Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng thứ sinh nghèo làm cơ sở đề xuất một số biện pháp xử lý lâm sinh trong điều chế rừng ở công ty lâm nghiệp mai sơn huyện lục nam tỉnh bắc giang

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Cấu trúc rừng tự nhiên là chủ đề đã được nhiều tác giả trong nước và ngoài nước nghiên cứu từ những năm đầu của thế kỷ XX với mục đích tìm hiểu rõ qu

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cảm ơn

Mục lục I Danh mục các bảng VI Danh mục các biểu VII

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 3

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Ở ngoài nước 3

1.1.1 Nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng 3

1.1.1.1 Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng 3

1.1.1.2 Về hình thái cấu trúc rừng mưa 4

1.1.1.3 Về cấu trúc tổ thành 5

1.1.1.4 Về cấu trúc tầng thứ 5

1.1.1.5 Về phân bố số cây theo cỡ đường kính (N-D 1.3 ) 6

1.1.1.6 Về phân bố số cây theo chiều cao (N-H) 7

1.1.2 Về phân loại rừng thứ sinh nghèo và các xử lý lâm sinh 7

1.1.3 Nghiên cứu về tái sinh rừng 10

1.2 Ở trong nước 12

1.2.1 Về nghiên cứu cấu trúc rừng 12

1.2.1.1.Về cấu trúc tổ thành 12

1.2.1.2 Về cấu trúc tầng thứ 13

1.2.1.3 Phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D 1.3 ) 14

1.2.1.4 Phân bố số cây theo cỡ chiều cao(N/H vn ) 16

1.2.2 Nghiên cứu về tái sinh tự nhiên 16

1.2.3 Quan điểm về rừng thứ sinh nghèo và phục hồi rừng thứ sinh nghèo 17

1.3 Thảo luận 19

Chương 2 21

ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 21

2.1 Vị trí địa lý 21

2.2 Địa hình địa thế 21

2.3 Thổ nhưỡng, đất đai 21

2.4 Khí hậu, thuỷ văn 22

2.4.1 Khí hậu 22

2.4.2 Thuỷ văn 22

2.5 Tình hình kinh tế xã hội 22

2.6 Điều kiện giao thông và cơ sở hạ tầng 23

2.7 Hiện trạng tài nguyên rừng và tình hình sử dụng đất 24

Chương 3 26

MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG 26

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

3.1 Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu 26

3.1.1 Mục tiêu nghiên cứu 26

3.1.1.1 Về lý luận 26

3.1.1.2 Về thực tiễn 26

3.1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 26

3.2 Nội dung nghiên cứu 26

3.2.1 Một số đặc điểm cấu trúc rừng 26

3.2.2 Tái sinh rừng 27

3.2.3 Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh trong điều chế rừng 27

3.3 Phương pháp nghiên cứu 27

3.3.1 Phương pháp luận tổng quát 27

3.3.2 Phương pháp thu thập số liệu 27

3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 28

3.3.3.1 Tính toán các chỉ tiêu cần thiết 28

3.3.3.2 Phân loại trạng thái rừng 28

3.3.3.3 Xác định tổ thành lâm phần 30

3.3.3.4 Mô phỏng các phân bố thực nghiệm 31

3.3.3.5 Tương quan giữa chiều cao vút ngọn (H vn ) với đường kính (D 1.3 ) 33 3.3.3.6 Quan hệ giữa đường kính tán với đường kính ngang ngực (D t /D 1.3 ) 34

3.3.3.7 Phương pháp xác định kiểu phân bố cây rừng trên mặt đất 34

3.3.3.8 Đánh giá tái sinh của rừng 35

Chương 4 36

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36

4.1 Một số đặc điểm cấu trúc rừng 36

4.1.1 Cấu trúc tổ thành rừng 36

4.1.1.1 Tổ thành loài cây theo tỷ lệ số cây của mỗi loài trong lâm phần 36

4.1.1.2 Tổ thành loài cây tính theo IV% 38

4.1.1.3.Tổ thành của nhóm loài cây mục đích 40

4.1.1.4 Một số nhận xét về kết quả nghiên cứu tổ thành 42

4.1.2 Mật độ tầng cây cao và hình thái phân bố cây rừng 42

4.1.2.1 Mật độ tầng cây cao 42

4.1.2.2 Hình thái phân bố cây rừng trên mặt đất 43

4.1.3 Cấu trúc đường kính 45

4.1.3.1 Phân bố số lượng loài cây theo cỡ đường kính (N L /D 1.3 ) 45

4.1.3.2 Phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D 1.3 ) 49

4.1.3.3.Phân bố số cây mục đích theo cỡ kính 53

4.1.4 Cấu trúc phân bố số cây theo cỡ chiều cao 55

4.1.4.1 Phân bố số lượng loài cây theo cỡ chiều cao (N L /H) 55

4.1.4.2 Phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/H vn ) 58

4.1.4.3 Phân bố số cây mục đích theo cỡ chiều cao (N mđ /H vn ) 61

4.2 Một số quy luật tương quan 64

4.2.1 Tương quan giữa chiều cao với đường kính thân cây (Hvn/D1.3) 64

4.2.2 Tương quan giữa đường kính tán với đường kính thân cây (Dt/D1.3)

66

4.3 Đặc điểm tái sinh rừng 68

4.3.1 Tổ thành loài cây tái sinh 68

4.3.2 Mật độ cây tái sinh 72

4.3.3 Phân bố cây tái sinh theo chiều cao 73

4.3.4 Hình thái phân bố cây tái sinh 74

4.4 Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh trong điều chế rừng tại công ty lâm nghiệp Mai Sơn 75

4.4.1 Trạng thái rừng IIB 75

4.4.1.1 Đối với tầng cây cao: 75

4.4.1.2 Đối với tầng cây tái sinh 75

4.4.2 Trạng thái rừng IIIA1 76

4.4.2.1 Đối với tầng cây cao: 76

4.4.2.2.Đối với tầng cây tái sinh: 77

4.4.3 Trạng thái rừng IIIA2 77

4.4.3.1 Đối với tầng cây cao: 77

4.4.3.2 Đối với tầng cây tái sinh 78

Chương 5 79

KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 79

5.1 Kết luận 79

5.1.2 Cấu trúc rừng ở công ty lâm nghiệp Mai Sơn 79

5.1.2.1 Cấu trúc tổ thành rừng 79

5.1.2.2 Cấu trúc mật độ và hình thái phân bố cây rừng 80

5.1.2.3 Cấu trúc N/D 1.3 80

5.1.2.4 Cấu trúc N/hvn 80

5.1.3 Một số quy luật tương quan 81

5.1.4 Khả năng tái sinh rừng 81

5.1.5 Về đề xuất các biện pháp xử lý lâm sinh trong điều chế rừng ở công

ty lâm nghiệp Mai Sơn 81

5.1.5.1.Đối với tầng cây cao 81

5.1.5.2 Đối với tầng cây tái sinh 83

5.2 Tồn tại 84

5.3 Kiến nghị 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Hiện trạng sử dụng đất đai, tài nguyên rừng 24

của công ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang 24

Bảng 4.1: Tổ thành tầng cây cao tính theo tỷ lệ số cây của rừng thứ sinh nghèo tại công ty lâm nghiệp Mai Sơn 37

Bảng 4.2: Tổ thành tầng cây cao tính theo tỷ lệ số cây và tổng diện ngang (IV%) của rừng thứ sinh nghèo tại công ty lâm nghiệp Mai Sơn 39

Bảng 4.3: Tổ thành loài mục đích ở công ty lâm nghiệp Mai Sơn 41

Bảng 4.4: Mật độ tầng cây cao của rừng thứ sinh nghèo 43

tại công ty lâm nghiệp Mai Sơn 43

Bảng 4.5: Kết quả xác định hình thái phân bố cây rừng trên mặt đất 44

Bảng 4.6: Mô phỏng phân bố NL/D1.3 bằng hàm Weibull 46

Bảng 4.7: Mô phỏng phân bố NL/D1.3 bằng hàm Khoảng cách 46

Bảng 4.8: Mô phỏng phân bố N/D1.3 bằng hàm Khoảng cách 50

Bảng 4.9: Mô phỏng phân bố N/D1.3 bằng hàm Weibull 50

Bảng 4.10: Phân bố số cây mục đích theo cỡ kính 53

Bảng 4.11: Mô phỏng phân bố NL/Hvn bằng hàm Weibull 56

Bảng 4.12: Mô phỏng phân bố N/Hvn bằng hàm Weibull 58

Bảng 4.13: Phân bố số cây mục đích theo cỡ chiều cao 61

Bảng 4.14: Kết quả nghiên cứu quan hệ tương quan Hvn/D1.3 64

Bảng 4.15: Kết quả kiểm tra sự thuần nhất tham số b 65

của phương trình Hvn = a + b.LnD1.3 65

Bảng 4.16: Kết quả nghiên cứu quan hệ tương quan Dt/D1.3 67

Bảng 4.17: Kết quả kiểm tra sự thuần nhất tham số b của 68

phương trình Dt = a + b.D1.3 68

Bảng 4.18: Tổ thành loài cây tái sinh 69

Bảng 4.19: Số loài, tỷ lệ cây tái sinh mục đích 71

Bảng 4.20: Mật độ cây tái sinh ở các trạng thái rừng 72

Bảng 4.21: Tỷ lệ cây tái sinh theo cấp chiều cao 73

Bảng 4.22: Hình thái phân bố cây tái sinh của các trạng thái rừng 74

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Hình 4.1: Quy luật phân bố số loài cây theo cỡ kính 48

Hình 4.2: Biểu đồ phân bố N/D1.3 theo hàm Weibull 52

Hình 4.3: Biểu đồ phân bố số cây mục đích theo cỡ kính……… 54

Hình 4.4: Biểu đồ phân bố NL/Hvn theo hàm Weibull 57

Hình 4.5: Biểu đồ phân bố N/Hvn theo hàm Weibull 60

Hình 4.6: Phân bố số cây mục đích theo cỡ chiều cao 63

nghiệp, tôi luôn nhận được sự động viên, giúp đỡ nhiệt tình của nhà trường, các cơ quan và bạn bè đồng nghiệp

Nhân dịp này, cho phép tôi gửi lời cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Lâm nghiệp, Trường Cao đẳng Nông Lâm; các cán bộ, công nhân viên của công ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang

và nhân dân địa phương tại khu vực nghiên cứu đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thu thập và xử lý số liệu Đặc biệt cho tôi bày tỏ lòng biết

ơn sâu sắc tới NGƯT.PGS.TS Trần Hữu Viên, người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Cuối cùng, tôi gửi lời cảm ơn chân thành tới các bạn bè, các bạn đồng nghiệp gần xa và những người thân trong gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Tuy nhiên, trong khuôn khổ thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế, đề tài mới chỉ nghiên cứu được một số đặc điểm cấu trúc rừng thứ sinh tại công

ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang Do vậy, đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy giáo, cô giáo, các nhà khoa học cùng bạn bè đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn

Tôi xin cam đoan: số liệu điều tra, tính toán là đúng; công trình nghiên cứu này là sản phẩm khoa học của bản thân tôi

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 10 năm 2009

Tác giả

Triệu Văn Khôi

ĐẶT VẤN ĐỀ

Rừng tự nhiên là một hệ sinh thái cực kỳ phức tạp bao gồm nhiều thành phần với các quy luật sắp xếp khác nhau theo không gian và thời gian Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng có vai trò quan trọng trong hoạt động lâm nghiệp Nắm được cấu trúc rừng, nhà lâm nghiệp có thể xác định mức độ giàu, nghèo của tài nguyên rừng, biết được các quy luật sắp xếp và tổ hợp của các loài cây trong quần xã nhằm làm căn cứ khoa học để đề xuất các biện pháp quản lý, sử dụng hệ sinh thái rừng một cách bền vững

Hiện nay, việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng thứ sinh nghèo là vấn

đề càng trở nên cấp bách và cần thiết hơn bao giờ hết, vì đây là loại rừng chiếm chủ yếu diện tích rừng tự nhiên ở Việt Nam Theo kết quả đánh giá của Cục phát triển Lâm nghiệp thì trong tổng số 8,252 triệu ha rừng tự nhiên có 5,181 triệu ha rừng lá rộng thường xanh trong đó rừng giàu chỉ chiếm 567.500

ha (11%), rừng trung bình 1.717.000 ha (33,1%) rừng nghèo 2.896.300 ha (55,9%); rừng giàu đa số phân bố ở vùng cao, dốc, khó khai thác Nhu cầu phục hồi rừng thứ sinh nghèo là rất lớn và việc phục hồi rừng thứ sinh nghèo còn gặp nhiều khó khăn do thiếu những nghiên cứu về đặc điểm lâm học của rừng trong đó có đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng

Bắc giang là tỉnh thuộc khu vực miền núi phía Bắc có thế mạnh về phát triển lâm nghiệp, theo kết quả công bố hiện trạng diện tích rừng và đất chưa

có rừng quy hoạch cho lâm nghiệp tỉnh Bắc Giang năm 2008 cho thấy tổng diện tích đất có rừng là 156.927,3 ha, với 67.996,3 ha rừng tự nhiên (chiếm 43,3%), 88.931,0 ha rừng trồng cây lâm nghiệp và cây ăn quả (chiếm 56,7%) Diện tích rừng tự nhiên hiện còn của tỉnh chủ yếu là rừng nghèo trữ lượng, ít loài cây có giá trị kinh tế cao, đang trong giai đoạn phục hồi Để quá trình phục hồi rừng thứ sinh nghèo theo chiều hướng vừa có lợi về kinh tế vừa đảm

bảo duy trì cân bằng sinh thái cần phải có nghiên cứu đầy đủ, có hệ thống về đặc điểm của rừng thứ sinh nghèo trong đó nhấn mạnh đến nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc bên trong của quần xã thực vật rừng từ đó làm cơ sở đề xuất các biện pháp lâm sinh phù hợp Việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp

lý là vấn đề sống còn trong việc phục hồi rừng, dẫn dắt rừng phát triển theo hướng có lợi cả về kinh tế và môi trường sinh thái, đảm bảo sử dụng tài nguyên rừng và đất rừng một cách bền vững, lâu dài

Xuất phát từ thực tế trên, kết hợp với kiến thức đã được học và sự giúp đỡ

của các thầy giáo, cô giáo, tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng thứ sinh nghèo làm cơ sở đề xuất một số biện pháp xử lý lâm sinh trong điều chế rừng ở công ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang.”

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Cấu trúc rừng tự nhiên là chủ đề đã được nhiều tác giả trong nước và ngoài nước nghiên cứu từ những năm đầu của thế kỷ XX với mục đích tìm hiểu rõ quy luật tổ hợp, sắp xếp của các nhân tố cấu trúc rừng như cấu trúc tổ thành loài, sự phân chia tầng thứ của rừng, hình thái phân bố cây rừng, từ đó làm cơ sở để xây dựng, đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng một cách có hiệu quả, dẫn dắt rừng đi theo hướng có lợi cả về kinh tế, xã hội và môi trường Ở giai đoạn đầu, các kết quả nghiên cứu còn mang tính định tính, mô tả về cấu trúc rừng Sau đó cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế khác, với sự ứng dụng rộng rãi của toán thống kê và tin học trong nghiên cứu lâm nghiệp thì những nghiên cứu định lượng, chính xác về rừng cũng được tiến hành Những nghiên cứu theo hướng lượng hóa các quy luật tự nhiên, cấu trúc sinh trưởng và sản lượng rừng đã được các nhà khoa học khái quát bằng các dạng hàm toán học, từ đơn giản đến phức tạp, nhờ đó đã giải quyết được nhiều vấn đề trong kinh doanh rừng

1.1 Ở ngoài nước

Đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng tự nhiên đã được nhiều nhà khoa học lâm nghiệp trên thế giới nghiên cứu nhằm xây dựng cơ sở khoa học và lý luận phục vụ công tác kinh doanh rừng, có thể điểm qua một số nghiên cứu

liên quan đến nội dung của đề tài như sau:

1.1.1 Nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng

1.1.1.1 Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng

Rừng tự nhiên là một hệ sinh thái phức tạp bao gồm nhiều thành phần, được sắp xếp theo các quy luật khác nhau trong không gian và thời gian

Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia thành ba dạng cấu trúc là cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian Cấu trúc của quần xã thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, là sản phẩm của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa các loài thực vật, giữa thực vật với hoàn cảnh sống Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là nhân tố phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng

Baur g.N (1964) [1] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa 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 tự nhiên

Odum E.P [22] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley A.P đưa ra năm 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

1.1.1.2 Về hình thái cấu trúc rừng mưa

Rừng mưa nhiệt đới là chủ đề đã được nhiều nhà khoa học đi sâu nghiên cứu, tiêu biểu là các tác giả: Catinot R (1965) [2], Plaudy J [25] Để biểu diễn hình thái cấu trúc rừng theo mặt cắt ngang và mặt cắt dọc, các tác giả đã sử dụng phẫu diện đồ ngang và phẫu diện đồ đứng; các nhân tố cấu trúc được mô

tả theo các khái niệm: dạng sống, tầng phiến,… Rollet (1971) [51] đã đưa ra hàng loạt phẫu đồ mô tả cấu trúc hình thái rừng mưa, tương quan giữa chiều cao với đường kính và mô phỏng mối quan hệ giữa chúng bằng các hàm hồi quy

Richards P.W (1952) [28] đã căn cứ vào tổ thành thực vật, chia rừng mưa thành hai loại: rừng mưa hỗn hợp - rừng có tổ thành loài cây rất phức tạp và rừng mưa đơn ưu - rừng có tổ thành loài cây đơn giản Trong những lập địa

đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây Những nghiên cứu về các lĩnh vực trên đã đặt nền móng cho các nghiên cứu ứng dụng sau này, tuy nhiên các kết quả trên vẫn nặng về mô tả định tính

1.1.1.3 Về cấu trúc tổ thành

Rừng mưa nhiệt đới được ghi nhận là rừng có khu hệ thực vật đa dạng và phong phú nhất trong số các loại rừng Theo Schimper (1935), khi nghiên cứu rừng ở Bắc Mỹ cho thấy trên diện tích 0,5 ha có đến 25 - 30 loài cây gỗ lớn; Brown (1941) cũng chỉ ra ở rừng mưa châu Âu hoặc Bắc Mỹ trong trường hợp cực đoan, rừng có thế bao gồm 20 - 25 loài cây gỗ

Theo Richards P.W (1952) [28] trong rừng mưa nhiệt đới thường có trên

40 loài cây gỗ/ha, cá biệt có trường hợp lên tới trên 100 loài, nhiều loài cây gỗ lớn sinh trưởng hỗn hợp với nhau theo tỷ lệ khá đồng đều nhưng cũng có thể chỉ có một hoặc vài loài chiếm ưu thế

Baur G.N (1962) [1], khi nghiên cứu rừng mưa ở khu vực Belem trên sông Amazon cho thấy trên ô tiêu chuẩn diện tích 2 ha đã thống kê được 36

họ thực vật và trên ô tiêu chuẩn >4 ha ở phía bắc New South Wales cũng ghi nhận được sự hiện diện của 31 học thực vật thân gỗ (chưa kể cây leo, cây thân thảo và thực vật phụ sinh)

Trong rừng ẩm nhiệt đới châu Phi, Catinot R (1974)[2] thống kê tới vài trăm loài thực vật, còn trong tổ thành thực vật của rừng nhiệt đới ẩm ở Đông Nam Á thường có một nhóm loài ưu thế chiếm đến 50% quần thụ (nhóm loài cây họ Dầu)

1.1.1.4 Về cấu trúc tầng thứ

Sự phân tầng trong quần xã thực vật rừng là một trong những đặc trưng nổi bật của rừng nhiệt đới, là kết quả của chọn lọc tự nhiên mà ở đó có sự chung sống giữa loài cây ưa sáng (tầng trên) và loài cây chịu bóng (tầng

dưới), giữa chúng là những loài thực vật trung tính Do sự đa dạng, phức tạp trong cách thể hiện sự phân tầng thứ của rừng nên có nhiều ý kiến không đồng nhất trong việc phân chia, có tác giả cho rằng ở loại rừng này chỉ có một tầng cây gỗ Ngược lại, có nhiều tác giả lại cho rằng rừng lá rộng thường xanh

có từ 3 đến 5 tầng Richards (1939) phân chia rừng ở Nigieria thành 5 - 6 tầng Tuy nhiên, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu tầng thứ rừng tự nhiên đều nhắc đến sự phân tầng nhưng mới dừng lại ở mức nhận xét hoặc đưa ra những kết luận mang tính định tính; việc phân chia các tầng theo chiều cao cũng mang tính chất cơ giới, chưa phản ánh được sự phân tầng phức tạp của rừng

tự nhiên nhiệt đới

1.1.1.5 Về phân bố số cây theo cỡ đường kính (N-D 1.3 )

Phân bố số cây theo cỡ kính là quy luật kết cấu cơ bản nhất của lâm phần

và được các nhà lâm học, điều tra rừng quan tâm nghiên cứu, việc nghiên cứu quy luật phân bố N-D1.3 có ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn trong kinh doanh rừng, nó là cơ sở để đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng, để lập các biểu chuyên dùng trong lâm nghiệp (biểu quá trình sinh trưởng, biểu thể tích, biểu cấp đất, )

Meyer (1934) đã mô tả phân bố N-D1.3 bằng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục Tiếp đó, nhiều tác giả dùng phương pháp giải tích để tìm phương trình của đường cong phân bố Balley (1973) [46] sử dụng hàm Weibull, Schiffel để biểu thị đường cong cộng dồn phần trăm số cây bằng đa thức bậc ba Prodan.M và Pattatscase (1964), Bill và Kem K.A (1964) đã tiếp cận phân bố này bằng phương trình Lnarit chính thái Diatchenko Z.N sử dụng phân bố Gamma biểu thị phân bố số cây theo đường kính lâm phần thông ôn đới Đặc biệt để tăng tính mềm dẻo một số tác giả hay dùng các hàm khác như: Loetsch (1973) dùng hàm Beta để nắn các phân bố

thực nghiệm, J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1992) trong khi nghiên cứu 19

ô tiêu chuẩn với 60 loài của rừng nhiệt đới ở Maranhoo - Brazil đã dùng hàm Weibull mô phỏng phân bố N-D1.3

1.1.1.6 Về phân bố số cây theo chiều cao (N-H)

Phân bố số cây theo chiều cao là nhân tố cấu trúc thể hiện sự sắp xếp của cây rừng trong lâm phần theo chiều thẳng đứng Nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên theo chiều thẳng đứng bằng việc vẽ các phẫu diện đồ đứng với tỷ lệ, kích thước khác nhau tùy theo mục đích; là phương pháp kinh điển được áp dụng, các phẫu đồ cho hình ảnh trực quan, khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố cây rừng theo chiều thẳng đứng Từ đó rút ra nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế, phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng mà điển hình là các công trình của các tác giả P.W Richards (1952) [28], Rollet (1979)[51]

1.1.2 Về phân loại rừng thứ sinh nghèo và các xử lý lâm sinh

Hiện nay, có hai quan điểm về phân loại rừng nghèo, được sự nhất trí cao trong giới khoa học quốc tế:

Dựa vào đặc điểm hiện trạng thảm thực vật che phủ: Điển hình quan

điểm này là của E.F.Bruenig (1998) khi phân chia hệ sinh thái rừng bị suy thoái thành 5 loại chính và các biện pháp lâm sinh nhằm phục hồi chúng, đó

là các lâm phần rừng hỗn loài tự nhiên bị khai thác quá mức, các lâm phần rừng thứ sinh ở các giai đoạn phát triển khác nhau, các đám cây gỗ thứ sinh, trảng cỏ và các dạng thảm thực vật khác trên các loại thổ nhưỡng khác nhau

Dựa vào đặc điểm của sự tác động: Quan điểm này được thể hiện rõ

trong hướng dẫn phục hồi rừng của tổ chức cây gỗ rừng nhiệt đới quốc tế (ITTO, 2002) theo đó rừng nghèo được phân chia thành 3 kiểu phụ như sau:

- Rừng nguyên sinh bị thoái hóa (Degraded primary forest) là kiểu rừng

mà độ che phủ của nó đó bị thay đổi dưới sự ảnh hưởng của việc khai thác không bền vững các sản phẩm gỗ và lâm sản ngoài gỗ Vì vậy cấu trúc, chức năng, động thái của chúng bị thay đổi vượt quá khả năng có thể phục hồi của

hệ sinh thái trong một thời gian ngắn

- Rừng thứ sinh (Secondary forest) hình thành trên những vùng đất mà trước đây đó được che phủ bởi rừng Những khu rừng thứ sinh này thông thường được phục hồi (hình thành và phát triển) tự nhiên trên đất đó bị bỏ hoang sau canh tác nương rẫy, đất định canh nông nghiệp, đất chăn thả hoặc trên đất của những khu rừng trồng không thành công

- Đất rừng bị thoái hóa (Degraded forest land) là đất của những khu rừng bị ảnh hưởng bởi quá trình khai thác các sản phẩm gỗ và lâm sản ngoài

gỗ một cách quá mức, thiếu quản lý, bị lửa rừng nhiều lần, chăn thả cũng như các tác động khác chúng gây tác động tổn hại đến đất và thực vật tới mức kìm hãm sự phục hồi của rừng sau quá trình bỏ hoang

Đặc điểm khác nhau của ba kiểu rừng này là cấu trúc của thảm thực vật

và thành phần loài Nếu kiểu rừng nguyên sinh bị thoái hóa có cấu trúc thảm thực vật không có sự khác biệt rõ rệt, các loài cây ưa sáng tái sinh sau khi rừng bị tác động thường giống với những lâm phần nguyên sinh thì kiểu rừng thứ sinh lại có cấu trúc đơn giản, thành phần loài có sự khác biệt với những lâm phần rừng nguyên sinh trước đó và các loài có mức độ ưa sáng cao, ở kiểu thứ ba (đất rừng bị thoái hóa) thì gần như thiếu hẳn sự che phủ của thảm thực vật chỉ có những đám nhỏ một số loài tiên phong hoặc cây bụi hoặc có khi lại thiếu vắng chúng

- Phân loại đối tượng rừng để tác động

Phân loại rừng thứ sinh một cách chính xác làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp phục hồi và phát triển rừng Đây là một việc làm có ý nghĩa

thiết thực Theo JUCN (2001), Dư Thân Hiểu (2001), để phân chia loại hình kinh doanh rừng thứ sinh, trước tiên cần xem xét đến loài cây ưu thế hoặc một

số loài cây mục đích chủ yếu và tình hình điều kiện lập địa, sau đó quy nạp chúng vào những biện pháp kinh doanh tương ứng Có nghĩa là, cần nắm vững những nhân tố nội tại của lâm phần như đặc tính sinh vật học của loài cây, sức sản xuất hiện tại, sức sản xuất tiềm năng và hướng vận động của diễn thế tự nhiên vv…, rồi thông qua phân tích tổng hợp để xác định Các biện pháp kỹ thuật kinh doanh giống nhau quy nạp vào thành một loại hình kinh doanh

(1) Rừng thành thục và rừng quá thành thục Đại bộ phận cây rừng đó

đạt đến hoặc vượt quá tuổi thành thục, tốc độ cây rừng sinh trưởng suy giảm

(2) Những lâm phần chưa đạt đến tuổi thành thục hoặc quá thành thục

Sẽ được phân chia theo nguyên tắc sau: Rừng cây lá rộng gỗ mềm dưới 10 tuổi, rừng cây lá rộng dưới 20 tuổi, rừng cây lá kim gần thành thục, gần đến tuổi khai thác chính và những rừng tuổi rừng sào, rừng trung niên có tương đối nhiều cây ưu việt mà độ tàn che dưới 0,7 đều phân chia vào loại hình nuôi dưỡng rừng

(3) Đối với những lâm phần sau khi thử nghiệm theo nguyên tắc “chặt

bỏ cây xấu, giữ lại cây tốt”, nếu như số lượng cây lưu giữ lại đạt đến hoặc vượt quá tiêu chuẩn số lượng cần lưu giữ trong chặt trung gian (chặt nuôi dưỡng) rừng thứ sinh, thì phân chia vào loại hình chăm sóc nuôi dưỡng rừng Nếu như lâm phần có số lượng cây tốt, có triển vọng tương đối ít, sau khi chặt trung gian không thể duy trì được cấu trúc hoàn chỉnh, hoặc đối với rừng thưa (độ tàn che nhỏ hơn 0,3) thì phân chia vào loại hình cải tạo rừng

(4) Những lâm phần mà giữ lại được từ 300 cây/ha trở lên có đường kính ngang ngực 10 cm, hoặc từ 150 cây/ha trở lên có đường kính ngang ngực

lớn hơn 16 cm, thì phân chia vào loại hình cải tạo chặt chọn Phương thức này

có nghĩa là sau khi chặt chọn sẽ trồng thêm cây lá kim chịu bóng dưới tán các cây rừng cũ lưu giữ lại, để tác nghiệp thành một rừng cây lá kim hỗn giao với cây lá rộng

(5) Đối với những lâm phần hoặc trảng cỏ cây bụi trên đất rừng có độ dốc dưới 300 được phân vào loại hình cải tạo rừng, căn cứ vào số lượng cây

mạ, cây con của loài mục đích nhiều ít, có thể áp dụng các phương pháp tái sinh nhân tạo, tái sinh tự nhiên hay xúc tiến tái sinh tự nhiên để cải tạo chúng thành rừng lá kim thuần loài, hoặc rừng lá rộng thuần loài, hoặc rừng cây lá kim hỗn giao với cây lá rộng

(6) Đối với những lâm phần hoặc trảng cây bụi trên đất rừng có độ dốc lớn hơn 300 được phân chia vào loại hình tái sinh trước khai thác hoặc loại hình cải tạo theo dải Phương thức tái sinh trước khai thác là phương thức đầu tiên tiến hành trồng rừng dưới tán rừng cũ, rồi đợi cây con có triển vọng thành rừng mới tiến hành khai thác rừng cũ Cải tạo theo dải, có nghĩa là chia rừng theo các dải có chiều rộng xác định, cứ cách một dải khai thác một dải, khai thác xong tiến hành trồng lại rừng, khi rừng trồng thành sẽ khai thác tiếp các dải cũ chừa lại và tiếp tục trồng rừng hoặc tái sinh nhân tạo

(7) Trên cùng một lô rừng mà có 2 loại hình cải tạo lâm phần, được phân chia thành loại rừng cải tạo tổng hợp

(8) Các đất rừng sau khai thác và các khoảng trống trong rừng được phân chia vào loại hình trồng rừng, tái sinh (thảm thực vật được phục hồi nhân tạo)

1.1.3 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 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 Sứ mạng lịch sử của lớp cây con này là thay thế thế hệ cây già cỗi Vì vậy, tái sinh rừng có thể được hiểu

là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là cây gỗ

Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh được xác định bởi 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 (Richard, 1933; Aubreville, 1938; 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

Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới vô cùng phức tạp và còn ít được nghiên cứu, 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 Vanstenis (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 bóng

Vấn đề tái sinh rừng nhiệt đới được thảo luận nhiều nhất là hiệu quả của các cách thức xử lý lâm sinh liên quan đến tái sinh của các loài cây mục đích ở các kiểu rừng Từ đó các nhà lâm sinh học đã xây dựng thành công nhiều phương thức chặt tái sinh Công trình của Bernard (1954, 1959), Wyatt Smith (1961, 1963) với phương thức rừng đều tuổi ở mã Lai; Nicholson (1958) ở Bắc Borneo; Donis và Maudoux (1951, 1954) với công thức đồng nhất hóa tầng trên ở Zaia; phương thức chặt dần tái sinh dưới tán ở Nigieria

và Ghana Nội dung chi tiết các bước và hiệu quả của từng phương thức đối

với tái sinh đã được Baur (1964) tổng kết trong tác phẩm: “Cơ sở sinh thái học của kinh doanh rừng mưa”

1.2 Ở trong nước

1.2.1 Về nghiên cứu cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là phạm trù rộng, có nội dung phong phú và đa dạng, dưới đây chỉ đề cập đến một số đặc trưng cấu trúc có liên quan đến đề tài, bao gồm: Tổ thành rừng, phân bố số cây theo cỡ đường kính, phân chia tầng thứ

và phân bố số cây theo chiều cao Những đặc trưng này thường được mô tả

theo đơn vị lâm phần của Đồng Sỹ Hiền (1974) [6] - “Lâm phần là tổng thể

những cây hình thành một khoảnh rừng thuần nhất nhiều hay ít Vì vậy, trong thực tiễn rừng tự nhiên nhiệt đới nước ta, chỉ cần những cây dù khác loài, khác tuổi mọc thành rừng nghĩa là cùng nhau sinh trưởng trên một diện tích nào đó với mật độ nhất định, hình thành một tán che thì có thể tạo thành hoàn cảnh rừng, khoảnh rừng ấy hình thành một đơn vị sinh vật học (một lâm phần) có quy luật xác định” Luận điểm này đã được vận dụng rất phổ biến

khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên nước ta

Theo Nguyễn Hồng Quân (1982)[27], trên diện tích 01 ha rừng IVB ở

Kon Hà Nừng - Tây Nguyên có khoảng 60 loài, nhưng loài có hệ số tổ thành

lớn nhất cũng không vượt quá 10%

Nguyễn Văn Trương (1983)[37], cho rằng ở rừng tự nhiên hỗn loài, chỉ

tính những cây gỗ từ trạng thái rừng sào trở lên cũng có 30 - 40 loài/ha,

nhưng trong đó chỉ từ 10 - 20% tổng số loài có chiều cao xấp xỉ 30 m

Bảo Huy (1993)[11], Đào Công Khanh (1995) [13] khi nghiên cứu tổ

thành loài cây đối với rừng tự nhiên ở Đắc Lăk và Hương Sơn - Hà Tĩnh đều

xác định: Tỷ lệ tổ thành của các nhóm loài cây mục đích, nhóm loài cây hỗ

trợ và nhóm loài cây phi mục đích cụ thể, từ đó đề xuất biện pháp khai thác

thích hợp cho từng đối tượng theo hướng điều chỉnh tổ thành hợp lý

Lê Sáu (1996) [29], Trần Cẩm Tú (1999) [38] khi nghiên cứu cấu trúc

rừng tự nhiên ở Kon Hà Nừng - Tây Nguyên và Hương Sơn - Hà Tĩnh đã xác

định danh mục các loài cây cụ thể theo cấp tổ thành và các tác giả đều kết

luận sự phân bố của số loài cây theo cấp tổ thành tuân theo luật phân bố giảm

1.2.1.2 Về cấu trúc tầng thứ

Tầng thứ là nhân tố cấu trúc phản ánh sự phân bố cây rừng theo chiều

thẳng đứng Ở Việt Nam, Thái Văn Trừng (1978) [34] đã phân chia rừng

nhiệt đới nước ta thành 5 tầng: tầng vượt tán, tầng ưu thế sinh thái, tầng dưới

tán, tầng cây bụi thấp và trảng cỏ và có chỉ ra độ cao giới hạn cho các tầng

nhưng cũng chỉ mang tính định tính

Trần Ngũ Phương (1970,1998)[24] cho rằng số tầng nhiều nhất trong đai

rừng nhiệt đới mưa mùa ở Việt Nam là 05 tầng, kể cả tầng cây bụi và thảm

tươi nhưng không tán thành việc phân tầng theo các cấp chiều cao Tuy nhiên,

thực tế cho thấy nếu việc phân tầng mà không chỉ rõ giới hạn về cấp chiều cao thì việc phân tầng thứ chỉ mang tính chất định tính

Nguyễn Văn Trương (1973, 1983, 1984) [36] khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài cũng xem xét sự phân tầng theo hướng định lượng nhưng việc phân tầng theo cấp chiều cao lại được thực hiện một cách cơ giới

Vũ Đình Phương (1988)[23] xuất phát từ kết quả nghiên cứu của các tác giả trước đã nhận định rằng: việc xác định tầng thứ của rừng lá rộng thường xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhưng bằng phương pháp định lượng để xác định giới hạn của các tầng thứ này chỉ có thể làm được khi có sự phân tầng rõ rệt, có nghĩa là khi rừng đã phát triển ổn định và theo tác giả thì rừng

lá rộng thường xanh ở miền Bắc nước ta ở giai đoạn ổn định thường có

3 tầng

Lê Minh Trung (1991)[33] đã phân các ưu hợp giổi xanh, ưu hợp bằng lăng thành 3 tầng và ưu hợp dầu đỏ thành 02 tầng với các giá trị đường giới hạn tầng khác nhau cho rừng ở Gia Nghĩa - Đắc Nông trên cơ sở phân cấp chiều cao với cự ly mỗi cấp là 02m

Sự phân tầng trong rừng mưa nhiệt đới đã được các tác giả trên đề cập và giải quyết bằng các phương pháp khác nhau, nhưng đều chung một quan điểm

là có sự phân tầng trong rừng tự nhiên nhiệt đới và sự phân tầng này cần phải được định lượng hóa thông qua các trắc đồ và công cụ toán học

1.2.1.3 Phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D 1.3 )

Thống kê các công trình nghiên cứu về rừng tự nhiên ở Việt Nam cho thấy phân bố N/D1.3 của tầng cây cao (D1.3 ≥ 6cm) có 2 dạng sau:

- Dạng giảm liên tục và có nhiều đỉnh phụ hình răng cưa

- Dạng một đỉnh hình chữ J

Với mỗi dạng cụ thể, các tác giả chọn những hình toán học thích hợp để

mô phỏng Khi lập biểu thể tích cây đứng rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam, Đồng Sỹ Hiền (1974) [6] đã nghiên cứu nhiều lâm phần trên các địa phương khác nhau và đều đi đến kết luận chung là: dạng tổng quát của phân bố N/D1.3

là phân bố giảm nhưng do quá trình khai thác chọn thô không theo quy tắc, nên đường cong thực nghiệm có nhiều đỉnh phụ dạng hình răng cưa Với kiểu phân bố thực nghiệm như vậy tác giả đã dùng hàm Meyer và họ đường cong Pearson để mô tả

Nguyễn Hải Tuất (1986) [39] đã sử dụng phân bố khoảng cách mô tả phân bố thực nghiệm dạng một đỉnh ở ngay sát cỡ đường kính bắt đầu đo Bảo Huy (1993)[11] qua nghiên cứu cấu trúc rừng ưu thế bằng lăng thấy rằng,

so với phân bố khác như: Meyer, Weibull, thì phân bố khoảng cách thích hợp hơn cả

Trần Văn Con (1991) [4], Lê Minh Trung (1991) [33] đã thử nghiệm một số phân bố xác suất mô tả phân bố N/D1.3 đều có nhận xét: phân bố Weibull là thích hợp nhất cho rừng tự nhiên ở Đăc Lăk Trần Xuân Thiệp (1996) [31], Lê Sáu (1996) [29], Trần Cẩm Tú (1999)[38] cũng khẳng định sự phù hợp hơn hẳn của phân bố Weibull trong việc mô tả phân bố N/D1.3 cho tất

cả các trạng thái rừng tự nhiên, cho dù phân bố thực nghiệm có dạng giảm liên tục hay một đỉnh

Đào Công Khanh (1996) [13] thử nghiệm nhiều phân bố lý thuyết và phương pháp mô tả tần số tích lũy bằng một mô hình toán học đã đưa ra nhận xét: Mô tả phân bố N/D1.3 theo dạng tần số tích lũy thích hợp hơn, vì biến động của đường thực nghiệm này nhỏ hơn rất nhiều so với biến động số cây hay % số cây ở các cỡ kính

Nói tóm lại, nghiên cứu cấu trúc N/D1.3 không chỉ dừng lại ở việc phục

vụ công tác điều tra đơn thuần mà còn nhằm xây dựng cơ sở khoa học cho các giải pháp lâm sinh trong nuôi dưỡng và xây dựng các bảng tra sẵn phục vụ kinh doanh rừng ổn định

1.2.1.4 Phân bố số cây theo cỡ chiều cao(N/H vn )

Kết quả nghiên cứu của Đồng Sỹ Hiền (1974) [6] cho thấy, phân bố số cây theo chiều cao (N/H) ở các lâm phần tự nhiên hay trong từng loài cây thường có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu phức tạp của rừng chặt chọn

Thái Văn Trừng, (1978) [34] đã đưa ra các kết quả nghiên cứu cấu trúc của tầng cây gỗ rừng loại IV Bảo Huy (1993)[11], Đào Công Khanh (1996)[13], Lê Sáu (1996)[29], Trần Cẩm Tú (1999)[38] đã nghiên cứu phân

bố N/H để tìm tầng tích tụ tán cây Các tác giả đều đi đến nhận xét chung là: phân bố N/H có dạng đường cong một đỉnh, nhiều đỉnh phụ hình răng cưa và

có thể được mô tả thích hợp bằng hàm Weibull, hàm Meyer

1.2.2 Nghiên cứu về tái sinh tự nhiên

Bên cạnh các nghiên cứu về cấu trúc, tái sinh tự nhiên rừng ở Việt Nam

là vấn đề được sự quan tâm, nghiên cứu của nhiều tác giả

Thái Văn Trừng (1963, 1978) [34] đã nêu 02 phương thức tái sinh của các xã hợp thực vật rừng nhiệt đới nguyên sinh hay thứ sinh là tái sinh tự nhiên liên tục dưới tán rậm của những loài chịu bóng và tái sinh theo vệt để hàn gắn các lỗ trống đầu tiên với các loài cây tiên phong Qua đó, tác giả cũng khẳng định ánh sáng là nhân tố sinh thái đã khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên

Trần Ngũ Phương (1998) [24] đã đề xuất phương thức khai thác, tái sinh cho rừng tự nhiên theo hướng: khai thác xong tầng nào thì đồng thời tiến hành tái sinh tầng ấy bằng con đường tái sinh nhân tạo

Gần đây, phương pháp định lượng cũng đã được nhiều tác giả áp dụng trong khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên, điển hình là các tác giả: Đinh Quang Diệp (1993) đã sử dụng phân bố khoảng cách để mô phỏng phân bố N/H của cây tái sinh rừng Khộp - Đắc Lăk Ngô Kim Khôi (1999) dùng tiêu chuẩn U của Clark và Evans để nghiên cứu hình thái phân bố cây tái sinh trên bề mặt đất rừng, 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 cho rừng vùng đệm khu bảo tồn thiên nhiên Pù Mát - Nghệ An

1.2.3 Quan điểm về rừng thứ sinh nghèo và phục hồi rừng thứ sinh nghèo

Thuật ngữ “rừng thứ sinh” thường được dùng khi diễn tả một quần xã thực vật hình thành bởi quá trình phục hồi lại sau khi bị gián đoạn trong chuỗi diễn thế nguyên sinh Hiểu một cách chính xác, ở những nơi có hệ thống diễn thế nguyên sinh đang tồn tại nhưng bị gián đoạn bởi các lực tác động từ bên ngoài như khai thác, nương rẫy, lửa rừng, sâu bệnh hại hoặc gió bão…rừng phục hồi sau đó gọi là rừng thứ sinh (Phạm Xuân Hoàn, 2003) Theo quan niệm này, tại các thời điểm khác nhau của chuỗi diễn thế nguyên sinh, dưới mức độ ảnh hưởng từ bên ngoài khác nhau, rừng thứ sinh sẽ có những đặc điểm riêng biệt Rừng thứ sinh nghèo được hình thành có sự tác động trực tiếp hoặc gián tiếp của con người, Thái Văn Trừng (1970, 1978) và Trần Ngũ Phương (1970) đó giải thích ảnh hưởng của tác động của con người tới các quy luật thoái hóa và phục hồi rừng tự nhiên Theo các kết quả nghiên cứu này, rừng thứ sinh nghèo là rừng thứ sinh đang trong loạt diễn thế theo chiều hướng thoái hóa, chệch hướng Thậm chí, Trần Ngũ Phương (2000) còn khẳng định “tất cả các kiểu rừng giàu nguyên sinh hay thứ sinh, dưới tác động phá hoại liên tiếp của con người, cuối cùng vẫn biến thành trảng cỏ” Ông đưa

ra nhận xét rằng, với phương thức chặt tỉa thưa (ý muốn nói đến kiểu chặt chọn thô) và tái sinh tự nhiên từ “rừng nguyên liệu ban đầu sẽ trở thành rừng

hạt hay rừng chồi - hạt, rừng này sẽ thoái hóa thành rừng chồi và cuối cùng rừng chồi sẽ thoái hóa thành trảng cỏ”

Đặc trưng của rừng thứ sinh nghèo là có quy luật cấu trúc không rõ ràng Ở một số kiểu phụ (sau nương rẫy, sau khai thác trắng…) rừng non có cấu trúc tương đối thuần nhất, nhưng ở giai đoạn diễn thế tiếp theo, cấu trúc

đó bị phá và làm đảo lộn hình thái cấu trúc ban đầu Ở một số kiểu phụ khác như sau khai thác chọn thô với cường độ lớn, nhiều loài cây thứ sinh giá trị thấp tham gia vào tổ thành quần thụ bên cạnh những cây gỗ nhỏ thuộc các loài thứ yếu ở tầng dưới của tán rừng cũ Tán rừng bị phá thành từng mảng lớn do phân bố không đều của những cây còn lại Tất cả những đặc điểm này làm mất đi tính quy luật trong kết cấu lâm phần đặc biệt là cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng thứ, độ tàn che, cấu trúc mật độ và tuổi loài cây tham gia hình thành nên quần xã cây bụi và dây leo phát triển cực kỳ mạnh là đặc trưng rõ nét nhất trong cấu trúc của rừng thứ sinh nghèo

Rừng thứ sinh nói chung và rừng thứ sinh nghèo nói riêng đều có sản lượng và giá trị kinh tế kém Mặt khác, do cấu trúc tuổi và mật độ bị xáo trộn nên những cây có đường kính gần với cỡ kính được phép khai thác không nhiều, phân phối cỡ kính theo tuổi, theo số cây không ở trạng thái cân bằng nên mất đi khả năng kinh doanh rừng bền vững Bên cạnh đó các loài cây phi mục đích, các loài cây bị sâu bệnh hại, hình dáng xấu và phẩm chất kém chiếm một tỷ lệ đáng kể Ngoài ra, mật độ thiếu đặc biệt là mật độ của những loài cây phi mục đích cũng là một đặc điểm dễ nhận thấy ở rừng thứ sinh (Phạm Xuân Hoàn, 2003)

Phục hồi rừng trước hết là phục hồi lại thành phần chủ yếu của cây gỗ

Sự hình thành nên thảm cây gỗ này sẽ tạo điều kiện cho sự xuất hiện các thành phần khác của rừng như tầng cây bụi, tầng cỏ quyết, khu hệ động vật, vi

sinh vật… và các yếu tố khác như chế độ nhiệt, chế độ ẩm,…(Võ Đại Hải và cộng sự, 2003) Phục hồi rừng là một quá trình sinh học gồm nhiều giai đoạn

và kết thúc bằng sự xuất hiện của một thế hệ mới thảm cây gỗ bắt đầu khép tán Quá trình phục hồi rừng sẽ tạo điều kiện cho sự cân bằng sinh học xuất hiện, đảm bảo cho sự cân bằng này tồn tại liên tục và cũng vì thế có thể sử dụng chúng liên tục được (Võ Đại Hải và cộng sự, 2003)

1.3 Thảo luận

Rừng tự nhiên là đối tượng phức tạp, luôn vận động và biến đổi theo không gian và thời gian, cho tới nay các công trình nghiên cứu về rừng tự nhiên trên thế giới và trong nước cũng rất đa dạng và phong phú, đóng góp đáng kể vào vốn hiểu biết của con người về rừng Trên đây, tác giả mới chỉ điểm qua một số công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài Những nghiên cứu về cấu trúc rừng ngày càng được nghiên cứu đầy đủ, cụ thể hơn trong thời gian qua và theo xu hướng chuyển dần từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng, từ những nghiên cứu thiên về lý luận sang ứng dụng thực tiễn

và đề cập đến nhiều khía cạnh phong phú như cấu trúc tổ thành; cấu trúc theo theo cỡ đường kính, chiều cao; đặc điểm hình thái phân bố cây rừng, đặc điểm tái sinh rừng,

Đa số các nghiên cứu đều đã chú trọng đến việc lựa chọn mô hình hàm toán học phù hợp để mô tả quy luật sắp xếp, tổ hợp của các nhân tố cấu trúc rừng (trong đó: cấu trúc N/D, N/H là những đặc trưng được quan tâm nhiều hơn cả) Từ mô hình lý thuyết phù hợp, bằng những nghiên cứu thực nghiệm, các tác giả đã xây dựng, đề xuất mô hình cấu trúc mẫu làm cơ sở để đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp, dẫn dắt rừng đến trạng thái cấu trúc phù hợp

Kết quả nghiên cứu của các công trình trên là những định hướng quan trọng cho những nội dung nghiên cứu của đề tài khi nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên thứ sinh nghèo ở công ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang Qua đó tác giả muốn góp phần bổ sung về cơ sở lý luận và thực tiễn, đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh trong điều chế để giải quyết vấn đề dẫn dắt, xây dựng cấu trúc rừng tự nhiên phục hồi sau khai thác đi đến trạng thái ổn định, hợp lý, có thể kinh doanh hiệu quả

Chương 2 ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU

+ Phía Nam giáp huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh và một phần giáp Ban quản lý khu bảo tồn thiên nhiên Tây Yên Tử (huyện Sơn Động, Bắc Giang);

+ Phía Bắc giáp huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang

2.2 Địa hình địa thế

Địa hình toàn vùng nằm ở phía tây cánh cung Đông Triều; phía Nam cao, dốc, địa hình phức tạp và bị chia cắt mạnh; phía Bắc địa hình đơn giản chủ yếu đồi núi thấp, độ dốc nhỏ

2.3 Thổ nhưỡng, đất đai

Đất trong khu vực được hình thành trên hệ đá trầm tích kỷ Đệ tứ với các loại đá mẹ chính: sa thạch, sa phiến thạch, phiến thạch sét, cuội sạn kết và một ít phù sa cổ

Các loại đất chủ yếu gồm: Feralit mùn trên núi, phân bố từ độ cao trên

700 m; feralit núi phân bố từ độ cao 50 m đến dưới 700 m, tầng đất có độ dày

từ 40 cm đến 100 cm, hàm lượng mùn từ từ 2 đến 5% Đất có tính cơ lý hoá

tương đối phù hợp với thực vật rừng và cây công nghiệp Ngoài ra còn khoảng 100 ha đất dốc tụ, bồi tụ, đất feralit biến đổi do trồng lúa trên ruộng bậc thang, các thung lũng lớn, thuận lợi cho sản xuất nông - lâm nghiệp

2.4 Khí hậu, thuỷ văn

2.4.1 Khí hậu

Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, mưa nhiều Độ ẩm không khí bình quân là 81%, thấp nhất là 44% Lượng bốc hơi hàng năm là 1.035 mm, thấp nhất là 930 mm/năm

Nhiệt độ không khí bình quân 22,90C, cao nhất 38,50C vào tháng 7 đến tháng 8 Nhiệt độ thấp nhất 100C đến 80C vào tháng 12 và tháng 1 hàng năm

Thời tiết phân định 4 mùa rõ rệt, các yếu tố bất lợi như: Sương muối, mưa lũ cục bộ gây hậu quả xấu cho sản xuất nông - lâm nghiệp

có nước quanh năm, song một số năm gần đây lưu lượng nước suy giảm nhiều

về mùa khô do hậu quả của việc chặt phá rừng

- Nguồn thu nhập chính của nhân dân trong vùng chủ yếu là từ sản xuất nông - lâm nghiệp, ngoài ra số ít hộ còn có thu nhập từ nguồn đi lao động xuất khẩu ở nước ngoài Thu nhập từ sản xuất công nghiệp chưa có, các ngành nghề khác như tiểu thủ công nghiệp, dịch vụ nhỏ lẻ chậm phát triển

- Đặc điểm phân bố dân cư: Dân cư trong vùng phần lớn sống tập trung thành làng bản, thung lũng gần nguồn nước, song trong những năm gần đây,

do nhu cầu về đất canh tác, một số mới tách hộ ra sống ở ven rừng để khai phá đất đai sản xuất nông - lâm nghiệp

- Văn hóa, thông tin:

+ Hiểu biết của người dân về rừng: đa số người dân có nhận thức tốt về tác dụng của việc trồng và bảo vệ rừng, phần lớn các hộ gia đình trong khu vực làm tốt việc khoán bảo vệ rừng tự nhiên, liên kết liên doanh trồng rừng kinh tế với công ty đạt kết quả tốt theo kế hoạch hàng năm

+ Trong vùng có 82% số hộ được sử dụng điện lưới quốc gia, cả 4 xã đều có mạng lưới thông tin và đài truyền thanh góp phần tích cực trong việc tuyên truyền ý thức bảo vệ rừng của người dân

- Y tế, giáo dục: cả 4 xã trên địa bàn đều đã có trường tiểu học, trường trung học cơ sở trạm y tế xã nhưng còn thiếu thốn về đội ngũ, trang thiết bị khám chữa bệnh, đồ dùng dạy học còn nghèo nàn

2.6 Điều kiện giao thông và cơ sở hạ tầng

- Đường thủy: có sông Bến Bò và sông Lục Nam đi các tỉnh Quảng Ninh, Hải Dương,

- Hệ thống đường bộ có 50 km đi qua địa phận công ty và từ công ty đến các tiểu khu: Tuyến Chẽ - Đá Ngang dài 5km, tuyến Ao Vè - Vua Bà dài 5km, tuyến từ trụ sở của công ty - Vĩnh Ninh - Đèo Bụt dài 20 km

Ngoài ra còn có một số tuyến đường vào các khu, bãi khai thác với tổng chiều dài khoảng 20 km

Hiện tại chất lượng đường giao thông còn xấu, gây khó khăn cho lưu thông hàng hóa, đi lại, sinh hoạt của người dân trong khu vực nhất là vào mùa mưa lũ

2.7 Hiện trạng tài nguyên rừng và tình hình sử dụng đất

Hiện nay, diện tích đất công ty lâm nghiệp Mai Sơn được Nhà nước giao quyền sử dụng là 2.827,3 ha, hiện trạng sử dụng đất của công ty được tổng hợp trong bảng 2.1

Bảng 2.1: Hiện trạng sử dụng đất đai, tài nguyên rừng

của công ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang

Hạng mục

Số lượng (ha)

Tỷ lệ (%)

Số lượng (m 3 )

Tỷ lệ (%)

3 Cây bụi, cây gỗ rải rác (Ic) 316,7 11,1

- Chủ yếu diện tích rừng tự nhiên trong khu vực nghiên cứu là rừng đang ở giai đoạn phục hồi, do đó cần thiết phải có nghiên cứu đầy đủ, có hệ thống hơn về cấu trúc rừng, từ đó làm cơ sở đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp nhằm dẫn dắt rừng đến trạng thái ổn định, đáp ứng yêu cầu về lâm sản và gia tăng khả năng phòng hộ của rừng

Chương 3 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1.1 Mục tiêu nghiên cứu

3.1.1.1 Về lý luận

Xác định được một số đặc điểm cấu trúc của rừng thứ sinh nghèo ở công

ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang

3.1.1.2 Về thực tiễn

Dựa trên kết quả nghiên cứu, đề xuất một số biện pháp xử lý lâm sinh trong điều chế rừng phục vụ kinh doanh rừng tại công ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang

3.1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: rừng tự nhiên thứ sinh phục hồi sau khai thác

- Phạm vi nghiên cứu: một số quy luật cấu trúc cơ bản của tầng cây cao, tầng cây tái sinh làm cơ sở đề xuất một số biện pháp xử lý lâm sinh trong điều chế rừng tự nhiên tại công ty lâm nghiệp Mai Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc

Giang

3.2 Nội dung nghiên cứu

Để đạt mục tiêu, đề tài tập trung nghiên cứu một số nội dung chính sau:

3.2.1 Một số đặc điểm cấu trúc rừng

- Cấu trúc tổ thành tầng cây cao

- Đặc điểm cấu trúc tầng thứ

- Phân bố số loài theo cỡ kính

- Phân bố số cây theo cỡ kính

3.2.2 Tái sinh rừng

- Tổ thành cây tái sinh

- Mật độ và hình thái phân bố cây tái sinh

- Chất lượng cây tái sinh theo cấp chiều cao

3.2.3 Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh trong điều chế rừng

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Phương pháp luận tổng quát

Rừng và ngoại cảnh là một thể thống nhất luôn ảnh hưởng qua lại lẫn nhau và phát triển theo quy luật tự nhiên được phản ánh trong đặc điểm cấu trúc quần thể tương ứng

Để đạt được mục tiêu và nội dung nghiên cứu, đề tài sử dụng phương pháp điều tra điển hình ở các lâm phần khác nhau về trạng thái hiện tại và hoàn cảnh sinh thái, làm cơ sở cho phân loại rừng và nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng Từ đó đề xuất một số giải pháp lâm sinh trong điều chế rừng nhằm mục tiêu quản lý sử dụng rừng bền vững

3.3.2 Phương pháp thu thập số liệu

Số liệu được thu thập trên 09 ô tiêu chuẩn có diện tích 5.000 m2 Các ô tiêu chuẩn được lựa chọn theo phương pháp điển hình, có tính đại diện cao cho khu vực nghiên cứu và cho từng trạng thái rừng Phương pháp đo đếm, thống kê các chỉ tiêu theo quy trình hướng dẫn của bộ môn Điều tra - Quy hoạch rừng và bộ môn Lâm sinh, trường Đại học Lâm nghiệp Trên mỗi ô tiêu chuẩn, đo đếm các chỉ tiêu sau:

- Đường kính ngang ngực (D1.3): Dùng thước kẹp kính đo tại vị trí 1.3m tất

cả các cây có đường kính  6cm, đồng thời xác định tên loài;

- Chiều cao vút ngọn (Hvn): Dùng thước đo cao Blume-leiss đo chiều cao của tất cả các cây có đường kính  6cm;

- Đường kính tán (Dt): được đo gián tiếp thông qua hình chiếu của tán cây trên mặt đất theo hai chiều vuông góc;

- Tái sinh: Trên mỗi ô tiêu chuẩn, bố trí 5 ô điều tra tái sinh với diện tích mỗi ô là 50m2 (10m x 5m) để điều tra tái sinh (diện tích điều tra tái sinh/ô

là 250 m2) Các ô điều tra tái sinh được bố trí 4 ô bốn góc và 01 ô ở giữa

ô tiêu chuẩn 5.000 m2 Nội dung điều tra gồm: xác định tên cây, đo chiều cao, đánh giá chất lượng từng cây tái sinh

3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu

Việc chỉnh lý số liệu quan sát, tính toán các đặc trưng thống kê được tiến hành trên máy tính theo chương trình phần mềm SPSS 13.0 và M Excel:

3.3.3.1 Tính toán các chỉ tiêu cần thiết

- Phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ kính (N - D)

- Phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ chiều cao

- Tính toán tổng diện ngang từ phân bố thực nghiệm

- Tính trữ lượng/ô, trữ lượng/ha

3.3.3.2 Phân loại trạng thái rừng

Sau khi có các chỉ tiêu cần thiết như tổng diện ngang (G/ha), trữ lượng (M/ha), độ tàn che và một số thông tin cần thiết điều tra ngoài thực địa, tiến hành phân chia trạng thái rừng cho từng ô tiêu chuẩn Các tiêu chuẩn để phân chia trạng thái căn cứ vào hệ thống phân loại rừng của Loeschau (1960) đã được viện Điều tra quy hoạch rừng nghiên cứu bổ sung, cụ thể tiêu chuẩn phân chia các trạng thái rừng như sau:

+ Kiểu trạng thái II: Rừng non phục hồi sau nương rẫy hoặc khai thác trắng, kiểu rừng này là rừng cây gỗ có đường kính nhỏ, chủ yếu là những cây tiên phong hoặc có tính chất tiên phong ưa sáng mọc nhanh, nó có thể chia thành 2 kiểu phụ:

- Kiểu phụ IIA: Rừng phục hồi còn non và đặc trưng bởi lớp cây tiên phong ưa sáng, mọc nhanh, thường đều tuổi và kết cấu một tầng, đường kính

D < 10cm, G < 10m2/ha, rừng có trữ lượng nhỏ, thuộc đối tượng nuôi dưỡng

- Kiểu phụ IIB: Rừng cây tiên phong phục hồi phát triển đã lớn, đặc trưng tổ thành gồm những cây tiên phong hoặc có tính chất tiên phpng ưa sáng, mọc nhanh, thành phần loài đã phức tạp, đã có sự phân hóa về tầng thứ

và tuổi Đường kính cây cao phổ biến bình quân D > 10cm, G > 10m2/ha, thuộc đối tượng nuôi dưỡng

+ Kiểu trạng thái III: Trạng thái rừng đã qua khai thác chọn, là kiểu trạng thái đã bị tác động của con người ở nhiều mức độ khác nhau, làm cho kết cấu của rừng bị thay đổi Tùy theo mức độ tác động, khả năng tái sinh và cung cấp lâm sản mà có thể phân loại trạng thái rừng khác nhau:

- Dạng trạng thái rừng IIIA1: Rừng bị khai thác kiệt, cấu trúc bị phá vỡ hoàn toàn, tán rừng bị phá vỡ thành những mảng lớn Độ tàn che S < 0,3; G

< 10m2/ha, GD > 40 < 2 m2/ha, M < 80m3/ha

- Dạng trạng thái rừng IIIA2:Rừng bị khai thác kiệt, nhưng đã có thời gian phục hồi và có triển vọng Đã hình thành tầng giữa vươn lên chiếm ưu thế với lớp cây đại bộ phận có đường kính từ 20 - 30cm, rừng có 2 tầng trở lên Độ tàn che S = 0,3 - 0,5; G = 10 - 15m2/ha, GD > 40 < 2 m2/ha, M = 80

- 120m3/ha

- Dạng trạng thái rừng IIIA3: Rừng đã bị tàn phá nhẹ, cấu trúc đã bị tác động nhưng chưa bị phá vỡ Độ tàn che S = 0,7; G = 16 - 21 m2/ha, GD > 40 <

2 m2/ha, M > 120 m3/ha

- Kiểu phụ IIIB: Rừng chỉ bị tác động nhẹ, kết cấu rừng chưa bị phá vỡ,

có 2 tầng trở lên, quần tụ khép tán, rừng giàu có S > 0,7; G = 21 - 26m2/ha,

M > 230m3/ha

+ Kiểu trạng thái rừng IV: Rừng nguyên sinh hoặc thứ sinh phục hồi, đã phát triển đến giai đoạn ổn định, trữ lượng và sản lượng cao, nhiều tầng, rừng giàu trữ lượng, có đủ các cấp kính, có độ tàn che S > 0,7; G > 25m2/ha,

GD > 40 > 5 m2/ha, M > 230 m3/ha

- Kiểu phụ IVA: Rừng nguyên sinh

- Kiểu phụ IVB: Rừng thứ sinh phục hồi đã phát triển đến giai đoạn ổn định

3.3.3.3 Xác định tổ thành lâm phần

Tổ thành là nhân tố biểu thị tỷ trọng của mỗi loài cây hay nhóm loài cây nào đó chiếm trong lâm phần Tùy số lượng loài có mặt trong lâm phần mà phân chia thành lâm phần thuần loài hay hỗn loài Các lâm phần có tổ thành khác nhau thì biện pháp kinh doanh, giá trị kinh tế, chức năng phòng hộ bảo

vệ môi trường sinh thái, bảo tồn nguồn gen cũng khác nhau

Để xác định tổ thành loài cây, có nhiều phương pháp tính khác nhau:

- Tổ thành tính theo số cây: Căn cứ vào tỷ lệ giữa số cây của từng loài và tổng số cây trong lâm phần để xác định hệ số tổ thành cho từng loài, hệ số tổ thành loài thường được biểu thị bằng số phần mười và được tính theo công thức:

- Phương pháp tính theo tỷ lệ % mật độ (N%) và tiết diện ngang (G%): Danniel marmillod (Đào Công Khanh (1996) [13] và Vũ Đình huề (1984)[11]

đã dùng chỉ số IV (Important Value) để tính tổ thành theo công thức:

3.3.3.4 Mô phỏng các phân bố thực nghiệm

Các phân bố lý thuyết được đề tài thử nghiệm bao gồm:

- Phân bố giảm (phân bố mũ)

Trong Lâm nghiệp thường dùng phân bố giảm dạng hàm Meyer để mô phỏng quy luật cấu trúc tần số số cây theo đường kính (N/D1.3), số cây theo chiều cao (N/Hvn) ở những lâm phần hỗn giao, khác tuổi qua khai thác chọn không quy tắc nhiều lần Hàm Meyer có dạng:

Trong đó: x là cỡ kính hoặc cỡ chiều cao

,  là hai tham số của hàm Meyer

Để xác định tham số của phân bố giảm dạng hàm Meyer, trước hết phải tuyến tính hoá phương trình mũ bằng cách Lnarit hoá cả hai vế của phương trình (3.3) để đưa về dạng phương trình hồi quy tuyến tính một lớp y = a + bx

- Phân bố Weibull: Là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên liên tục với

miền giá trị (0, + ),

Hàm mật độ có dạng: α 1 λ.xα

e α.λ.x

Hàm phân bố:



 ( min )1

1 i

α fi.xi

f

+ n là dung lượng mẫu

+ Xi = (xi – x1)/k với k là cự ly tổ, xi là trị số giữa cỡ đường kính (chiều cao) thứ i, x1 là trị số giữa cỡ đường kính (chiều cao) tổ thứ nhất Như vậy Xi lấy các giá trị  0, là những số tròn

* Kiểm tra giả thuyết về luật phân bố: