Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của các loài cây gỗ trong một số kiểu thảm thực vật tại xã hoàng tung, huyện hòa an, tỉnh cao bằng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐOÀN HỒNG SƠN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA CÁC LOÀI CÂY GỖ TRONG MỘT SỐ KIỂU THẢM THỰC VẬT TẠI XÃ HOÀNG TUNG, HUY

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐOÀN HỒNG SƠN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ

TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA CÁC LOÀI CÂY GỖ TRONG MỘT SỐ KIỂU THẢM THỰC VẬT TẠI XÃ HOÀNG TUNG, HUYỆN HÒA AN, TỈNH CAO BẰNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

THÁI NGUYÊN - 2018

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐOÀN HỒNG SƠN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ

TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA CÁC LOÀI CÂY GỖ TRONG MỘT SỐ KIỂU THẢM THỰC VẬT TẠI XÃ HOÀNG TUNG, HUYỆN HÒA AN, TỈNH CAO BẰNG

Ngành: SINH THÁI HỌC

Mã số: 8 42 01 20

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ NGỌC CÔNG

THÁI NGUYÊN - 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm

Tác giả

Đoàn Hồng Sơn

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Sở GD&ĐT tỉnh Cao Bằng, Trường THPT Chuyên tỉnh Cao Bằng, UBND xã Hoàng Tung, Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua

Xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2018

Tác giả

Đoàn Hồng Sơn

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các chữ viết tắt iv

Danh mục các bảng v

Danh mục các hình vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Phạm vi nghiên cứu 2

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Nghiên cứu về thảm thực vật trên thế giới và Việt Nam 3

1.1.1 Khái niệm về thảm thực vật 3

1.1.2 Nghiên cứu về thảm thực vật trên Thế giới 3

1.1.3 Nghiên cứu về thảm thực vật ở Việt Nam 4

1.2 Nghiên cứu về thành phần loài, thành phần dạng sống thực vật 6

1.2.1 Nghiên cứu về thành phần loài thực vật 6

1.2.2 Nghiên cứu về thành phần dạng sống thực vật 10

1.3 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 14

1.3.1 Khái niệm rừng và cấu trúc rừng 14

1.3.2 Nghiên cứu về cấu trúc rừng trên thế giới 15

1.3.3 Nghiên cứu về cấu trúc rừng ở Việt Nam 16

1.4 Nghiên cứu về tái sinh rừng 17

1.4.1 Khái niệm về tái sinh rừng 17

1.4.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng trên thế giới 18

1.4.3 Nghiên cứu về tái sinh rừng ở Việt Nam 20

1.5 Nghiên cứu về thảm thực vật ở tỉnh Cao Bằng và KVNC 22

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

2.1 Đối tượng nghiên cứu 23

2.2 Nội dung nghiên cứu 23

2.2.1 Xác định các kiểu thảm thực vật trong khu vực nghiên cứu 23

2.2.2 Nghiên cứu đặc điểm chính của 3 kiểu thảm thực vật trong khu vực nghiên cứu 23

2.2.3 Đánh giá khả năng tái sinh tự nhiên của 3 kiểu thảm tại khu vực nghiên cứu 23

2.2.4 Đề xuất một số biện pháp thúc đẩy quá trình phục hồi rừng ở khu vực nghiên cứu 23

2.3 Phương pháp nghiên cứu 23

2.3.1 Phương pháp xác định các kiểu thảm thực vật 23

2.3.2 Phương pháp tuyến điều tra (TĐT) 24

2.3.3 Phương pháp ô tiêu chuẩn (OTC) 24

2.3.4 Phương pháp phân tích mẫu thực vật và đặc điểm cây tái sinh 25

2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu 27

Chương 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU 28

3.1 Điều kiện tự nhiên 28

3.1.1 Vị trí địa lý, ranh giới 28

3.1.2 Địa hình 28

3.1.3 Thổ nhưỡng 29

3.1.4 Khí hậu, thủy văn 29

3.1.5 Tài nguyên rừng 30

3.2 Điều kiện kinh tế, xã hội vùng nghiên cứu 30

3.2.1 Dân tộc, dân số 30

3.2.2 Hoạt động nông, lâm nghiệp 30

3.2.3 Ngành công nghiệp, dịch vụ 31

3.2.4 Cơ sở hạ tầng 32

3.2.5 Văn hóa, giáo dục, y tế 32

3.3 Những thuận lợi và khó khăn của điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ảnh hưởng đến phục hồi và phát triển rừng ở KVNC 33

3.3.1 Những thuận lợi 33

3.3.2 Những khó khăn 33

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 34

4.1 Các kiểu thảm thực vật (TTV) trong KVNC 34

4.1.1 Rừng trồng 34

4.1.2 Thảm thực vật tự nhiên 34

4.2 Đặc điểm về thành phần loài thực vật 39

4.2.1 Sự phân bố của các bậc taxon ở KVNC 39

4.2.2 Đặc điểm về số họ, số chi và loài trong các kiểu TTV 40

4.2.2.1 Đặc điểm về số loài trong các họ 42

4.3 Đặc điểm về thành phần dạng sống 47

4.3.1 Thảm cỏ 49

4.3.2 Thảm cây bụi 50

4.3.3 Rừng thứ sinh 51

4.4 Đặc điểm cấu trúc hình thái của các kiểu TTV 52

4.4.1 Thảm cỏ 54

4.4.2 Thảm cây bụi 54

4.4.3 Rừng thứ sinh 55

4.5 Khả năng tái sinh tự nhiên của các loài cây gỗ trong các kiểu TTV ở KVNC 56

4.5.1 Đặc điểm cấu trúc tổ thành và mật độ cây gỗ tái sinh 56

4.5.2 Phân bố cây gỗ tái sinh theo các cấp chiều cao 57

4.5.3 Phân bố cây gỗ tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang 59

4.5.4 Nguồn gốc và chất lượng của cây gỗ tái sinh 60

4.5.5 Nhận xét về khả năng tái sinh của các loài cây gỗ trong các kiểu TTV 61

4.6 Đề xuất các giải pháp thúc đẩy phục hồi các kiểu TTV ở KVNC 61

4.6.1 Đối với Thảm cỏ 61

4.6.2 Đối với Thảm cây bụi 61

4.6.3 Đối với Rừng thứ sinh 61

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 63

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

KVNC Khu vực nghiên cứuNxb Nhà xuất bảnODB Ô dạng bảnOTC Ô tiêu chuẩn

TCB Thảm cây bụi RTS Rừng thứ sinh TĐT Tuyến điều traTTV Thảm thực vậtUBND Ủy ban nhân dânUNESCO Tổ chức Văn hóa, Khoa học, Giáo dục của

Liên hợp Quốc

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Kí hiệu độ nhiều (độ dày rậm) thảm tươi theo Drude 25

Bảng 4.1 Sự phân bố của các bậc taxon ở KVNC 39

Bảng 4.2 Số lượng và tỷ lệ (%) các họ, chi, loài trong các kiểu TTV 41

Bảng 4.3 Các họ có từ 3 loài trở lên trong các trạng thái TTV ở KVNC 42

Bảng 4.4 Các chi có từ 3 loài trở lên trong các kiểu TTV ở KVNC 45

Bảng 4.5 Thành phần dạng sống thực vật trong các kiểu TTV nghiên cứu 47

Bảng 4.6 Thành phần dạng sống trong từng kiểu TTV 48

Bảng 4.7 Cấu trúc thẳng đứng của các kiểu TTV trong KVNC 53

Bảng 4.8 Cấu trúc tổ thành, mật độ cây gỗ tái sinh của các kiểu TTV ở KVNC 56

Bảng 4.9 Phân bố cây gỗ tái sinh theo các cấp chiều cao của các kiểu TTV 58

Bảng 4.10 Phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang ở các kiểu TTV 59

Bảng 4.11 Nguồn gốc và chất lượng cây gỗ tái sinh trong các kiểu TTV 60

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí OTC và ODB ở rừng thứ sinh 24

Hình 3.1 Bản đồ vị trí KVNC 28

Hình 4.1 Phân bố của các bậc taxon ở KVNC 40

Hình 4.2 Tỷ lệ (%) các họ, chi và loài trong các kiểu TTV 41

Hình 4.3 Tỷ lệ (%) thành phần dạng sống trong các kiểu TTV nghiên cứu 48

Hình 4.4 Tỷ lệ (%) thành phần dạng sống trong từng kiểu TTV 49

Hình 4.5 Tỷ lệ (%) cây gỗ tái sinh theo các cấp chiều cao của các kiểu TTV 58

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Rừng có vai trò rất quan trọng trong việc duy trì cân bằng sinh thái, đa dạng sinh học trên hành tinh chúng ta và đem lại lợi ích vô cùng to lớn: cung cấp gỗ, củi, là nơi cư trú của các loài động vật, thực vật, dự trữ các nguồn gen quý hiếm, điều hòa khí hậu, nguồn nước, hạn chế và ngăn chặn xói mòn, lũ lụt, gió bão, bảo vệ sức khỏe con người…

Hiện nay, rừng của nước ta bị suy thoái nặng nề, độ che phủ giảm sút đến mức báo động, chất lượng của rừng cũng bị hạ thấp quá mức do nhiều nguyên nhân như:

sự phát triển mạnh của công nghiệp đã dẫn tới khai thác quá mức tài nguyên rừng; quá trình đô thị hóa diễn ra một cách nhanh chóng; nạn phá rừng làm rẫy, khai thác

gỗ, củi và các nguồn tài nguyên khác vẫn thường xuyên xảy ra… Những sự mất mát

về rừng là khó có thể bù đắp được và đã gây nhiều tổn thất lớn về kinh tế, về công ăn việc làm và cả về phát triển kinh tế xã hội một cách lâu dài Loài người đã và đang phải hứng chịu những tổn thất do việc mất rừng gây ra

Ở Việt Nam, theo Maurand thì năm 1943 có 14,352 triệu ha rừng, chiếm 43% diện tích đất nước [49] Từ năm 1945 – 1975 nước ta mất 3 triệu ha, tỉ lệ che phủ của rừng giảm xuống 38% (1975) Từ năm 1975 – 1995 tỉ lệ che phủ của rừng tiếp tục giảm xuống còn 28%, cả nước chỉ còn khoảng 9,3 triệu ha rừng (trong đó có 1 triệu

ha rừng trồng) Hiện nay diện tích rừng bị giảm ước tính vào khoảng 200.000 ha/năm trong đó 60.000 ha bị chặt để chuyển thành đất nông nghiệp ngoài kế hoạch, 50.000

ha bị cháy và 90.000 ha bị khai thác lấy gỗ, củi Trong khi đó tốc độ trồng rừng khoảng 50.000 – 100.000 ha/ năm không thể bù lại tốc độ mất rừng [11]

Cao Bằng là một tỉnh miền núi nằm ở phía Đông Bắc Việt Nam Khí hậu Cao Bằng mang tính chất đặc thù của dạng khí hậu miền núi cao và có đặc trưng khí hậu á nhiệt đới thể hiện 4 mùa trong năm Tính đến 31 tháng 12 năm 2013, diện tích đất có rừng toàn tỉnh Cao Bằng đạt 339.484,70 ha (rừng tự nhiên 318.706,77 ha, rừng trồng 22.777,93 ha) độ che phủ đạt trên 50,5% với nhiều loài động thực vật quý hiếm [18] Tuy nhiên, hiện nay hầu như rừng đang bị suy giảm do bị khai thác quá mức, một số loài đang có nguy cơ tuyệt chủng như Hoàng Đàn, Du Sam…

Khu vực nghiên cứu là xã Hoàng Tung, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng, có diện tích tự nhiên là 2.461 ha, diện tích đất lâm nghiệp là 1.981 ha (chiếm 80,5% diện tích

tự nhiên) Hiện tại, khu vực này cũng bị tác động tiêu cực của người dân địa phương

và đang dần mất đi một trong những hệ sinh thái đặc thù Trong khi đó, khả năng tái sinh phục hồi rừng là rất chậm và khó khăn, cần phải nghiên cứu để đề xuất các biện pháp phục hồi, phát triển nguồn tài nguyên trong khu vực Vì vậy, chúng tôi chọn đề

tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của các loài cây gỗ trong

một số kiểu thảm thực vật tại xã Hoàng Tung, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng”

nhằm cung cấp các dẫn liệu về đa dạng thực vật, khả năng tái sinh tự nhiên, làm cơ sở cho việc bảo tồn và sử dụng hợp lí nguồn tài nguyên sinh vật

Đề tài được thực hiện trong thời gian từ tháng 06 năm 2017 đến tháng 12 năm

2017 tại xã Hoàng Tung, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng

Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu đặc điểm về thành phần loài, thành phần dạng sống, đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của một số kiểu thảm thực vật tại xã Hoàng Tung, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nghiên cứu về thảm thực vật trên thế giới và Việt Nam

1.1.1 Khái niệm về thảm thực vật

Thảm thực vật (vegetation) là khái niệm được sử dụng rộng rãi, có nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước đưa ra các định nghĩa khác nhau Theo Schmithusen (1959) thì thảm thực vật là lớp thực bì của trái đất và các bộ phận cấu thành khác nhau của nó (dẫn theo Ma Thị Ngọc Mai, 2007 [29]) Thái Văn Trừng (1970) [43] cho rằng thảm thực vật là các quần hệ thực vật phủ trên mặt đất như một tấm thảm xanh Trần Đình Lý (1995) [28] cho rằng thảm thực vật là toàn bộ lớp phủ thực vật ở một vùng cụ thể hay toàn bộ lớp phủ thảm thực vật trên toàn bộ bề mặt Trái đất Thảm thực vật là một khái niệm chung chưa chỉ rõ đối tượng cụ thể nào Nó chỉ

có ý nghĩa và giá trị cụ thể khi có định ngữ kèm theo như: thảm thực vật cây bụi, thảm thực vật rừng ngập mặn, thảm thực vật tỉnh Cao Bằng

1.1.2 Nghiên cứu về thảm thực vật trên Thế giới

Champion (1936) khi nghiên cứu các kiểu rừng Ấn Độ - Miến Điện đã phân chia 4 kiểu thảm thực vật lớn theo nhiệt độ đó là: nhiệt đới, á nhiệt đới, ôn đới và núi cao [47]

Beard (1938) đưa ra hệ thống phân loại gồm 3 cấp (quần hợp, quần hệ và loạt quần hệ) Ông cho rằng rừng nhiệt đới có 5 loạt quần hệ: loạt quần hệ rừng xanh từng mùa; loạt quần hệ khô thường xanh; loạt quần hệ miền núi; loạt quần hệ ngập từng mùa và loạt quần hệ ngập quanh năm (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1998 [44])

Maurand (1943) nghiên cứu về thảm thực vật Đông Dương đã chia thảm thực vật Đông Dương thành 3 vùng: Bắc Đông Dương, Nam Đông Dương và vùng trung gian Đồng thời ông đã liệt kê 8 kiểu quần lạc trong các vùng đó [49]

UNESCO (1973) [50] đã công bố một khung phân loại thảm thực vật thế giới dựa trên nguyên tắc ngoại mạo cấu trúc và được thể hiện trên bản đồ 1: 2.000.000 Ngoài yếu tố ngoại mạo, hệ thống này còn dựa vào các yếu tố sinh thái, được coi như

là các yếu tố phát sinh thảm thực vật như: độ cao, độ vĩ, nhiệt độ, thành phần thực vật Cấu trúc của hệ thống được sắp xếp từ bậc cao đến bậc thấp như sau:

I Lớp quần hệ;

I.A Phân lớp quần hệ;

I.A.1 Nhóm quần hệ;

I.A.1.1 Quần hệ;

I.A.1.1.1 Phân quần hệ

Nhìn chung, những nghiên cứu về thảm thực vật của các tác giả hầu hết chỉ tập trung nghiên cứu ở một vùng cụ thể và phần lớn các tác giả đều dựa vào khung phân loại của UNESCO (1973) trong nghiên cứu của mình

1.1.3 Nghiên cứu về thảm thực vật ở Việt Nam

Những công trình nghiên cứu về thảm thực vật ở Việt Nam đến nay còn ít Chevalier (1918) là người đầu tiên đã đưa ra một bảng phân loại thảm thực vật rừng Bắc bộ Việt Nam (đây được xem là bảng phân loại thảm thực vật rừng nhiệt đới Châu

Á đầu tiên trên thế giới) Theo bảng phân loại này rừng ở Miền bắc Việt Nam được chia thành 10 kiểu [48]

Năm 1953 ở Miền Nam Việt Nam xuất hiện bảng phân loại thảm thực vật rừng Miền Nam của Maurand khi ông tổng kết về các công trình nghiên cứu các quần thể rừng thưa của Rollet, Lý Văn Hội, Neang Sam Oil (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1970 [43])

Loschau (1960) đã đưa ra một hệ thống phân loại rừng theo trạng thái ở Quảng Ninh Cục điều tra và Qui hoạch rừng đã áp dụng cách phân loại này để đề xuất các biện pháp lâm sinh phù hợp Theo bảng phân loại này, rừng trên toàn lãnh thổ Việt Nam được chia làm 4 loại hình lớn:

Loại I: đất đai hoang trọc, những trảng cỏ và cây bụi, trên loại này cần phải trồng rừng

Loại II: gồm những rừng non mới mọc, cần phải tra dặm thêm cây hoặc tỉa thưa Loại III: gồm tất cả các loại hình rừng bị khai thác mạnh trở nên nghèo kiệt, tuy còn có thể khai thác lấy gỗ trụ mỏ, củi, nhưng cần phải xúc tiến tái sinh, tu

bổ, cải tạo

Loại IV: gồm những rừng già nguyên sinh còn nhiều nguyên liệu, chưa bị phá hoại, cần khai thác hợp lý (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1970 [43])

Thomasius (1965) đưa ra bảng phân loại các kiểu lập quần vùng Quảng Ninh dựa trên các điều kiện địa hình, đất đai, đá mẹ, khí hậu và các loài cây ưu thế (dẫn theo Nguyễn Thế Hưng, 2003 [20])

Phan Nguyên Hồng (1991) [17], phân chia kiểu thảm thực vật ven bờ biển Miền bắc Việt Nam thành rừng ngập mặn, rừng gỗ ven biển và thực vật bãi cát trống

Trần Ngũ Phương (1970) [32] đưa ra bảng phân loại rừng ở Miền bắc Việt Nam, chia thành 3 đai lớn theo độ cao: đai rừng nhiệt đới mưa mùa; đai rừng á nhiệt đới mưa mùa; đai rừng á nhiệt đới mưa mùa núi cao

Thái Văn Trừng (1970) [43] đã đưa ra 5 kiểu quần lạc lớn (quần lạc thân gỗ kín tán; quần lạc thân gỗ thưa; quần lạc thân cỏ kín rậm; quần lạc thân cỏ thưa và những kiểu hoang mạc) và nguyên tắc đặt tên cho các thảm thực vật Năm 1975, trên cơ sở các điều kiện lập địa trên toàn lãnh thổ Việt Nam, tại hội nghị thực vật học quốc tế lần thứ XII (Leningrat), ông đưa ra bảng phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam theo quan điểm sinh thái, đây được xem là bảng phân loại thảm thực vật rừng ở Việt Nam phù hợp nhất theo quan điểm sinh thái cho đến nay [50]

Phan Kế Lộc (1985) [26]dựa trên bảng phân loại của UNESCO (1973), cũng đã xây dựng khung phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam thành 5 lớp quần hệ, 15 dưới lớp, 32 nhóm quần hệ và 77 quần hệ khác nhau Nguyễn Nghĩa Thìn (1994-1996) cũng đã áp dụng cách phân loại này trong những nghiên cứu của ông

Nguyễn Hải Tuất (1991) nghiên cứu một số đặc trưng chủ yếu về sinh thái của các quần thể thực vật tại vùng núi cao Ba Vì đã chia ra 3 kiểu rừng cơ bản: kiểu rừng hỗn giao ẩm á nhiệt đới; kiểu rừng kín hỗn giao ẩm á nhiệt đới núi cao; kiểu rừng kín hỗn giao cây hạt kín và hạt trần (dẫn theo Vũ Thị Liên, 2005 [23])

Vũ Tự Lập và cộng sự (1995) [21] cho rằng khí hậu ảnh hưởng đến sự hình thành và phân bố các kiểu thực bì thông qua nhiệt độ và độ ẩm Dựa vào mối quan hệ giữa hình thái thực bì và khí hậu chia ra 15 kiểu thực bì khác nhau: kiểu rừng rậm nhiệt đới gió mùa rụng lá; kiểu rừng rậm nhiệt đới ẩm thường xanh; kiểu rừng rậm nhiệt đới gió mùa nửa rụng lá; kiểu rừng khô nhiệt đới gió mùa rụng lá; kiểu rừng thưa nhiệt đới khô lá kim; kiểu sa van nhiệt đới khô; kiểu truông nhiệt đới khô; kiểu rừng nhiệt đới trên đất đá vôi; kiểu rừng nhiệt đới trên đất mặn; kiểu rừng nhiệt đới

trên đất phèn; kiểu rừng rậm á nhiệt đới ẩm lá rộng thường xanh; kiểu rừng rậm á nhiệt đới ẩm hỗn giao; kiểu rừng thưa á nhiệt đới hơi ẩm lá kín; kiểu rừng rêu á nhiệt đới mưa mùa; kiểu rừng lùn đỉnh cao

Thái Văn Trừng (1998) [44] khi nghiên cứu hệ sinh thái rừng nhiệt đới Việt Nam đã kết hợp 2 hệ thống phân loại (hệ thống phân loại lấy đặc điểm cấu trúc ngoại mạo làm tiêu chuẩn và hệ thống phân loại thực vật dựa trên yếu tố hệ thực vật làm tiêu chuẩn) để phân chia thảm thực vật Việt Nam thành 5 kiểu thảm (5 nhóm quần hệ) với 14 kiểu quần hệ (14 quần hệ) Bảng phân loại này của ông từ bậc quần hệ trở lên gần phù hợp với hệ thống phân loại của UNESCO (1973)

Nguyễn Thế Hưng (2003) [20] cũng dựa trên nguyên tắc phân loại của UNESCO (1973) đã xây dựng được 8 trạng thái thảm thực vật khác nhau đặc trưng cho loại hình thảm cây bụi ở huyện Hoành Bồ, thị xã Cẩm Phả (Quảng Ninh)

Lê Ngọc Công (2004) [11] cũng dựa theo khung phân loại của UNESCO (1973)

đã phân chia thảm thực vật của tỉnh Thái Nguyên thành 4 lớp quần hệ: rừng rậm; rừng thưa; trảng cây bụi và trảng cỏ Ở đây, những trạng thái thứ sinh (được hình thành do tác động của con người như: khai thác gỗ, củi, chặt đốt rừng làm nương rẫy…) bao gồm: trảng cỏ; trảng cây bụi và rừng thưa

Ngô Tiến Dũng (2004) [13] dựa theo phương pháp phân loại thảm thực vật của UNESCO (1973) đã phân chia thảm thực vật Vườn Quốc gia Yok Don thành: kiểu rừng kín thường xanh; kiểu rừng thưa nửa rụng lá và kiểu rừng thưa cây lá rộng rụng

lá gồm 6 quần xã khác nhau…

1.2 Nghiên cứu về thành phần loài, thành phần dạng sống thực vật

1.2.1 Nghiên cứu về thành phần loài thực vật

1.2.1.1 Trên thế giới

Nghiên cứu về thành phần loài thực vật là một trong những nghiên cứu được tiến hành từ lâu trên thế giới Ở Liên Xô (cũ) có nhiều công trình nghiên cứu của Vưsotxki (1915), Alokhin (1904), Craxit (1927), Sennhicốp (1933), Creepva (1978)…Nói chung theo các tác giả thì mỗi vùng sinh thái sẽ hình thành thảm thực vật đặc trưng, sự khác biệt của thảm này so với thảm khác biểu thị bởi thành phần loài, thành phần dạng sống, cấu trúc và động thái của nó Vì vậy, việc nghiên cứu

thành phần loài, thành phần dạng sống là chỉ tiêu quan trọng trong phân loại loại hình thảm thực vật (dẫn theo Hoàng Chung, 1980 [6])

Ramakrisman (1981-1992) nghiên cứu thảm thực vật sau nương rẫy tại vùng Tây Bắc Ấn Độ đã khẳng định: chỉ số đa dạng loài rất thấp, chỉ số loài ưu thế đạt cao nhất ở pha đầu của quá trình diễn thế và giảm dần theo thời gian bỏ hóa (dẫn theo Nguyễn Ngọc Linh, 2012 [24])

Long Chun và cộng sự (1993), nghiên cứu về đa dạng thực vật ở hệ sinh thái nương rẫy tại Xishuang Bana tỉnh Vân Nam (Trung Quốc) đã nhận xét: khi nương rẫy

bỏ hóa 13 năm thì có 17 họ, 21 chi, 21 loài; bỏ hóa 16 năm thì có 60 họ,134 chi và

167 loài (dẫn theo Đặng Kim Vui, 2002 [46])

Trong những năm gần đây, một số nước được sự hỗ trợ của các nước phương Tây nên đã xuất bản được các bộ Thực vật chí của nước mình khá hoàn chỉnh như Malaysia, Thái Lan, Indonesia

Từ những dẫn liệu trên ta thấy những nghiên cứu về thành phần loài thực vật của các tác giả trên thế giới đều tập trung nghiên cứu và đánh giá thành phần loài ở một vùng, một khu vực cụ thể, phản ánh hệ thực vật đặc trưng trong mối tương quan với điều kiện khí hậu và địa hình Tuy vậy, các công trình nghiên cứu còn chưa nhiều, cần có những nghiên cứu cụ thể hơn, rộng hơn nhằm mục đích đánh giá chính xác hệ thực vật đặc trưng của một khu vực hoặc một quốc gia

Phan Kế Lộc (1978) đã xác định hệ thực vật miền bắc Việt Nam có 5609 loài thuộc 1660 chi và 240 họ Điều tra phát hiện 20 loài cây có tannin thuộc họ Trinh nữ (Mimosaceae) và giới thiệu 4 loài khác mọc ở Việt Nam có tannin [25]

Hoàng Chung (1980) [6] khi nghiên cứu đồng cỏ vùng núi Bắc Việt Nam đã công bố thành phần loài thu được gồm 233 loài thuộc 54 họ và 44 bộ

Trong công trình tổng kết các kết quả nghiên cứu đồng cỏ Bắc Việt Nam, Dương Hữu Thời (1981) đã công bố thành phần loài thuộc 5 vùng Bắc Việt Nam gồm

213 loài [38]

Nguyễn Tiến Bân và cộng sự (1983) khi nghiên cứu hệ thực vật Tây Nguyên đã thống kê được 3210 loài, chiếm gần 1/2 số loài đã biết của toàn Đông Dương (dẫn theo Chu Thị Bích Ngọc, 2016 [30])

Phan Nguyên Hồng (1991) lập danh lục cùng với một số chỉ tiêu khác (dạng sống, môi trường, khu phân bố) của 75 loài thuộc 2 nhóm loài cây ngập mặn điển hình và cây gia nhập vào rừng ngập mặn [17]

Lê Mộng Chân (1994) điều tra tổ thành vùng núi cao Vườn quốc gia Ba Vì đã phát hiện được 483 loài thuộc 323 chi, 136 họ thực vật bậc cao có mạch trong đó gặp

7 loài được mô tả lần đầu tiên [4]

Lê Ngọc Công, Hoàng Chung (1994) nghiên cứu thành phần loài, dạng sống của

sa van bụi và đồi trung du Bắc Thái (cũ) đã phát hiện được 123 loài thuộc 47 họ khác nhau [9]

Nguyễn Thế Hưng, Hoàng Chung (1995) khi nghiên cứu một số đặc điểm sinh thái, sinh vật học của sa van Quảng Ninh và các mô hình sử dụng đã phát hiện được

60 họ thực vật khác nhau với 131 loài [19]

Đỗ Tất Lợi (1995) khi nghiên cứu các loài cây thuốc đã công bố 798 loài thuộc

164 họ có ở hầu hết các tỉnh nước ta [27]

Lê Trọng Cúc, Phạm Hồng Ban (1996) nghiên cứu sự biến động thành phần loài thực vật sau nương rẫy ở huyện Con Cuông, Nghệ An nhận xét rằng: do ảnh hưởng của canh tác nương rẫy nên thành phần loài và số lượng cây gỗ trên một đơn vị diện tích có xu hướng giảm dần, đơn giản hoá để tái ổn định [12]

Nguyễn Nghĩa Thìn (1997) đã thống kê thành phần loài của Vườn Quốc gia Tam Đảo có khoảng 2.000 loài thực vật, trong đó có 904 cây có ích thuộc 478 chi,

213 họ của 3 ngành: Dương xỉ, Hạt trần và Hạt kín Các loài này được xếp thành 8 nhóm có giá trị khác nhau Năm 1998, khi nghiên cứu về họ Thầu Dầu

(Euphorbiaceae) ở Việt Nam, ông thu được 156 loài trong tổng số 425 loài của họ Thầu dầu ở Việt Nam chia làm 7 nhóm theo cách sử dụng (dẫn theo Chu Thị Bích Ngọc, 2016 [30])

Lê Ngọc Công (1998) khi nghiên cứu tác dụng cải tạo môi trường của một số

mô hình rừng trồng ở một số tỉnh miền núi đã công bố thành phần loài gồm 211 loài thuộc 64 họ [10]

Thái Văn Trừng (1998) khi nghiên cứu về hệ thực vật Việt Nam đã có nhận xét

về tổ thành loài thực vật của tầng cây bụi như sau: trong các trạng thái thảm khác nhau của rừng nhiệt đới Việt Nam, tổ thành loài của tầng cây bụi chủ yếu có sự đóng

góp của các chi Psychotria, Prismatomeris, Pavetta (họ Cà phê – Rubiaceae); chi

Tabermontana (họ Trúc đào – Apocynaceae); chi Ardisia, Maesa (họ Đơn nem –

Myrsinaceae) [44]

Nguyễn Nghĩa Thìn (1998) khi tổng kết các công trình nghiên cứu về khu hệ thực vật ở Việt Nam đã ghi nhận có 2393 loài thực vật bậc thấp và 1373 loài thực vật bậc cao thuộc 2524 chi, 378 họ [44]

Lê Đồng Tấn (2000) khi nghiên cứu quá trình phục hồi rừng tự nhiên sau nương rẫy ở Sơn La đã kết luận: mật độ cây giảm khi độ dốc tăng, mật độ cây giảm từ chân lên đỉnh đồi, mức độ thoái hoá đất ảnh hưởng đến mật độ, số lượng loài cây và tổ thành loài cây Kết quả cho thấy ở tuổi 4 có 41 loài; tuổi 10 có 56 loài; tuổi 14 có 53 loài [33]

Trần Đình Đại (2001) căn cứ vào kết quả điều tra thực địa, mẫu vật lưu giữ tại các phòng tiêu bản đã thống kê danh lục các loài thực vật tại vùng Tây Bắc Bộ (Lai Châu, Lào Cai, Sơn La) gồm 226 họ, 1050 chi và 3074 loài thuộc 6 ngành thực vật bậc cao có mạch [14]

Đặng Kim Vui (2002) [46] nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy để làm cơ sở đề xuất giải pháp khoanh nuôi, làm giàu rừng ở huyện Đồng

Hỷ, tỉnh Thái Nguyên đã kết luận: giai đoạn phục hồi 1 – 2 tuổi, thành phần loài thực vật là 72 loài thuộc 36 họ, trong đó họ Hoà thảo có số lượng lớn nhất là 10 loài, tiếp đến là họ Thầu dầu (6 loài)…; giai đoạn 3 – 5 tuổi có 65 loài thuộc 34 họ; giai đoạn 5 – 10 tuổi có 56 loài thuộc 36 họ; giai đoạn 11 – 15 tuổi có 57 loài thuộc 31 họ

Nguyễn Thế Hưng (2003) đã thống kê trong các trạng thái thảm thực vật nghiên cứu ở Huyện Hoành Bồ, Thị xã Cẩm Phả (Quảng Ninh) có 324 loài thuộc 251 chi và

Lê Ngọc Công (2004) nghiên cứu hệ thực vật tỉnh Thái Nguyên đã thống kê các loài thực vật bậc cao có mạch của tỉnh Thái Nguyên là 160 họ, 468 chi, 654 loài chủ yếu là cây lá rộng thường xanh, trong đó có nhiều cây gỗ quý như: Lim, Dẻ, Trai, Nghiến…[11]

Vũ Thị Liên (2005) khi nghiên cứu một số kiểu thảm thực vật ở Sơn La đã thu được 452 loài thuộc 326 chi, 153 họ [23]

Thái Văn Thụy, Nguyễn Phúc Nguyên (2005) nghiên cứu về thảm thực vật Vườn quốc gia Ba Vì đã xác định ở đây có 11 kiểu quần xã thực vật khác nhau Trong quần xã cây bụi thứ sinh thường xanh, lá rộng thành phần chủ yếu là cây gỗ dạng bụi cao từ 2 – 5m [39]

Những nghiên cứu về thành phần loài của các tác giả trên thế giới và ở Việt Nam đều tập trung nghiên cứu và đánh giá thành phần loài ở một vùng và khu vực cụ thể, phản ánh hệ thực vật đặc trưng trong mối tương quan với điều kiện địa hình và khí hậu Tuy vậy, số lượng các công trình nghiên cứu còn chưa nhiều, cần có những nghiên cứu cụ thể hơn rộng rãi hơn nhằm mục đích có thể đánh giá chính xác thành phần loài thực vật đặc trưng của một khu vực hoặc một quốc gia

1.2.2 Nghiên cứu về thành phần dạng sống thực vật

Dạng sống của thực vật là sự biểu hiện về hình thái cấu trúc cơ thể thực vật thích nghi với điều kiện môi trường của nó, nên đã được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu từ rất sớm

Braun – Blanquet (1951) đánh giá cách mọc của thực vật dựa vào tính liên tục hay đơn độc của loài đã chia thành 5 thang: mọc lẻ; mọc thành vạt; mọc thành dải nhỏ; mọc thành vạt lớn và mọc thành khóm lớn (dẫn theo Ma Thị Ngọc Mai, 2007 [29]).

Cho đến nay, khi phân tích bản chất sinh thái của mỗi hệ thực vật, nhất là hệ thực vật của các vùng ôn đới, người ta vẫn dùng hệ thống của Raunkiaer (1934) (dẫn theo Nguyễn Nghĩa Thìn, 2008 [36]) để sắp xếp các loài của hệ thực vật nghiên cứu vào một trong các dạng sống đó Cơ sở phân chia dạng sống của ông là sự khác nhau

về khả năng thích nghi của thực vật qua thời gian bất lợi trong năm Từ tổ hợp các dấu hiệu thích nghi, Raunkiaer chỉ chọn một dấu hiệu là vị trí của chồi nằm ở đâu trên mặt đất trong suốt thời gian bất lợi trong năm

Raunkiaer đã chia 5 nhóm dạng sống cơ bản:

1 Phanerophytes (Ph): nhóm cây có chồi trên mặt đất

2 Chamaetophytes (Ch): nhóm cây có chồi sát mặt đất

3 Hemicryptophytes (He): nhóm cây có chồi nửa ẩn

4 Cryptophytes (Cr): nhóm cây có chồi ẩn

5 Therophytes (Th): nhóm cây sống 1 năm

Ông đã xây dựng phổ chuẩn của các dạng sống ở các vùng khác nhau trên trái đất (SB): SB = 46Ph + 9Ch + 26He + 6Cr + 13Th

Hệ thống phân chia dạng sống của Raunkiaer có ý nghĩa quan trọng, đảm bảo tính khoa học, dễ áp dụng Phân chia dạng sống của Raunkiaer dựa trên những đặc điểm cơ bản của thực vật, nghĩa là dựa trên đặc điểm cấu tạo, phương thức sống của

thực vật, đó là kết quả tác động tổng hợp của các yếu tố môi trường tạo nên Thuộc về những đặc điểm này có hình dạng ngoài của thực vật, đặc điểm qua đông, sinh sản… Xêrêbriacốp (1964) đưa ra bảng phân loại dạng sống mang tính chất sinh thái học hơn của Raunkiaer Trong bảng phân loại này, ngoài những dấu hiệu hình thái sinh thái, Xêrêbriacốp sử dụng cả những dấu hiệu như ra quả nhiều lần hay một lần trong cả đời của cá thể bao gồm: ngành, kiểu, lớp và lớp phụ Trong bảng phân loại này không bao gồm những cây thuỷ sinh, ông còn chia ra các đơn vị nhỏ hơn là nhóm, nhóm phụ, tổ và các dạng đặc thù (dẫn theo Hoàng Chung, 1980 [6])

Bảng phân loại dạng sống cây thuộc thảo đã được lập ra lần đầu tiên bởi Canon (1911), sau đó hàng loạt bảng đã được đưa ra Với cây thảo, đặc điểm phần dưới đất đóng vai trò rất quan trọng trong phân chia dạng sống, nó biểu thị mức độ khắc nghiệt khác nhau của môi trường sống, là phần sống lâu năm của cây Vì thế việc sử dụng phần dưới đất để làm tiêu chuẩn phân chia dạng sống sẽ giúp cho ta đánh giá đúng hơn kiểu thảm, những đặc điểm đặc trưng của môi trường (dẫn theo Thái Văn Trừng,

1970 [43])

1.2.2.2 Ở Việt Nam

Một số công trình nghiên cứu về dạng sống ở Việt Nam như: Doãn Ngọc Chất (1969) nghiên cứu dạng sống của một số loài thực vật thuộc họ Hoà thảo Hoàng Chung (1980) thống kê thành phần dạng sống cho loại hình đồng cỏ Bắc Việt Nam,

đã đưa ra 18 kiểu dạng sống cơ bản và bảng phân loại kiểu đồng cỏ sa van, thảo nguyên [6]

Thái Văn Trừng (1970) cũng áp dụng nguyên tắc của Raunkiaer khi phân chia dạng sống của hệ thực vật ở Việt Nam [43]

Lê Trần Chấn (1990) khi nghiên cứu hệ thực vật Lâm Sơn tỉnh Hoà Bình cũng phân chia hệ thực vật thành 5 nhóm dạng sống chính theo phương pháp của Raunkiaer Tuy nhiên tác giả đã dùng thêm ký hiệu để chi tiết hoá một số dạng sống (a: ký sinh; b bì sinh; c dây leo; d cây chồi trên thân thảo) Tác giả không xếp phương thức sống ký sinh, bì sinh vào dạng sống cơ bản mà chỉ coi đây là những dạng phụ [5]

Hoàng Chung (2008) khi nghiên cứu thực vật trong đồng cỏ vùng núi Bắc Việt Nam, đã phân chia 8 kiểu dạng sống chính là: kiểu cây gỗ, kiểu cây bụi, kiểu cây bụi

thân bò, kiểu cây bụi nhỏ, kiểu cây bụi nhỏ bò, kiểu nửa bụi, kiểu thực vật có khả năng tạo chồi mới từ rễ, kiểu cây thảo có hệ rễ cái sống lâu năm [7]

Phan Nguyên Hồng (1991) [17] khi nghiên cứu hình thái thảm thực vật rừng ngập mặn Việt Nam đã chia thành 7 dạng sống cơ bản: cây gỗ (G), cây bụi (B), cây thân thảo (T), dây leo (L), cây gỗ thấp hoặc dạng cây bụi (G/B), ký sinh (K),

bì sinh (B)

Áp dụng theo nguyên tắc của Raunkiaer, Nguyễn Bá Thụ, Phùng Ngọc Lan, Nguyễn Nghĩa Thìn (1997) [35] đã xây dựng phổ dạng sống của hệ thực vật Vườn Quốc gia Cúc Phương là:

SB = 57,8Ph + 10,5Ch + 12,4He + 8,3Cr + 11,0Th Phạm Hồng Ban (2000) nghiên cứu tính đa dạng sinh học của hệ sinh thái tái sinh sau nương rẫy vùng Tây Nam Nghệ An, áp dụng cách phân loại của Raunkiaer

để phân chia dạng sống, phổ dạng sống là: (dẫn theo Lê Ngọc Công, 2004 [11])

SB = 67,40Ph + 7,33Ch + 12,62He + 8,53Cr + 4,09Th Đặng Kim Vui (2002) [46] nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên đã phân chia dạng sống thực vật dựa vào hình thái cây: cây gỗ, cây bụi, cây leo và cây cỏ, đồng thời ông đã xác định được

có 17 kiểu dạng sống, trong đó có 5 kiểu dạng cây bụi (cây bụi; cây bụi thân bò; cây bụi nhỏ; cây bụi nhỏ thân bò; cây nửa bụi)

Nguyễn Thế Hưng (2003) khi nghiên cứu dạng sống thực vật trong các trạng thái thảm thực vật tại Hoành Bồ (Quảng Ninh) đã kết luận: nhóm cây chồi trên đất có

196 loài chiếm 60,49% tổng số loài của toàn hệ thực vật; nhóm cây chồi sát đất có 26 loài chiếm 8,02%; nhóm cây chồi nửa ẩn có 43 loài chiếm 13,27%; nhóm cây chồi ẩn

có 24 loài chiếm 7,47%; nhóm cây 1 nãm có 35 loài chiếm 10,80% [20]

Phạm Ngọc Thường (2003) [41] khi nghiên cứu thảm thực vật sau nương rẫy ở Thái Nguyên và Bắc Kạn đã cho kết quả phổ dạng sống của hệ thực vật là:

SB = 56,37Ph + 12,73Ch + 14,23He +8,80Cr + 7,87Th

Lê Ngọc Công (2004) [11] khi nghiên cứu quá trình phục hồi rừng bằng khoanh nuôi trên một số thảm thực vật ở Thái Nguyên đã phân chia thực vật thành các nhóm dạng sống sau: cây gỗ; cây bụi; cây cỏ và dây leo

Ngô Tiến Dũng (2004) [13] nghiên cứu tính đa dạng thực vật ở Vườn quốc gia Yok Don đã lập được phổ dạng sống của thực vật Yok Don là:

SB = 71,73Ph + 1,41Ch + 7,77He + 4,59Cr + 6Th

Vũ Thị Liên (2005) [23] phân chia dạng sống thực vật trong thảm thực vật sau nương rẫy ở Sơn La theo thang phân loại của Raunkiaer Kết quả phổ dạng sống như sau: SB = 69,69Ph + 3,76Ch + 9,29He + 10,84Cr + 6,42Th

Dương Hữu Thời (1981) đã lập phổ dạng sống của các quần xã cỏ trên bãi cát sông Hồng [38]

Về thành phần dạng sống: khi nghiên cứu hệ thực vật ở một khu vực cụ thể, các tác giả đều phân chia và sắp xếp các loài thực vật thành các nhóm dựa vào các tiêu chuẩn cụ thể tuỳ từng tác giả Tuy nhiên có thể nhận thấy rằng, hầu hết các tác giả đều sử dụng cách phân chia dạng sống của Raunkiaer trong những nghiên cứu của mình Hệ thống phân chia của Raunkiaer có ý nghĩa quan trọng, đảm bảo tính khoa học và dễ áp dụng Ông chỉ chọn một dấu hiệu là vị trí của chồi nằm ở đâu trên mặt đất trong suốt thời gian bất lợi trong năm làm tiêu chuẩn để phân chia các kiểu dạng sống Vì lẽ đó, trong nghiên cứu của mình, tôi áp dụng cách phân chia dạng sống này của Raunkiaer

1.3 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

1.3.1 Khái niệm rừng và cấu trúc rừng

1.3.1.1 Khái niệm rừng

Hệ sinh thái rừng (Forest ecosystem) là một hệ sinh thái mà thành phần nghiên cứu chủ yếu là sinh vật rừng (các loài cây gỗ, cây bụi, thảm tươi, hệ động vật và vi sinh vật rừng) và môi trường vật lý của chúng (khí hậu và đất) Nội dung nghiên cứu

hệ sinh thái rừng bao gồm cả cá thể, quần thể, quần xã và hệ sinh thái, về mối quan hệ ảnh hưởng lẫn nhau giữa các cây rừng và giữa chúng với các sinh vật khác trong quần

xã, cũng như mối quan hệ lẫn nhau giữa những sinh vật này với hoàn cảnh xung quanh tại nơi mọc của chúng [49]

Rừng là quần xã sinh vật trong đó cây gỗ rừng là thành phần chủ yếu Quần xã sinh vật phải có diện tích đủ lớn Giữa quần xã sinh vật và môi trường, các thành phần trong quần xã sinh vật phải có mối quan hệ mật thiết để đảm bảo khác biệt giữa hoàn cảnh rừng và các hoàn cảnh khác

1.3.1.2 Khái niệm cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật trọng hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau có thể chung sống hài hoà và đạt tới sự ổn định tương đối trong một giai đoạn phát triển nhất định của tự nhiên Cấu trúc của rừng vừa là kết quả, vừa là sự thể hiện quan hệ đấu tranh và thích ứng lẫn nhau giữa các sinh vật rừng với môi trường sinh thái và giữa các sinh vật với nhau Các nhân tố trong cấu trúc rừng là: cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng (trên mặt đất

và dưới mặt đất), cấu trúc tuổi…

1.3.2 Nghiên cứu về cấu trúc rừng trên thế giới

Khi đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng Kraft (1884), đã chia cây rừng thành 5 cấp sinh trưởng hoặc cấp “ưu thế” và cấp “chèn ép” Các chỉ tiêu Kraft sử dụng là: Vị trí tán cây trong tán rừng (chiều cao), độ lớn và hình dạng tán lá, khả năng ra hoa, tình trạng sinh lực… Phương pháp này phản ánh được tình hình phân hóa cây rừng rõ ràng trong các lớp không gian, chiều cao của các cấp so với chiều cao trung bình Nhưng giải pháp này chỉ áp dụng cho rừng trồng đồng tuổi có sự cạnh tranh về không gian dinh dưỡng ở cùng loài cây, cùng tuổi Rừng tự nhiên có cấu trúc phức tạp có nhiều thế hệ tuổi khác nhau nên khó áp dụng (dẫn theo Hoàng Chung, 1980 [6]) Prodan (1952) nghiên cứu quy luật phân bố rừng, chủ yếu theo đường kính D1,3 có liên hệ với giai đoạn phát dục và các biện pháp kinh doanh Theo tác giả, sự phân bố số cây theo đường kính có giá trị đặc trưng nhất cho rừng, đặc biệt là rừng hỗn loại, nó phản ảnh các đặc điểm lâm sinh của rừng (dẫn theo Thái Văn Trừng,

tả bằng các biểu đồ Phương pháp này có thể nhận diện nhanh một kiểu rừng qua các biểu đồ mặt cắt Trên cơ sở này, các nhà lâm sinh có thể lựa chọn các biện pháp kỹ thuật để điều chỉnh mật độ cây rừng nhằm đưa rừng phát triển ổn định (dẫn theo Lê Ngọc Công, 2004 [11])

Theo Assmann (1968) định nghĩa “một rừng cây là tổng thể các cây rừng sinh trưởng và phát triển trên một diện tích tạo thành một hoàn cảnh nhất định và có một cấu trúc bên ngoài cũng như bên trong, khác biệt với diện tích rừng khác (dẫn theo

Ma Thị Ngọc Mai, 2007 [29]) Với cách nhìn nhận này thì một kiểu rừng phải có đầy

đủ số lượng cây rừng nhất định để tạo ra tầng tán, diện mạo nhằm phân biệt với một rừng cây khác

Theo Baur G N (1976) [1], rừng mưa là một quần xã kín tán, gồm những cây

gỗ về căn bản là ưa ẩm, thường xanh, có lá rộng, với hai tầng cây gỗ và cây bụi hoặc nhiều hơn nữa, cùng các tầng phiến có dạng sống khác nhau- cây bò leo và thực vật phụ sinh Điều này nói lên rừng mưa nhiệt đới có những đặc trưng nhất định về loài cây gỗ chịu ẩm, nhiều tầng tán và các dạng sống khác phức tạp trong một kiểu rừng Nghiên cứu cấu trúc rừng đã được các tác giả trên thế giới nghiên cứu bằng nhiều phương pháp khác nhau để đáp ứng cho một mục tiêu nào đó Tuy nhiên, đúc kết lại có hai hướng chính để mô tả cấu trúc rừng là theo định tính (xác định sự phân tầng chiều cao) và định lượng (xác định quy luật phân bố rừng…)

1.3.3 Nghiên cứu về cấu trúc rừng ở Việt Nam

Những nghiên cứu về cấu trúc rừng của nước ta có một số tác giả như: Phạm Minh Nguyệt (1994) [31] đưa ra những tiêu chuẩn về một cấu trúc rừng cần được quan tâm khi tiến hành chặt tu bổ Cấu trúc thích hợp tức là mọi tầng cây đều phát triển tốt Tầng cây trên cung cấp nguyên vật liệu cho kinh doanh nhưng cũng tạo ra các điều kiện khác cho cây rừng phát triển cân đối nhịp nhàng Tầng trung bình bổ sung độ tàn che tạo điều kiện sinh thái thuận lợi cho cây rừng và cung cấp một số nguyên liệu Tầng cây tái sinh mọc xen giữa thảm tươi cây bụi, dây leo là tiềm lực của rừng tạo điều kiện tái sinh lâu dài

Nguyễn Hải Tuất (1991), nghiên cứu quy luật cấu trúc quần thể cây rừng (Ba Vì) cho rằng, điều kiện sinh thái ở đây đảm bảo tính ổn định của một hệ sinh thái núi cao thể hiện qua các quy luật cấu trúc rừng (dẫn theo Vũ Thị Liên, 2005 [23])

Trần Văn Con (1992) ứng dụng mô phỏng toán học trong nghiên cứu động thái rừng tự nhiên tại lâm trường Nam Phú Nhơn (Gia Lai Kon Tum) đã cho rằng, sự biến đổi cấu trúc lâm phần (động thái) là kết quả tổng hợp của ba quá trình: tái sinh, sinh

trưởng và đào thải (chết tự nhiên và tỉa thưa) Mô phỏng toán học có thể rút ngắn thời gian nghiên cứu để dự báo sự thay đổi cấu trúc khi biết hiện trạng rừng và các tương quan nhất định [8]

Võ Đại Hải (1996), đưa ra khái niệm chức năng phòng hộ nguồn nước của thảm thực vật Theo tác giả mô hình cấu trúc hợp lý của rừng phòng hộ đầu nguồn là mô hình cấu trúc rừng đáp ứng được yêu cầu phòng hộ về điều tiết nước và xói mòn Trong mô hình cấu trúc, ông đề cập tổ thành loài cây và điều kiện sinh trưởng phát triển của chúng [15]

Những nghiên cứu về cấu trúc rừng còn tương đối ít, mỗi tác giả đều đưa ra những tiêu chuẩn riêng để xây dựng một cấu trúc rừng thích hợp Cấu trúc thích hợp tức là mọi tầng cây đều phát triển tốt Tuỳ từng giai đoạn mà cấu trúc rừng có thể thay đổi, phụ thuộc vào nhiều yếu tố

1.4 Nghiên cứu về tái sinh rừng

1.4.1 Khái niệm về tái sinh rừng

Tái sinh rừng là quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện ở sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ dưới tán rừng Tái sinh rừng là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ

Theo nghĩa rộng, tái sinh rừng là sự tái tạo một hệ sinh thái rừng mới bảo đảm cho rừng tồn tại và phát triển Có 3 mức độ tái sinh:

- Tái sinh tự nhiên: nguồn hạt (nguồn giống) hoàn toàn tự nhiên Theo Phùng Ngọc Lan (1986) [22], tái sinh được coi là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng Biểu hiện đặc trưng của tái sinh rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở nơi còn hoàn cảnh rừng Theo ông, vai trò lịch sử của thế hệ cây con là thay thế thế hệ cây gỗ già cỗi Vì vậy, tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây

gỗ Ông cũng khẳng định, tái sinh rừng có thể hiểu theo nghĩa rộng là sự tái sinh của một hệ sinh thái rừng

- Tái sinh nhân tạo: nguồn giống do con người tạo ra bằng cách gieo giống trực tiếp

- Tái sinh bán nhân tạo: nguồn giống được con người tạo ra bằng cách trồng

bổ sung các cây giống, sau đó cây giống sẽ tạo ra nguồn hạt cho quá trình tái sinh

Như vậy, tái sinh rừng là một khái niệm chỉ khả năng và quá trình thiết lập lớp cây con dưới tán rừng Đặc điểm cơ bản của quá trình này là lớp cây con đều có nguồn gốc từ hạt và chồi có sẵn, kể cả trong trường hợp tái sinh nhân tạo thì cây con cũng phải mọc từ nguồn hạt do con người gieo trước đó Nó được phân biệt với các khái niệm khác (như trồng rừng) là sự thiết lập lớp cây con bằng việc trồng cây giống

đã được chuẩn bị trong vườn ươm Vì đặc trưng đó nên tái sinh là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của các hệ sinh thái rừng

1.4.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng trên thế giới

Tái sinh rừng trên Thế giới đã được các nhà khoa học nghiên cứu từ lâu, nhưng rừng nhiệt đới chỉ được nghiên cứu vào khoảng những năm 30 của thế kỷ 20 trở lại đây

Khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới Châu Phi, Aubreville (1938) nhận thấy các cây con của các loài ưu thế trong rừng mưa có thể cực hiếm hoặc vắng

hẳn Tác giả gọi đây là hiện tượng “không bao giờ sinh con đẻ cái” của cây mẹ trong

thành phần tầng cây gỗ của rừng mưa Từ nơi này qua nơi khác, các loài ưu thế đã biến đổi hẳn, sự biến đổi này không chỉ theo không gian mà biến đổi theo thời gian,

từ đó Aubreville đã đặt nền móng cho lý luận về bức khảm (dẫn theo Nguyễn Đắc Triển, 2015 [42])

Về phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927), với diện tích ô đo đếm thông thường từ 1 - 4m2 Diện tích ô đo đếm nhỏ nên thuận lợi trong điều tra nhưng số lượng ô phải đủ lớn mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng (dẫn theo Lê Đồng Tấn, 2000 [33])

Nghiên cứu về phân bố cây tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới, đáng chú ý là công trình của Richards P.W (1952) đã nhận xét ở rừng nhiệt đới sự phân bố số lượng

cá thể của các loài cây trong các lớp cây bụi là rất khác nhau Phần lớn các loài cây

ưu thế ở tầng trên trong rừng nguyên sinh thường có rất ít thậm chí vắng mặt ở những

tầng thấp hay cấp thể tích nhỏ Ngược lại ở những rừng đơn ưu như rừng Mora

gonggijpii ở Guana, rừng Mora exelsa ở Guana và Trinidat…lại có đầy đủ các lớp

kích thước Theo tác giả thì sự phân bố này là do đặc tính di truyền của các loài cây

được thể hiện ở khả năng sinh sản và tập tính của chúng trong các giai đoạn phát triển (theo Nguyễn Ngọc Linh, 2012 [24])

Ở Châu Phi, trên cơ sở các số liệu thu thập được Taylor (1954), Barnard (1955), đã xác định ở rừng nhiệt đới ẩm Châu Phi có số lượng cây là thiếu hụt Ngược lại Bava (1954), Budowski (1956), Antinot (1965) cho rằng dưới tán rừng nhiệt đới, nhìn chung có đủ số lượng cây có giá trị kinh tế (theo Nguyễn Ngọc Linh, 2012 [24])

Đối với rừng nhiệt đới thì các nhân tố sinh thái như nhân tố ánh sáng thông qua độ tàn che của rừng, độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi là những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tái sinh rừng, cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu đề cập đến vấn đề này Baur G N (1976) [1] khi nghiên cứu tái sinh rừng đã nhận định thảm cây cỏ và cây bụi đã ảnh hưởng đến tái sinh của cây gỗ Từ

đó ông đã tổng kết các biện pháp lâm sinh tác động vào rừng nhằm đem lại rừng căn bản đều tuổi khi nghiên cứu sinh thái rừng mưa Trong cuốn “Cơ sở sinh thái học của kinh doanh rừng mưa” ông đã tổng kết chi tiết các bước và hiệu quả của từng phương thức tái sinh

Lamprecht H (1989) căn cứ nhu cầu sử dụng ánh sáng của các loài cây trong suốt quá trình sống đã phân chia cây rừng nhiệt đới thành nhóm cây ưa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng (theo Lê Ngọc Công, 2004 [11])

Tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy được một số tác giả nghiên cứu Saldarriaga (1991) nghiên cứu tại rừng nhiệt đới ở Colombia và Venezuela nhận xét: Sau khi bỏ hóa, số lượng loài thực vật tăng dần từ ban đầu đến rừng thành thục Thành phần của các loài cây trưởng thành phụ thuộc vào tỷ lệ các loài nguyên thủy

mà nó được sống sót từ thời gian đầu của quá trình tái sinh, thời gian phục hồi khác nhau vào mức độ, tần số canh tác của khu vực đó Kết quả nghiên cứu của các tác giả Lambertetal (1989), Warner (1991), Rouw (1991) đều cho thấy quá trình diễn thế sau nương rẫy như sau: đầu tiên đám nương rẫy được các loài cỏ xâm chiếm, nhưng sau một năm loài cây gỗ tiên phong được gieo giống từ vùng lân cận hỗ trợ cho việc hình thành quần thụ các loài cây gỗ, tạo ra tiểu hoàn cảnh thích hợp cho việc sinh trưởng của cây con (dẫn theo Nguyễn Thị Thoa, 2014 [37])

Tóm lại: Các công trình nghiên cứu tái sinh trên thế giới chủ yếu tập trung vào các trạng thái rừng tự nhiên, cho chúng ta hiểu biết được các phương pháp nghiên

cứu, quy luật tái sinh tự nhiên ở một số nơi Đặc biệt vận dụng các hiểu biết các quy luật tái sinh để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý nhằm quản lý tài nguyên rừng một cách bền vững

1.4.3 Nghiên cứu về tái sinh rừng ở Việt Nam

Rừng nhiệt đới Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh của rừng nhiệt đới nói chung, nhưng do phần lớn là rừng thứ sinh bị tác động của con người nên những quy luật tái sinh đã bị xáo trộn nhiều Đã có nhiều công trình nghiên cứu về tái sinh rừng nhưng tổng kết thành quy luật tái sinh cho từng loại rừng thì còn rất ít Một số kết quả nghiên cứu về tái sinh thường được đề cập trong các công trình nghiên cứu về thảm thực vật, trong các báo cáo khoa học và một phần công bố trên các tạp chí

Ở miền Bắc nước ta từ 1962 đến 1969, Viện Điều tra Qui hoạch rừng đã điều tra tình hình tái sinh tự nhiên theo các “loại hình thực vật ưu thế” rừng thứ sinh ở Yên Bái (1965), Hà Tĩnh (1966), Quảng Bình (1969) và Lạng Sơn (1969) Đáng chú ý là công trình điều tra tái sinh tự nhiên ở vùng sông Hiếu (1962 -1964) bằng phương pháp đo đếm điển hình Kết quả điều tra đã được Vũ Đình Huề (1975) tổng kết trong báo cáo khoa học “Khái quát về tình hình tái sinh tự nhiên ở rừng miền Bắc Việt Nam” Theo báo cáo, tái sinh tự nhiên ở rừng miền Bắc Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh của rừng nhiệt đới (dẫn theo Nguyễn Thị Thoa, 2014 [37])

Thái Văn Trừng (1970) [43] trong “Thảm thực vật rừng Việt Nam” đã nhấn mạnh một số nhân tố sinh thái trong nhóm nhân tố khí hậu đã khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên trong thảm thực vật rừng, đó là ánh sáng

Nguyễn Văn Trương (1983) [45] trong “Quy luật cấu trúc rừng gỗ hỗn loại” đã

đề cập đến mối quan hệ giữa cấu trúc rừng với tái sinh tự nhiên trong rừng hỗn loài Tác giả đã cho rằng cần phải thay đổi cách khai thác rừng cho hợp lý, vừa cung cấp được gỗ, vừa nuôi dưỡng và tái sinh được rừng Muốn đảm bảo cho rừng phát triển liên tục trong điều kiện quy luật đào thải tự nhiên hoạt động thì số lượng lớp cây dưới phải nhiều hơn lớp cây kế tiếp nó ở phía trên

Khi nghiên cứu vai trò của tái sinh rừng ở các vùng Tây Bắc, Đông Bắc, Bắc Trung Bộ, Trần Xuân Thiệp (1995) đã nhận định rằng vùng Đông Bắc có năng lực tái sinh khá tốt với số lượng từ 8.000-12.000 cây/ha, tỷ lệ cây có triển vọng cao đáp ứng được cho việc phục hồi rừng (dẫn theo Đặng Kim Vui, 2002 [46])

Trần Ngũ Phương (2000) khi nghiên cứu các quy luật phát triển rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam đã nhấn mạnh quá trình diễn thế thứ sinh của rừng tự nhiên như sau: “Trường hợp rừng tự nhiên có nhiều tầng khi tầng trên già cỗi, tàn lụi rồi tiêu vong thì tầng kế tiếp sẽ thay thế; trường hợp nếu chỉ có một tầng thì trong khi nó già cỗi, một lớp cây con tái sinh xuất hiện và sẽ thay thế nó sau khi nó tiêu vong, hoặc cũng có thể một thảm thực vật trung gian 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 thế thảm thực vật trung gian này, lúc bấy giờ rừng cũ sẽ được phục hồi” (dẫn theo Nguyễn Đắc Triển, 2015 [42])

Phạm Ngọc Thường (2003) [41] nhận định rằng quần xã thực vật tái sinh tự nhiên sau nương rãy có tính đa dạng sinh học cao, nó thể hiện tính thích nghi với điều kiện sống trong quá trình phục hồi hệ sinh thái rừng đã mất do canh tác nương rãy

Lê Ngọc Công (2004) [11] khi nghiên cứu quá trình phục hồi bằng khoang nuôi trên một số thảm thực vật ở Thái Nguyên, cho rằng giai đoạn đầu của quá trình diễn thế phục hồi rừng (giai đoạn 1 - 6 năm), mật độ cây tăng lên sau đó giảm Quá trình này bị chi phối bởi quy luật tái sinh tự nhiên, quá trình nhập cư và quá trình đào thải của các loài cây

Ma Thị Ngọc Mai (2007) [29] khi nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình diễn thế đi lên của thảm thực vật đã đưa ra kết luận: trong giai đoạn đầu của quá trình diễn, số lượng loài cây trong OTC và mật độ cây tái sinh giảm dần từ chân đồi lên sườn đồi tới đỉnh đồi

Nguyễn Thị Thoa (2014) [37] khi nghiên cứu về tái sinh trong các trạng thái rừng trên núi đá vôi ở Khu BTTN Thần Sa - Phượng Hoàng (Thái Nguyên) cho rằng:

số lượng loài cây tái sinh khá phong phú, biến động từ 42 - 74 loài, mật độ cây tái sinh biến động từ 3.187 cây/ha đến 7.133 cây/ha

Nguyễn Đắc Triển (2015) [42] khi nghiên cứu động thái tái sinh tự nhiên rừng

lá rộng thường xanh ở Vườn Quốc gia Xuân Sơn (Phú Thọ) có nhận định: Các chỉ tiêu cấu trúc tầng cây cao (mật độ, đường kính-D1.3, chiều cao cây-Hvn, diện tích tán lá- St) có ảnh hưởng rõ rệt đến mật độ và chiều cao cây tái sinh dưới tán Trong đó St

có ảnh hưởng mạnh nhất đến mật độ và Hvn, St ảnh hưởng mạnh nhất đến chiều cao cây tái sinh

Tóm lại, ở nước ta đã có nhiều công trình nghiên cứu về tái sinh rừng, tập trung về tái sinh rừng lá rộng thường xanh, tái sinh sau canh tác nương rẫy Tuy nhiên, vấn đề nghiên cứu tái sinh dưới tán rừng trồng, thảm cây bụi, thảm cỏ còn ít

1.5 Nghiên cứu về thảm thực vật ở tỉnh Cao Bằng và KVNC

Những công trình nghiên cứu về thảm thực vật ở tỉnh Cao Bằng còn rất ít Nguyễn Ngọc Linh (2012) [24] nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của một số quần xã thực vật phục hồi sau nương rẫy tại xã Bạch Đằng, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng, kết quả bước đầu đã xác định được 330 loài, 240 chi và 88

họ thuộc 04 ngành thực vật Ở rừng thứ sinh, cây tái sinh có mật độ cao nhất là 4353 cây/ha; tỷ lệ cây có chất lượng tốt chiếm 62,69%

Đặng Huy Huỳnh (2013) [18] khi nghiên cứu vùng Phia Oắc, Phia Đén đã kết luận ở đây có hệ sinh thái rừng nguyên sinh trên núi cao (rừng rêu, rừng lùn) là đại diện cho một vùng sinh thái tự nhiên Đông Bắc của Việt Nam, nơi chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của hoàn lưu gió mùa Đông Bắc và hầu như chưa bị tác động Rừng rêu, rừng lùn có diện tích 467,6 ha, phân bố ở độ cao từ 1.600 - 1.931 m,

có cấu trúc hai tầng gồm: tầng cây gỗ chủ yếu là các loài lá rộng, thường xanh thuộc các loại thực vật á nhiệt đới như: dẻ, long não, chè, mộc lan; Tầng cây thảo ngoài dương xỉ còn có các loài như: rêu, địa y, quyển bá, mộc tặc và nhiều loài

thuộc họ Hoa hồng, Ráy, Cói,…

Trần Thị Thu Thủy, La Quang Độ, Hoàng Văn Hùng (2014) [40] nghiên cứu khu hệ thực vật thuộc Khu bảo tồn thiên nhiên Phia Oắc - Phia Đén, kết quả bước đầu

đã xác định được thành phần thực vật quý hiếm và nguy cấp tại khu vực nghiên cứu

là rất đa dạng, có tới 33 loài, 27 chi và 20 họ thuộc 3 ngành thực vật bậc cao có mạch khác nhau có tên trong Sách Đỏ Việt Nam (2007), danh lục đỏ IUCN

Chu Thị Bích Ngọc (2016) [30] nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của một số thảm thực vật tại xã Thành Công, thuộc Khu bảo tồn thiên nhiên Phia Oắc - Phia Đén, kết quả bước đầu đã xác định được 339 loài, 241 chi và 92 họ thuộc 06 ngành thực vật bậc cao có mạch khác nhau Khả năng tái sinh của các loài cây gỗ khá cao đạt từ 1423 - 5201 cây/ha, tỷ lệ cây gỗ tái sinh có phẩm chất tốt chiếm

từ 52,43 - 60,24%, cây tái sinh có kiểu phân bố ngẫu nhiên

Xã Hoàng Tung, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng đến nay chưa có công trình nào nghiên cứu về thảm thực vật ở đây Vì vậy, đây là địa điểm và là đối tượng nghiên cứu của đề tài luận văn thạc sĩ của tác giả

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu chủ yếu là đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của các loài cây gỗ trong 3 kiểu thảm thực vật tại xã Hoàng Tung, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng, gồm:

- Thảm cỏ (2 năm) (TC)

- Thảm cây bụi (9-10 năm) (TCB)

- Rừng thứ sinh (18-20 năm) (RTS)

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Xác định các kiểu thảm thực vật trong khu vực nghiên cứu

2.2.2 Nghiên cứu đặc điểm chính của 3 kiểu thảm thực vật trong khu vực nghiên cứu

- Đặc điểm về thành phần loài thực vật

- Đặc điểm về thành phần dạng sống

- Đặc điểm về cấu trúc thẳng đứng (sự phân tầng)

- Đặc điểm tái sinh tự nhiên của một số loài cây gỗ:

+ Cấu trúc tổ thành, mật độ loài cây gỗ tái sinh

+ Phân bố cây gỗ tái sinh theo chiều cao

+ Phân bố cây gỗ tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang

+ Nguồn gốc và chất lượng loài cây gỗ tái sinh

2.2.3 Đánh giá khả năng tái sinh tự nhiên của 3 kiểu thảm tại khu vực nghiên cứu 2.2.4 Đề xuất một số biện pháp thúc đẩy quá trình phục hồi rừng ở khu vực nghiên cứu

- Giải pháp khoanh nuôi phục hồi rừng

- Giải pháp trồng rừng

- Giải pháp quản lí và bảo vệ rừng

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp xác định các kiểu thảm thực vật

Sử dụng khung phân loại của UNESCO (1973) [49] để phân loại thảm thực vật trong KVNC, bởi vì tiêu chuẩn cơ bản của khung phân loại này là cấu trúc ngoại mạo

với sự bổ sung của các thông tin về sinh thái và địa lý nên dễ áp dụng Ngoài ra, kết quả phân loại dựa trên khung phân loại của UNESCO (1973) còn có ưu điểm là có thể được thể hiện trên bản đồ đối với KVNC có diện tích không lớn

2.3.2 Phương pháp tuyến điều tra (TĐT)

Sử dụng phương pháp của Hoàng Chung (2008) [6], Nguyễn Nghĩa Thìn (2008) [35] như sau:

Tuyến điều tra: trước hết là xác định địa điểm nghiên cứu, căn cứ vào bản đồ của khu vực lập các tuyến điều tra (TĐT) TĐT đầu tiên có hướng vuông góc với đường đồng mức, các tuyến sau song song với tuyến đầu Cự ly giữa các tuyến phụ thuộc vào điều kiện địa hình cho phép, khoảng cách thường là 50m-100m, chiều rộng của TĐT là 4m Trên TĐT bố trí ô tiêu chuẩn và ô dạng bản để xác định thành phần loài, dạng sống thực vật, xác định tên các loài cây

2.3.3 Phương pháp ô tiêu chuẩn (OTC)

Sử dụng phương pháp OTC của Hoàng Chung (2008) [6]:

Tại mỗi kiểu thảm thực vật, lập 6 OTC, số OTC được bố trí đều ở các vị trí (đỉnh đổi, sườn đồi, chân đồi)

Diện tích của ô tiêu chuẩn phụ thuộc vào từng kiểu thảm thực vật:

+ Thảm cỏ thấp: OTC có diện tích 1m2 (1m x 1m)

+ Thảm cây bụi: OTC có diện tích 16m2 (4m x 4m)

+ Rừng thứ sinh (20 năm): OTC có diện tích 400m2 (20m x 20m)

Đối với rừng thứ sinh: trong mỗi OTC lập 5 ô dạng bản (ODB), mỗi ODB có diện tích 25m2 (5m x 5m) (Hình 2.1) Tổng diện tích trên các ODB phải đạt ít nhất 1/3 OTC

20m

Hình 2.1: Sơ đồ bố trí OTC và ODB ở rừng thứ sinh

20m

Thu thập các số liệu về cây gỗ:

Trong ô tiêu chuẩn thu thập số liệu về số lượng, mật độ (cây/ha), thành phần loài cây gỗ tái sinh, đo chiều cao vút ngọn cây (Hvn-m)

- Đo chiều cao cây - chiều cao vút ngọn (Hvn) bằng thước đo chiều cao Blumeleiss, đo theo nguyên tắc lượng giác (trị số trung bình của 3 lần đo) Những cây

có Hvn từ 4 m trở xuống được đo bằng sào có chia vạch đến 0,1 m

- Cây gỗ tái sinh là những cây có chiều cao trên 20cm, đường kính từ 6cm trở xuống

- Độ che phủ là phần trăm (%) diện tích đất bị thảm thực vật che phủ

- Độ nhiều (độ dày rậm) của cây thân thảo là mức độ tham gia của một loài thực vật nào đó trong quần xã về số lượng các thể Trong luận văn này, chúng tôi sử dụng thang Drude (theo Nguyễn Nghĩa Thìn, 2008 [36]) được trình bày ở bảng 2.1

Bảng 2.1: Kí hiệu độ nhiều (độ dày rậm) thảm tươi theo Drude

Soc Thực vật gần như khép tán có độ phủ trên 90% diện tích

Cop 3 Thực vật gặp rất nhiều có độ phủ là 90 - 70 % diện tích

Cop 2 Thực vật gặp nhiều có độ phủ là 70 - 50 % diện tích

Cop 1 Thực vật có khá nhiều có độ phủ 50 - 30 % diện tích

Sp Thực vật mọc rải rác phân tán có độ phủ 30 - 10 % diện tích

Sol Thực vật gặp rất ít có độ phủ < 10%

Un Một vài cây cá biệt

2.3.4 Phương pháp phân tích mẫu thực vật và đặc điểm cây tái sinh

- Xác định tên khoa học, tên Việt Nam của các loài cây theo các tài liệu của Bộ Nông nghiệp và PTNN (2000) [3], Phạm Hoàng Hộ (2003) [16], Danh lục các loài thực vật Việt Nam (2003, 2005) [2]

- Xác định dạng sống theo Raunkiaer (1934) (dẫn theo Hoàng Chung, 2008 [7]) Theo cách phân loại này, dạng sống gồm các kiểu chính sau:

1 Chồi trên mặt đất (Phanerophytes), chồi tạo thành ở những cây này phải nằm trên độ cao nào đó (từ 25cm trở lên), thuộc vào nhóm này gồm các cây gỗ, cây bụi

2 Chồi mặt đất (Chamaetophytes), chồi hình thành ở độ cao không lớn so với mặt đất (dưới 25cm) Thuộc nhóm này có cây bụi nhỏ, cây nửa bụi,những cây dạng gối, rêu sống trên mặt đất

3 Cây chồi nửa ẩn (Hemicryptophytes), chồi được tạo thành nằm sát mặt đất, thuộc nhóm này gồm nhiều cây thảo sống lâu năm

4 Cây chồi ẩn (Crytophytes), chồi được hình thành nằm dưới đất, thuộc nhóm thực vật địa sinh (cây thân hành, thân củ, thân rễ) hoặc cây mọc từ đáy ao hồ

5 Cây một năm (Therophytes), trong mùa bất lợi nó tồn tại ở dạng hạt, thuộc nhóm cây một năm

Đối với cây gỗ tái sinh:

- Mật độ cây gỗ tái sinh:N =

s

n

x 10.000

Trong đó: N: là mật độ cây tái sinh (cây/ha)

n: là số lượng cây tái sinh s: là diện tích ô điều tra (m2) 10.000 tức 10.000m2 (1ha)

- Xác định tổ thành loài cây tái sinh:

+ Nếu Ni < 5% thì loài đó không tham gia vào công thức tổ thành

- Xác định nguồn gốc cây tái sinh: Cây có nguồn gốc từ hạt là cây mới hình thành từ cây mầm được nẩy ra từ hạt giống; khác với cây chồi được nẩy ra từ gốc (hoặc rễ) cây mẹ còn sống hoặc đã bị chặt

- Đánh giá chất lượng cây tái sinh theo 3 cấp:

+ Cây tái sinh có chất lượng tốt: thân thẳng, không cong queo, không cụt ngọn, không sâu bệnh, sinh trưởng và phát triển tốt

+ Cây tái sinh có chất lượng xấu: thân cong queo, cụt ngọn, sâu bệnh, sinh trưởng và phát triển kém

+ Còn lại là những cây tái sinh có chất lượng trung bình

- Xác định phân bố cây tái sinh trên bề mặt đất rừng: sử dụng phương pháp đo khoảng cách từ một điểm ngẫu nhiên đến 6 cây tái sinh gần nhất Khi đó phân bố Poisson được sử dụng tiêu chuẩn U của Clark và Evan để đánh giá, khi dung lượng mẫu đủ lớn (n=36)

+ r: là giá trị trung bình khoảng cách gần nhất n lần quan sát

+: là mật độ cây tái sinh trên đơn vị diện tích (cây /m2) + n : là số lần quan sát

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

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

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

- Nghiên cứu cây tái sinh theo cấp chiều cao (n/Hvn) theo các cấp sau:

Cấp Cự ly cấp chiều cao (m)

I < 0,50

II 0,50 – 1,00 III 1,00 – 1,50

Chương 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU 3.1 Điều kiện tự nhiên

3.1.1 Vị trí địa lý, ranh giới

Xã Hoàng Tung, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng, có tọa độ địa lý từ 220 40' 48"

vĩ độ Bắc đến 1060 09' 16" kinh độ Đông

Xã Hoàng Tung là một trong 20 xã, thị trấn của huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng Cách Thị trấn Nước Hai (Hòa An) 8 km, cách trung tâm thành phố Cao Bằng 23km Phía Bắc giáp với xã Hồng Việt, xã Bế Triều (Hòa An) Phía Đông giáp với xã Hưng Đạo (thành phố Cao Bằng) Phía Nam giáp với xã Bình Dương (Hòa An) Phía Tây giáp với xã Lang Môn và Minh Tâm (Nguyên Bình)

mặt biển, thấp dần từ tây sang đông Ngoài ra, xã còn có những cánh đồng tương đối lớn như Nà Lữ , có đất đai phì nhiêu do được phù sa sông Bằng và các nhánh sông, suối từ các thượng nguồn đổ về bồi đắp, quanh năm gieo trồng 2 vụ lúa

3.1.3 Thổ nhưỡng

Theo tài liệu thổ nhưỡng của huyện, xã Hoàng Tung, huyện Hòa An có những loại đất chính sau:

- Đất Feralít mầu đỏ vàng núi thấp: Phân bố ở độ cao từ 300 - 700m, hình

thành trên các loại đá mẹ mácma axít, đá sạn kết, đá vôi Đất chứa ít khoáng nguyên sinh, phản ứng chua

- Đất Feralít mầu đỏ vàng điển hình vùng đồi: phát triển trên đá phiến biến

chất và phù sa cổ Đất có thành phần cơ giới trung bình

- Đất phù sa do sông suối bù đắp: hình thành do quá trình bồi tích và dốc tụ

của phù sa sông suối, phân bố dọc theo thung lũng nhỏ nằn xen kẽ giữa các vùng núi.hẹp xưn giữa các núi đá hoặc chân núi

- Núi đá: chỉ có một diện tích nhỏ các loại đất được tạo thành trong các thung

lũng hẹp xen giữa các khối đá hoặc chân núi

3.1.4 Khí hậu, thủy văn

3.1.4.1 Khí hậu

Xã Hoàng Tung có khí hậu nhiệt đới gió mùa với những đặc trưng:

- Nhiệt độ trung bình quanh năm 21,4ºC Mùa lạnh kéo dài từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau, có nhiệt độ bình quân là 15-16o C, lượng mưa ít, có nhiều sương mù Mùa nóng từ tháng 5 đến tháng 9 có nhiệt độ bình quân là 30-34o C

- Lượng mưa trung bình năm của xã là 1450-1500mm nhưng phân bố không đồng đều vào các tháng trong năm Mưa tập trung chủ yếu từ tháng 5 đến tháng 9

3.1.4.2 Thủy văn

Xã Hoàng Tung có nhiều sông suối chảy qua, đáng kể nhất là sông Bằng bắt nguồn từ Trung Quốc Sông Bằng có lòng rộng và sâu, thuận tiện cho giao thông vận tải Hệ thống sông Bằng và các nhánh đã bồi đắp nên những cánh đồng tương đối bằng phẳng và phì nhiêu vào loại nhất tỉnh Các sông, suối còn là nguồn cung cấp tôm cá cho con người, nguồn dự trữ thủy điện khá dồi dào

Xã Hoàng Tung có hồ Khuổi Áng chứa lượng nước khá lớn cung cấp cho sản xuất nông nghiệp

Do diện tích, chất lượng rừng suy giảm (không còn rừng nguyên sinh mà chủ yếu là rừng phục hồi) nên hệ động, thực vật và lâm sản ngoài gỗ có số lượng, sản lượng đang ngày càng giảm sút

3.2 Điều kiện kinh tế, xã hội vùng nghiên cứu

3.2.1 Dân tộc, dân số

- Dân số: Xã Hoàng Tung có 14 xóm hành chính Hiện nay trên địa bàn xã có

852 hộ gia đình và 3450 nhân khẩu

- Dân tộc: có 4 dân tộc Tày, Nùng, Kinh, H’Mông cùng sinh sống, trong đó dân tộc Tày, Nùng chiếm đa số

- Phân bố dân cư: Xã Hoàng Tung có mật độ dân số bình quân 138 người/km2

nhưng lại phân bố không đồng đều giữa các xóm trong xã

3.2.2 Hoạt động nông, lâm nghiệp

3.2.2.1 Sản xuất nông nghiệp

Sản xuất nông nghiệp được chú trọng theo hướng đẩy mạnh giống cây trồng, vật nuôi có giá trị kinh tế cao

Xã Hoàng Tung có nhiều mô hình chuyển đổi cơ cấu cây trồng, vật nuôi đem lại hiệu quả cao Đặc biệt, ở những xóm khó khăn về nước tưới, bà con chuyển đổi đất trồng lúa một vụ sang trồng ngô nếp giống mới, bán lẻ hoặc bán giao ngay tại chân ruộng cũng thu được 5 triệu đồng/vụ trên diện tích 500m2 Dự án Cạnh tranh ngành chăn nuôi và an toàn thực phẩm (Lifsap) được triển khai tại xã với 79 hộ tham gia, đồng thời mở 8 lớp tập huấn kỹ thuật cho trên 240 lượt người; phong trào chăn