Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên tại tỉnh tuyên quang

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ------ VŨ MẠNH CƯỜNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA CÁC TRẠNG THÁ

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

- -

VŨ MẠNH CƯỜNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA CÁC TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN

TẠI TỈNH TUYÊN QUANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC

THÁI NGUYÊN, 2019

Trang 2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

1 TS Hoàng Văn Thắng

2 TS Nguyễn Thanh Tiến

THÁI NGUYÊN, 2019

Trang 3

Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu một số đặc điểm cấu

trúc của các trạng thái rừng tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang là công trình

nghiên cứu nghiêm túc của bản thân tôi, công trình được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS Hoàng Văn Thắng và TS Nguyễn Thanh Tiến trong thời gian từ năm 2017 đến 2019 Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc

Thái Nguyên, ngày 10 tháng 9 năm 2019

Tác giả

Vũ Mạnh Cường

Trang 4

Luận văn này được hoàn thành tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên theo chương trình đào tạo Cao học lâm nghiệp từ năm 2017 - 2019

Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ tận tình đầy trách nhiệm của các thầy cô giáo hướng dẫn khoa học Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban Quản lý rừng Đặc dụng, hạt kiểm lâm huyện Sơn Dương và Lâm Bình, tỉnh Tuyên Quang đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và thu thập số liệu ngoại nghiệp

Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới thầy giáo TS Hoàng Văn Thắng, TS Nguyễn Thanh Tiến đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này Tác giả cũng đã nhận được sự quan tâm, giúp

đỡ của Ban giám hiệu, Phòng quản lý Đào tạo sau đại học, các thầy giáo, cô giáo Khoa Lâm Nghiệp - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Nhân dịp này, tác giả xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quý báu đó

Do thời gian và trình độ còn hạn chế, nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự nhận xét, đóng góp ý kiến của các nhà khoa học, các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn

Thái Nguyên, ngày 10 tháng 9 năm 2019

Tác giả

Vũ Mạnh Cường

Trang 5

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC BIỂU ĐỒ vii

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

2.1 Mục tiêu chung 2

2.2 Mục tiêu cụ thể 2

3 Ý nghĩa của đề tài 2

3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 2

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Trên thế giới 4

1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc tổ thành 4

1.1.2 Nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ 5

1.1.3 Nghiên cứu về cấu trúc mật độ 7

1.1.4 Nghiên cứu phân bố số cây theo đường kính và chiều cao 8

1.1.5 Nghiên cứu về tái sinh rừng 10

1.2 Các nghiên cứu ở trong nước 14

1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc tổ thành 14

1.2.2 Về nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ 16

1.2.3 Nghiên cứu về cấu trúc mật độ 17

1.2.4 Nghiên cứu định lượng mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc 18

1.2.5 Nghiên cứu về tái sinh rừng 19

1.3 Nhận xét chung 22

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU25 2.1 Đối tượng và giới hạn nghiên cứu 25

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 25

Trang 6

2.2 Nội dung nghiên cứu 25

2.2.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao 25

2.2.2 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh 25

2.2.3 Đề xuất các biện pháp tác động phù hợp 26

2.3 Phương pháp nghiên cứu 26

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 26

2.3.2 Phương pháp xử lý số liệu 29

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33

3.1 Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao 33

3.1.1 Cấu trúc mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng của lâm phần 33

3.1.2 Cấu trúc tổ thành loài 38

3.1.3 Cấu trúc tầng thứ 42

3.1.4 Cấu trúc N/D, N/H 45

3.2 Đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh 53

3.2.1 Mật độ cây tái sinh 53

3.2.2 Tổ thành cây tái sinh 55

3.2.3 Phân bố cấp chiều cao cây tái sinh 58

3.2.4 Kiểu phân bố tầng cây tái sinh 60

3.3.Đề xuất các biện pháp lâm sinh tác động phù hợp 61

3.3.1 Đề xuất biện pháp lâm sinh đối với tầng cây cao 62

3.3.2 Đề xuất biện pháp lâm sinh đối với tầng cây tái sinh 63

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 65

4.1 Kết luận 65

4.2 Tồn tại 66

4.3 Kiến nghị 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

PHỤ LỤC 70

Trang 7

Trang 8

Bảng 3.8

Mật độ và một số chỉ tiêu sinh trưởng của tầng cây tái sinh trong các trạng thái rừng tự nhiên ở khu vực nghiên cứu

52

Trang 9

Biểu đồ 3.5 Phân bố N/Dkhu vực nghiên cứu 1.3 theo hàm khoảng cách trạng thái IIB tại 45

Biểu đồ 3.6 Phân bố N/Dkhu vực nghiên cứu 1.3 theo hàm khoảng cách trạng thái IIIA2 tại 45

Biểu đồ 3.7 Phân bố N/Dkhu vực nghiên cứu 1.3 theo hàm khoảng cách trạng thái IIIB tại 46

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang 10

Hình 3.3

Trang 11

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết

Sinh thời Chủ tịch Hồ Chí Minh đã viết “Rừng là vàng nếu chúng ta biết

bảo vệ, xây dựng thì rừng rất quý” Từ xa xưa, loài người sinh ra đã tìm cách

dựa vào rừng để sinh sống và biết khai thác, sử dụng rừng để sinh sống, phát triển Điều này cho thấy, rừng có vai trò rất to lớn đối với con người thông qua việc cung cấp nguồn gỗ, củi, điều hoà khí hậu, tạo ra oxy, điều hoà nước, chống xói mòn, rửa trôi Mất rừng gây ra hậu quả nghiêm trọng, diện tích đất trống đồi núi trọc tăng lên là nguyên nhân gây ra hiện tượng xói mòn, rửa trôi, lũ lụt, hạn hán, mất diện tích canh tác và giảm đi sự đa dạng sinh học Theo số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, tính đến ngày 31/12/2018 tổng diện tích rừng của nước ta còn khoảng 14.491.295 ha, trong đó rừng tự nhiên có 10.255.525 ha chiếm 70,77%, rừng trồng là 4.235.770 ha chiếm khoảng 29,23% và có độ che phủ đạt 41,65% (Quyết định số 911/QĐ-BNN-TCLN ngày 19/3/2019 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn) Điều này cho thấy diện tích rừng tự nhiên của nước ta chiếm tương đối lớn trong tổng diện tích rừng hiện có

Tuyên Quang là một trong các tỉnh có diện tích rừng tương đối lớn, tính đến 31/12/2018 tổng diện tích rừng hiện có của Tuyên Quang là 422.473ha, trong đó diện tích rừng tự nhiên là 233.205ha, chiếm 55,2% tổng diện tích rừng (Quyết định số 911/QĐ-BNN-TCLN ngày 19/3/2019 của Bộ trưởng Bộ NN&PTNT) Tuy nhiên hầu hết, rừng tự nhiên hiện có ở Tuyên Quang hiện nay đều đã bị tác động, thông qua khai thác chọn để lấy gỗ về làm nhà, làm chất đốt hoặc khai thác để làm nương rẫy,… Một số trạng thái rừng tự nhiên trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang do bị khai thác trong thời gian dài nên đã làm ảnh hưởng đến cấu trúc, năng suất và chất lượng rừng Do đó việc nghiên cứu

Trang 12

đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên (được phân chia theo hệ thống phân loại của Loeschao, 1960 và được bổ sung bởi Viện Điều tra quy hoạch rừng) trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang nhằm xác định được các đặc điểm cấu trúc, làm cơ sở đề xuất các giải pháp phục hồi các trạng thái rừng này là rất cần thiết Tuy nhiên, đến nay các nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên ở một số huyện trên địa bàn tỉnh còn chưa được quan tâm, đặc biệt là các trạng thái rừng tự nhiên ở hai huyện Sơn Dương và Lâm Bình Vì vậy, đề

tài luận văn “Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng

tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang” được thực hiện có lý nghĩa về mặt lý luận và

thực tiễn, góp phần quản lý bền vững các hệ sinh thái rừng trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang

2 Mục tiêu nghiên cứu

2.1 Mục tiêu chung

Xác định được một số cơ sở khoa học về cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên, làm cơ sở cho việc quản lý bền vững rừng tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang

2.2 Mục tiêu cụ thể

- Xác định được một số đặc điểm cấu trúc tầng cây cao và cây tái sinh của các trạng thái rừng tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang

- Đề xuất được một số biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp

3 Ý nghĩa của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

Kết quả thực hiện luận văn bổ sung thêm cơ sở khoa học và thông tin về đặc điểm cấu trúc rừng của một số trạng thái điển hình ở 2 huyện Lâm Bình

Trang 13

và Sơn Dương tỉnh Tuyên Quang

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài đề xuất sẽ xác định được một số đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên hiện có ở khu vực nghiên cứu và đề xuất được các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp nhằm nâng cao giá trị, chất lượng rừng, hiệu quả quản lý bền vững tài nguyên rừng tại khu vực nghiên cứu

Trang 14

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên thế giới

1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc tổ thành

Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và theo thời gian

Cấu trúc rừng là hình thức thể hiện bên ngoài của những mối quan hệ qua lại bên trong giữa thực vật rừng với nhau và giữa chúng với môi trường sống,

từ đó có thể hiểu được mối quan hệ sinh thái bên trong quần xã, làm cơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp

Cấu trúc tổ thành rừng cho biết rõ thành phần các loài cây, số lượng các loài cây, tiết diện ngang của các loài cây nhưng không chỉ ra được cấu trúc tầng thứ, cấu trúc tuổi của các loài cây trong lâm phần Sự phong phú của hệ thực vật rừng mưa nhiệt đới được nhiều nhà khoa học ghi nhận Theo Richards P.W (1952), trong rừng mưa nhiệt đới, trên mỗi ha hiếm khi thấy ít hơn 40 loài cây gỗ, mà có trường hợp còn đến trên 100 loài Baur G.N (1962), khi nghiên cứu rừng mưa ở khu vực gần Belem trên sông Amazon, trên một ô tiêu chuẩn diện tích khoảng 2 ha đã thống kê được 36 họ thực vật và trên ô tiêu chuẩn diện tích hơn 4 ha ở phía bắc New South Wales cũng đã ghi nhận được sự hiện diện của 31 họ chưa kể cây leo, cây than cỏ và thực vật phụ sinh Theo Catinot R (1965) thì trong rừng ẩm nhiệt đới châu Phi có đến vài tram loài thực vật; và trong tổ thành thực vật rừng ẩm nhiệt đới ở Đông Nam

Á thường có một nhóm loài ưu thế là nhóm họ Dầu, chiếm đến 50% quần thụ Nghiên cứu cấu trúc tổ thành rừng thông qua việc biểu diễn các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo

Trang 15

các khái niệm dạng sống, tầng phiến…

Nghiên cứu của Joost E Duivenvoorden (1995) tại vùng Amazon thuộc Colombia cho thấy, trong 95 ô tiêu chuẩn, với diện tích 0,1 ha, phân bố ở các

vị trí địa hình khác nhau có 1077 loài với đường kính ngang ngực (DBH) ≥ 10

cm Các loài này thuộc 271 giống của 60 họ, trong đó các họ Leguminosae và

họ Sapotaceae có nhiều loài có giá trị nhất

Khi nghiên cứu cấu trúc tổ thành loài rừng tự nhiên nhiệt đới thành thục (về sinh thái), Evans, J (1984) xác định, có tới 70-100 loài cây gỗ trên 1ha, nhưng hiếm có loài nào chiếm hơn 10% tổ thành loài (dẫn theo Ngô Út, 2010) Theo Tolmachop A.L (1974) ở vùng nhiệt đới thành phần thực vật rất đa dạng thể hiện ở chỗ rất ít họ chiếm tỷ lệ 10% tổng số loài của hệ thực vật đó

và tổng tỷ lệ phần trăm của 10 họ có số loài lớn nhất chỉ đạt 40-50% tổng số loài (dẫn theo Viện Điều tra quy hoạch rừng, 2006) Trong rừng hỗn giao, nhiều loài cây gỗ lớn phân bố theo tỷ lệ khá cân bằng Tuy nhiên, phần lớn trong một quần thụ thường có 1-2 loài chiếm ưu thế

Schimper (1935) khi nghiên cứu rừng vùng Bắc Mỹ cho thấy có 25-30 loài thực vật thuộc nhóm cây cho gỗ lớn (dẫn theo Ngô Út, 2010)

Laura Klappenbach (2001) cho rằng thành phần loài cây liên quan đến các loại rừng, một số khu rừng chứa đựng hàng trăm loài cây, trong khi đó một số khu rừng chỉ có một ít loài Rừng luôn luôn biến đổi và phát triển thông qua một chuỗi diễn thế, trong thời gian đó thành phần loài cây trong các khu rừng có sự thay đổi

1.1.2 Nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ

Hiện tượng phân tầng là một đặc trưng quan trọng của rừng nhiệt đới Một trong những cơ sở định lượng để phân chia tầng là quy luật phân bố số

Trang 16

cây theo cấp chiều cao Đã có một số tác giả đề xuất các phương pháp nghiên cứu tầng thứ của rừng nhiệt đới, điển hình như phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do David và P.W Richards (1933-1934) đề xướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guyan, đây 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 hướng thẳng đứng của các loài cây gỗ trong một diện tích có hạn Cusen (1951) đã khắc phục bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đưa lại một hình tượng về không gian ba chiều Tuy nhiên, do tính chất phức tạp của nó nên nhiều tác giả có ý kiến không thống nhất nhau trong cách phân chia tầng thứ Chevalier (1917), Mildraed (1922) đã ngụ ý rằng mọi phương pháp dựa vào chiều cao của cây để phân rừng thành tầng đều có tính chất tùy tiện và các “tầng” đó không có một thực tế khách quan Booberg (1932) đã lập đồ thị chiều cao của tất cả các cây gỗ đo được trong các “khu rừng bảo vệ” ở Java, và đi đến kết luận là không thể nhận ra có mấy tầng cây như các tác giả khác đã mô tả

Ngược lại, nhiều tác giả khác cho rằng rừng mưa thường có từ ba đến năm tầng: Brown (1919) khi nghiên cứu rừng cây họ Dầu tại Phillippin, đã cho biết là các cây gỗ lớn sắp xếp thành ba tầng khá rõ Richards P.W (1936) cho biết trong rừng cây họ Dầu hỗn loài nguyên sinh ở núi Dulit tại Borneo có

3 tầng cây gỗ nhưng tầng A phân biệt rõ ràng còn tầng B và C khó xác định rõ ranh giới, ngoài ra còn có một tầng cây bụi và tầng thực vật mặt đất; năm

1939 ông cũng phân rừng hỗn loài nguyên sinh ở Nigeria thành năm tầng với

ba tầng cây gỗ Vaughan và Weihe (1941) nhận thấy rằng trong rừng cực đỉnh tại Moritiut sự phân tầng là có thực và Bear (1946) cũng mô tả sự phân tầng

rõ rệt trong rừng Trinidad, với ba tầng cây gỗ và tầng cây bụi, tầng mặt đất (dẫn theo Richards P.W (1952)) Ngoài ra, khi liệt kê các nghiên cứu về cấu

Trang 17

trúc hình thái rừng nhiệt đới còn phải kể đến các tác giả như Catinot.R (1965), Plaudy.J (1978), đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng phẫu diện đồ ngang và đứng Kraft (1884), lần đầu tiên đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp của Kraft là: khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng của cây rừng trồng Theo phân cấp Kraft, cây rừng được chia làm hai nhóm: nhóm cây thống trị và nhóm cây bị chèn ép, tiếp đó ông phân chia cây rừng thành năm cấp dựa vào tình hình sinh trưởng của chúng

Việc phân cấp cây rừng cho rừng hỗn loài nhiệt đới tự nhiên là một vấn

đề phức tạp, cho đến nay vẫn chưa có tác giả nào đưa ra được phương án phân cấp cây rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiên mà được chấp nhận rộng rãi Dawkins (1958) cũng phân cây rừng tự nhiên thành 5 cấp dựa vào mức độ tán cây nhận được ánh sáng khác nhau Hệ thống Dawkins tuy mang nặng tính chủ quan, nhưng rất có giá trị để nghiên cứu quan hệ giữa mức độ thu nhận ánh sáng của cây và sinh trưởng của nó

Như vậy, nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ của các tác giả trên mới chỉ đưa ra nhận xét mang tính định tính Việc phân chia tầng thứ dựa vào cấp chiều cao mang tính cơ giới, những phân cấp đó mới chỉ thể hiện được cấu trúc đứng của rừng mà chưa phản ánh được các mối quan hệ của các nhân tố điều tra rừng, nên phần nào chưa phản ánh đúng tính phức tạp của cấu trúc rừng nhiệt đới

Tóm lại, sự phân tầng trong rừng mưa nhiệt đới mặc dù có các ý kiến trái ngược, nhưng sự phân tầng rõ rệt trong rừng mưa nhiệt đới đã được nhiều nhà khoa học xác nhận

1.1.3 Nghiên cứu về cấu trúc mật độ

Theo Richards P.W (1952), trong rừng mưa nhiệt đới ở Nam Mỹ và châu

Trang 18

Phi, mật độ lâm phần (cây có đường kính ngang ngực từ 10 cm trở lên) biến động từ 390-1710 cây/ha, trong đó mật độ của những cây có đường kính từ 41

cm trở lên khoảng 39-60 cây/ha Baur G.N (1962), cũng cho biết: trong rừng mưa nguyên sinh ở Mã Lai trên diện tích một ha có khoảng 550 cây có đường kính từ 10 cm trở lên, trong đó những cây có đường kính trên 48 cm từ 42-65 cây/ha Về mật độ tối ưu lâm phần, H Thomasius (1972) đã xây dựng lý thuyết khoảng sống và hằng số không gian sinh trưởng liên quan tới chiều cao, mật độ

và tuổi Kairukstis (1980) xác định mật độ tối ưu lâm phần theo diện tích tán lá

và mức độ che phủ Chiabera (1982) mô hình hóa mật độ tối ưu theo tuổi trên

cơ sở lấy mật độ tại tuổi 100 làm gốc (dẫn theo Nguyễn Ngọc Lung) Nhưng các phương pháp này chỉ thích hợp cho nghiên cứu rừng thuần loài đều tuổi Đối với rừng hỗn loài khác tuổi, việc xác định tuổi lâm phần rất khó khăn, cho nên khó áp dụng đối với rừng nhiệt đới hỗn loài khác tuổi

1.1.4 Nghiên cứu phân bố số cây theo đường kính và chiều cao

Các nghiên cứu cấu trúc rừng trong các thập niên gần đây có xu hướng chuyển dần từ mô tả định tính sang định lượng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học, trong đó việc mô hình hóa cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố tạo nên cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả nghiên cứu Để biểu thị tính đa dạng về loài, một số tác giả đã xây dựng công thức xác định tỷ số đa dạng về loài Một số tác giả đã xây dựng các công thức xác định chỉ số đa dạng loài như Simpson (1949), Marglef (1958), Menhinik (1964),… và để đánh giá mức độ phân tán hay tập trung của các loài, đặc biệt là lớp thảm tươi, Drule đã đưa ra khái niệm độ nhiều và cách xác định

Về cấu trúc không gian và thời gian của rừng đã được các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều, B.Rollet (1971) đã biểu diễn các quan hệ chiều cao – đường kính ngang ngực, đường kính tán – đường kính ngang ngực bằng các

Trang 19

hàm hồi quy; Phân bố đường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng các phân bố xác suất Balley (1973) mô hình hóa cấu trúc đường kính thân cây Thông với phân bố số cây theo cỡ kính (N-D) bằng hàm Weibull Lacheux (1955) đề xuất một dạng phương trình Log chuẩn để biểu thị quy luật phân bố

số cây theo đường kính, nghĩa là biểu diễn phân bố số cây theo Log của đường kính sẽ có một đường cong hình chuông Lochtch (1967) đã kiến nghị, nếu lấy đường kính làm hoành độ và log N là tung độ sẽ có 3 dạng:

- Dạng đường cong giảm đều tương ứng với hàm Mayer

- Dạng đường cong hơi lồi về phía trên thích ứng với số liệu điều tra trên diện rộng (một tỉnh, toàn quốc)

- Dạng đường cong lõm về phía trên như dạng Dawkins đã đề xuất năm 1958

Pierlot (1966) đã nhận thấy rằng việc nắn đường thực nghiệm bằng phương trình mũ sẽ mất đi những sai số ở những cỡ kính nhỏ và khuyến cáo nên dung hàm Hyperbol để nắn đường thực nghiệm là tốt hơn cả J LF Batista và H.T.Z Docouto (1990) của trường đại học Saopaulo- Brazil trong khi nghiên cứu cấu trúc rừng ở Marahoo – Brazil đã dùng hàm Weibull để nắn phân bố phần tram số cây theo cỡ kính đã có nhận xét là hàm Weibull mô phỏng rất tốt phân bố này Khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng thường dựa vào phân bố số cây theo chiều cao

Phương pháp kinh điển để nghiên cứu cấu trúc đứng của rừng tự nhiên là vẽ các phẫu diện đồ đứng với các kích thước khác nhau tùy theo mục đích nghiên cứu Các phẫn đồ đứng mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng Phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng mà điển hình là các công trình của các tác

Trang 20

giả P.W Richards (1952) hay của Roller (1974)

Nghiên cứu quy luật tương quan giữa chiều cao với đường kính thân cây được rất nhiều tác giả quan tâm Tiurin D.V (1927) đã phát hiện ra quy luật cấp sinh trưởng giảm khi tuổi lâm phần tăng lên, dẫn đến tỷ lệ H/D tăng theo tuổi Do đó đường cong quan hệ giữa H và D có thể thay đổi dạng và luôn dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên Prodan (1965) và Dittmar.O cho rằng độ dốc đường cong chiều cao có chiều hướng giảm dần khi tuổi tăng lên Curtis R.O (1967) đã mô phỏng quan hệ chiều cao với đường kính và tuổi theo dạng phương trình:

Logh = d+b1/d+b2/A+b3/dA Nhìn chung các tác giả trên thế giới khi nghiên cứu về cấu trúc vẫn tập trung nhiều vào nghiên cứu phân bố số cây theo cỡ kính Các nghiên cứu đã

áp dụng nhiều hàm toán học để mô phỏng tương quan Tuy nhiên việc sử dụng các hàm toán học không thể phản ánh hết được những mối quan hệ sinh thái giữa các cây rừng với nhau và giữa chúng với hoàn cảnh xung quanh Việc tìm một hàm toán học nào đó phù hợp tuyệt đối cho các quy luật của rừng tự nhiên nhiệt đới là rất khó

1.1.5 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc 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: dưới tán rừng, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy Vai trò lịch sử của lớp cây non này là thay thế thế hệ cây già cỗi Vì vậy tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi

Trang 21

mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố

Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây tái sinh và tầng cây gỗ lớn

đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbre-ad, 1930; Richards, 1933; 1939; Aubreville, 1938; Beard, 1946; Lebrun và Gilbert, 1954, Joné, 1955-1956; Schultz, 1960, Baur, 1964; Rollet, 1969) Do tính chất phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài có giá trị nên trong thực tiễn, người ta chỉ khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định Van steenis (1956) 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 của các loài cây ưa sáng 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 phụ thuộc vào mực độ, tần số canh tác của khu vực đó (dẫn theo Phạm Hồng Ban)

Kết quả nghiên cứu của các tác giả Lambert et al (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 Những loài cây gỗ tiên phong chết đi sau 5-10 năm và được thay thế dần bằng các loài cây rừng mọc chậm, ước tính cần phải mất hàng tram năm thì nương rẫy cũ mới chuyển thành loài hình rừng gần với dạng nguyên sinh ban đầu 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, Ramakrishman (1981,1992) đã cho

Trang 22

biết chỉ số đa dạng loài rất thấp Chỉ số ưu thế đạt đỉnh cao nhất ở pha đầu của quá trình diễn thế và giảm dần theo thời gian bỏ hóa 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 để xây dựng các biện pháp

kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý tài nguyên rừng bền vững

Trong các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng và sinh trưởng của tái sinh thì ánh sáng được xác nhận là quan trọng Balanford (1929) khi nghiên cứu tại vùng rừng thường xanh ở Malaixia nhận thấy tái sinh tốt nhất là tại những nơi

có lỗ trống, ở đấy bề ngang không rộng quá 6 m; ở nơi có lỗ trống lớn hơn không thấy xuất hiện cây tái sinh ở giữa lỗ trống (theo Ngô Út, 2010)

Theo Catinot R (1978) khi nghiên cứu về tái sinh cây họ Dầu (Dipterocarpaceae), trong các khu rừng ở vùng Đông Nam châu Á, thấy rằng tái sinh cây họ Dầu hình thành từng vệt sau khai thác

Tuomela K và các cộng sự (1995) nghiên cứu tái sinh ở các ô trống

có diện tích từ 406 đến 1242 m2 trong các khu rừng đã qua khai thác ở Kalimantan- Indonesia nhận thấy phân bố tần suất đường kính cây con ở các ô trống khác hẳn so với cây ở vùng rừng xung quanh Điều đó cho thấy cây con họ Dầu bắt đầu phát triển mạnh sau khi mở tán, tốc độ sinh trưởng tỷ lệ nghịch với diện tích ô trống và đã xác định diện tích ô trống

nhân tố ánh sáng

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, V.G.Karpov (1969) đã chỉ ra đặc điểm phức tạp trong quan hệ cạnh tranh về dinh dưỡng khoáng của đất, ánh sáng, ẩm độ và tính chất không

Trang 23

thuần nhất của quan hệ qua lại giữa các cá thể tùy thuộc đặc tính sinh vật học, tuổi và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật I.N.Nakhtenko (1973) cho rằng: sự trùng hợp cao của sự hấp thụ dinh dưỡng giữa hai loài có thể gây cho nhau sự kìm hãm sinh trưởng và làm tăng áp lực cạnh tranh giữa hai loài (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm,1992)

Đối với rừng thuần loài cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu về khả năng tái sinh tự nhiên của loài rừng này Mary L Duryea (1981) nghiên cứu về tái sinh của rừng thông thuần loài đã đề xuất 6 bước để thực hiện tái sinh tự nhiên, bao gồm: Lựa chọn cây làm giống; xây dựng kế hoạch để xác định mùa giống tốt; khai thác rừng thông; chuẩn bị hiện trường (có thể đốt hoặc cày xới đất, … để hạt dễ tiếp xúc, nẩy mầm); khai thác những cây còn chừa lại; kiểm soát các loài thực bì để cây thông con phát triển

Khi nghiên cứu về tái sinh và quản lý rừng mưa các tác giả Arturo Gomez-Pompa, Timothy Charles Whitmore and Malcolm Hedley (1991) đã

đề cập đến khả năng tái sinh cũng như những yêu cầu về quản lý đối với tái sinh rừng, những vấn đề liên quan chủ yếu là thành phần đa dạng sinh học, các động lực tái sinh ở các tỷ lệ không gian khác nhau, sinh lý thực vật của các loài mọc nhanh, khả năng tái sản xuất và di truyền, quả và quan hệ sinh thái chất nuôi dưỡng với cây con và cuối cùng là những vấn đề liên quan đến quản lý rừng

Theo tổ chức nông lương liên hiệp quốc FAO tại Bangkok- Thái Lan đã tổng kết những tiến bộ trong việc hỗ trợ phục hồi tái sinh rừng tự nhiên vùng Châu Á- Thái Bình Dương, các tác giả Patrick C.Dugan, Patrick B Durst, David J Ganz và Philip J.McKenzie (2003) đã tập hợp các nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến tái sinh rừng tự nhiên tại các nước gồm: kiểm soát lửa rừng, hạn chế chăn thả, ngăn chặn sự phát triển của các loài cỏ tranh và một vấn đề

Trang 24

quan trọng là thu hút cộng đồng địa phương cũng như chính sách của Chính phủ đối với phục hồi tái sinh rừng tự nhiên

Các nghiên cứu tại vùng Conecticut-Mỹ, các tác giả Jeffrey S.Ward, Thomas E.Worthley (2008) đã đưa ra các nhân tố giới hạn ảnh hưởng tới sự phát triển của các loài cây tái sinh, bao gồm: ánh sáng và không gian dinh dưỡng; đất, độ ẩm đất, chất đất; sự cạnh tranh, sự phát triển của quần thụ, trong đó ánh sáng được xác định là nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới sự hình thành phát triển của cây tái sinh…v v v…

1.2 Các nghiên cứu ở trong nước

Từ những năm đầu thành lập ngành lâm nghiệp, đã có nhiều công trình nghiên cứu về cơ sở khoa học và biện pháp kỹ thuật kinh doanh rừng tự nhiên

ở nước ta

1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc tổ thành

Thái Văn Trừng (1963, 1978, 1999) đã dựa trên số lượng và sinh khối nhóm loài ưu thế trong rừng nhiệt đới ẩm Việt Nam để phân định các ưu hợp

và phức hợp Nhóm loài ưu thế trong các ưu hợp không quá 10 loài, tỷ lệ cá thể của mỗi loài ưu thế chiếm khoảng 5% và tổng số cá thể của 10 loài ưu thế đó phải chiếm 40-50% tổng số cá thể cây của các tầng lập quần trong quần thể trên đơn vị diện tích điều tra Nguyễn Văn Trương (1983), cho rằng: trong rừng tự nhiên hỗn loài, chỉ tính loài cây gỗ từ trạng thái sào trở lên cũng có đến ba bốn chục loài trên một ha, nhưng trong đó loài cây gỗ lớn có thể vươn đến lớp không gian cao 30m chỉ từ 10-20% Nguyễn Ngọc Lung (1991) qua điều tra các dạng rừng khí hậu ở Hương Sơn, Kon Hà Nừng và một số địa phương khác, cũng cho biết: trên ô tiêu chuẩn diện tích một hecta thường có

từ 23-25 loài, với số cây thấp nhất cũng đạt 317 cây và cây cao nhất đến 859

Trang 25

cây trên một hecta So sánh với khu vực khác trên thế giới, Phạm Hoàng Độ (1999) cho biết: nếu ở rừng Amazon, trung bình có khoảng 90 loài trên hecta, thì ở Đông Nam Á có 160 loài Để đánh giá tổ thành rừng, nhiều tác giả đã sử dụng công thức tổ thành trên tỷ lệ phần mời theo số cây, diện ngang, hoặc chỉ

số IV%, trong đó phương pháp tính tỷ lệ tổ thành (IV%) theo phương pháp của Daniel Marmillod, (dẫn theo Vũ Đình Huề (1984)) thường được các nhà khoa học vận dụng trong những công trình nghiên cứu cấu trúc rừng

Về nghiên cứu mối quan hệ sinh thái giữa các loài cây trong rừng tự nhiên, Nguyễn Hải Tuất (1991), đã sử dụng phương pháp tương quan giữa hai

sự kiện và phương pháp kiểm tra tính độc lập Phương pháp này yêu cấu số lượng ô thu thập số liệu, tác giả đã đề xuất có thể dùng phương pháp 6 cây để đánh giá sẽ khách quan hơn Hà Thị Mừng (2004), đã sử dụng hệ số tương quan p và kiểm tra tính độc lập bằng tiêu chuẩn χ2, để nghiên cứu mối quan hệ sinh thái giữa loài giáng hương với một số loài cây khác Tác giả đã kết luận

“Quan hệ của Giáng Hương với các loài ưu thế trong rừng bán thường xanh là quan hệ ngẫu nhiên” Nguyễn Văn Thêm (1992), nghiên cứu sự kết nhóm giữa các loài trong rừng thường xanh ở Đồng Nai, đã sử dụng bảng chéo, kiểm định tính độc lập giữa các loài cây bằng tiêu chuẩn χ2; nếu hai loài có quan hệ với nhau sẽ tính cường độ liên hệ theo thống kê Lambda, Phi và Cramer’s.V; và khi có mặt nhiều loài cây trên ô, thì mối liên hệ giữa hai loài được xác định thông qua hệ số kết nhóm riêng phần Phương pháp tính toán của Nguyễn Văn Thêm là tương đối phức tạp, khó áp dụng trên thực tiễn Tóm lại: rừng tự nhiên nhiệt đới là các kiểu rừng có cấu trúc sinh thái phức tạp nhất về thành phần loài, tầng phiến và dạng sống Các chỉ tiêu để chỉ

sự đa dạng về loài của rừng tự nhiên là hệ số hỗn loài (số loài/ số cây) Cấu trúc tổ thành của loài có ý nghĩa quan trọng về sinh thái đối với quận thụ

Trang 26

rừng, chỉ tiêu để định lượng thường được dùng là giá trị IV (Important Value) tính bằng % Giá trị này được tính cho tỷ trọng số cây của một loài so với tổng quần thụ, hay tỷ trọng tiết diện ngang G, hoặc tổng của hai chỉ tiêu này Các loài có giá trị IV > 5% được xếp vào các loài ưu thế

1.2.2 Về nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ

Khác với một số tác giả nước ngoài về quan điểm tầng thứ trong rừng nhiệt đới, ở Việt Nam hầu như các nhà khoa học đều thống nhất là có sự phân tầng trong rừng tự nhiên Thái Văn Trừng (1963, 1978) đã phân rừng kín

tầng ưu thế sinh thái A2, tầng dưới tán A3, tầng cây bụi thấp B và tầng cỏ quyết C Trần Ngũ Phương (1970, 1998, 1999) cho rằng: số tầng nhiều nhất trong đai rừng nhiệt đới mưa mùa ở Việt Nam là năm, kể cả tầng cây bụi và thảm tươi Nhưng theo ông việc phân tầng theo các cấp chiều cao là không khoa học Thực tế nếu phân tầng mà không chỉ rõ giới hạn cấp chiều cao, thì việc phân tầng ấy chỉ đơn thuần mang tính chất định tính Theo Nguyễn Văn Trương (1973,1983) khi nghiên cứu cấu trúc đứng của rừng tự nhiên ở các vùng Nghệ An, Hà Tĩnh, Hà Giang, Bắc Kan và Tuyên Quang, đã chia chiều cao rừng từ đỉnh cây cao nhất đến cây thấp nhất thành một số cấp chiều cao theo công thức Hoppman và gộp thành năm cấp chiều cao Đào Công Khanh (1996), cũng cho biết: trong rừng mưa nhiệt đới, sự ứ đọng tầng tán hình thành tầng tích tụ ở một vài cấp chiều cao là tồn tại rõ rệt; và theo Vũ Đình Phương (1998), việc xác định giới hạn của các tầng thứ chỉ có thể làm được khi có sự phân tầng “rõ rệt” tức là rừng đã phát triển ổn định và rừng lá rộng thường xanh ở nước ta vào giai đoạn ổn định thường có ba tầng, v.v

Qua đây cho thấy quan điểm phân chia mặt cắt đứng của rừng thành các cấp chiều cao để có cơ sở định lượng cấu trúc, được nhiều nhà khoa học tán

Trang 27

thành và áp dụng

1.2.3 Nghiên cứu về cấu trúc mật độ

Nhằm mục đích xác định mật độ tối ưu cho lâm phần, Nguyễn Ngọc Lung (1987) trong khi nghiên cứu trên đối tượng rừng thông ba lá Tây Nguyên, đã sử dụng ba phương trình kinh nghiệm biểu thị nhu cầu không gian dinh dưỡng, trong đó dạng phương trình GT=a+p.A (GT là diện tích hình chiếu thẳng đứng tán lá, A là tuổi của lâm phần, a và p là các tham số) được chọn làm cơ sở để xây dựng mô hình mật độ hợp lý Phương pháp này phù hợp cho nghiên cứu đối tượng rừng thuần loài Trần Văn Con (1992) đề nghị ứng dụng

mô phỏng toán trong nghiên cứu động thái rừng tự nhiên dựa trên tương quan giữa tổng số cây và tiết diện ngang của lâm phần rừng khộp, tính toán các tham số phù hợp cho mỗi dạng cấu trúc để xác định mật độ tối ưu của lâm phần; qua đó cũng cho biết rằng rừng khộp Tây Nguyên rất thưa, độ đầy chỉ đạt từ 0,4-0,7 Về nghiên cứu hình thái phân bố cây rừng trên mặt đất, Nguyễn Hải Tuất (1990), Nguyễn Hải Tuất và Ngô Kim Khôi (1994) bằng phương pháp kiểm tra mức độ sai khác giữa số trung bình khoảng cách từ một cây được chọn ngẫu nhiên đến cây gần nhất với trị số bình quân lý thuyết, kết hợp với sử dụng tiêu chuẩn U của phân bố chuẩn tiêu chuẩn đánh giá khi dung lượng mẫu đủ lớn, xác định hình thái phân bố cây rừng trên mặt đất cho các trạng thái rừng từ IIA đến IV

Vận dụng phương pháp trên, Bảo Huy (1990,1993) dùng phân bố khoảng cách và kiểm tra bằng tiêu chuẩn U của phân bố chuẩn để xác định các kiểu phân bố cây rừng trên bề mặt cho các đơn vị phân loại của lâm phần Bằng lăng ở Đắc Lắc Trần Cẩm Tú (1999) áp dụng cho đối tượng rừng tự nhiên ở Hương Sơn-Hà Tĩnh

Trang 28

1.2.4 Nghiên cứu định lượng mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc

Khi lập biểu thể tích cây đứng rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam, Đồng

Sỹ Hiền (1974) đã đưa ra kết luận: Phân bố số cây theo cỡ đường kính là phân

bố giảm nhưng do quá trình khai thác chọn thô không theo quy tắc nên đường thực nghiệm thường có dạng hình răng cưa và tác giả đã dùng hàm Meyer và đường cong Pearson để mô tả phân bố này Nguyễn Văn Trương (1983), đã thử nghiệm dùng các hàm mũ, logarit, phân bố Poisson và phân bố Pearson để biểu thị cấu trúc số cây- cấp đường kính của rừng tự nhiên hỗn loài, trong đó riêng phân bố Pearson không mang lại kết quả mong muốn Trần Văn Con (1991,1992), dùng phân bố Weibull để mô phỏng cấu trúc đường kính cho rừng khộp ở Tây Nguyên; đề tài sử dụng để tham khảo phương pháp nghiên cứu Lê Minh Trung (1991) qua thử nghiệm mô phỏng phân bố N/D rừng tự nhiên ở Gia Nghĩa – Đắc Nông bằng bốn dạng hàm: Poisson, Weibull, Hyperbol và Meyer, đã có kết luận: hàm Weibull có khả năng tiếp cận được phân bố thực nghiệm của đường kính rất tốt, tuy nhiên việc xác định hai tham

số của phương trình rất phức tạp vì thế đã sử dụng hàm Meyer để tính toán Bên cạnh các nghiên cứu về phân bố N/D, thì phân bố N/H cũng đã được nhiều nhà khoa học tiến hành Bảo Huy (1993), Lê Sáu (1996), qua nghiên cứu phân bố N/H để tìm tầng tích tụ tán cây trong các kiểu rừng thường xanh

và rừng hỗn loài bằng lằng chiếm ưu thế ở Kon Hà Nừng và Đắc Lắc, đều kết luận là phân bố N/H có dạng một đỉnh với nhiều đỉnh phụ hình răng cưa, và hàm Weibull thích hợp nhất để mô tả phân bố này

Tóm lại, để nghiên cứu phân bố N/D và N/H trong các kiểu rừng thường xanh hỗn loài ở Việt Nam, các phân bố thích hợp đã được sử dụng là: Weibull, hàm Meyer và khoảng cách, riêng phân bố Poisson ít được sử dụng hơn Nhưng để có kết luận phù hợp cho đối tượng nghiên cứu, thống nhất với

Trang 29

ý kiến của Nguyễn Văn Trương (1983): “Rừng tự nhiên hỗn loài ở tất cả các nước đều có những sắc thái giống nhau, điều đó không loại trừ sự khác biệt do

tổ thành loài cây và điều kiện ngoại cảnh gây nên; và như vậy thì rõ rang không thể nào không phải sử dụng nhiều dạng hàm số khác nhau để biểu thị cấu trúc của rừng”

Trong quá trình nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên, mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra được xác lập bằng các phương trình toán học ngày càng được chú trọng Đồng Sỹ Hiền (1975) đề nghị sử dụng phương trình logarit hai chiều hoặc hàm mũ để biểu thị tương quan H/D cho rừng tự nhiên Việt Nam Vũ Tiến Hinh (1988) và một số tác giả khác: đã chọn phương trình LogH=a+blogD Trần Cẩm Tú (1999) đã dùng phương trình H = a + blogD, cho rừng tự nhiên ở Hương Sơn – Hà Tĩnh Đỗ Đình Sâm và các cộng sự (2001), qua nghiên cứu rừng tự nhiên sau khai thác, thấy rằng: quy luật phân

bố thể tích theo cấp thế hệ và đặc điểm tái sinh rừng thay đổi Phân bố N/D theo hướng giảm dần, lêch phải một đỉnh hoặc một số trường hợp là hai đỉnh

1.2.5 Nghiên cứu về tái sinh rừng

Thái Văn Trừng (1978) cho rằng tái sinh tự nhiên thực vật rừng nhiệt đới có 2 cách: tái sinh liên tục dưới tán rừng rậm của các loài chịu bóng và tái sinh theo vệt để hàn các lỗ trống

Các nghiên cứu của chuyên gia Trung Quốc tại khu vực Quỳ Châu, Nghệ

An năm 1964 đã phân chia tiêu chuẩn để đánh giá tái sinh tự nhiên dựa trên

cơ sở số lượng cây tái sinh cho một hecta, gồm: rất tốt> 12000 cây/ha; tốt: 8000-12000 cây/ha; trung bình: 4000-8000 cây/ha; xấu: 2000-4000 cây/ha; rất xấu:<2000 cây/ha (theo Trần Xuân Thiệp (1996)

Vũ Đình Huề (1975) đã có đánh giá khái quát về tái sinh rừng tự nhiên ở

Trang 30

rừng miền Bắc Nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Lung (1983) tại Kon Hà Nừng cho thấy cây tái sinh bình quân đạt 10.000-13.000 cây/ha từ cây mạ cho tới cây có đường kính dưới 10 cm Cây tái sinh bị phân hóa mạnh, dưới tán rừng già khó tìm thấy cây con của một số loài ưu thế tầng trên

Theo Nguyễn Hồng Quân (1984) ánh sáng có vai trò lớn trong quá trình phát triển cây tái sinh Do có những cây có D=12-30 cm với chiều cao 11-12

m, tạo nên tầng tán chính của rừng, tầng này không bị tác động qua khai thác, gây nên sự ứ đọng tán, không cho ánh sáng lọt xuống gây ảnh hưởng đến tái sinh của các loài cây ưa sáng

Phùng Ngọc Lan (1986) cho rằng quá trình tái sinh xác định từ lúc ra hoa kết quả đến khi tán cây sinh tham gia vào tầng A3 của rừng

Nguyễn Vạn Thường (1991) đã tổng kết và đưa ra kết luận hiện tượng tái sinh dưới tán rừng của các loài cây gỗ đã tiếp diễn liên tục, không mang tính chu kỳ Sự phân bố số cây tái sinh không đồng đều, số cây mạ (H<20 cm) chiếm ưu thế rõ rệt so với cây ở các cấp kính khác Những loài cây gỗ mềm, mọc nhanh có khuynh hướng lan tràn và chiếm ưu thế trong lớp cây tái sinh Trong khi đó các loài cây gỗ cứng, sinh trưởng chậm, chiếm tỷ lệ rất thấp và phân bố tản mạn, thậm chí còn vắng bóng ở thế hệ sau trong rừng tự nhiên Ngô Văn Trai (1995) nghiên cứu tái sinh rừng một số trạng thái rừng ở Tây Nguyên và đề xuất một số biện pháp lâm sinh phục hồi rừng

Nguyễn Duy Chuyên (1996) tiến hành nghiên cứu tái sinh tự nhiên của rừng lá rộng thường xanh hỗn loài tại Quỳ Châu, Nghệ An cho thấy: trạng thái rừng loại IV và IIIB có số lượng cây tái sinh lớn nhất: 3200-4000 cây/ha (cao nhất là IIIB), các trạng thái rừng IIIA có số lượng cây tái sinh thấp hơn, trong đó IIIA1 có 1500 cây/ha

Trang 31

Trần Xuân Thiệp (1996) qua nghiên cứu tại vùng Hương Sơn, Hà Tĩnh

đã cho rằng phương thức khai thác chọn đã có tác dụng thúc đẩy tái sinh thông qua việc mở tán rừng sau mỗi lần khai thác, do đó số loài và số lượng cây tái sinh phong phú hơn rừng nguyên sinh Số lượng cây tái sinh trung bình 6000-10000 cây/ha cho trạng thái IV và IIIB, không chênh lệch quá lớn đối với các trạng thái rừng có độ tàn che thấp hơn IIIA1, IIIA2, IIIA3 Tác giả cũng đã dựa vào số cây tái sinh có triển vọng (H≥1,5 m) để đánh giá tái sinh theo 3 cấp: tái sinh xấu< 1000 cây/ha; tái sinh trung bình: 1000-3000 cây/ha; tái sinh tốt:>3000 cây/ha Đối với trạng thái rừng loại IV phân chia theo: xấu<500 cây/ha; trung bình 500-1500 cây/ha; tốt> 1500 cây/ha

Nhiều tác giả khác cũng đã có nhiều nghiên cứu về tái sinh rừng tự nhiên như Vũ Văn Nhâm (1992), Trần Ngũ Phương (1970,1998) Ngô Kim Khôi (1999) đã dùng tiêu chuẩn U để nghiên cứu hình thái phân bố cây tái sinh trên

bề mặt đất rừng, đã chọn hàm Meyer để mô hình hóa quy luật cấu trúc tần số phân bố số cây, số loài tái sinh theo cấp chiều cao tại Khu Bảo tồn thiên nhiên

Pù Mát

Theo nghiên cứu của Viện Điều tra quy hoạch rừng (2005) cho biết mật

độ cây gỗ của trạng thái IIA, IIB biến động tùy theo từng vùng, thường trong khoảng 700-1.000 cây/ha Rừng kín cây lá rộng thường xanh phục hồi thường có mật độ cao hơn so với rừng cây lá rộng nửa rụng lá và rụng lá phục hồi Tái sinh dưới tán rừng phục hồi có mật độ tái sinh tương đối cao và biến động

từ 2.000 đến 18.000 cây/ha Rừng phục hồi thường xanh có mật độ cây tái sinh cao hơn so với rừng nửa rụng lá và rụng lá

Phạm Đình Tam (2001) nghiên cứu tại Kon Hà Nừng cho rằng tái sinh tự nhiên ở rừng khai thác chọn với cường độ 50% có nhiều triển vọng hơn so với cường độ 30% Vấn đề này cần được thảo luận thêm, vì do tán rừng được mở

Trang 32

quá rộng không phải loài nào cũng có điều kiện thuận lợi cho quá trình tái sinh, nhất là các loài cây gỗ ưa bóng trong giai đoạn đầu

Đinh Hữu Khánh (2006) đã 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, đã xác định được 9 nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh rừng và dựa vào các yếu tố chủ yếu: mật độ cây tái sinh/ha, chiều cao trung bình của các loài cây gỗ tái sinh, số tháng hạn trong năm, lượng mưa trung bình năm, cấp hạng đất để phân chia khả năng phục hồi rừng từ trạng thái IC với các khoảng thời gian

>8 năm; 5-8 năm và < 5 năm…

Như vậy, vấn đề tái sinh rừng tự nhiên đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu trên nhiều vùng sinh thái cũng như nhiều kiểu rừng khác nhau Tuy nhiên, do đặc điểm tái sinh tự nhiên có nhiều khác biệt giữa các vùng, các địa phương nên để ứng dụng cần có những nghiên cứu cụ thể

1.3 Nhận xét chung

Từ kết quả tổng quan các vấn đề nghiên cứu thế giới và ở Việt Nam, có thể thấy được một số vấn đề cụ thể như sau:

Các công trình nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc rừng như cấu trúc mật

độ, tổ thành, tầng thứ, kiểu phân bố, cấu trúc N/D, N/H… đã đạt được những thành tựu đáng kể, tạo cơ sở khoa học cũng như thực tiễn cho việc đề xuất những giải pháp lâm sinh tác động vào rừng tự nhiên Tuy nhiên, cấu trúc rừng

tự nhiên, đặc biệt là cấu trúc rừng tự nhiên vùng nhiệt đới rất phức tạp, các khu vực địa lý khác nhau lại có sự khác biệt rất lớn về tổ thành rừng, mật độ cũng như tầng thứ, điều này đòi hỏi cần có những nghiên cứu cụ thể cho từng địa phương để có cơ sở vững chắc cho việc đề xuất các giải pháp lâm sinh Bởi vậy, những nghiên cứu của đề tài là xuất phát từ thực tiễn và cần thiết

Trang 33

Các công trình nghiên cứu về rừng tự nhiên trên thế giới và trong nước rất đa dạng và phong phú Trong khuôn khổ của đề tài chỉ tập trung trình bày một số nghiên cứu điển hình về đặc trưng cấu trúc rừng có liên quan Xu hướng nghiên cứu hiện nay là chuyển dần từ định tính sang định lượng bằng việc sử dụng các mô hình toán học là một trong những phương pháp thể hiện

sự tiến bộ trong nghiên cứu các quy luật sinh học Rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở Việt Nam có diện tích lớn, bị tác động bởi nhiều yếu tố ngoại cảnh, nhất là tác động của con người Quá trình phục hồi phải trải qua nhiều giai đoạn khác nhau và đã hình thành nhiều quần thể thực vật khác nhau Muốn đề xuất được các biện pháp tác động phù hợp đòi hỏi phải nghiên cứu cấu trúc, tái sinh rừng một cách đầy đủ và phải đứng trên quan điểm tổng hợp

về sinh thái học, lâm học

Các nghiên cứu về cấu trúc ngày càng thiên từ lý thuyết sang ứng dụng thực tế Cũng chính từ việc đề cao ứng dụng thực tiễn mà những nghiên cứu đó đã đề cập đến nhiều khía cạnh phong phú như cấu trúc tổ thành, cấu trúc theo chiều thẳng đứng, cấu trúc theo chiều nằm ngang Phần lớn các tác giả đã chú ý đến việc lựa chọn mô hình lý thuyết thích hợp để mô tả các đặc điểm đặc trưng của cấu trúc rừng Từ mô hình lý thuyết thích hợp, các tác giả bằng nhiều phương pháp lâm sinh phù hợp với từng điều kiện và mục tiêu cụ thể Mặc dù đã có nhiều công trình nghiên cứu về đặc trưng cấu trúc rừng ở một khu rừng hay tại một khu vực cụ thể Tuy nhiên, các nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc cho các trạng thái rừng tự nhiên ở một số huyện của tỉnh Tuyên Quang đến nay vẫn còn ít được quan tâm

Để bổ sung thêm cơ sở khoa học cho những đặc điểm cấu trúc rừng đã

nêu trên, đề tài luận văn “Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc của các

trạng thái rừng tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang” được triển khai nhằm xác

Trang 34

định được các đặc điểm cấu trúc của một số trạng thái rừng tự nhiên ở Tuyên Quang, làm cơ sở đề xuất một số giải pháp phù hợp phục vụ cho công tác quản lý và phát triển bền vững các trạng thái rừng tự nhiên hiện có tại khu vực nghiên cứu

Trang 35

CHƯƠNG 2

ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và giới hạn nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Là các trạng thái rừng tự nhiên phục hồi IIB, IIIA2, IIIB tại hai huyện

Sơn Dương và Lâm Bình tỉnh Tuyên Quang

2.1.2 Giới hạn nghiên cứu

Về nội dung: Chỉ nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc chính của tầng cây

cao và cây tái sinh bao gồm cấu trúc mật độ, tổ thành loài, tầng thứ, phân bố N/D, N/H, kiểu phân bố cây rừng cho các trạng thái rừng phục hồi tại tỉnh Tuyên Quang

Về địa điểm: Nghiên cứu các trạng thái rừng phục hồi tại khu rừng tự

nhiên thuộc tại huyện Sơn Dương, Lâm Bình tỉnh Tuyên Quang

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao

 Cấu trúc mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng của lâm phần

 Cấu trúc tổ thành loài

 Cấu trúc tầng thứ

 Cấu trúc N/D, N/H

 Kiểu phân bố tầng cây cao

2.2.2 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh

 Mật độ cây tái sinh

 Tổ thành cây tái sinh

 Phân bố cấp chiều cao cây tái sinh

 Kiểu phân bố tầng cây tái sinh

Trang 36

2.2.3 Đề xuất các biện pháp tác động phù hợp

 Đề xuất tác động tầng cây cao

 Đề xuất tác động tầng cây tái sinh

2.3 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phương pháp kế thừa tài liệu về hiện trạng rừng tự nhiên kết hợp thu thập số liệu tại hiện trường

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu

- Phương pháp chọn và lập ô tiêu chuẩn:

Sử dụng phương pháp kế thừa tài liệu, phương pháp điều tra phỏng vấn và điều tra tại hiện trường thông qua các mẫu đại diện để thực hiện các nội dung của luận văn Trên cơ sở điều tra, khảo sát và thu thập các thông tin từ các cơ quan quản lý trên địa bàn nghiên cứu ở cấp tỉnh, huyện, tiến hành lựa chọn khu vực điển hình để nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên tại huyện Sơn Dương và Lâm Bình

Áp dụng phương pháp điều tra trên các ô tiêu chuẩn điển hình, tạm thời

để điều tra các đặc điểm cấu trúc rừng Tại khu vực nghiên cứu, tiến hành điều tra, khảo sát lựa chọn các khu rừng tự nhiên đại diện để tiến hành thu thập số liệu Do hầu hết các trạng thái rừng tự nhiên hiện có ở hai huyện nghiên cứu là ba trạng thái IIB, IIIA2 và IIIB nên ba trạng thái rừng được lựa chọn để nghiên cứu trong huyện tại huyện Sơn Dương, Lâm Bình tỉnh Tuyên Quang là trạng thái IIB, IIIA2 và IIIB

Các trạng thái rừng được phân loại theo phương pháp của Loeschau (1960) được Viện Điều tra Quy hoạch rừng nghiên cứu và bổ sung Căn cứ vào tổng tiết diện ngang, trữ lượng để phân chia các trạng thái rừng như sau:

Trang 37

Với mỗi trạng thái rừng nghiên cứu, thiết lập 3 ô tiêu chuẩn điển hình (ô

mỗi ô sơ cấp tiến hành lập 25 ô thứ cấp (để xác định tần xuất xuất hiện của loài, làm cơ sở để tính chỉ số IV%), diện tích mỗi ô thứ cấp là 100m2 (kích thước ô là 10mx10m) và trong mỗi ô sơ cấp lập 4 ô dạng bản ở 4 góc của ô

sau Tổng số ô tiêu chuẩn là 3 trạng thái rừng x 3 ôtc/trạng thái = 9 ôtc

- Phương pháp thu thập số liệu trong ô tiêu chuẩn:

Trong các ô tiêu chuẩn thứ cấp có diện tích 100m2 tiến hành thập số liệu của tầng cây cao (cây có đường kính ngang ngực từ 6cm trở lên), bao gồm các chỉ tiêu: loài cây, đường kính ngang ngực (D1.3), chiều cao vút ngọn (Hvn) và

độ tàn che tầng cây cao bằng các thước đo chuyên dụng

- Tên loài cây được xác định trên rừng và ghi vào phiếu thu thập, cây

5m 5m

50m

10m 10

m

Trang 38

không biết tên tiến hành lấy tiêu bản để giám định

- Đo D1.3 bằng thước kẹp kính

- Đo chiều cao vút ngọn bằng thước đo cao Blumeleiss

- Đường kính tán lá (Dt): dùng thước dây đo hình chiếu tán cây theo 2 chiều Đông Tây-Nam Bắc Sau đó lấy trị số trung bình với độ chính xác đến cm

- Phẩm chất cây rừng được đánh giá theo 3 cấp như sau:

* Cây phẩm chất A: Cây gỗ khỏe mạnh, thân thẳng, đều, tán cân đối, không sâu bệnh hoặc rỗng ruột

* Cây phẩm chất B: Cây có thân hơi cong, tán lệch, có thể có u biếu hoặc một số khuyết tật nhỏ nhưng vẫn có khả năng sinh trưởng và phát triển đạt đến độ trưởng thành; hoặc cây đã trưởng thành, có một số khuyết tật nhỏ nhưng không ảnh hưởng nhiều đến khả năng sinh trưởng hoặc lợi dụng gỗ

* Cây phẩm chất C: Là những cây đã trưởng thành, bị khuyết tật nặng (sâu bệnh, cong queo, rỗng ruột, cụt ngọn ) hầu như không có khả năng lợi dụng gỗ; hoặc những cây chưa trưởng thành có nhiều khiếm khuyết (sâu bệnh, cong quyeo, rỗng ruột, cụt ngọn, sinh trưởng không bình thường ) khó

có khả năng tiếp tục sinh trưởng và phát triển đạt đến độ trưởng thành

Ngoài ra trong mỗi ô thứ cấp (100m2) chọn ngẫu nhiên 1-2 cây thuộc tầng cây cao và đo khoảng cách từ cây được chọn đến cây cao gần nhất để nghiên cứu kiểu phân bố tầng cây cao trên mặt đất Trong các ô tiêu chuẩn dạng bản có diện tích 25m2 thu thập số liệu của tầng cây tái sinh (các cây có đường kính ngang ngực nhỏ hơn 6cm) thông qua các chỉ tiêu: loài cây, đường kính, chiều cao vút ngọn, nguồn gốc cây tái sinh, chất lượng cây tái sinh Ngoài ra trong mỗi ô dạng bản chọn ngẫu nhiên 7-8 cây tái sinh và đo khoảng cách từ cây được chọn đến cây tái sinh gần nhất để nghiên cứu kiểu phân bố tầng cây tái sinh trên mặt đất

Trang 39

2.3.2 Phương pháp xử lý số liệu

Sử dụng các phương pháp phân tích thống kê toán học trong lâm nghiệp

để phân tích và xử lý số liệu với sự hỗ trợ của các phần mềm Excel và SPSS Các số liệu thu thập được của nội dung nghiên cứu này được xử lý theo các phương pháp cụ thể như sau:

+ Cấu trúc tổ thành loài:

Tổ thành loài tầng cây cao được xác định theo phương pháp của Curtis

Mc Intosh (1959) thông qua chỉ số IV% và được tính theo 3 chỉ tiêu bằng công thức:

F



Trong đó:

- Ni% là phần trăm số cây của loài i trong các ô điều tra

- Gi% là phần trăm tiết diện ngang của loài i trong các ô điều tra

- Fi% là tỷ lệ phần trăm số ô điều tra có loài i xuất hiện trên tổng số

ô điều tra

Các loài có IV>5% thì tham gia vào công thức tổ thành loài

Tổ thành loài tầng cây tái sinh được tính theo công thức:

N

ni

IV i(%) 

Trong đó: - ni là số cây của loài i

- N là tổng số cây của các loài trong ô điều tra

- Tiết diện ngang G (m2/ha): G= d21.3

Trang 40

- Hệ số biến động: S%=

Trong đó: d1.3 là đường kính ngang ngực của cây, h là chiều cao vút ngọn của cây, f là hệ số thon của cây, S là sai tiêu chuẩn và x là giá trị trung bình quần thể

Trong Lâm nghiệp, phân bố theo hàm mũ thường được dùng để mô

hỗn giao, khác tuổi, đã qua khai thác chọn nhiều lần Những cây có đường kính lớn chiếm tỷ lệ thấp, ngược lại những cây có đường kính nhỏ chiếm tỷ lệ cao, phân bố thực nghiệm N-D1.3 có dạng giảm Khi đó có thể dùng hàm

Hàm Meyer có dạng: y=

Trong đó:

y: là tần số quan sát

x: là giá trị của nhân tố điều tra (D1.3)

α,β là hai tham số của phương trình

Khi giá trị x tăng, β càng lớn thì đường cong lõm và giảm càng nhanh, ngược lại β càng bé thì đường cong giảm từ từ

- Phân bố khoảng cách:

Phân bố khoảng cách là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên đứt quãng, hàm toán học có dạng:

Định dạng
Số trang	89
Dung lượng	2,18 MB