Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc các trạng thái thảm thực vật thứ sinh phục hồi tự nhiên tại huyện quang bình, tỉnh hà giang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂMHOÀNG VĂN CỤM NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CÁC TRẠNG THÁI THẢM THỰC VẬT THỨ SINH PHỤC HỒI TỰ NHIÊN TẠI HUYỆN QUANG BÌNH,... HOÀNG VĂN CỤMNGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TR

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HOÀNG VĂN CỤM

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC

CÁC TRẠNG THÁI THẢM THỰC VẬT THỨ SINH PHỤC HỒI TỰ NHIÊN TẠI HUYỆN QUANG BÌNH,

HOÀNG VĂN CỤM

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC

CÁC TRẠNG THÁI THẢM THỰC VẬT THỨ SINH PHỤC HỒI TỰ NHIÊN TẠI HUYỆN QUANG BÌNH,

TỈNH HÀ GIANG

Chuyên ngành: LÂM HỌC

Mã số: 60 62 02 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN THÁI

THÁI NGUYÊN - 2014

Số hóa bởi Trung tâm Học

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan nội dung luận văn cũng như số liệu trong luận văncủa tôi chưa công bố trên bất kỳ tài liệu nào Nếu vi phạm tôi xin hoàn toànchịu trách nhiệm và nhận mọi hình thức kỉ luật theo quy định của Nhàtrường

Thái Nguyên, tháng 9 năm 2014

Tác giả luận văn

Hoàng Văn Cụm

Trước tên, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS NguyễnVăn Thái - người hướng dẫn khoa học, đã trực tiếp hướng dẫn, tận tìnhchỉ bảo, giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức quý báu và dành những tnhcảm tốt đẹp cho tác giả trong suốt thời gian học tập cũng như trong thờigian thực hiện luận văn.

Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới Khoa đào tạo sau đại học cùng toàn thểcác thầy cô giáo của Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tạo mọi điềukiện giúp đỡ tác giả trong quá trình hoàn thành luận văn

Cuối cùng tác giả xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè vàngười thân trong gia đình đã luôn bên cạnh giúp đỡ, động viên tác giả trongsuốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn

Thái Nguyên, tháng 9 năm 2014

Tác giả luận văn

Hoàng Văn Cụm

Số hóa bởi Trung tâm Học

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài

1 2 Mục đích nghiên cứu

2 3 Mục tiêu nghiên cứu

2 4 Đối tượng nghiên cứu

3 5 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 3

6 Ý nghĩa của đề tài 3

Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Tổng quan những vấn đề nghiên cứu

4 1.1.1 Những nghiên cứu trên Thế giới

4 1.1.2 Những nghiên cứu ở Việt Nam 12

1.1.3 Kết luận chung 20

1.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu 21

1.2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 23

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Nội dung nghiên cứu .25

2.1.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tổ thành 25

Số hóa bởi Trung tâm Học

2.1.2 Nghiên cứu một số quy luật phân bố và tương quan

25 2.1.3 Nghiên cứu đặc điểm tái sinh 25

2.1.4 Đề xuất giải pháp kỹ thuật lâm cho đối tượng nghiên cứu 25

2.2 Phương pháp nghiên cứu 25

2.2.1 Phương pháp luận 25

2.2.2 Phương pháp thu thập số liệu

26 2.2.3 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 29

2.3 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng

29 2.4 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng

33 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36

3.1 Các đặc trưng của thảm thực vật thứ sinh phục hồi tự nhiên tại khu vực nghiên cứu 36

3.2 Đặc điểm cấu trúc tổ thành tầng cây gỗ 36

3.2.1 Công thức tổ thành tầng cây gỗ trạng thái IIa 36

3.2.2 Công thức tổ thành tầng cây gỗ trạng thái IIb 41

3.3 Đánh giá sự biến động thành phần loài giữa các nhóm cây 48

3.4 Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học của quần hợp cây gỗ 50

3.5 Nghiên cứu một số quy luật phân bố và tương quan

51 3.5.1 Quy luật phân bố số cây theo đường kính N/D1,3 51

3.5.2 Quy luật phân bố số cây theo chiều cao N/Hvn 54

3.5.3 Tương quan giữa chiều cao với đường kính (Hvn/D1,3) 56

3.6 Nghiên cứu đặc điểm tái sinh 60

3.6.2 Chất lượng và ngồn gốc cây tái sinh 65

3.6.3 Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao 67

3.6.4 Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học lớp cây tái sinh 70

3.7 Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật 71

Số hóa bởi Trung tâm Học

3.7.1 Trạng thái IIa 71

3.7.2 Trạng thái IIb 74

KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ 78

1 Kết luận 78

1.1 Cấu trúc tổ thành sinh thái tầng cây gỗ 78

1.2 Nghiên cứu một số quy luật phân bố và tương quan

78 1.3 Đặc điểm tái sinh tự nhiên 79

1.4 Đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh 79

2 Tồn tại 80

3 Kiến nghị 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

PHỤ LỤC 89

Số hóa bởi Trung tâm Học

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Ký hiệu độ nhiều (độ dầy rậm) thảm tươi 33

Bảng 3.1 Chỉ số IVI tầng cây gỗ trạng thái IIa 37

Bảng 3.2 Chỉ số IVI tầng cây gỗ nhỡ trạng thái IIa 39

Bảng 3.3 Chỉ số IVI tầng cây gỗ trạng thái IIb 42

Bảng 3.4 Chỉ số IVI tầng cây gỗ nhỡ trạng thái IIb 44

Bảng 3.5 Chỉ số tương đồng về thành phần loài ở hai trạng thái rừng

48 Bảng 3.6 Chỉ số tương đồng về thành phần loài trạng thái IIa 48

Bảng 3.7 Chỉ số tương đồng về thành phần loài trạng thái IIb 49

Bảng 3.8 Chỉ số đa dạng sinh học của trạng thái rừng IIa 50

Bảng 3.9 Chỉ số đa dạng sinh học của trạng thái rừng IIb 51

Bảng 3.10 Phân bố N/D1,3 hai trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 52

Bảng 3.11.Phân bố N/Hvn hai trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu

55 Bảng 3.12 Kết quả phương trình tương quan H/D1,3 hai trạng thái rừng

57 Bảng 3.13.Thống kê các giá trị phương trình tương quan H/D1,3 58

Bảng 3.14 Cấu trúc tổ thành, mật độ cây tái trạng thái rừng IIa 61

Bảng 3.15 Cấu trúc tổ thành, mật độ cây tái trạng thái rừng IIb 63

Bảng 3.16 Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh ở trạng thái IIa 65

Bảng 3.17 Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh ở trạng thái IIb 66

Bảng 3.18 Phân bố số cây theo cấp chiều cao trạng thái IIa 68

Bảng 3.19 Phân bố số cây theo cấp chiều cao trạng thái IIb 69

Bảng 3.20 Chỉ số đa dạng sinh học tầng cây tái sinh ở hai trạng thái rừng 70

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1 Biểu đồ phân bố N/D1,3 cho đối tượng nghiên cứu 53

Hình 3.2 Biểu đồ phân bố N/Hvn cho đối tượng nghiên cứu 56

Hình 3.3 Đồ thị mô tả tương quan H/D1,3 trạng thái IIa 59

Hình 3.4 Đồ thị mô tả tương quan H/D1,3 trạng thái IIb 59

Hình 3.5 Phân bố số cây theo cấp chiều cao trạng thái IIa 68

Hình 3.6 Phân bố số cây theo cấp chiều cao trạng thái IIb 69

Số hóa bởi Trung tâm Học

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Rừng là di sản của mỗi quốc gia, có ý nghĩa quan trọng trong đời sốngcon người Ngoài khả năng cung cấp gỗ, củi, dược liệu….rừng còn có vai trò

to lớn trong việc bảo vệ đất, nước, không khí tạo nên sự cân bằng sinh thái

và sự phát triển bền vững của sự sống trên trái đất

Vai trò của rừng là rất to lớn, thế nhưng trong những năm vừa quadiện tch rừng tự nhiên của chúng ta ngày càng giảm sút cả về số lượng vàchất lượng Theo số liệu thống kê của Viện điều tra quy hoạch rừng, năm

1945 tổng diện tích rừng tự nhiên của nước ta là 14 triệu ha, tương đươngvới độ che phủ là 43%, đến năm 1990 tổng diện tích rừng nước ta chỉ còn là9,175 triệu ha, tương đương với độ che phủ là 27,2% Nguyên nhân chủ yếudẫn đến mất rừng là do chiến tranh, khai thác bừa bãi, đốt nương làmrẫy Từ khi Chính phủ có chỉ thị 286/TTg (năm 1996) cấm khai thác rừng tựnhiên, tốc độ phục hồi rừng đã trở nên khả quan hơn Năm 2012, khu vựcTrung Du miền núi phía Bắc có tổng diện tích tự nhiên là 9.527.100 ha chiếm59,9% là diện tch đất lâm nghiệp (5.708.000 ha) Là vùng đầu nguồn của cáccon sông lớn: Sông Hồng, Sông Đà, Sông Lô Vì vậy, việc sử dụng quản lý bảo

vệ và phát triển rừng tự nhiên hợp lý sẽ góp phần quan trọng trong việc pháttriển kinh tế cũng như phát huy tốt các chức năng phòng hộ của rừng

Đối với công tác phục hồi rừng tự nhiên, việc nghiên cứu xây dựng cơ

sở khoa học cho công tác quản lý, bảo vệ, phục hồi và sử dụng hợp lý rừng tựnhiên là rất cần thiết trong đó, nghiên cứu cấu trúc thảm thực vật rừng làmột khâu cơ bản không thể thiếu, nó cho phép đưa ra những quyết địnhquan trọng như: để rừng tái sinh tự nhiên hay trồng bổ sung, nếu trồng bổ

nhiêu và trồng bổ sung theo đám hay trồng đều trên khắp diện tích?

Số hóa bởi Trung tâm Học

Quang Bình là một huyện cách trung tâm thành phố Hà Giang khoảng

120 km, nằm trong khu vực vùng Đông Bắc Việt Nam nơi đây rừng tự nhiên

đã bị tàn phá một cách nghiêm trọng do những tác động của con người như:đốt nương làm rẫy, chăn thả gia súc, khai thác gỗ củi… Kết quả điều tra đãcho thấy, rừng nguyên sinh trên khu vực nghiên cứu đã bị phá huỷ hoàntoàn, thay vào đó là các trạng thái thảm thực vật thứ sinh nhân tác: trảng cỏ,trảng cây bụi, rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên và rừng trồng nhân tạo Vấn

đề đặt ra là phải làm gì để xúc tến phục hồi thảm thực vật rừng tự nhiên trênđịa bàn

Trước thực tiễn đó, chúng tôi tến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu

đặc điểm cấu trúc các trạng thái thảm thực vật thứ sinh phục hồi tự nhiên tại huyện Quang Bình, tỉnh Hà Giang” nhằm đánh giá thực trạng và đặc

điểm cấu trúc của các trạng thái thảm thực vật thứ sinh phục hồi tự nhiên tạikhu vực nghiên cứu làm cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp xúc tiến quátrình phục hồi nhằm nâng cao chất lượng rừng và các quá trình diễn ratrong hệ sinh thái rừng tự nhiên

2 Mục đích nghiên cứu

Góp phần nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên làm cơ sở khoahọc cho việc đề xuất giải pháp lâm sinh thúc đẩy nhanh quá trình diễn thế vànâng cao chất lượng của rừng phục hồi

3 Mục tiêu nghiên cứu

3.1 Về lý luận

Bổ sung những hiểu biết về đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên củathảm thực vật thứ sinh phục hồi tự nhiên tại khu vực nghiên cứu làm cơ sởkhoa học cho việc nghiên cứu về tái sinh diễn thế và đa dạng sinh học Từ đó

trạng thái có cấu trúc hợp lý, ổn định hơn.

Số hóa bởi Trung tâm Học

3.2 Về thực tễn

Trên cơ sở các quy luật cấu trúc rừng đã phát hiện từ đó đề xuấtcác biện pháp lâm sinh hợp lý nhằm phục hồi rừng phục vụ cho công tác bảotồn tài nguyên đa dạng sinh học tại khu vực nghiên cứu

4 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các trạng thái thảm thực vậtthứ sinh phục hồi tự nhiên tại khu vực nghiên cứu, trong đó tập trungvào hai đối tượng là rừng phục hồi sau nương rẫy (IIa) và sau khai tháckiệt (IIb) Các thảm cỏ, cây bụi, cây nông nghiệp không thuộc phạm vinghiên cứu của đề tài

5 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

- Đề tài được thực hiện tại xã Nà Khương và Xuân Giang huyện QuangBình, tỉnh Hà Giang

- Đề tài được tến hành từ ngày 20 tháng 04 năm 2014 đến ngày 20tháng 8 năm 2014

6 Ý nghĩa của đề tài

6.1 Về lý luận

Cung cấp những dẫn liệu và góp phần làm sáng tỏ thêm về qui luậtdiễn thế thứ sinh của một số kiểu thảm thực vật và khả năng phục hồi của đấtlàm cơ sở cho các giải pháp kỹ thuật lâm sinh phục hồi rừng tại khu vựcnghiên cứu

6.2 Về thực tễn

Trên cơ sở các quy luật cấu trúc đã phát hiện, từ đó đề xuất các biệnpháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp nhằm phục hồi rừng phục vụ cho côngtác bảo tồn đa dạng , tỉnh Hà Giang

Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan những vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Những nghiên cứu trên Thế giới

1.1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vậttrong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau

có thể cùng sinh sống hoà thuận trong một khoảng không gian nhất địnhtrong một giai đoạn phát triển của rừng Cấu trúc rừng vừa là kết quả vừa là

sự thể hiện các mối quan hệ đấu tranh sinh tồn và thích ứng lẫn nhau giữacác thành phần trong hệ sinh thái với nhau và với môi trường sinh thái.Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi

* Cơ sở sinh thái về cấu trúc rừng

Quy luật về cấu trúc rừng là cơ sở quan trọng để nghiên cứu sinhthái học, sinh thái rừng và đặc biệt là để xây dựng những mô hình lâm sinhcho hiệu quả sản xuất cao Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia ralàm 3 dạng cấu trúc là: cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thờigian Cấu trúc của thảm thực vật là kết quả của quá trình đấu tranh sinh tồngiữu thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống Trên quanđiểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nộidung bên trong của hệ sinh thái rừng, thực tế cấu trúc rừng nó có tnh quyluật và theo trật tự của quần xã

Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt đới đã đượcRichards, P W (1952), Baur, G N (1964), Odum, E P (1971)… tến hành

Số hóa bởi Trung tâm Học

Những nghiên cứu này đã nêu lên quan điểm, các khái niệm và mô tảđịnh tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng

Baur, G N (1964) [64] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái nóichung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng nói riêng, trong đó đisâu nghiên cứu cấu trúc rừng, các kiểu sử lý về mặt lâm sinh áp dụng chorừng mưa tự nhiên Từ đó tác giả đưa ra các nguyên lý tác động sử lý lâmsinh cải thiện rừng.

Odum, P (1971) [70] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên

cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley (1935) Khái niệmsinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trênquan điểm sinh thái học

Công trình nghiên cứu của tác giả Catinot, R (1965) [5], Plaudy, J.(1987) [34] đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồrừng, nghiên cứu các cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theocác khái niệm dạng sống, tầng phiến

* Mô tả về hình thái cấu trúc rừng

Hiện tượng thành tầng là sự sắp xếp không gian phân bố của các thànhphần sinh vật rừng trên cả mặt bằng và theo chiều thẳng đứng Phươngpháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do Richardr, P.W (1952) [71] đềxướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guyan đến nay vẫn là phương pháp có hiệuquả để nghiên cứu cấu trúc tầng thứ của rừng Tuy nhiên phương pháp này

có nhược điểm là chỉ minh họa được cách sắp xếp theo chiều thẳng đứngcủa các loài cây gỗ trong diện tích có hạn Cusen (1953) đã khắc phục bằngcách vẽ một số giải kề bên nhau và đưa lại một hình tượng về không gian bachiều

Số hóa bởi Trung tâm Học

Richards, P W (1959, 1968, 1970) [35] đã phân biệt tổ thành rừngmưa nhiệt đới làm hai loại là rừng mưa hỗn hợp và rừng mưa đơn ưu có tổthành loài cây đơn giản Cũng theo tác giả thì rừng mưa thường có nhiềutầng

(thường có 3 tầng, trừ tầng cây bụi và tầng cây cỏ) Trong rừng mưa nhiệtđới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân thảo còn có nhiều loại dây leocùng nhiều loài thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây.

Hiện nay, nhiều hệ thống phân loại thảm thực vật rừng đã dựa vào cácđặc trưng như cấu trúc và dạng sống, độ ưu thế, kết cấu hệ thực vật hoặcnăng suất thảm thực vật Ngay từ đầu thế kỷ 19, Humboldt và Grinsebach đã

sử dụng dạng sinh trưởng của các loài cây ưu thế và kiểu môi trường sốngcủa chúng để biểu thị cho các nhóm thực vậy Phương pháp của Humboldt

và Grinsebach được các nhà sinh thái học Đan Mạch (Warming, 1094;Raunkiaer, 1934) tiếp tục phát triển

Raunkiaer đã phân chia các loài cây hình thành thảm thực vật thànhcác dạng sống và các phổ sinh học (phổ sinh học là tỉ lệ phần trăm các loài câytrong quần xã có các dạng sống khác nhau) Tuy nhiên, nhiều nhà sinh tháihọc cho rằng phân loại hình thái, các phổ dạng sống của Raunkiaer kém ýnghĩa hơn các dạng sinh trưởng của Humboldt và Grinsebach Trong các loạirừng dựa theo cấu trúc và dạng sống của thảm thực vật, phương pháp dựavào hình thái bên ngoài của thảm thực vật được sử dụng nhiều nhất

Karf (1884) lần đầu tên đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng, ông phânchia cây rừng thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chấtlượng cây rừng Phân cấp của Karf phản ánh được tình hình phân hoá câyrừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản và dễ áp dụng nhưng chỉ phùhợp với rừng thuần loài đều tuổi Việc phân cấp cây rừng cho rừng tự nhiênhỗn loài nhiệt đới là một vấn đề phức tạp, cho đến nay vẫn chưa có tác

Số hóa bởi Trung tâm Học

giả nào đưa ra phương án phân cấp cây rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiênđược chấp nhận rộng rãi

Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thường đưa

ra những nhận xét mang tnh định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới nên chưa phản ánh được sự phân tầng của rừng tự nhiên nhiệt đới.

* Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng

Nghiên cứu cấu trúc rừng đã có từ lâu và được chuyển dần từ mô

tả định tính sang định lượng với sự thống kê của toán học và tin học, trong

đó việc mô hình hoá cấu trúc rừng xác lập giữa các nhân tố cấu trúc đãđược nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả Vấn đề về cấu trúc không gian vàthời gian được các tác giả tập chung nhiều nhất như: Rollet B (1971),Brung (1970), Loeth et al (1976) Rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu cấutrúc không gian và thời gian của rừng theo định lượng và dùng các mô hìnhtoán học để mô phỏng các quy luật cấu trúc (dẫn theo Trần Văn Con, 2001)[7]

Schumarcher, F X và Coil, T X (1960) [69] đã sử dụng hàm Weibull để

mô hình hoá cấu trúc đường kính loài Bên cạnh đó các hàm Meyer,Hyperbol, hàm mũ, Peason, Poisson cũng đã được nhiều tác giả sử dụng

để mô hình hoá cấu trúc rừng

Một vấn đề nữa có liên quan đến cấu trúc rừng đó là việc phânloại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo hay ngoại mạo sinh thái [26], [27],[29] Cơ sở phân loại theo xu hướng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ưuthế, cấu trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thựcvật rừng Đại diện cho hướng phân loại này có Humbold (1809), Schimper(1903), Aubreville (1949) Trong nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu

Số hóa bởi Trung tâm Học

hướng này khi nghiên cứu ngoại mạo của quần xã thực vật đã không tách rờikhỏi hoàn cảnh của nó và do vậy hình thành một hướng theo ngoại mạo sinhthái

Khác với xu hướng phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo chủ yếu

mô tả rừng ở trạng thái tnh Trên cơ sở nghiên cứu rừng ở trạng thái động,Melekhov đã nhấn mạnh sự biến đổi của rừng theo thời gian, đặc biệt là sựbiến đổi của tổ thành loài cây trong lâm phần qua các giai đoạn khác nhautrong quá trình phát sinh phát triển của rừng

Việc định lượng các đặc điểm cấu trúc rừng đã được tác giả trênthế giới sử dụng trong quá trình nghiên cứu các hệ sinh thái rừng tự nhiên,

kể cả các hệ sinh thái rừng tự nhiên vùng nhiệt đới (Weidelt 1968, Brun

1969, H Lamprecht 1969)

Phương pháp phân tích lâm sinh đã được Lamprecht, H (1969) [67]

mô tả chi tết Các tác giả nghiên cứu rừng tự nhiên vùng nhiệt đới sau đó đãvận dụng phương pháp này và mở rộng thêm những chỉ têu định lượng mớicho phân tch cấu trúc rừng tự nhiên như Kammesheidt (1994) [66]

Tóm lại, trên thế giới các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú đa dạng, có nhiều công trình nghiên cứu công phu đã đem lại hiệu quả cao trong kinh doanh rừng.

1.1.1.2 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Như chúng ta đã biết tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tínhđặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiện của một thế

hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng như: Dướitán rừng, lỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nươngrẫy Vai trò lịch sử của lớp cây tái sinh là thay thế thế hệ cây già cỗi Vì vậy, tái

Số hóa bởi Trung tâm Học

sinh rừng được hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bảncủa rừng chủ yếu là tầng cây gỗ [25], [26], [71]

Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừngđược xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng câycon, đặc điểm phân bố Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp câycon và tầng cây gỗ đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbre-ad,1930; Richards,

1952; Baur G N, 1964; Rollet, 1969) Do tính phức tạp về tổ thành loài cây,trong đó chỉ có một số loài cây có giá trị nên trong thực tiễn người ta chỉkhảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định

Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng tự nhiên vô cùng phức tạp và còn ítđược quan tâm nghiên cứu Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiêncủa rừng mưa chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dướiđiều kiện rừng ít nhiều đã bị biến đổi Van Steenis, J (1965) [73] đã nghiêncứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là tái sinh phântán liên tục của các loài cây chịu bóng và tái sinh vệt của các loài cây ưu sáng

Vấn đề tái sinh rừng nhiệt đới được thảo luận nhiều nhất là hiệuquả các cách sử lý lâm sinh liên quan đến tái sinh của các loài cây mục đích ởcác kiểu rừng Từ đó các nhà lâm sinh học đã xây dựng thành công nhiềuphương thức chặt tái sinh Công trình của Walton, A B Bernard, R C - WyattSmith (1950) [76] với phương thức rừng đồng tuổi ở Mã Lai ; Taylor (1954),Jones (1960) với phương thức chặt dần tái sinh dưới tán rừng ở Nijêria vàGana Nội dung hiệu quả của từng phương thức đối với tái sinh đã đượcBaur, G N (1976) [2] tổng kết trong tác phẩm cơ sở sinh thái học trong kinhdoanh rừng

Số hóa bởi Trung tâm Học

Về phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sửdụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927) với diệntích ô đo đếm thông thường từ 1 đến 4 m2 Diện tích ô đo đếm nhỏ nênthuận lợi trong điều tra nhưng số lượng ô phải đủ lớn mới phản ánh trungthực tình hình

tái sinh rừng Để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard(1950) đã đề nghị một phương pháp “điều tra chẩn đoán” mà theo đó kíchthước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh

ở các trạng thái rừng khác nhau

Các công trình nghiên cứu về phân bố tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đớiđáng chú ý là công trình nghiên cứu của Richards, P.W (1952), Bernard Rollet(1974) tổng kết các kết quả nghiên cứu về phân bố số cây tái sinh tự nhiên đãnhận xét: trong các ô có kích thước nhỏ (1 x 1 m; 1 x 1,5 m) cây tái sinh tựnhiên có dạng phân bố cụm, một số ít có phân bố Poisson Ở Châu Phi trên

cơ sở các số liệu thu thập Tayloer (1954), Barnard (1955) xác định số lượngcây tái sinh trong rừng nhiệt đới thiếu hụt cần thiết phải bổ sung bằng trồngrừng nhân tạo Ngược lại, các tác giả nghiên cứu về tái sinh tự nhiên rừngnhiệt đới Châu á như Budowski (1956), Bava (1954), Atnot (1965) lại nhậnđịnh dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ số lượng cây tái sinh có giá trịkinh tế, do vậy các biện pháp lâm sinh đề ra cần thiết để bảo vệ và pháttriển cây tái sinh có sẵn dưới tán rừng (dẫn theo Nguyễn Duy Chuyên, 1995)[13]

Lamprecht, H (1969) [67] căn cứ vào nhu cầu ánh sáng của các loàicây trong suốt quá trình sinh sống để phân chia cây rừng nhiệt đới thành cácnhóm cây ưa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng

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, câybụi, thảm tươi là những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình táisinh rừng, cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu, đề cập đến vấn

Số hóa bởi Trung tâm Học

đề này Tác giả Baur, G N (1976) [2] cho rằng, sự thiếu hụt ánh sáng ảnhhưởng đến phát triển của cây con còn đối với sự nảy mầm và phát triểncủa cây mầm ảnh

hưởng này thường không rõ ràng và thảm cỏ, cây bụi có ảnh hưởng đến sinhtrưởng của cây tái sinh Ở những quần thụ kín tán, thảm cỏ và cây bụi kémphát triển nhưng chúng vẫn có ảnh hưởng đến cây tái sinh Nhìn chung ởrừng nhiệt đới, tổ thành và mật độ cây tái sinh thường khá lớn nhưng sốlượng loài cây có giá trị kinh tế thường không nhiều và được chú ý hơn, còncác loài cây có giá trị kinh tế thấp thường ít được nghiên cứu, đặc biệt là đốivới tái sinh ở các trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy.

Trong nghiên cứu tái sinh rừng người ta nhận thấy rằng tầng cỏ và câybụi qua thu nhận ánh sáng, độ ẩm và các nguyên tố dinh dưỡng khoáng củatầng đất mặt đã ảnh hưởng xấu đến cây con tái sinh của các loài cây

gỗ Những quần thụ kín tán, đất khô và nghèo dinh dưỡng khoáng do đóthảm cỏ và cây bụi sinh trưởng kém nên ảnh hưởng của nó đến các cây gỗ táisinh không đáng kể Ngược lại, những lâm phần thưa, rừng đã qua khai thácthì thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh mẽ Trong điều kiện này chúng lànhân tố gây trở ngại rất lớn cho tái sinh rừng (Xannikov, 1967; Vipper, 1973)(dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992) [50]

Tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy được một số tác giảnghiên cứu Saldarriaga (1991) nghiên cứu tại rừng nhiệt đới ở Colombia vàVenezuela nhận xét: Sau khi bỏ hoá, số lượng loài thực vật tăng dần từban đầu đến rừng thành thục Thành phần của các loài cây trưởng thành phụthuộc vào tỷ lệ các loài nguyên thuỷ mà nó được sống sót từ thời gian đầucủa quá trình tái sinh, thời gian phục hồi khác nhau phụ thuộc vào mức độ,tần số canh tác của khu vực đó (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000) [1]

Số hóa bởi Trung tâm Học

Nghiên cứu khả năng tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nươngrẫy từ 1 - 20 năm ở vùng Tây Bắc ấn Độ, Ramakrishnan (1981-1992) đã chobiết

chỉ số đa dạng loài rất thấp Chỉ số loài ưu thế đạt đỉnh cao nhất ở pha đầucủa quá trình diễn thế và giảm dần theo thời gian bỏ hoá Long Chun và cộng

sự (1993) đã nghiên cứu đa dạng thực vật ở hệ sinh thái nương rẫy tạiXishuangbanna tỉnh Vân Nam, Trung Quốc nhận xét: tại Baka khi nương rẫy

bỏ hoá được 3 năm thì có 17 họ, 21 chi, 21 loài thực vật, bỏ hoá 19 năm thìcó

60 họ, 134 chi, 167 loài (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000) [1]

Tóm lại, kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới cho chúng ta những hiểu biết các phương pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh tự nhiên ở một số nơi Đặc biệt, sự vận dụng các hiểu biết về 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.

1.1.2 Những nghiên cứu ở Việt Nam

1.1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Đã có nhiều công trình khoa học của nhiều tác giả tập trung vào cácđặc điểm cấu trúc của các kiểu rừng tự nhiên, rừng trồng nhằm phục vụ choviệc kinh doanh rừng lâu dài và ổn định, nhiều tác giả đã đi sâu vào môphỏng các cấu trúc rừng từ đơn giản đến phức tạp bằng các mô hình

Trần Ngũ Phương (1970) [30] đã đề cập tới một hệ thống phân loại,trong đó rất chú ý tới việc nghiên cứu quy luật diễn thế rừng

Ngày nay, hệ thống phân loại thảm thực vật UNESCO (1973) [75]được coi là khung phân loại chung cho TTV trên trái đất Hệ thống phân loạinày dựa vào cấu trúc ngoại mạo với sự bổ sung của các thông tin chung

về sinh thái, địa lý Thảm thực vật chia thành 5 lớp quần hệ: 1 Lớp quần hệ

Số hóa bởi Trung tâm Học

rừng kín; 2 Lớp quần hệ rừng thưa; 3 Lớp quần hệ cây bụi; 4 Lớp quần

hệ cây bụi lùn và các quần xã gần gũi; 5 Lớp quần hệ cây thảo Trong lớpquần hệ

cây bụi chia ra thành 2 phân lớp: phân lớp quần hệ cây bụi chủ yếu thườngxanh và phân lớp quần hệ cây bụi chủ yếu rụng lá Trong mỗi phân lớp nàyđược chia thành nhiều nhóm quần hệ và quần hệ thảm cây bụi.

Thái Văn Trừng (1978) [60] khi nghiên cứu kiểu rừng kín thường xanhmưa ẩm nhiệt đới nước ta đã đưa ra mô hình cấu trúc tầng vượt tán, tầng

ưu thế sinh thái, tầng dưới tán, tầng cây bụi và tầng cỏ quyết

Vũ Đình Phương (1987) [32] đã đưa ra phương pháp phân chia rừngphục vụ cho công tác điều chế với phân chia theo lô và dựa vào 5 nhân tố:Nhóm sinh thái tự nhiên, các giai đoạn phát triển và suy thoái của rừng, khảnăng tái tạo rừng bằng con đường tái sinh tự nhiên, đặc điểm về địa hình,thổ nhưỡng với một bảng mã hiệu dùng để tra trong quá trình phân chia

Đối với hệ sinh thái rừng nhiệt đới ở Việt Nam, Thái Văn Trừng (2000)[61] dựa vào sự ghép nối của 2 hệ thống phân loại: hệ thống phân loại đặcđiểm cấu trúc ngoại mạo làm tiêu chuẩn và hệ thống phân loại thảm thực vậtdựa trên yếu tố hệ thực vật làm têu chuẩn đã phân chia thảm thực vật ViệtNam thành 5 nhóm kiểu thảm (gọi là 5 nhóm quần hệ) với 14 kiểu quần hệ(gọi là 14 quần hệ) Mặc dù còn một số điểm cần bàn luận và chỉnh lý bổsung thêm nhưng bảng phân loại thảm thực vật Việt Nam của GS Thái VănTrừng từ bậc quần hệ trở lên gần phù hợp với hệ thống phân loại củaUNESCO (1973)

Khi nghiên cứu cấu trúc, việc mô hình hoá quy luật phân bố số cây theođường kính và theo chiều cao được chú ý nhiều hơn Đây là quy luật cơ bảnnhất trong các quy luật kết cấu lâm phần Biết được quy luật phân bố, có thể

Số hóa bởi Trung tâm Học

xác định được số cây tương ứng từng cỡ kính hay từng cỡ chiều cao, làm

cơ sở xác định trữ lượng lâm phần

Nguyễn Văn Trương (1983) [59] khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài

đã xem xét sự phân tầng theo hướng định lượng, phân tầng theo cấp chiềucao một cách cơ giới Từ những kết quả nghiên cứu của các tác giả đi trước,

Vũ Đình Phương (1987) [32] đã nhận định, việc xác định tầng thứ củarừng lá rộng thường xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhưng chỉtrong trường hợp rừng có sự phân tầng rõ rệt có nghĩa là khi rừng đã pháttriển ổn định mới sử dụng phương pháp định lượng để xác định giới hạn ĐàoCông Khanh (1996) [24] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúcrừng lá rộng thường xanh ở Hương Sơn, Hà Tĩnh làm cơ sở đề xuất một sốbiện pháp lâm sinh phục vụ khai thác và nuôi dưỡng rừng

Nguyễn Anh Dũng (2000) [15] đã tến hành nghiên cứu một số đặcđiểm cấu trúc tầng cây gỗ cho hai trạng thái rừng là IIA và IIIA1 ở lâm trườngSông Đà - Hoà Bình

Bùi Thế Đồi (2001) [17] đã tến hành nghiên cứu một số đặc điểmcấu trúc quần xã thực vật rừng trên núi đá vôi tại ba địa phương ởmiền Bắc Việt Nam

Vũ Đình Phương, Đào Công Khanh (2001) [33] thử nghiệm phươngpháp nghiên cứu một số quy luật cấu trúc, sinh trưởng phục vụ điều chếrừng lá rộng, hỗn loại thường xanh ở Kon Hà Nừng - Gia Lai cho rằng đa sốloài cây có cấu trúc đường kính và chiều cao giống với cấu trúc tương ứngcủa lâm phần, đồng thời cấu trúc của loài cũng có những biến động

Về nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng thì việc mô hình hoá cấu trúcđường kính (D1.3) được nhiều người quan tâm nghiên cứu và biểu diễn chúng

Số hóa bởi Trung tâm Học

theo các dạng hàm phân bố xác suất khác nhau, nổi bật là các công trình củacác tác giả như: Đồng Sĩ Hiền (1974) [19] dùng hàm Meyer và hệ đường cong

Poisson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ đường kính cho rừng

tự nhiên làm cơ sở cho việc lập biểu độ thon cây đứng ở Việt Nam

Nguyễn Hải Tuất (1982, 1986) [48, 49] đã sử dụng hàm phân bố giảm,phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và áp dụng quátrình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể rừng

Trần Văn Con (1991) [6] đã áp dụng hàm Weibull để mô phỏng cấutrúc đường kính cho rừng khộp ở Đăklăk

Lê Sáu (1995) [36] đã sử dụng hàm Weibull để mô phỏng các quy luậtphân bố đường kính, chiều cao tại khu vực Kon Hà Nừng, Tây Nguyên

Bùi Văn Chúc (1996) [14] đã nghiên cứu cấu trúc rừng phòng hộ đầunguồn Lâm trường sông Đà ở các trạng thái rừng IIA, IIIA1 và rừng trồng làm

cơ sở cho việc lựa chọn loài cây

Theo Nguyễn Nghĩa Thìn (1997) [53], thống kê thành phần loài củaVườn Quốc Gia Tam Đảo có khoảng 2.000 loài thực vật, trong đó có 904 loàicây có ích ở Tam Đảo thuộc 478 chi, 213 họ thuộc 3 ngành Dương xỉ, ngànhHạt trần và ngành Hạt kín Các loài này được xếp thành 8 nhóm có giá trịkhác nhau Trong các loài trên có 42 loài đặc hữu và 64 loài quý hiếm cần

được bảo tồn như: Hoàng thảo tam đảo (Dendrobium daoensis), Trà hoa dài (Camellia longicaudata), Trà hoa vàng tam đảo (Camellia petelotii), Hoa tiên (Asarum peteloti), Trọng lâu kim tiền (Paris delavayi).

Đặng Kim Vui (2002) [63], nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng phụchồi sau nương rẫy để làm cơ sở đề xuất giải pháp khoanh nuôi, làm giàurừng ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên đã kết luận đối với giai đoạn phụchồi từ