Nghiên Cứu Một Số Đặc Điểm Rừng Phòng Hộ Tại Hồ Núi Cốc, Tỉnh Thái Nguyên

Phạm vi nghiên cứu 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 rừng thứ sinh trong khu vực rừng phòng hộ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

TRỊNH THỊ NGỌC LAN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM RỪNG PHÒNG HỘ

HỒ NÚI CỐC, TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

THÁI NGUYÊN - 2018

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

TRỊNH THỊ NGỌC LAN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM RỪNG PHÒNG HỘ

HỒ NÚI CỐC, TỈNH THÁI NGUYÊN

Ngành: Sinh thái học

Mã ngành: 8.42.01.20

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS Đinh Thị Phượng

THÁI NGUYÊN - 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng công bố Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2018

Tác giả

Trịnh Thị Ngọc Lan

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến TS Đinh Thị Phượng - người đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu để tôi có thể hoàn thành được luận văn này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo Khoa Sinh học, Khoa Sau đại học, Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn tới Uỷ ban nhân dân xã Phúc Trìu, Ban quản lý rừng phòng hộ và bảo vệ môi trường Hồ Núi Cốc đã cung cấp cho tôi những tài liệu cần thiết, tạo mọi điều kiện thuận lợi và 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

Trong quá trình thực hiện luận văn do còn hạn chế về thời gian, kinh phí cũng như trình độ chuyên môn nên không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được những ý kiến quý báu của các thầy cô giáo, các nhà khoa học, bạn bè

và đồng nghiệp

Xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2018

Tác giả

Trịnh Thị Ngọc Lan

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 tiêu nghiên cứu 2

3 Phạm vi nghiên cứu 3

Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Một số khái niệm liên quan 4

1.1.1 Khái niệm về thảm thực vật 4

1.1.2 Khái niệm về rừng 4

1.1.3 Tái sinh rừng 5

1.2 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng 8

1.2.1 Trên thế giới 8

1.2.2 Ở Việt Nam 12

1.3 Những nghiên cứu về tái sinh rừng 15

1.3.1 Trên thế giới 15

1.3.2 Ở Việt Nam 19

1.4 Những nghiên cứu ở Thái Nguyên về cấu trúc rừng và tái sinh rừng 24

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 Đối tượng nghiên cứu 26

2.2 Nội dung nghiên cứu 26

2.3 Phương pháp nghiên cứu 27

2.3.1 Phương pháp điều tra theo tuyến và ô tiêu chuẩn (OTC) 27

2.3.2 Phương pháp thu mẫu thực vật 28

2.3.3 Phương pháp phân tích mẫu 28

2.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 31

Chương 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ VÀ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 32

3.1 Điều kiện tự nhiên 32

3.1.1 Vị trí địa lý, ranh giới 32

3.1.2 Địa hình 32

3.1.3 Đất đai 33

3.1,4 Khí hậu, thủy văn 34

3.1.5 Tài nguyên thiên nhiên 35

3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 36

3.2.1 Dân tộc, dân số 36

3.2.2 Hoạt động sản xuất nông, lâm nghiệp 36

3.2.3 Hoạt động công nghiệp 38

3.2.4 Giao thông 38

3.2.5 Văn hóa, giáo dục, y tế 38

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41

4.1 Sự đa dạng các taxon thực vật trong khu vực nghiên cứu 41

4.2 Đa dạng về thành phần thực vật trong khu vực nghiên cứu 44

4.2.1 Đa dạng về thành phần loài 44

4.2.2 Đa dạng về thành phần dạng sống 48

4.3 Đặc điểm về hình thái và cấu trúc của quần xã thực vật trong KVNC 54

4.3.1 Cấu trúc phân tầng của quần xã 54

4.3.2 Đặc điểm cấu trúc tổ thành và mật độ cây gỗ tái sinh 57

4.3.3 Phân bố cây gỗ tái sinh theo cấp chiều cao 59

4.3.4 Phân bố cây gỗ tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang 60

4.4 Nguồn gốc và chất lượng cây tái sinh 61

4.4.1 Nguồn gốc cây gỗ tái sinh 62

4.4.2 Chất lượng cây gỗ tái sinh 63

4.5 Đề xuất một số giải pháp lâm sinh nhằm thúc đẩy nhanh quá trình phục hồi rừng ở KVNC 64

4.5.1 Giải pháp về chính sách 64

4.5.2 Giải pháp về kỹ thuật 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67

1 Kết luận 67

2 Kiến nghị 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 4.1 Số lượng và tỷ lệ % các họ, chi, loài trong các ngành thực vậtở

KVNC 41

Bảng 4.2 Các họ có từ 3 chi trở lên ở KVNC 43

Bảng 4.3 Thành phần dạng sống thực vật trong KVNC 49

Bảng 4.4 Thành phần dạng sống thực vật của các ngành trong KVNC 53

Bảng 4.5 Cấu trúc phân tầng của quần xã rừng thứ sinh trong KVNC 54

Bảng 4.6 Cấu trúc tổ thành và mật độ các loài cây gỗ tái sinh ở KVNC 57

Bảng 4.7 Phân bố cây gỗ tái sinh theo cấp chiều cao của quần xã ở KVNC 59

Bảng 4.8 Nguồn gốc và chất lượng cây gỗ tái sinh ở KVNC 62

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí ô dạng bản (ODB) 28 Hình 4.1 Biểu đồ tỷ lệ % số họ, chi, loài trong các ngành thực vật ở KVNC 42 Hình 4.2 Biểu đồ tỷ lệ % các nhóm dạng sống của thực vật ở KVNC 49 Hình 4.3 Biểu đồ phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao của quần xãở

KVNC 60 Hình 4.4 Biểu đồ tỷ lệ % chất lượng cây gỗ tái sinh 63

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Rừng là tài nguyên quý giá của quốc gia Rừng không những là tài nguyên

có khả năng tự tái tạo và phục hồi mà rừng còn có chức năng vô cùng quan trọng Rừng là thành phần quan trọng nhất của sinh quyển, là nguồn vật chất và tinh thần cơ bản thoả mãn nhu cầu của con người Rừng là lá phổi xanh điều hòa khí hậu, hạn chế thiên tai bão lũ, là nơi cư trú và cung cấp thức ăn cho con người và động vật Tất cả mọi đời sống xã hội, nhiều quá trình hoạt động sản xuất kinh doanh của con người đều có liên quan đến rừng Rừng là nguồn cung cấp lương thực và thực phẩm, cung cấp gỗ xây dựng, chất đốt, cung cấp thuốc chữa bệnh,tinh dầu, làm cảnh và nhiều giá trị sử dụng khác Rừng là một hệ sinh thái

vô cùng phong phú và phức tạp bao gồm nhiều thành phần và các quy luật sắp xếp khác nhau theo không gian và thời gian Để duy trì và ổn định được hệ sinh thái này đòi hỏi con người cần nghiên cứu, tìm hiểu rất sâu về hệ sinh thái rừng

và từ đó có những biện pháp tác động hợp lý

Ở nước ta, rừng tự nhiên còn rất ít, chủ yếu là rừng thứ sinh ở những mức

độ thoái hoá khác nhau Nguyên nhân chủ yếu là do tác động bất hợp lý của con người như đốt nương làm rẫy, khai thác lạm dụng quá mức cho phép hay nói đúng hơn là sự đói nghèo và thiếu hiểu biết của người dân Ngày nay chỉ còn khoảng hơn 9 triệu ha rừng tự nhiên trong đó rừng giàu chiếm khoảng 30%, rừng trung bình khoảng 35%, còn lại là rừng phục hồi Trong những năm gần đây, do được bảo vệ và khoanh nuôi phục hồi nên diện tích rừng tự nhiên tăng lên đáng kể Song song với đó là diện tích rừng trồng tăng lên mạnh mẽ trong đó có cả rừng sản xuất

và rừng trồng đặc dụng, rừng trồng phòng hộ Để nhằm giảm thiểu các thiên tai, hạn hán, lũ lụt, duy trì sự cân bằng của hệ sinh thái, rừng trồng phòng hộ ở nước

ta đã và đang đóng một vai trò quan trọng Muốn nâng cao tính phòng hộ của rừng đòi hỏi phải có những biện pháp lâm sinh tác động hợp lý nhằm tạo ra rừng trồng

có cấu trúc gần giống cấu trúc của rừng tự nhiên

Rừng phòng hộ bảo vệ môi trường Hồ Núi Cốc có tổng diện tích là 11.283

ha, trong đó rừng trồng là 3.683,5 ha, rừng tự nhiên 339,3 ha và còn lại là rừng tái sinh, cây bụi, trảng cỏ Rừng phòng hộ Hồ Núi Cốc có một vị trí vô cùng quan trọng trong công tác phòng chống xói mòn, bồi lấp lòng hồ, bảo vệ đất, bảo vệ nước, tạo cảnh quan môi trường du lịch sinh thái… Rừng phòng hộ Hồ Núi Cốc

đã và đang phát huy vai trò chức năng của khu rừng phòng hộ đem lại lợi ích kinh tế một cách gián tiếp rất cao Ngoài việc cung cấp nước sinh hoạt, nước sản xuất cho thành phố Thái Nguyên và các huyện lân cận, một phần phía Tây Nam của tỉnh Bắc Giang thì nó còn đang mang lại lợi ích về cảnh quan môi trường sinh thái, thu hút hàng vạn khách du lịch thăm quan nghỉ mát Thực tế để cải tạo rừng trồng bằng cách trồng mới một số loài cây bản địa tạo ra hệ sinh thái bền vững là khó khăn và hết sức tốn kém Nguồn kinh phí phục vụ cho công tác bảo

vệ và phát triển, trồng rừng hạn hẹp Sức thu hút người dân vào việc trồng rừng còn hạn chế Qua tìm hiểu thấy hiện nay trong khu vực rừng tự nhiên hiện còn là rừng phục hồi, rừng trồng cơ cấu đơn giản (chủ yếu là Keo), chưa phát huy hiệu quả phòng hộ bảo vệ môi trường và đặc biệt chưa tạo nên hệ thống rừng cảnh quan đẹp Nhằm cung cấp thêm những cơ sở khoa học để chuyển hoá rừng trồng thành rừng gần giống với rừng tự nhiên, có tính bền vững của hệ sinh thái đáp ứng mục tiêu quan trọng của rừng phòng hộ gằn liền mục tiêu du lịch sinh thái,

tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu một số đặc điểm rừng phòng hộ tại Hồ Núi Cốc, tỉnh Thái Nguyên”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định được tính đa dạng về thành phần, dạng sống các loài thực vật

và cấu trúc rừng thứ sinh trong khu vực rừng phòng hộ Hồ Núi Cốc

- Đề xuất được một số giải pháp đẩy nhanh quá trình phục hồi rừng phục

vụ cho công tác bảo vệ của rừng phòng hộ

3 Phạm vi nghiên cứu

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 rừng thứ sinh trong khu vực rừng phòng hộ Hồ Núi Cốc ở xã Phúc Trìu, TP Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên

Thời gian nghiên cứu: đề tài được thực hiện từ 6 - 2017 đến 6 - 2018

Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Một số khái niệm liên quan

1.1.1 Khái niệm về thảm thực vật

Thảm thực vật (Vegetation) là khái niệm phổ biến được nhiều nhà khoa học đưa ra các định nghĩa khác nhau.Thảm thực vật (Vegetation) là khái niệm rất quen thuộc, có nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước đưa ra các định nghĩa khác nhau Theo J.Schmithusen (1967) [40] thì thảm thực vật là lớp thực bì của trái đất và các bộ phận cấu thành khác nhau của nó Thái Văn Trừng (1978) [55] cho rằng thảm thực vật là các quần hệ thực vật phủ trên mặt đất như một tấm thảm xanh Trần Đình Lý (1998) [29] 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 nghĩa kèm theo như: thảm thực vật cây bụi, thảm thực vật rừng ngập mặn, thảm thực vật tỉnh Thái Nguyên…

Thảm thực vật thứ sinh là các trạng thái thảm thực vật xuất hiện sau khi thảm thực vật nguyên sinh bị tác động làm thay đổi hoặc bị phá hoại.Thảm thực vật thứ sinh thường bao gồm các trạng thái sau: thảm cỏ, thảm cây bụi, rừng tái sinh tự nhiên ở các giai đoạn khác nhau Thảm thực vật thứ sinh sẽ khác biệt so với thảm thực vật nguyên sinh ở thành phần thực vật, cấu trúc tầng tán, năng lực phát triển, sinh khối và nhiều yếu tố khác

1.1.2 Khái niệm về rừng

Trải qua quá trình phát triển của lịch sử, khái niệm về rừng được tích lũy, hoàn thiện thành những học thuyết về rừng Có nhiều khái niệm về rừng được đưa ra bởi các tác giả khác nhau

Năm 1817, H.Cotta (người Đức) đã xuất bản tác phẩm những chỉ dẫn

về lâm học, đã trình bày tổng hợp những khái niệm về rừng Ông có công xây

dựng học thuyết về rừng có ảnh hưởng đến nước Đức và châu Âu trong thế kỷ

19

Năm 1912, G.F.Morozov công bố tác phẩm Học thuyết về rừng Sự phát triển hoàn thiện của học thuyết này về rừng gắn liền với những thành tựu về sinh thái học

Theo Morozov (1930), rừng là một tổng thể cây gỗ, có mối liên hệ lẫn nhau, nó chiếm một phạm vi không gian nhất định ở mặt đất và trong khí quyển Rừng chiếm phần lớn bề mặt Trái Đất và là một bộ phận của cảnh quan địa lý

Theo Tcachenco M.E (1952), rừng là một bộ phận của cảnh quan địa lý, trong đó bao gồm một tổng thể cây gỗ, cây bụi, cây cỏ, động vật và vi sinh vật Trong quá trình phát triển của mình chúng có mối quan hệ sinh học và ảnh hưởng lẫn nhau và với hoàn cảnh bên ngoài

Năm 1974, I.S Mê-lê-khôp cho rằng: Rừng là sự hình thành phức tạp của

tự nhiên, là thành phần cơ bản của sinh quyển địa cầu

Theo Sukhachep V.N: “ Rừng là một quần lạc sinh địa Quần lạc sinh địa

là tổ hợp các yếu tố thiên nhiên đồng nhất trên vùng đất xác định (đất, đá, khí hậu, nước, động vật, thực vật, vi sinh vật) Các yếu tố tự nhiên có vai trò thiết lập ra các mối quan hệ cùng với các nhóm vi sinh vật hình thành nên kiểu trao đổi chất và năng lượng đặc trưng giữa chúng với nhau và với các yếu tố tự nhiên,

nó là một thể thống nhất đang biến động và phát triển”(dẫn theo Hoàng Chung,

2008 [7])

1.1.3 Tái sinh rừng

Tái sinh rừng (Forestry regeneration) là một 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 Nguyễn Xuân Lâm (2000) [25] “ Tái sinh rừng là sự xuất hiện một

thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở dưới tán rừng hoặc trên đất rừng (sau khi làm nương rẫy), thế hệ cây tái sinh này sẽ lớn dần lên thay thế thế hệ cây già”

Biểu hiện đặc trưng của tái sinh rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh hệ sinh thái rừng (hoặc mất đi chưa lâu): dưới tán rừng, lỗ trống trong rừng, rừng sau khai thác, trên đất rừng sau đốt nương làm rẫy,…Vai trò lịch sử của thế hệ cây con là kế tục cây gỗ già cỗi Vì vậy hiểu theo nghĩa hẹp, tái sinh rừng là quá trình phục hồi lại thành phần

cơ bản của hệ sinh thái rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ Lớp cây con xuất hiện là nhân tố mới làm phong phú thêm số lượng và thành phần loài trong quần lạc sinh vật (động vật, thực vật, vi sinh vật), đóng góp vào việc hình thành tiểu hoàn cảnh rừng và làm thay đổi cả quá trình trao đổi vật chất và năng lượng diễn ra trong

hệ sinh thái Do đó có thể hiểu theo nghĩa rộng, tái sinh rừng là sự tái sinh của một hệ sinh thái rừng

Ở các vùng tự nhiên khác nhau, tái sinh rừng diễn ra theo các quy luật khác nhau Những kiến thức về sinh thái, tái sinh rừng bao gồm mối quan hệ giữa loài cây với hoàn cảnh sinh thái, đặc biệt là tiểu hoàn cảnh rừng có ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu quy luật tái sinh, trong từng loại rừng cụ thể và là cơ sở khoa học quan trọng cho việc đề xuất các biện pháp tái sinh rừng hiệu quả Tái sinh

hệ sinh thái rừng không chỉ là một hiện tượng sinh học mà còn là một hiện tượng địa lý, muốn nghiên cứu đặc điểm và quy luật tái sinh cần phải gắn liền với từng loại rừng cụ thể

Xét về bản chất sinh học, tái sinh rừng diễn ra dưới ba hình thức: tái sinh hạt, tái sinh chồi và tái sinh thân ngầm (các loài tre nứa) Mỗi hình thức tái sinh lại có những quy luật riêng và trải qua nhiều giai đoạn khác nhau Trong đó, tái sinh hạt là quá trình mà thế hệ các cây rừng mới được hình thành từ các hạt giống phải trải qua ba giai đoạn: Ra hoa kết quả, phân tán hạt giống, hạt giống nảy mầm và sinh trưởng của cây tái sinh Tái sinh chồi là quá trình vô tính cây con

được phát triển từ một phần của cây mẹ Tái sinh thân ngầm là trường hợp các cây con được phát triển từ thân ngầm Mỗi hình thức tái sinh trên có quy luật riêng và trải qua nhiều giai đoạn khác nhau

Căn cứ vào nguồn giống, có 3 mức độ tái sinh:

- Tái sinh tự nhiên: Nguồn hạt giống hoàn toàn tự nhiên

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

- Tái sinh bán nhân tạo: Nguồn giống do con người tạo ra bằng cách trồng

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

Đứng trên quan điểm triết học, tái sinh rừng là một quá trình phủ định biện chứng: Rừng non thay thế rừng già trên cơ sở được thừa hưởng hoàn cảnh thuận lợi do thế hệ rừng ban đầu tạo nên

Đứng trên quan điểm chính trị kinh tế học, tái sinh rừng là quá trình tái sản xuất mở rộng tài nguyên rừng Đương nhiên điều kiện này chỉ có thể trở thành hiện thực khi nắm chắc được các biện pháp kỹ thuật lâm sinh chính xác nhằm điều hòa và định hướng các quá trình tái sinh phục vụ mục tiêu đã đề ra Như vậy, tái sinh rừng không còn chỉ là tự nhiên, kỹ thuật mà còn là vấn đề kinh

tế - xã hội (Hoàng Kim Ngũ, Phùng Ngọc Lan, 1998 [32] 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 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 hệ sinh thái rừng

Ở Việt Nam tái sinh rừng được hiểu theo nghĩa rộng là sự tái sinh của cả

hệ sinh thái rừng Tái sinh rừng được hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng chủ yếu là tầng gỗ

1.2 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là một khái niệm chung để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian (Phùng Ngọc Lan, 1986 [24]) Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi

Cấu trúc rừng là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau có thể chung sống hài hòa 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

1.2.1 Trên thế giới

1.2.1.1 Cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng

Quy luật về cấu trúc rừng là cơ sở quan trọng để nghiên cứu sinh thái học, sinh thái rừng và đặc biệt là để xây dựng những mô hình lâm sinh cho hiệu quả sản xuất cao Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia ra làm 3 dạng cấu trúc là: cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian Cấu trúc của thảm thực vật là kết quả của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng, thực tế cấu trúc rừng nó có tính quy luật và theo trật tự của quần xã

Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt đới đã được Richards P.W (1933 - 1934), Baur G.N (1962), Odum E.P (1971)…tiến hành Những nghiên cứu này đã nêu lên quan điểm, các khái niệm và mô tả định tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng

Baur G.N (1976) [1] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái nói chung

và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng nói riêng, trong đó đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên Từ đó tác giả đưa ra các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh nhằm đem lại rừng cơ bản là đều tuổi, rừng không đều tuổi và các phương thức xử lý cải thiện rừng mưa

Odum E.P (1971) [65] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ

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

Công trình nghiên cứu của Catinot R (1965) [5], Plaudy J (1987) [36]

đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các cấu trúc sinh thái thông qua mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến

1.2.1.2 Mô tả về hình thái cấu trúc rừng

Hiện tượng thành tầng là sự sắp xếp không gian phân bố của các thành phần sinh vật rừng trên cả mặt bằng và theo chiều thẳng đứng Phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do Davit và Richards P.W (1952) [66] đề xướng

và sử dụng lần đầu tiên ở Guam cho đến nay đây vẫn là phương pháp có hiệu quả

để nghiên cứu cấu trúc tầng thứ của rừng Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là chỉ minh họa được cách sắp xếp theo chiều thẳng đứng của các loài cây gỗ trong diện tích có hạn Cusen (1953) đã khắc phục bằng cách vẽ một

số giải kề bên nhau và đưa lại một hình tượng về không gian ba chiều

Phương pháp biểu đồ trắc diện do Davit và Richards (1933 - 1934) đề xuất trong khi phân loại và mô tả rừng nhiệt đới phức tạp về thành phần loài và cấu trúc thảm thực vật theo chiều nằm ngang và chiều thẳng đứng

Richards (1964, 1967, 1968) [38] đã phân biệt tổ thành rừng mưa nhiệt đới làm hai loại là rừng mưa hỗn loài có tổ thành loài cây phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản, cũng theo tác giả, rừng mưa thường

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

Raunkiaer (1934) [67] đã phân chia các loài cây hình thành thảm thực vật thành các dạng sống và các phổ sinh học (phổ sinh học là tỉ lệ phần trăm các loài cây trong quần xã có các dạng sống khác nhau) Tuy nhiên, nhiều nhà sinh thái học cho rằng phân loại hình thái, các phổ dạng sống của Raunkiaer kém ý nghĩa hơn các dạng sinh trưởng của Humboldt và Grisebach Trong các loại rừng dựa theo cấu trúc và dạng sống của thảm thực vật, phương pháp dựa vào hình thái bên ngoài của thảm thực vật được sử dụng nhiều nhất

Kraft (1884), lần đầu tiên đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng, ông phân chia cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng cây rừng Phân cấp của ông phản ánh được tình hình phân hóa cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ rãng, đơn giản và dễ áp dụng nhưng chỉ phù hợp với rừng thuần loài đều tuổi (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1978 [59])

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

Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu hình thái cấu trúc rừng thường đưa ra những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới nên chưa phản ánh được đầy đủ thực trạng sự phân tầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới

1.2.1.3 Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng

Để kết quả nghiên cứu cấu trúc rừng mang tính chính xác, thực tế, nhiều nhà nghiên cứu đã chuyển dần từ mô tả định tính sang nghiên cứu định lượng với sự hỗ trợ của toán học và tin học Trong đó việc mô hình hoá cấu trúc rừng

(cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian), xác lập mối quan hệ giữa các nhân

tố cấu trúc rừng được các tác giả tập trung nghiên cứu có kết quả Vấn đề về cấu trúc không gian và thời gian của rừng được các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất Có thể kể đến một số tác giả tiêu biểu như: Rollet (1971), Brung (1970), Loeth et al (1976)…rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu cấu trúc không gian

và thời gian của rừng theo hướng định lượng và dùng các mô hình toán để mô phỏng các quy luật cấu trúc (dẫn theo Trần Văn Con, 2001)[9]

Rollet (1971) đã mô tả mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính bằng các hàm hồi quy, phân bố đường kính bằng các dạng phân bố xác suất Nhiều tác giả còn sử dụng hàm Weibull để mô hình hóa cấu trúc đường kính loài theo

mô hình của Schumarcher F.X và Coil T.X (1960) [68] Ngoài ra các dạng hàm Meyer, Hyperbol, hàm mũ, Poisson…cũng được nhiều tác giả sử dụng để

mô hình hóa cấu trúc rừng

Một vấn đề nữa có liên quan đến cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo hay ngoại mạo sinh thái [24], [27], [33] Đó là dựa trên cơ sở đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái của quần xã thực vật rừng Đại diện cho hệ thống phân loại rừng này có Humbold (1809), Schimper (1903), UNESCO (1973)…Trong nhiều

hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này khi nghiên cứu ngoại mạo của quần

xã thực vật đã không tách rời khỏi hoàn cảnh của nó và do vậy hình thành một hướng phân loại theo ngoại mạo sinh thái [69]

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

tả rừng ở trạng thái tĩnh Ở trạng thái động Melekhov đã nhấn mạnh sự biến đổi của rừng theo thời gian, đặc biệt là sự biến đổi của tổ thành loài cây trong lâm phần qua các giai đoạn khác nhau trong quá trình phát sinh và phát triển của rừng

Phương pháp phân tích lâm sinh đã được Lamprecht H (1969) [64] mô tả chi tiết, các tác giả nghiên cứu rừng tự nhiên vùng nhiệt đới sau đó đã vận dụng

phương pháp này và mở rộng thêm những chỉ tiêu định lượng mới cho phân tích cấu trúc rừng tự nhiên như Kammesheidt (1994) [63]

Trên thế giới các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng rất phong phú, đa dạng, có nhiều công trình nghiên cứu công phu và đem lại hiệu quả cao trong kinh doanh rừng

1.2.2 Ở Việt Nam

1.2.2.1 Về phân loại rừng

Năm 1960, Cục điều tra và quy hoạch rừng thuộc tổng cục lâm nghiệp Việt Nam đưa ra bảng phân loại đầu tiên cho ngành lâm nghiệp Việt Nam về thảm thực vật rừng Theo hệ thống này thảm thực vật Việt Nam chia thành 4 loại hình lớn sau:

Loại I: đất đai hoang trọc, trảng cỏ và cây bụi, chưa có rừng hoặc không

Ngày nay, hệ thống phân loại thảm thực vật UNESCO (1973) [69] được coi là khung phân loại chung cho thảm thực vật trên Trái Đất Hệ thống này dựa vào cấu trúc ngoại mạo với sự bổ sung của các thông tin chung về sinh thái, địa lý.Thảm thực vật được chia thành lớp quần hệ

Theo Trần Ngũ Phương (1970) [35] đã đưa ra bảng phân loại rừng ở miền Bắc Việt Nam, tác giả tổng hợp các yếu tố đất đai, khí hậu, độ cao và các nhân

tố đặc trưng của rừng để phân loại rừng ở miền Bắc Việt Nam thành 3 đai lớn theo độ cao là: Đai rừng nhiệt đới mưa mùa, đai rừng á nhiệt đới mưa mùa, đai rừng á nhiệt đới mưa mùa núi cao

Phan Kế Lộc (1985) [26] dựa trên bảng phân loại của UNESCO (1973) cũng đã xây dựng thang 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 Thế Hưng (2003) [21] cũng dựa trên nguyên tắc phân loại UNESCO (1973) 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) [12] 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

Ma Thị Ngọc Mai (2007) [30] khi phân loại thảm thực vật ở Trạm đa dạng sinh học Mê Linh - Vĩnh Phúc và vùng phụ cận, theo khung phân loại của UNESCO (1973) đã ghi nhận có 4 lớp quần hệ (rừng kín, rừng thưa, cây bụi và lớp quần hệ cỏ)

Vũ Đình Phương (1987) [34] đưa ra phương pháp phân chia rừng với đơn

vị phân chia là lô và dựa vào 5 nhân tố: nhóm sinh thái tự nhiên, các giai đoạn phát triển và suy thoái của rừng, khả năng tái tạo rừng bằng con đường tái sinh

tự nhiên, đặc điểm về địa hình, thổ nhưỡng với 1 bảng mã hiệu dùng để tra trong quá trình phân chia Phương pháp này được áp dụng trong khi xây dựng phương

án điều chế cho một số lâm trường Tây Nguyên và Quảng Ninh đã tỏ ra có nhiều

ưu điểm

Với hệ sinh thái rừng nhiệt đới ở Việt Nam, Thái Văn Trừng (2000) [56] dựa vào sự ghép nối của 2 hệ thống phân loại: Hệ thống phân loại đặc điểm cấu trúc ngoại mạo làm tiêu chuẩn và hệ thống phân loại thảm thực vật dựa trên yếu

tố hệ thực vật làm tiêu chuẩn đã phân chia thảm thực vật Việt Nam thành 5 nhóm

kiểu thảm với 14 kiểu quần hệ

Việc phân chia loại hình rừng tự nhiên ở Việt Nam là rất cần thiết đối với nghiên cứu cũng như trong sản xuất, tùy mục tiêu mà xây dựng các phương pháp phân chia khác nhau nhưng đều nhằm mục đích làm rõ thêm các đặc điểm của đối tượng cần quan tâm Công trình của Thái Văn Trừng (2000) [56] đã đặt nền móng cho việc phân chia rừng tự nhiên của nước ta một cách tổng quát Phương pháp của Vũ Đình Phương (1987) [34] tỉ mỉ hơn và cho những thông số cơ bản

về tình trạng rừng hiện tại không chỉ ở góc độ trữ lượng, vì thế người quản lý dễ phác họa các biện pháp xử lý lâm sinh tác động vào rừng

Như vậy, có khá nhiều nhà nghiên cứu đã áp dụng khung phân loại của UNESCO (1973) vào công trình nghiên cứu của mình vì nó dễ áp dụng và còn

có ưu điểm là có thể được thể hiện trên bản đồ đối với vùng nghiên cứu có diện tích không lớn

1.2.2.2 Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng

Việc đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả quan tâm như những công trình nghiên cứu mô hình hóa cấu trúc đường kính D1.3 và biểu diễn chúng theo các dạng hàm phân bố xác suất khác nhau, nổi bật là công trình của Đồng Sỹ 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

Nguyễn Hải Tuất (1982) [59] đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc của rừng thứ sinh, đồng thời cũng áp dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể rừng

Lê Minh Trung (1991) đã sử dụng hàm Poisson mô phỏng cấu trúc tán lá cây, hàm Weibull mô phỏng cấu trúc và đường kính Đồng thời cũng tiến hành khảo nghiệm hàm Hyperbol và Meyer cho các cấu trúc này (dẫn theo Phạm Ngọc Thường, 2003 [52]

Võ Đại Hải (1996) [14], 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

Vũ Đình Phương (1987) [34], nhận định việc xác định tầng thứ của rừng

lá rộng thường xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhưng chỉ trong trường hợp

có sự phân tầng rõ rệt có nghĩa là khi rừng đã phát triển ổn định mới sử dụng phương pháp định lượng để xác định giới hạn

Đào Công Khanh (1996) [22], đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng lá rộng thường xanh ở Hương Sơn, Hà Tĩnh làm cơ sở đề xuất một

số biện pháp lâm sinh phục vụ khai thác và nuôi dưỡng rừng

Các nghiên cứu định lượng cấu trúc đã được nhiều nhà lâm sinh học trong nước quan tâm ở các mức độ khác nhau nhưng đều nhằm mục đích xây dựng các

cơ sở khoa học cho các giải pháp lâm sinh thích hợp Các nghiên cứu không dừng lại ở mức độ mô tả chung chung mà đã đi sâu vào phân tích các quy luật kết cấu

và theo xu hướng chung của thế giới

1.3 Những nghiên cứu về tái sinh rừng

1.3.1 Trên thế giới

Việc nghiên cứu về tái sinh rừng nhiệt đới vô cùng phức tạp Trên thế giới vấn đề này mới được nghiên cứu từ khoảng những năm 30 của thế kỷ XX trở lại đây.Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa thường chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng đã ít nhiều bị biến đổi

Trên thế giới, các công trình nghiên cứu tái sinh rừng tiêu biểu là những công trình nghiên cứu về rừng nhiệt đới của J.Van Steenis (1956), Aubreville (1938), P.W Richards (1933), Bowt (1946), Sun (1960) và Role (1969) (theo Nguyễn Thế Hưng, 2003 [21]) Trong nghiên cứu tái sinh rừng, mỗi tác giả, nhóm tác giả đã đề cập đến nhiều góc độ, khía cạnh khác nhau

Vấn đề tái sinh rừng nhiệt đới được thảo luận nhiều nhất là hiệu quả của

các phương thức xử lý lâm sinh đến tái sinh rừng các loài cây có mục đích trong các kiểu rừng Các tác giả bàn đến vấn đề này như Taylor (1854), Kennedy (1935), Lancaster (1953), từ đó các nhà lâm sinh học đã xây dựng thành công nhiều phương thức chặt tái sinh Công trình của Bernand (1954, 1959), Wyatt Smith (19647, 1963) với phương thức rừng đều tuổi ở Mã Lai; Taylor (1954), Jones (1960) với phương thức chặt dần tái sinh dưới tán ở Nijeria và Gana Nội dung chi tiết, các bước và hiệu quả của từng phương thức đối với tái sinh đã được Baur (1961) tổng kết trong tác phẩm: Cơ sở sinh thái học của kinh doanh rừng mưa [1]

Theo Richards (1964) [38]: Trong rừng mưa nhiệt đới sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng chủ yếu, trực tiếp đến sự phát triển của cây con Ông còn đưa ra nhận xét ở rừng nhiệt đới có sự phân bố số lượng cây trong các tầng rất khác nhau Trong rừng nguyên sinh, phần lớn các loài cây ưu thế ở tầng trên, những loài ưu thế này 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 gongifi ở Guana, rừng Eusdezoxylon ở Borneo lại có đầy đủ đại diện ở các lớp kích thước Theo ông 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

Độ khép tán của quần thụ ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và sức sống của cây con Trong công trình nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa cây con và quần thụ, Karpov V.G (1969) đã chỉ ra đặc điểm phức tạp trong qua hệ cạnh tranh về dinh dưỡng khoáng của đất, độ ẩm, ánh sáng và tính chất không thuần nhất của quan hệ qua lại giữa các thực vật tùy thuộc đặc tính sinh vật học, tuổi và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật Người ta nhận thấy rằng tầng cỏ và cây bụi qua thu nhận ánh sáng, độ ẩm và các nguyên tố dinh dưỡng khoáng của tầng đất mặt đã ảnh hưởng xấu đến cây con tái sinh của các loài cây gỗ (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2002 [44])

Quá trình tái sinh ở rừng nhiệt đới có nhiều điểm khác biệt Van Steenis

(1956) [70] đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới

là tái sinh phân tán liên tục của các loài cây chịu bóng và tái sinh vệt trên các lỗ trống của các loài cây ưa sáng Richards (1933 - 1939), Aubreville (1938), Beard (1946), Jones (1955 - 1956), Baur (1964), Rollet (1969) đều có chung quan điểm: Hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố và độ dài của thời kỳ tái sinh (dẫn theo Phạm Ngọc Thường, 2003) [52]

Khi nghiên cứu tái sinh rừng nhiệt đới ở Châu Phi, Aubreville (1938) đã nhận thấy cây con của các loài cây ưu thế trong rừng mưa là rất hiếm Ông đã khái quát hóa các hiện tượng tái sinh ở rừng nhiệt đới Châu Phi để đúc kết lên lý luận bức khảm tái sinh, nhưng phần lý giải các hiện tượng còn hạn chế Tuy nhiên những kết quả quan sát của Davit và Richards P.W (1933), Bot (1946), Sun (1960), Role (1969) ở rừng nhiệt đới Nam Mỹ lại khác hẳn với nhận định của Aubreville Đó là hiện tượng tái sinh tại chỗ và liên tục của các loài cây và

tổ thành loài cây có khả năng giữ nguyên không đổi trong một thời gian dài (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1978) [55]

Trong công trình "Rừng mưa nhiệt đới", Richards P.W (1964) [38], đã nhận định rằng, tất cả các quần xã thực vật sinh ra từ rừng mưa nhiệt đới qua quá trình diễn thế thứ sinh, nếu được bảo vệ thì sau một thời gian qua các giai đoạn trung gian, chúng đều có thể phục hồi trở lại thành rừng cao đỉnh

Baur G.N (1976) [1], khi nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên đã nhận định thảm cỏ và cây bụi đã ảnh hưởng tới tái sinh của cây gỗ

Theo Taylor (1954), Bơoat Berwad (1955), số lượng cây tái sinh trong rừng thiếu hụt cần phải bổ sung bằng rừng trồng nhân tạo Ngược lại, ở châu Á như Budowski (1956), Bava (1954), Atinôt (1965) lại nhận định dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ số lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế do vậy các biện pháp lâm sinh đề ra cần thiết để bảo vệ và phát triển cây tái sinh có sẵn dưới tán rừng (dẫn theo Nguyễn Duy Chuyên, 1995) [8]

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 đến 4 m2, ô có kích thước lớn từ 10 đến 100m2, điều tra theo dải hẹp

ô có kích thước từ 10 đến 100m2 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 Để giảm sai sót trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1950) đã đề nghị một phương pháp “điều tra chẩn đoán” mà theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tùy theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau (dẫn theo Phạm Ngọc Thường, 2003 [52])

H.Lamprecht (1989) căn cứ nhu cầu sử dụng ánh sáng của các loài cây,

đã phân chia cây rừng nhiệt đới thành nhóm cây ưa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng Kết cấu của quần tụ lâm phần có ảnh hưởng đến tái sinh rừng Yurkevich I.D (1960) đã chứng minh độ tàn che tối ưu cho sự phát triển bình thường của đa số các loài cây gỗ là 0,6 - 0,7 (dẫn theo Lê Đồng Tấn,

2000 [42])

Tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy cũng 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 phụ thuộc vào mức độ, tần số canh tác của khu vực đó (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000 [2])

Nghiên cứu khả năng tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy

từ 1 - 20 năm ở vùng Tây Bắc Ấn Độ, Ramakrishnan (1981 - 1992) cho biết chỉ

số đa dạng loài rất thấp Chỉ số loài ưu thế đạt đỉnh cao nhất ở pha đầu của quá trình diễn thế và giảm dần theo thời gian bỏ hóa Long Chun và cộng sự (1993)

đã nghiên cứu đa dạng thực vật ở hệ sinh thái nương rẫy tại Xishuangbanna tỉnh Vân Nam, Trung Quốc nhận xét: Tại Baka khi nương rẫy bỏ hóa được 3 năm thì

có 17 họ, 21 chi, 21 loài thực vật; bỏ hóa 19 năm thì có 60 họ, 134 chi, 167 loài (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000 [2])

Tóm lại, qua những kết quả công trình nghiên cứu tái sinh tự nhiên của các thảm thực vật rừng trên thế giới cho thấy được các phương pháp nghiên cứu của một số tác giả cũng như những quy luật sinh thái ở một số nơi, thông qua đó đưa ra một số biện pháp lâm sinh phù hợp thúc đẩy quá trình tái sinh theo hướng

có lợi Như vậy, có thể thấy các công trình nghiên cứu tái sinh trên thế giới chủ yếu tập trung vào trạng thái rừng tự nhiên mà ít đề cập tới trạng thái rừng thứ sinh nhân tác, phục hồi nhân tạo

1.3.2 Ở Việt Nam

Rừng nhiệt đới ở nước ta 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

Ở nước ta, quá trình nghiên cứu tái sinh rừng nhiệt đới được tiến hành từ những năm 60 của thế kỷ XX Từ năm 1962 - 1967, Viện Điều tra và Quy hoạch rừng đã thực hiện chuyên đề: “Tái sinh tự nhiên rừng” tại một số khu vực rừng trọng điểm thuộc tỉnh Quảng Ninh (Tiên Yên, Ba Chẽ, Yên Hưng), Yên Bái (Văn Đàn), Nghệ An (Quỳ Châu, Nghĩa Đàn), Hà Tĩnh (Hương Sơn, Hương Khê), Quảng Bình (Long Đại)

Nguyễn Vạn Thường (1991) [48] đã tổng kết và đưa ra kết luận về tình hình tái sinh tự nhiên ở một số khu rừng miền Bắc Việt Nam như sau: Hiện tượng tái sinh dưới tán rừng của các loài cây gỗ đã tiếp diễn liên tục, không mang tính chất chu kỳ Sự phân bố số cây tái sinh không đồng đều, số cây mạ có h < 20 cm chiếm ưu thế rõ rệt so với lớp cây ở các cấp kích thước khác nhau Những loài cây gỗ mềm, ưa sáng, mọc nhanh có khuynh hướng phát triển mạnh và chiếm ưu thế trong lớp cây tái sinh Những loài cây gỗ cứng sinh trưởng chiếm tỷ lệ thấp

và phân bố tản mạn, thậm chí còn vắng bóng trong thế hệ sau trong rừng tự nhiên

Đỗ Hữu Thư, Trần Đình Lý và cộng sự (1994) [53] khi nghiên cứu năng lực tái sinh tự nhiên thảm thực vật rừng trong các trạng thái thực bì của Việt Nam nhận xét: Về số lượng và chất lượng của lớp cây tái sinh tự nhiên, tốc độ sinh trưởng và những thay đổi của lớp tái sinh tự nhiên trong giai đoạn đầu của quá trình phục hồi thảm thực vật rừng thì các dạng thực bì ở trạng thái IB, IC, IIA, IIC đều có thể xếp vào đối tượng có khả năng khoanh nuôi phục hồi rừng

Thái Văn Trừng (1978) [55] khi nghiên cứu thảm thực vật rừng Việt Nam

đã nhấn mạnh ý nghĩa của điều kiện ngoại cảnh đến các giai đoạn phát triển của cây con và nhận định rằng: Trong các nhân tố sinh thái thì ánh sáng là nhân tố quan trọng khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên cả ở rừng nguyên sinh và rừng thứ sinh

Khi bàn về vấn đề đảm bảo tái sinh trong khai thác, Phùng Ngọc Lan (1984) [23] đã nêu ra kết quả tra dặm hạt Lim dưới tán rừng ở lâm trường Hữu Lũng (Lạng Sơn) Ngay từ giai đoạn nảy mầm, bọ xít là nhân tố sinh vật đầu tiên gây ảnh hưởng đáng kể đến tỉ lệ nảy mầm Tiếp theo các đề tài trên, tác giả đã nghiên cứu và nêu lên sự cần thiết của việc bảo vệ và phát triển Lim xanh, đồng thời đề

ra một số biện pháp kỹ thuật về xử lý hạt giống, gieo trồng loài cây này

Nguyễn Văn Trương (1983) [57] đã đề cập đến mối quan hệ giữa lớp cây tái sinh với tầng cây gỗ và quy luật đào thải tự nhiên trong quá trình tái sinh tự nhiên dưới tán rừng

Hiện tượng tái sinh tự nhiên dưới lỗ trống ở các rừng thứ sinh vùng Hương Sơn - Nghệ Tĩnh đã được tác giả Phạm Đình Tam (1987) [41] làm sáng tỏ Theo dõi tình hình tái sinh dưới các lỗ trống cho thấy số lượng cây tái sinh xuất hiện khá nhiều dưới các lỗ trống khác nhau Lỗ trống càng lớn, cây tái sinh càng nhiều

và hơn hẳn những nơi kín tán

Vũ Tiến Hinh (1991) [18] khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh của rừng tự nhiên ở lâm trường Hữu Lũng (Lạng Sơn) và vùng Ba Chẽ (Quảng Ninh) đã nhận xét hệ số tổ thành tính theo % số cây của tầng tái sinh và tầng cây cao có liên hệ

chặt chẽ Đa số các loài có hệ số tổ thành tầng cây cao càng lớn thì tổ thành tầng cây tái sinh càng lớn Qua tính toán cho thấy giữa hai hệ số tổ thành có quan hệ bậc nhất và tuân theo đường thẳng: n = a + bN (Trong đó: n và N lần lượt là hệ

số tổ thành tính theo % số cây của tầng tái sinh và tầng cây cao)

Đinh Quang Diệp (1993) [13] nghiên cứutái sinh tự nhiên ở rừng Khộp (Đăk Lăk) kết luận độ tàn che của rừng, thảm mục, độ dày đặc của thảm tươi, điều kiện lập địa, lửa rừng là những nhân tố có ảnh hưởng sâu sắc đến số lượng

và chất lượng cây con tái sinh dưới tán rừng, trong đó lửa rừng là nguyên nhân gây nên tái sinh cây từ chồi Về quy luật phân bố cây trên mặt đất, tác giả nhận định khi tăng diện tích lên thì lớp cây tái sinh có phân bố cụm

Nguyễn Ngọc Lung và cộng sự (1993) cho rằng nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên cho phép nắm vững các điều kiện cần và đủ để hướng sự can thiệp của con người đi đúng hướng Quá trình đó tùy thuộc vào mức độ tác động của con người mà ta thường gọi là xúc tiến tái sinh, với mức độ cao nhất là tái sinh nhân tạo

Lê Mộng Chân (1994) [6] khi điều tra tổ thành loài cây ở vùng núi cao Vườn quốc gia Ba Vì, ông cho rằng tình hình tái sinh tốt là 4100 - 7440 cây/ha Cây có triển vọng chiếm trên 60%, thành phần cây tái sinh phần lớn là những cây chịu bóng

Khi nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên sau khai thác chọn tại lâm trường Hương Sơn - Hà Tĩnh, Trần Cẩm Tú (1998) [58] cho rằng áp dụng phương thức xúc tiến tái sinh tự nhiên có thể đảm bảo khôi phục vốn rừng, đáp ứng mục tiêu sử dụng tài nguyên rừng bền vững Tuy nhiên, các biện pháp kỹ thuật tác động phải có tác dụng thúc đẩy cây tái sinh sinh trưởng và phát triển tốt, khai thác rừng phải đồng nghĩa với tái sinh rừng và phải chú trọng điều tiết tầng tán của rừng, đảm bảo cây tái sinh phân bố đều trên toàn bộ diện tích rừng, trước khi khai thác, cần thực hiện các biện pháp mở tán rừng, chặt gieo giống, phát dọn

dây leo cây bụi và sau khai thác phải dọn vệ sinh rừng

Thái Văn Trừng (2000) [56] khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng Việt Nam đã kết luận: Ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên trong thảm thực vật rừng Nếu các điều kiện khác của môi trường như đất rừng, nhiệt độ, độ ẩm dưới tán rừng chưa thay đổi thì tổ hợp các loài cây tái sinh không có những biến đổi lớn và cũng không diễn thế một cách tuần hoàn trong không gian và theo thời gian mà diễn thế theo những phương thức tái sinh

có quy luật nhân quả giữa sinh vật và môi trường

Nguyễn Trọng Đạo (1969) [17] đã đưa ra các biện pháp kỹ thuật xúc tiến tái sinh tự nhiên dựa vào tiêu chuẩn phân loại rừng, theo ông rừng loại một thì không tu bổ và xúc tiến tái sinh

Trần Ngũ Phương (1970) [35] 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 tần 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”

Lê Đồng Tấn (2000, 2003) [42], [43] và cộng sự đã nghiên cứu quá trình phục hồi tự nhiên một số quần xã thực vật sau nương rẫy tại Sơn La Tác giả kết luận mật độ cây tái sinh giảm dần từ chân đồi lên đỉnh đồi

Phạm Ngọc Thường (2001 - 2003) [49], [50], [51], [52] nghiêncứu quá trình tái sinh tự nhiên phục hồi sau nương rẫy tại 2 tỉnh Thái Nguyên và Bắc Kạn

đã cho thấy khả năng tái sinh của thảm thực vật trên đất rừng còn nguyên trạng

có số lượng loài cây gỗ tái sinh nhiều nhất, chỉ số đa dạng loài của thảm cây gỗ

là khá cao Loài cây ưu thế trên ba vị trí địa hình và ba cấp độ dốc là khác nhau,

sự khác nhau chính là tổ thành các loài trong tổ hợp đó

Nguyễn Duy Chuyên (1995) [8] cho thấy nhiều loài cây tái sinh dưới tán rừng

có thể được biểu diễn bằng hàm toán học Qua nghiên cứu cho thấy ở diện tích nhỏ (1x1m), (2x2m) phần lớn cây tái sinh tự nhiên ở vùng sông Hiếu (Hà Tĩnh) có phân

bố cụm, ở trạng thái rừng trung bình cây tái sinh có phân bố poisson

Trần Xuân Thiệp căn cứ vào số lượng cây tái sinh đã xây dựng trong bảng đánh giá tái sinh cho các trạng thái rừng (theo hệ thống phân loại Loschau) theo

3 cấp: tốt, trung bình, xấu Về phân bố theo cấp chiều cao đều có sự tương đồng

ở các trạng thái rừng, phân bố giảm theo hàm Meyer từ cấp 1 đến 5 (< 3m), cấp

6 có chiều cao cộng dồn của cây có đường kính < 10cm nên không thể hiện rõ quy luật này

Bùi Chính Nghĩa (2012) [31], Phạm Ngọc Thường (2003) [52] đều có nhận định phân bố cây tái sinh trên mặt đất trong quá trình động thái có xu hướng biến đổi từ phân bố cụm đến phân bố ngẫu nhiên và cuối cùng là phân bố đều

Nguyễn Đắc Triển (2015) [54], nghiên cứu động thái tái sinh tự nhiên rừng

lá rộng thường xanh ở Vườn quốc gia Xuân Sơn (Phú Thọ) đã 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 diện tích tán lá có ảnh hưởng mạnh nhất đến mật độ và chiều cao cây, diện tích tán lá ảnh hưởng mạnh nhất đến chiều cao cây tái sinh

Nhiều tác giả cũng có những nghiên cứu về đặc điểm lớp tái sinh tự nhiên trong các trạng thái thực bì khác nhau ở một số vùng sinh thái đồi núi nước ta như:

Lê Thị Chinh Thuần (1985) [47], Lê Sáu (1985) [39], Phạm Đình Tam (1987) [41], Trần Đình Đại, Đỗ Hữu Thư và cộng sự (1988) [16], Vũ Tiến Hinh (1991) [18], Đỗ Hữu Thư và cộng sự (1994) [53], Hà Văn Tuế và cộng sự (1995) [60] …

Gần đây, có một số tác giả đã nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tái sinh tự nhiên của các loài cây gỗ trong thảm thực vật ở một số địa phương phía Bắc Việt Nam: Lê Đồng Tấn (2000) [42] nghiên cứu quá trình phục hồi tự

nhiên một số thảm thực vật sau nương rẫy tại Sơn La; Lê Ngọc Công (2004) [12] nghiên cứu về quá trình phục hồi rừng bằng khoanh nuôi trên một số thảm thực vật ở Thái Nguyên; Ma Thị Ngọc Mai (2007) [30] nghiên cứu quá trình diễn thế

đi lên của thảm thực vật ở trạm Đa dạng sinh học Mê Linh (Vĩnh Phúc) Ngoài

ra, còn rất nhiều tác giả khác cũng tham gia nghiên cứu tái sinh, phục hồi rừng: Đinh Hữu Khánh nghiên cứu cơ sở khoa học xác định và phân loại đối tượng khoanh nuôi phục hồi rừng ở một số tỉnh Nam Trung Bộ; Trần Đình Lý, Đỗ Hữu Thư (1995) [28] nghiên cứu quá trình phục hồi rừng vùng gò đồi Việt Nam; Nguyễn Thế Hưng (2003) [21] nghiên cứu quá trình phục hồi rừng ở huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh

Ở Việt Nam, vấn đề tái sinh tự nhiên đã được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu và được thể hiện qua 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 đã được công bố và dăng trên các tạp chí Các kết quả trên đã làm cơ sở cho việc lựa chọn đối tượng, đề xuất và lựa chọn các giải pháp khoanh nuôi phục hồi rừng và kinh doanh rừng một cách bền vững

Các biện pháp xúc tiến tái sinh tự nhiên đã được áp dụng vào thực tiễn sản xuất lâm nghiệp đã đem lại những kết quả khả quan góp phần vào việc phục hồi

độ che phủ của rừng Tuy nhiên với điều kiện của nước ta hiện nay, nhiều khu vực vẫn phải trông cậy vào tái sinh tự nhiên, còn tái sinh nhân tạo tuy được triển khai nhưng chất lượng rừng còn hạn chế Vì vậy, những nghiên cứu đầy đủ về tái sinh tự nhiên cho từng đối tượng rừng cụ thể là hết sức cần thiết nếu muốn đề xuất biện pháp kỹ thuật chính xác

1.4 Những nghiên cứu ở Thái Nguyên về cấu trúc rừng và tái sinh rừng

Cuối năm 70, Sở Nông lâm Thái Nguyên đã nghiên cứu một số mô hình rừng trồng nhằm phủ xanh đất trống đồi núi trọc như mô hình Lim, Dẻ, Trám…ở

xã Hoá Thượng, huyện Đồng Hỷ Mô hình Bạch đàn hoặc Bạch đàn - Keo ở vùng

hồ Núi Cốc, huyện Đại Từ Các mô hình này có hiệu quả kinh tế tốt đối với người dân, rừng đã được phục hồi

Năm 1986 - 1987, Vụ Khoa học kỹ thuật - Bộ Lâm nghiệp tiến hành nghiên cứu một số mô hình nông lâm kết hợp, trong đó có mô hình cây màu xen cây công nghiệp (chè) hoặc cây màu trồng xen với cây ăn quả (Mít, Dứa…) ở xã Hoá Thượng, huyện Đồng Hỷ đã có kết quả tốt [62]

Lê Ngọc Công, Hoàng Chung (1994) [11] nghiên cứu thành phần loài, thành phần dạng sống của quần hệ sa van cây bụi trên vùng đồi trung du Thái Nguyên, đã đưa ra một số loại hình khoanh nuôi phục hồi và một số mô hình rừng trồng (Lim, Dẻ, Trám…)

Nguyễn Xuân Quát (1995) [37] nghiên cứu mô hình rừng tự nhiên, mô hình vườn chè tại các vùng đồi núi thấp, đất đai bị thoái hoá mạnh của các huyện Đồng Hỷ, Phú Lương, Định Hoá, Đại Từ và thành phố Thái Nguyên

Đặng Kim Vui (2002) [61] khi nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên đã kết luận đối với giai đoạn phục hồi từ 1 - 2 tuổi (hiện trạng là thảm cây bụi) thành phần thực vật 72 loài thuộc 36 họ và họ Hòa thảo có số lượng lớn nhất (10 loài), sau đó đến họ Thầu dầu có 6 loài, họ Trinh nữ và họ Cà phê mỗi họ có 4 loài, 4 họ có 3 loài là

họ Long não, họ Cam, họ Khúc khắc và họ Cỏ roi ngựa Ngoài ra, cấu trúc trạng thái thảm thực vật cây bụi có số cá thể trong OTC cao nhất nhưng lại có cấu trúc hình thái đơn giản, độ che phủ thấp nhất 75 - 80%, chủ yếu tập trung vào các loài cây bụi

Phạm Ngọc Thường (2003) [52] 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) [12] khi nghiên cứu quá trình phục hồi rừng bằng khoanh 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) [30] 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 thế, 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) [46] khi nghiên cứu về tái sinh trong các trạng thái rừng trên núi đá vôi ở Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng sử dụng thang của Raunkier để phân loại dạng sống của thực vật, đã lập được phổ dạng sống của thực vật thân gỗ ở đây là: Ph= 9,82Mg + 26,51Me + 24,06Mi + 25,7Na + 13,26Lp + 0,65Pp và 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

Vấn đề phục hồi, tái sinh rừng ở Thái Nguyên đã được các tác giả quan tâm và thể hiện qua nhiều công trình nghiên cứu, đã cho chúng ta hiểu biết các phương pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh tự nhiên ở một số nơi Tuy nhiên vấn

đề nghiên cứu tái sinh ở KVNC còn khá mới, do đó cần nghiên cứu để hiểu rõ hơn quy luật tái sinh để từ đó đề xuất và lựa chọn các giải pháp khoanh nuôi, xúc tiến tái sinh rừng rừng phục vụ cho mục tiêu phòng hộ, bảo vệ môi trường gắn với du lịch sinh thái

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là toàn bộ các loài thực vật trong rừng thứ sinh khu vực rừng phòng hộ Hồ Núi Cốc trên địa bàn xã Phúc Trìu, TP Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu về sự đa dạng các taxon thực vật trong khu vực nghiên cứu

- Nghiên cứu về thành phần loài và thành phần dạng sống của thực vật trong khu vực nghiên cứu

- Nghiên cứu đặc điểm hình thái và cấu trúc rừng thứ sinh ở khu vực nghiên cứu

+ Cấu trúc thẳng đứng của quần xã

+ Cấu trúc tổ thành, mật độ cây tái sinh

+ Phân bố cây gỗ tái sinh theo cấp chiều cao

+ Phân bố cây gỗ theo mặt phẳng nằm ngang

+ Nguồn gốc (hạt, chồi) và chất lượng cây gỗ tái sinh (tốt, trung bình, xấu)

- Đề xuất một số giải pháp lâm sinh nhằm thúc đẩy quá trình tái sinh tự nhiên rừng ở KVNC

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp điều tra theo tuyến và ô tiêu chuẩn (OTC)

Trong đề tài này chúng tôi sử dụng phương pháp nghiên cứu của Hoàng Chung (2008) [7]

- Tuyến điều tra: Mục tiêu điều tra theo tuyến nhằm xác định sự phân bố

của các đối tượng nghiên cứu, dự kiến điểm bố trí OTC Căn cứ vào địa hình cụ thể của khu vực nghiên cứu lập các tuyến điều tra Tuyến đầu có hướng vuông góc với đường đồng mức, các tuyến sau song song với tuyến đầu Khoảng cách giữa các tuyến điều tra là 50-100m tùy vào loại hình cụ thể của từng quần xã Dọc tuyến điều tra bố trí các ô tiêu chuẩn và các ô dạng bản (ODB) để thu thập

số liệu

- Ô tiêu chuẩn: Áp dụng OTC có diện tích 400m2 (20m x 20m) cho các

trạng thái rừng, 25m2 (5m x 5m) đối với thảm cây bụi, 4m2 (2m x 2m) đối với thảm cỏ thấp Trong OTC lập các ODB có diện tích 25m2 (5m x 5m) thu thập số liệu về thành phần của thực vật, xác định tên khoa học và dạng sống của các loài cây, đo chiều cao của cây ODB được bố trí trên chỗ giao nhau của hai đường

chéo và ở 4 góc vuông của OTC Tổng diện tích các ODB phải đạt ít nhất 1/2 OTC (Hình 2.1) Số OTC được lập là 5 ô Trong OTC và ODB tiến hành đo chiều cao vút ngọn (Hvn) của các loài cây gỗ tái sinh, số lượng loài, mật độ cây gỗ tái sinh và xác định chất lượng cây gỗ tái sinh

20m

20m

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí ô dạng bản (ODB)

- Đo chiều cao cây bằng thước đo chiều cao Blumeleiss, đo theo nguyên

tắc lượng giác (trị số trung bình của 3 lần đo) Những cây có chiều cao vút ngọn

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

2.3.2 Phương pháp thu mẫu thực vật

- Đối với tuyến điều tra, tiến hành ghi chép các thông tin về các loài thực vật gặp trên tuyến như: Tên Việt Nam (hoặc tên Latinh), dạng sống (cây chồi trên mặt đất, chồi mặt đất, cây chồi nửa ẩn, cây chồi ẩn, cây một năm), đo chiều cao cây Những loài cây chưa xác định được tên thì thu thập mẫu mang về phân loại sau

- Đối với ô tiêu chuẩn tiến hành thu thập mẫu trong các ô dạng bản, cách thu mẫu cũng giống như ở tuyến điều tra

2.3.3 Phương pháp phân tích mẫu

- Xác định tên loài thực vật: tên các loài thực vật được xác định theo các

tài liệu sau: “Cây cỏ Việt Nam” của Phạm Hoàng Hộ (2003) [20], “Tên cây rừng Việt Nam” của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn (2000) [3], “Danh lục các loài thực vật Việt Nam” Nguyễn Tiến Bân và các cộng sự (2005) [4] để chỉnh

5m

lý và lập danh lục các loài thực vật tại vùng nghiên cứu

- Xác định thành phần dạng sống theo phương pháp của Raunkiaer (1934)

(dẫn theo Hoàng Chung (2008) [7].)

Theo cách phân loại này, dạng sống gồm các kiểu chính:

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

gỗ, cây bụi

2 Chồi sát mặt đất (Chamaephytes), 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 thân 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 đấy

ao hồ

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

- Với cây gỗ tái sinh

+ Xác định mật độ của các cây tái sinh như sau:

N =n

S 10000 (cây/ha) Trong đó:

N là mật độ cây tái sinh;

n là số lượng cây tái sinh

s là diện tích ô điều tra (m2) 10.000 tức là 10.000m2 (1ha)

+ Xác định tỷ lệ tổ thành và hệ số tổ thành của từng loài được tính theo công thức:

𝑛% = 𝑛𝑖

∑𝑚𝑖=1𝑛𝑖 100 Trong đó:

n% là hệ số tổ thành;

ni là số lượng cá thể loài i trong quần xã

m là tổng số các loài trong quần xã Nếu Ni ≥ 5% thì loài đó được tham gia vào công thức tổ thành Nếu Ni < 5% thì loài đó không tham gia vào công thức tổ thành

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

+ Phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang: 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)

0,26136Trong đó:

r là giá trị bình quân khoảng cách gần nhất n lần quan sát

λ là mật độ cây tái sinh tính trên một đơn vị diện tích (cây/m2)

n là dung lượng mẫu quan sát + -1,96 < U < 1,96 thì cây có phân bố ngẫu nhiên