc nghiên cứu về thủy văn rừng nhằm hiểu rõ những nguyên lý, những quyluật thủy văn diễn ra trong rừng làm cơ sở cho việc xây dựng rừng phòng hộ

đã được các nhà nghiên cứu tập trung vào những mảng sau: đánh giá vai tròđiều tiết nước của rừng như khả năng ngăn cản nước mưa của tán rừng, lượngnước phân chia thành dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm, lượng nước chảy

men thân cây, nguyên nhân xói mòn và hiện tượng xói mòn đất vùng đầunguồn là những cơ sở khoa học quan trọng

Công trình nghiên cứu đầu tiên về xói mòn đất và dòng chảy được nhàbác học Volni người Đức thực hiện trong thời kỳ 1877 đến 1885 (Hudson N,

1981 [29]) Những ô thí nghiệm được sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng củanhiều nhân tố như: Thực bì, loại đất, độ dốc mặt đất, lượng mưa tới dòng chảy

và xói mòn đất Trong công trình này Volni cũng nghiên cứu ảnh hưởng củaloại đất và độ dốc mặt đất tới dòng chảy và xói mòn đất Tuy nhiên, phần lớncác kết luận chưa được định lượng rõ ràng

Bằng thí nghiệm trong phòng, Ellison (theo Hudson N, 1981 [29]) thấyrằng các loại đất khác nhau có biểu hiện khác nhau trong các pha xói mòn đất

do nước Ellison là người đầu tiên phát hiện ra vai trò của lớp phủ thực vậttrong việc hạn chế xói mòn đất và vai trò cực kỳ quan trọng của hạt mưa rơiđối với xói mòn Phát hiện của Ellison đã mở ra một phương hướng mới trongnghiên cứu xói mòn đất, đã làm thay đổi quan điểm nghiên cứu về xói mòn vàkhẳng định khả năng bảo vệ đất của lớp thảm thực vật

Nghiên cứu của Hudson HW (1971, 1981) [29], G Fiebiger (1993)[84] xác nhận rằng, nguy cơ xói mòn đất dưới tầng cây gỗ có thể tăng lên dogiọt mưa dưới tán rừng có kích thước lớn hơn Những loài cây có phiến lá to

(như Tếch - Tectona grandis) thường tạo ra các giọt nước ngưng đọng có kích

thước lớn, nên khi rơi từ tán lá trên cao xuống sẽ có sức công phá bề mặt đấtlớn hơn so với sức công phá của giọt mưa tự nhiên trên đất trống ZakharopP.X (1981) [82] cho thấy xói mòn đất tăng tỷ lệ với đường kính của hạtmưa và bình phương của tốc độ dòng chảy Ngoài ra, các nhân tố khác gâyảnh hưởng tới xói mòn đất như độ dốc, chiều dài sườn dốc, loại đất, lớpphủ thực vật, cũng được nghiên cứu sâu, rộng: Smith D.D (1941) đã xácđịnh lượng đất xói mòn cho phép và lần đầu tiên đã đánh giá ảnh hưởng của

các nhân tố cây trồng (C), cũng như việc áp dụng các biện pháp bảo vệ đất (P)

ở các mức độ khác nhau đến xói mòn đất bằng các công trình nhân tạo Tiếp

đó, nhiều phương trình dự báo xói mòn đã được nghiên cứu và công bố, trong

đó phương trình của Wischmeier W.H - Smith D.D được thừa nhận và ứngdụng rộng rãi (Smith D.D và Wischmeier W.H (1966; 1971) [90]; [91],Ching J.G (1978) [83], Bennet K., (1958), Daxlavxkii, (1962; 1977), (Dẫn theo Võ Đại Hải, 1996) [26] Những nghiên cứu này đã góp phần tìm

ra cơ chế của quá trình xói mòn cũng như việc đề xuất các biện pháp chốngxói mòn thích hợp và có ý nghĩa đặc biệt đối với công tác xây dựng rừngphòng hộ đầu nguồn

Nghiên cứu về vật rơi rụng và khả năng giữ nước của nó các tác giả chothấy: Vật rơi rụng có khả năng ngăn giữ nước tương đối lớn, nên có tác dụng

bổ sung nước cho đất và cung cấp nước cho thực vật (Vu Chí Dân & Vương

Lễ Tiên, 2001) [12] Ngoài ra, do vật rơi rụng có những lỗ hổng lớn và nhiềuhơn so với đất, nên lượng nước ngăn giữ lại dễ dàng bốc hơi đi Nhữngnghiên cứu của Black và Kelliher (1998) (dẫn theo Vu Chí Dân & Vương LễTiên, 2001) [15] cho thấy rằng, lượng nước bốc hơi từ vật rơi rụng của cáckiểu rừng khác nhau chiếm khoảng 3 - 21% tổng lượng nước bốc hơi trên mặtđất rừng

Xây dựng các mô hình hoá trong nghiên cứu thuỷ văn rừng cũngđược nhiều tác giả quan tâm như: Richard A., et all., (2000), Ward R.C &Robinson M (2010), Van Dijk et all (2004), Yong G Lai (2009) [89], FAO (1995) cho rằng, rừng có tác dụng quan trọng trong việc điều tiếtdòng chảy, giảm lưu lượng nước bề mặt, góp phần làm giảm lũ lụt Đối vớilưu vực nhỏ, thấy rằng độ che phủ của rừng có thể làm giảm thiểu lượngnước lúc chảy xuống hạ lưu (Dẫn theo Vũ Tấn Phương, 2009) [52]

Tóm lại: Ở các nước tiên tiến trên thế giới, các công trình nghiên cứu

về đặc điểm cấu trúc rừng nói chung và rừng phòng hộ đầu nguồn nói riêngrất phong phú, đa dạng đã mang lại hiệu quả cao trong kinh doanh rừng Cáctrạm nghiên cứu về thuỷ văn rừng được bố trí thành mạng lưới rộng trên toànquốc hoặc cho các vùng sinh thái, số liệu thu thập được lưu trữ liên tục trongthời gian dài Vì vậy, đảm bảo thiết lập được các quy luật khí hậu thuỷ vănrừng cho từng vùng, từ đó đưa ra những kết quả có giá trị để đề xuất các biệnpháp quy hoạch và xây dựng rừng phòng hộ Phương pháp nghiên cứu cũngchuyển dần từ định tính sang định lượng, đặc biệt là đã ứng dụng toán học để

mô hình hóa các kết quả nghiên cứu thực nghiệm, mở rộng khả năng ứngdụng vào thực tiễn Kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vậtrừng trên thế giới cho chúng ta hiểu biết các phương pháp nghiên cứu, quyluật tái sinh tự nhiên ở một số nơi Qua đó, vận dụng những quy luật tái sinh

đó để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý tài nguyên rừngmột cách bền vững Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào đưa ra được các giảipháp phục hồi rừng phòng hộ đầu nguồn trên cơ sở các đặc điểm lâm họcmột cách toàn diện

1.3 Ở Việt Nam

1.3.1 Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học của rừng phòng hộ đầu nguồn

1.3.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Trong vòng vài chục năm qua, nghiên cứu về cấu trúc rừng là mộttrong những nội dung quan trọng nhằm đề xuất các giải pháp kỹ thuật phùhợp Thái Văn Trừng (1978), Trần Ngũ Phương (1970) cũng đã nghiên cứucấu trúc sinh thái để làm căn cứ phân loại thảm thực vật rừng Viêt Nam Sở dĩnhư vậy là vì cấu trúc rừng là cơ sở cho việc định hướng phát triển rừng, đề rabiện pháp lâm sinh hợp lý

Trần Ngũ Phương (1970) [48] đã chỉ ra những đặc điểm cấu trúc củacác thảm thực vật rừng miền Bắc Việt Nam.

Khi nghiên cứu kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới ở nước taThái Văn Trừng (1963, 1970, 1987) [78] đã đưa ra mô hình cấu trúc tầng như:tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng cây bụi (B), và tầng cỏquyết (C) Thái Văn Trừng đã bổ sung phương pháp biểu đồ mặt cắt đứng củaDavit – Risa để nghiên cứu cấu trúc rừng Việt Nam

Nguyễn Văn Trương (1983) [77] khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài

đã xem xét sự phân tầng theo hướng định lượng, phân tầng theo cấp chiều caomột cách cơ giới

Vũ Đình Phương (1987) [50] đã nhận định việc xác định tầng thứ củarừng lá rộng thường xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhưng chỉ trongtrường hợp rừng có sự phân tầng rõ rệt có nghĩa là khi rừng đã phát triển ổnđịnh mới sử dụng phương pháp định lượng để xác định giới hạn của các tầngcây

Đào Công Khanh (1996) [33] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểmcấu trúc rừng lá rộng thường xanh ở Hương Sơn, Hà Tĩnh làm cơ sở đề xuấtmột số biện pháp lâm sinh phục hồi khai thác và nuôi dưỡng rừng

Vũ Đình Phương, Đào Công Khanh [51] thử nghiệm phương phápnghiên cứu một số quy luật cấu trúc, sinh trưởng phục vụ điều chế rừng lárộng, hỗn loại thường xanh ở Kon Hà Nừng – Gia Lai cho rằng đa số loài cây

có cấu trúc đường kính và chiều cao giống với cấu trúc tương ứng của lâmphần, đồng thời cấu trúc của loài cũng có những biến động

Về nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng được nhiều tác giả quan tâmnghiên cứu Với rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi, từ kết quả nghiên cứu củaĐồng Sỹ Hiền (1974) [28] cho thấy, dạng tổng quát của phân bố N/D1.3 làphân bố giảm, nhưng do quá trình khai thác chọn thô không theo quy tắc nên

đường thực nghiệm thường có dạng hình răng cưa và ông đã chọn hàm Meyer

để mô phỏng cấu trúc đường kính cây rừng Nguyễn Hải Tuất (1982,1986)[75,76] sử dụng phân bố khoảng cách mô tả phân bố thực nghiệm dạng mộtđỉnh ở ngay sát cỡ đường kính bắt đầu đo Bảo Huy (1993) [31] cho rằngphân bố khoảng cách thích hợp hơn các dạng phân bố khác Trần Cẩm Tú(1999) [74], Trần Văn Con (1991) [12] lại cho rằng hàm Weibull thích hợphơn cả

Cũng với kết quả nghiên cứu của tác giả Đồng Sỹ Hiền (1974) [28] chothấy, phân bố số cây theo chiều cao (N/H) ở các lâm phần tự nhiên hay trongtừng loài cây thường có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu phức tạp của rừng chặtchọn Bảo Huy (1993) [31], Đào Công Khanh (1996) [33], Trần Cẩm Tú(1999) [74] đã nghiên cứu phân bố N/H để tìm tầng tích tụ tán cây Các tácgiả đã đi đến nhận xét chung là phân bố N/H có dạng 1 đỉnh, nhiều đỉnh phụrăng cưa và mô tả thích hợp bằng hàm Weibull

Qua việc tham khảo tài liệu liên quan cho thấy, các công trình nghiêncứu về cấu trúc rừng trong thời gian gần đây thường chỉ dừng lại ở mục đíchphục vụ công tác điều tra và xây dựng cở sở khoa học các biện pháp kỹ thuậtlâm sinh tác động vào rừng mà ít đề cập đến các yếu tố sinh thái liên quan nênchưa thực sự đáp ứng mục tiêu kinh doanh rừng bền vững

1.3.1.2 Nghiên cứu tái sinh rừng

Rừng nhiệt đới Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh của rừng nhiệtđới nói chung, nhưng do phần lớn là rừng thứ sinh bị tác động của con ngườinên các quy luật tái sinh đã bị xáo trộn nhiều Đã có nhiều công trình nghiêncứu tái sinh rừng nhưng tổng kết thành quy luật tái sinh cho từng loài thì cònrất ít

Trong thời gian từ năm 1962 đến 1969, Viện Điều tra – Quy hoạchrừng đã điều tra tình tái sinh tự nhiên theo các “Loại hình thực vật ưu thế”

rừng thứ sinh ở Yên Bái (1965), Hà Tĩnh (1966), Quảng Bình (1969) và đángchú ý là kết quả điều tra tái sinh tự nhiên ở vùng sông Hiếu (1962-1964), bằngphương pháp đo đếm điển hình

Vũ Đình Huề (1975) [30] đã tổng kết trong báo cáo khoa học: "Kháiquát tình hình tái sinh tự nhiên ở rừng miền Bắc Việt Nam" và rút ra nhận xét:tái sinh tự nhiên rừng miền Bắc Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh củarừng nhiệt đới Dưới tán rừng nguyên sinh, tổ thành loài cây tái sinh tương tựtầng cây gỗ: “Dưới tán rừng thứ sinh tồn tại nhiều loài cây gỗ mềm kém giátrị và hiện tượng tái sinh theo đám được thể hiện rõ nét tạo nên sự phân bố sốcây không đồng đều trên mặt đất rừng” Với những kết quả đó, tác giả đã xâydựng biểu đánh giá tái sinh áp dụng cho các đối tượng rừng lá rộng miền Bắcnước ta

Nguyễn Vạn Thường (1991) [73] đã tổng kết và đưa ra kết luận về tìnhhình tái sinh tự nhiên ở một số khu rừng miền Bắc Việt Nam như sau: Hiệntượng tái sinh dưới tán rừng của những loài cây gỗ đã tiếp diễn liên tục,không mang tính chu kỳ Sự phân bố cây tái sinh rất không đồng đều, số cây

mạ chiếm ưu thế rõ rệt so với số cây ở cấp tuổi khác

Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1987) [78] khi nghiên cứu về thảm thựcvật rừng Việt Nam, đã kết luận: ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế vàđiều khiển quá trình tái sinh tự nhiên trong thảm thực vật rừng

Ảnh hưởng của biện pháp lâm sinh tới tái sinh tự nhiên của quần xãthực vật còn được một số tác giả nghiên cứu, Phùng Ngọc Lan (1984), HoàngKim Ngũ (1984), Nguyễn Duy Chuyên (1995) [11], Nguyễn Ngọc Lung(1985)

Theo tài liệu của Viện điều tra quy hoạch rừng (1993) thì tại khu vựclâm trường Sông Đà – Hòa Bình xuất hiện một số loài cây có giá trị như: Sến,

Dẻ, Re, Táu Nhưng do quá trình khai thác không hợp lý, những loài cây này

dần bị mất đi và thay vào đó là những loài cây ưa sáng, mọc nhanh, ít có giátrị kinh tế.

Bùi Văn Chúc (1996) [10] đã nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng phòng

hộ đầu nguồn tại lâm trường Sông Đà ở các trạng thái rừng IIA và IIIA1 vàrừng trồng, tác giả cũng đã đề cập đến tái sinh nhưng mới chỉ xác định tổthành và mật độ

Trần Ngũ Phương (2000) [49] khi nghiên cứu các quy luật phát triểnrừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam đã nhấn mạnh quá trình diễn thế thứ sinhcủa rừng tự nhiên như sau: “Trường hợp rừng tự nhiên có nhiều tầng khi tầngtrên già cỗi, tàn lụi rồi tiêu vong thì tầng kế tiếp sẽ thay thế; trường hợp nếuchỉ có một tầng thì trong khi nó già cỗi một lớp cây tái sinh xuất hiện và sẽthay thế nó sau khi nó tiêu vong, hoặc cũng có thể một thảm thực vật trunggian xuất hiện thay thế, nhưng về sau dưới lớp thảm thực vật trung gian này

sẽ xuất hiện một lớp cây con tái sinh lại rừng cũ trong tương lai và sẽ thay thếthảm thực vật trung gian này, lúc bấy giờ rừng cũ sẽ được phục hồi”

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

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

1.3.1.3 Nghiên cứu rừng phòng hộ đầu nguồn

Cho tới nay ở Việt Nam những nghiên cứu về đặc điểm lâm học rừngphòng hộ nói chung và rừng phòng hộ đầu nguồn nói riêng hầu như còn rất ít,chỉ được đề cập ở một vài khía cạnh nhỏ Như nghiên cứu một số điều kiện vềthổ nhưỡng, ảnh hưởng của độ cao đến sự hình thành thảm thực vật

Công trình nghiên cứu của Bùi Nghạnh – Nguyễn Danh Mô (1977)[46] là công trình đầu tiên ở nước ta đề cập tới cấu trúc rừng phòng hộ nguồnnước (độ tàn che, tổ thành loài) với một số phương pháp và quan điểm khátiến bộ, có cơ sở khoa học và ý nghĩa thực tiễn Tuy nhiên đấy mới chỉ lànghiên cứu bước đầu về cấu trúc, cần phải có những nghiên cứu sâu hơn vềviệc mô phỏng cấu trúc cũng như các ảnh hưởng của cấu trúc rừng đến khảnăng điều tiết, duy trì lượng nước, một trong những vai trò chủ đạo của rừngphòng hộ đầu nguồn.

Tác giả Vũ Văn Mễ và Nguyễn Thanh Đạm (1990) [41] lại xây dựngphương thức trồng rừng kinh tế ở vùng khô hạn, trong đó hai vấn đề đượcxem xét là tổ thành loài cây trồng và kết cấu đai rừng phòng hộ Công trình đềcập khá nhiều đến việc phối hợp các loài cây phòng hộ, kinh tế, đặc biệt là vềcấu trúc và đai rừng phòng hộ, có ý nghĩa lớn trong việc xây dựng các đairừng cải thiện điều kiện khí hậu, đất đai

Kết quả nghiên cứu các dạng cấu trúc hợp lý cho rừng phòng hộ đầunguồn ở Việt Nam, theo Võ Đại Hải (1995) [25], độ tàn che, tầng thứ, tổthành loài cây là những nhân tố cấu trúc ảnh hưởng rất lớn tới xói mòn đất vàlượng phân phối nước mưa trong rừng Rừng 3 tầng và 2 tầng, hỗn loại, độtàn che 0,7 – 0,8 là những mô hình cấu trúc tốt nhất của rừng phòng hộ đầunguồn Trong mô hình này tầng thảm tươi, cây bụi và lớp thảm mục rừng giữmột vai trò quan trọng

Bước đầu tìm hiểu đặc điểm cấu trúc rừng phòng hộ đầu nguồn, làm cơ

sở đề xuất giải pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý tại xã Canh Thuận, huyện VânCanh, tỉnh Bình Định, Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp, 1999 [65] chothấy: Phân bố N/D có dạng giảm hàm Meyer đối với các trạng thái rừngIIIA1, IIIA2, dạng một đỉnh lệch trái hàm Weibull đối với trạng thái rừng IIB,

Phân bố N/H đều có dạng một đỉnh lệch trái, phản ánh sự phân tầng của rừngkín thường xanh với β = 1,7 – 2,11

Dựa trên kinh nghiệm quốc tế và kết quả nghiên cứu trong nước vềrừng phòng hộ, Bộ Lâm nghiệp (1991) [4] đã ban hành Quy phạm kỹ thuậtxây dựng rừng phòng hộ đầu nguồn, kèm theo Quyết định số 134 – QĐ/KTngày 4/4/1991 Qui phạm này quy định những tiêu chuẩn, nguyên tắc xácđịnh khu phòng hộ, mức độ phòng hộ, các giải pháp kỹ thuật lâm sinh để xâydựng hệ thống rừng phòng hộ đầu nguồn có kết cấu kín rậm, nhiều tầng, bềnvững và ổn định nhằm điều tiết nguồn nước, chống xói mòn bảo vệ đất

Võ Đại Hải (2000) [27] trong khi nghiên cứu những giải pháp cho quản

lý và xây dựng rừng phòng hộ đầu nguồn ở Tây Nguyên đã đưa ra một số môhình phục hồi rừng phòng hộ đầu nguồn khá thành công là các mô hình tạiKbang - Sơ Pai tiểu vùng Kon Hà Nừng; mô hình trên quốc lộ 22 gần huyệnKông - Plông miền Đông Kon Tum; mô hình ở Tỉnh Lộ 674 Phú Thiệu -Krông cho vùng Đông Nam Pleiku; mô hình gần quốc lộ 20 vùng hồ ThuỷTiên - Đà Lạt

Nghiên cứu vai trò của hộ gia đình trong việc phục hồi rừng phòng hộđầu nguồn, Hoàng Liên Sơn (2011) [71] cho thấy: trong tổng số 86.879,8harừng và đất phòng hộ đầu nguồn thì có tới 81.851,9 ha chiếm 94,1% tổng diệntích được giao cho hộ gia đình quản lý Hộ gia đình tham gia vào hoạt độngphục hồi rừng phòng hộ trong các dự án 661, dự án 747 và dự án RENFORA.Với các biện pháp phục hồi chủ yếu: trồng mới, khoanh nuôi xúc tiến tái sinh

và bảo vệ rừng, làm giàu rừng

Nguyễn Văn Dong (2004) [18], đưa ra một số ý kiến về xây dựng rừngphòng hộ đầu nguồn, tác giả nhận xét: khả năng ngăn nước mưa của tán rừngphụ thuộc vào cấp độ mưa Ở cấp độ mưa từ 1 – 3mm, khả năng ngăn cảnnước mưa của tất cả các kiểu rừng đều như nhau Khi cấp độ mưa tăng lên,

khả năng ngăn cản nước mưa của rừng tự nhiên và thứ sinh giảm xuống từ từ

và dừng lại ở mức 20% Trong khi đó rừng đã qua khai thác và rừng trồngBạch đàn và Keo lá tràm, khả năng ngăn cản nước mưa bình quân chỉ bằng 18– 27% Lượng nước mưa bị tán rừng ngăn cản dao động từ 30 – 38% đối vớirừng tự nhiên và rừng thứ sinh và từ 15 – 25% đối với rừng tự nhiên đã qua

khai thác và rừng trồng.

Nghiên cứu xây dựng rừng phòng hộ đầu nguồn cũng được nhiều tác giảquan tâm, điển hình là công trình nghiên cứu của Ngô Đình Quế và CS (2001)[55], Đỗ Đình Sâm và cộng sự (2002) [67], các tác giả đã đưa ra một số môhình phục hồi rừng và đề xuất một số giải pháp sử dụng đất dốc vùng đầunguồn Khi nghiên cứu tiêu chí phân chia rừng phòng hộ đầu nguồn bị suythoái nghiêm trọng ỏ Việt Nam, tác giả Ngô Đình Quế, Vũ Tấn Phương,Hoàng Việt Anh (2010) [56] đã đưa ra 11 tiêu chí phân chia rừng phòng hộ bịsuy thoái và 7 tiêu chí đánh giá suy thoái rừng phòng hộ đầu nguồn, tác giảcũng đưa ra kết quả phân chia rừng phòng hộ đầu nguồn bị suy thoái nghiêmtrọng ở một số lưu vực đầu nguồn (sông Cầu, sông Thạch Hãn, sông Đạ Tẻh)

và thử nghiệm bộ tiêu chí tại lưu vực sông Cả, độ chính xác của việc xác địnhquy mô rừng phòng hộ đầu nguồn bị suy thoái bằng các tiêu chí đề xuất từ 70– 87% Ngoài ra, còn có một số nghiên cứu khác về rừng phòng hộ đầunguồn như: Bùi Đoàn (2001) [24], Ngô Quang Đê (2001) [19], Nguyễn AnhDũng (2001) [16],

Theo Hoàng Liên Sơn và các cộng sự (2005) [70], Dự án trồng mới 5triệu ha rừng giai đoạn 1998 - 2004 đã xây dựng được khá nhiều mô hìnhrừng trồng phòng hộ đầu nguồn Kết quả tổng hợp số liệu báo cáo của các tỉnh

có trồng rừng phòng hộ đầu nguồn cho thấy các mô hình khá đa dạng Tổng

số có tới 188 mô hình trồng rừng phòng hộ đầu nguồn, mật độ trồng rừng rấtkhác nhau tùy thuộc vào từng loài cây và kỹ thuật áp dụng trong mỗi mô hình