Tài liệu Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và khả năng tích lũy các bon của rừng vầu đắng (indosasa angustata mc. clure) thuần loài tại huyện bạch thông, tỉnh bắc kạn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN ĐỨC CÔNG NGHIÊN C ỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ KH Ả NĂNG TÍCH LŨY CÁC BON C ỦA RỪNG VẦU ĐẮNG (INDOSASA ANGUSTATA MC. CLURE) THUẦN LOÀI TẠI HUYỆN BẠCH THÔNG, T ỈNH BẮC KẠN LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHI ỆP Thái Nguyên-Năm 2016 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN ĐỨC CÔNG NGHIÊN C ỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ KH Ả NĂNG TÍCH LŨY CÁC BON C ỦA RỪNG VẦU ĐẮNG (INDOSASA ANGUSTATA MC. CLURE) THUẦN LOÀI TẠI HUYỆN BẠCH THÔNG, T ỈNH BẮC KẠN Chuyên ngành: Lâm học Mã s ố: 60 62 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHI ỆP Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN CÔNG QUÂN Thái Nguyên-Năm 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và k ết quả nghiên ứcu trong luận văn là trung thực, đầy đủ, rõ ngu ồn gốc và ch ưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Các thông tin, tài li ệu tham khảo sử dụng trong luận văn này đều đã được ghi rõ ngu ồn gốc. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn. Tôi xin ch ịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ luận văn, trước phòng qu ản lý sau đại học và nhà tr ường về các thông tin, số liệu trong luận văn. Tác giả luận văn Nguyễn Đức Công ii LỜI CẢM ƠN Xuất phát ừt nguyện vọng của bản thân và được sự nhất trí của Ban chủ nhiệm khoa Lâm nghi ệp, Phòng Đào t ạo - Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên tác ảgitiến hành th ực hiện đề tài “ Nghiên ứcu đặc điểm cấu trúc và khả năng tích lũy các bon ủca rừng Vầu đắng (Indosasa angustata Mc. Clure) thuần loài t ại huyện Bạch Thông, t ỉnh Bắc Kạn”. Sau một thời gian làm vi ệc đến nay bản luận văn của tác giả đã hoàn thành. Nhân d ịp này tác giả xin bày t ỏ lòng bi ết ơn sâu s ắc tới Thầy giáo hướng dẫn TS. Trần Công Quân là ng ười tận tâm h ướng dẫn tác giả trong thời gian thực hiện đề tài. Tác giả xin chân thành c ảm ơn các thầy cô giáo phòng Đào t ạo, khoa Lâm nghi ệp những người đã truy ền thụ cho tác giả những kiến thức và phương pháp nghiênứcu quý báu trong thời gian tác giả theo học tại trường. Tác giả xin chân thành c ảm ơn UBND huyện Bạch Thông, UBND các xã…. đã nhi ệt tình tạo mọi điều kiện giúp đỡ tác giả trong quá trình nghiên cứu. Và cu ối cùng tác giả xin chân thành c ảm ơn sâu s ắc nhất tới gia đình, bạn bè và nh ững người luôn quan tâm chia s ẻ và t ạo mọi điều kiện giúp đỡ trong thời gian tác giả học tập và nghiên cứu vừa qua. Do lần đầu làm quen v ới nghiên ứcu khoa học, nên luận văn không tránhđược những thiếu sót. Vì v ậy, tác giả kính mong được sự đóng góp ý kiến quý báu của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để bản luận văn của tác giả thêm phong phú và hoàn thiện hơn. Tác giả xin trân tr ọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 10ămn 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Đức Công iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN....................................................................................................................................i LỜI CẢM ƠN...........................................................................................................................................ii MỤC LỤC.................................................................................................................................................iii DANH MỤC CÁC B ẢNG.............................................................................................................vi DANH MỤC CÁC HÌNH..............................................................................................................vii DANH MỤC CÁC KÝ HI ỆU VÀ C ỤM TỪ VIẾT TẮT.........................................viii MỞ ĐẦU......................................................................................................................................................1 1. Đặt vấn đề..............................................................................................................................................1 2. Ý ngh ĩa của đề tài.............................................................................................................................2 2.1. Ý ngh ĩa khoa học của đề tại...................................................................................................2 2.2. Ý ngh ĩa thực tiễn của đề tài...................................................................................................3 3. Mục tiêu nghiênứcu của đề tài...................................................................................................3 3.1. Về lý lu ận..........................................................................................................................................3 3.2. Về thực tiễn.......................................................................................................................................3 4. Đối tượng và ph ạm vi nghiên ứcu..........................................................................................3 4.1. Đối tượng nghiên ứcu.................................................................................................................3 4.2. Phạm vi nghiên ứcu......................................................................................................................3 Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN C ỨU......................................................5 1.1. Những nghiên ứcu trên thế giới............................................................................................5 1.1.1. Nghiên ứcu về cấu trúc..........................................................................................................5 1.1.2. Nghiên ứcu về sinh khối.....................................................................................................11 1.1.3. Nghiên ứcu khả năng hấp thụ CO2 của rừng.........................................................13 1.1.4. Đặc trưng về phân b ố và sinh thái của tre trúc....................................................14 1.2. Những nghiên ứcu trong nước............................................................................................15 1.2.1. Nghiên ứcu về cấu trúc rừng...........................................................................................15 1.2.2. Nghiên ứcu về sinh khối.....................................................................................................17 iv 1.2.3. Nghiên ứcu khả năng hấp thụ CO2 của rừng.........................................................19 1.2.4. Nghiên ứcu về cây v ầu đắng..........................................................................................21 1.3. Nhận xét chung............................................................................................................................24 1.4. Điều kiện tự nhiên - Kinh ết xã h ội khu vực nghiên ứcu..................................24 1.4.1. Vị trí địa lý và đặc điểm tự nhiên..................................................................................24 1.4.2. Các nguồn tài nguyên...........................................................................................................25 1.4.3. Điều kiện kinh tế xã h ội....................................................................................................27 Chương 2. NỘI DUNG VÀ PH ƯƠNG PHÁP NGHIÊN C ỨU.................................29 2.1. Nội dung nghiên ứcu................................................................................................................29 2.2. Phương pháp nghiênứcu.........................................................................................................29 2.2.1. Quan điểm và cách tiếp cận của đề tài.......................................................................29 2.2.2. Phương pháp kế thừa số liệu, tài li ệu........................................................................30 2.2.3. Phương phápđiều tra xácđịnh đặc điểm cấu trúc của rừng vầu đắng thuần loài...................................................................................................................................................31 2.2.4. Phương pháp xácđị nh sinh khối rừng vầu đắng thuần loài..........................31 2.2.5. Phương pháp xácđịnh lượng các bon tích ũly trong rừng vầu đắng thuần loài.................................................................................................................................................................34 2.2.6. Phương pháp nội nghiệp.....................................................................................................35 Chương 339. KẾT QUẢ NGHIÊN C ỨU VÀ TH ẢO LUẬN.................................39 3.1. Một số quy luật kết cấu lâm ph ần rừng vầu đắng thuần loài t ại huyện Bạch Thông, t ỉnh Bắc Kạn............................................................................................................39 3.1.1. Quy luật phân b ố N/D........................................................................................................39 3.1.2. Quy luật phân b ố N/H........................................................................................................40 3.1.3. Quy luật tương quan H-D..................................................................................................42 3.2. Đặc điểm sinh khối rừng vầu đắng thuần loài t ại huyện Bạch Thông t ỉnh Bắc Kạn......................................................................................................................................................42 3.2.1. Đặc điểm sinh khối tươi lâm ph ần vầu đắng thuần loài................................42 v 3.2.2. Đặc điểm sinh khối khô lâm ph ần vầu đắng thuần loài.................................48 3.3. Lượng các bon tích ũly của rừng vầu đắng thuần loài t ại huyện Bạch Thông t ỉnh Bắc Kạn...........................................................................................................................52 3.3.1. Lượng các bon tích ũly của lâm ph ần vầu đắng thuần loài.........................52 3.3.2. Lượng CO2 hấp thụ của lâm ph ần vầu đắng thuần loài.................................57 3.4. Phân tích m ối quan hệ giữa sinh khối, lượng CO2 hấp thụ của rừng vầu đắng thuần loài v ới các nhân tố điều tra................................................................................62 3.4.1. Mối quan hệ sinh khối tươi, sinh khối khô, l ượng CO2 hấp thụ của cây cá ẻl với nhân t ố điều tra D1.3......................................................................................................63 3.4.2. Mối quan hệ sinh khối tươi, sinh khối khô, l ượng CO2 hấp thụ của cây cá ẻl với nhân t ố điều tra Hvn......................................................................................................64 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KI ẾN NGHỊ............................................................................65 1. Kết luận.................................................................................................................................................65 2. Tồn tại....................................................................................................................................................66 3. Kiến nghị..............................................................................................................................................66 TÀI LI ỆU THAM KHẢO.............................................................................................................68 vi DANH MỤC CÁC B ẢNG Bảng 3.1. Bảng tổng hợp phân b ố N/D..................................................................................39 Bảng 3.2. Bảng tổng hợp phân b ố N/H..................................................................................41 Bảng 3.3. Kết quả sinh khối tươi cây v ầu đắng theo 3 cấp mật độ.......................42 Hình 3.3. Biểu đồ lượng sinh khối tươi cây v ầu đắng theo 3 cấp mật độ.........43 Bảng 3.4. Đặc điểm sinh khối tươi cây b ụi, thảm tươi và v ật rơi rụng.............44 Bảng 3.5. Tổng hợp đặc điểm sinh khối tươi lâm ph ần vầu đắng thuần loài .. 47 Bảng 3.6. Đặc điểm sinh khối khô cây v ầu đắng theo 3 cấp mật độ...................48 Bảng 3.7. Kết quả nghiên ứcu sinh khối khô cây b ụi, thảm tươi và v ật rơi rụng 50 Bảng 3.8. Đặc điểm sinh khối khô lâm ph ần vầu đắng thuần loài........................51 Bảng 3.9. Lượng các bon tích ũly của rừng vầu đắng theo 3 cấp mật độ..........53 Bảng 3.10. Lượng các bon tích ũly trong cây b ụi, thảm tươi và v ật rơi rụng .. 54 Bảng 3.11. Lượng các bon tích ũly của lâm ph ần vầu đắng thuần loài..............56 Bảng 3.12. Lượng CO2 hấp thụ của cây v ầu đắng thuần loài theo 3 c ấp mật độ 58 Bảng 3.13. Lượng CO2 hấp thụ trong cây b ụi, thảm tươi và v ật rơi rụng.......59 Bảng 3.14. Lượng CO2 hấp thụ của lâm ph ần vầu đắng thuần loài.....................61 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ bố trí ô tiêu chuẩn, ô th ứ cấp, ô d ạng bản......................................34 Hình 3.1. Biểu đồ phân b ố bình quân s ố cây v ầu đắng theo cấp đường kính .. 40 Hình 3.2. Biểu đồ phân b ố bình quân s ố cây v ầu đắng theo cấp chiều cao. .41 Hình 3.4. Biểu đồ lượng sinh khối tươi của cây b ụi, thảm tươi..............................45 Hình 3.5. Biểu đồ lượng sinh khối tươi của vật rơi rụng.............................................46 Hình 3.6. Biểu đồ sinh khối tươi lâm ph ần vầu đắng thuần loài............................47 Hình 3.7. Biểu đồ lượng sinh khối khô cây v ầu đắng 3 cấp mật độ.....................49 Hình 3.8. Biểu đồ lượng sinh khối khô c ủa cây b ụi, thảm tươi.............................50 Hình 3.9. Biểu đồ lượng sinh khối khô c ủa vật rơi rụng.............................................51 Hình 3.10. Biểu đồ sinh khối khô lâm ph ần vầu đắng thuần loài..........................52 Hình 3.11. Biểu đồ lượng carbon tích lũy của cây v ầu đắng 3 cấp mật độ......54 Hình 3.12. Biểu đồ trữ lượng các bon tích ũly trong cây b ụi, thảm tươi..........55 Hình 3.13. Biểu đồ trữ lượng các bon tích ũly trong vật rơi rụng..........................56 Hình 3.14. Trữ lượng các bon tích ũly của lâm ph ần vầu đắng thuần loài.......57 Hình 3.15. Lượng CO2 hấp thụ của cây v ầu đắng thuần loài ba c ấp mật độ. 59 Hình 3.16. Lượng CO2 hấp thụ trong cây b ụi thảm tươi.............................................60 Hình 3.17. Lượng CO2 hấp thụ trong vật rơi rụng...........................................................61 Hình 3.18. Lượng CO2 hấp thụ của lâm ph ần vầu đắng thuần loài......................62 viii DANH MỤC CÁC KÝ HI TẮT Chữ viết tắt CDM D ỆU VÀ C ỤM TỪ VIẾT Nội dung : Cơ chế phát triển sạch : Đường kính tại vị trí cách mặt đất 1,3 mét 1.3 Hvn IPCC : Chiều cao vút ngọn : Ủy ban Quốc Tế về Biến đổi khí hậu ICRAF : Tổ chức nông lâm th ế giới ÔTC : Ô tiêu chuẩn ÔDB : Ô d ạng bản SKT : Sinh khối tươi SKK : Sinh khối khô 1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu (UNFCCC) đã được ký t ại Rio de Janeiro - Brazil năm 1992 với sự tham gia của gần 160 quốc gia trên toàn th ế giới. Nghị định thư Kyoto ra đời nhằm đạt được sự thỏa thuận về giảm phát thải khí nhà kính c ủa các nước. Để nhằm chống lại biến đổi khí hậu toàn c ầu có hiệu quả hơn, chương trình “ Giảm phát thải thông qua vi ệc hạn chế mất rừng và + suy thoái ừrng” (REDD) và t ăng cường đa dạng sinh học (REDD ) bởi các nhà khoa học nhận định rằng mất rừng và suy thoái rừng tự nhiênđóng góp kho ảng 20% lượng khí CO2 phát thải ra khí quyển. Việt Nam là m ột trong 47 quốc gia đầu tiênđược Liên Hiệp Quốc lựa chọn để thí điểm triển khai chương trình hợp tác ủca Liên hiệp quốc về giảm phát thải từ phá ừrng và suy thoái rừng ở các nước đang phát triển (UN-REDD) với tổng số vốn viện trợ trong giai đoạn I là 4,38 tri ệu USD (giai đoạn 2009 - 2011). Giai đoạn II của Chương trình UN-REDD triển khai trong vòng 3 n ăm từ năm 2013 đến năm 2015 được thực hiện theo Kế hoạch hành động Quốc gia REDD+ ở 6 tỉnh Bắc Kạn, Lào Cai, Hà T ĩnh, Bình Thuận, Lâm Đồng, Cà Mau, v ới khoản ngân sách tài trợ không hoàn l ại khoảng 100 triệu USD. Một loạt các văn bản pháp lý như Nghị định số 48/2007/NĐ-CP ngày 28/3/2007 của Chính phủ về nguyên ắtc và ph ương phápđịnh giá các ạloi rừng; Quyết định số 380-TTg ngày 10/4/2008 c ủa Thủ tướng Chính phủ về thí điểm cơ chế chi trả dịch vụ môi tr ường rừng, Nghị định số 99/2010/NĐ-CP ngày 24/9/2010 về chính sách chi trả dịch vụ môi tr ường rừng, Quyết định số 158/QĐ-TTg ngày 02/12/2008 của Thủ tướng chính phủ về chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu, trong đó vi ệc giảm lượng CO 2 phát thải. Mặc dù hành lang pháp lý cho việc thực hiện chi trả dịch vụ môi tr ường rừng bao gồm cả khả năng lưu trữ các bon là đã có c ơ sở ở nước ta, nhưng việc thực thi còn r ất nhiều cản trở do chúng ta chưa có đủ cơ sở khoa học cũng như thực tiễn cho việc xácđịnh khả năng lưu trữ các bon ủca từng loại rừng. Ở Việt Nam hiện nay các công trình nghiên ứcu mới chỉ tập trung nghiên ứcu 2 sinh khối và kh ả năng lưu trữ các bon của một số dạng rừng trồng. Rừng tự nhiên, đặc biệt là r ừng vầu, tre nứa là đối tượng có c ấu trúc rất phức tạp, do vậy việc nghiên ứcu sinh khối và kh ả năng lưu trữ các bon chođối tượng rừng này là r ất khó khăn và cho t ới nay chưa được tiến hành ho ặc tiến hành nh ỏ lẻ thiếu hệ thống. Rừng Vầu đắng là lo ại rừng thứ sinh hình thành sau khi r ừng gỗ nguyên sinh bị phá hoại. Vầu đắng là loài tre không gai, thân ng ầm dạng roi, thân tre m ọc phân tán ừtng cây, phát triển rất tốt dưới tán thưa của rừng cây g ỗ nhất là ở các khe hẻm, thung lũng. Vầu đắng là loài điển hình cho nhóm m ọc tản, có kích th ước thân l ớn của nước ta. Kích thước cây trung bình: Thân cao 17m, đường kính 10cm, lóng dài 35cm, vách thân dầy 1cm, thân t ươi nặng 30kg. Vầu đắng mọc tự nhiên và có nhiều ở các ỉtnh Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Bắc Kạn, Phú Thọ, Thái Nguyên,ũcng có và có th ể phát triển ở Cao Bằng, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Sơn La, Hoà Bình, Thanh Hoá. Huyện Bạch Thông n ằm ở trung tâm t ỉnh Bắc Kạn, phía bắc giáp huyện Ngân S ơn và Ba B ể, phía tây giáp huyện Chợ Đồn, phía nam giáp huyện Chợ Mới và thành ph ố Bắc Kạn, phía đông giáp huyện Na Rì. Với tổng diện tích tự 2 ệ ừ đị ứ ạ đ nhiên là 545,62km có 90% di n tích là r ng núi, a hình khá ph c t p trong ó rừng vầu đắng có kho ảng 560,9 ha chủ yếu tập trung tại các xã Đôn Phong và L ục Bình, Cẩm Giàng. Hi ện nay rừng vầu đắng của huyện Bạch Thông c ũng chỉ được thừa nhận về giá trị kinh tế, phòng h ộ... về giá trị môi tr ường chưa có nghiên cứu đánh giáềvkhả năng hấp thụ CO2 để làm c ơ sở cho việc chi trả dịch vụ môi tr ường rừng cũng như xácđịnh giá trị đích thực của rừng vầu đắng đem lại để có các giải pháp quản lý, b ảo vệ và phát triển rừng vầu đắng trong thời gian tới. Xuất phát ừt nhu cầu thực tiễn đó, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và khả năng tích lũy các bon ủca rừng Vầu đắng (Indosasa angustata Mc. Clure) thuần loài t ại huyện Bạch Thông, t ỉnh Bắc Kạn” được đặt ra là th ật sự cần thiết, có ý ngh ĩa khoa học và th ực tiễn. 2. Ý ngh ĩa của đề tài 2.1. Ý ngh ĩa khoa học của đề tại Cung cấp thêm những kết quả nghiên ứcu về sinh khối và l ượng các bon tích 3 lũy của rừng Vầu đắng tại huyện Bạch Thông, t ỉnh Bắc Kạn. 2.2. Ý ngh ĩa thực tiễn của đề tài - Góp ph ần quản lý b ền vững rừng Vầu đắng, tăng trữ lượng các bon tích ũly trong rừng. - Kết quả nghiên ứcu của đề tài có th ể làm t ư liệu tham khảo cho các ấcp, các ngành trong vi ệc chi trả dịch vụ môi tr ường rừng, cho chủ rừng trong thực tiễn sản xuất rừng vầu đắng tại địa phương nói riêng và cho tất cả cácđịa phương có r ừng vầu đắng nói chung. 3. Mục tiêu nghiênứ uc của đề tài 3.1. Về lý lu ận - Xácđịnh được đặc điểm cấu trúc rừng Vầu đắng thuần loài t ại huyện Bạch Thông, t ỉnh Bắc Kạn. - Xácđịnh được sinh khối và l ượng các bon tích ũly cây cá thể và lâm ph ần rừng Vầu đắng tại huyện Bạch Thông, t ỉnh Băc Kạn. 3.2. Về thực tiễn - Xây d ựng được các mô hình dự báo về sinh khối và l ượng các bon tích ũly cây cá lẻ và lâm ph ần rừng Vầu đắng tại huyện Bạch Thông, t ỉnh Bắc Kạn. - Đề xuất được các giải pháp quản lý r ừng nhằm nâng cao l ượng các bon tích lũy trong rừng Vầu đắng tại huyện Bạch Thông, t ỉnh Bắc Kạn. 4. Đối tượng và ph ạm vi nghiên ứcu 4.1. Đối tượng nghiên ứcu Đối tượng nghiên ứcu của đề tài là các lâm ph ần rừng Vầu đắng thuần loài tại huyện Bạch Thông, t ỉnh Bắc Kạn 4.2. Phạm vi nghiên ứcu + Về nội dung nghiên ứcu: Nội dung nghiên ứcu của luận văn được giới hạn trong phạm vi sau: 4 - Về đặc điểm cấu trúc: Chỉ nghiên ứcu cấu trúc mật độ, cấu trúc tuổi, tầng thứ, độ tàn che và phân b ố N/D1,3, N/Hvn. - Về sinh khối và các bon tích lũy: chỉ được xácđịnh ở thời điểm nghiên ứcu mà ch ưa có điều kiện xácđịnh biến động của các kết quả này theo mùa sinh tr ưởng của rừng. Nghiên ứcu cho cả cây cá lẻ xácđịnh theo các ấcp tuổi khác nhau; Nghiên cứu lâm ph ần xácđịnh cho các ấcp mật độ khác nhau. Không nghiên ứcu sinh khối và kh ả năng tích lũy các boncủa những cây v ầu đắng là m ăng mầm. - Việc nghiên ứcu khả năng tích lũy các bon trong sinh khối của rừng là r ất phức tạp, đòi h ỏi thời gian dài, nhi ều phương tiện và kinh phí l ớn. Vì vậy, trong luận văn tiến hành nghiên cứu theo phương pháp mẫu điển hình. - Do thời điểm điều tra, cây ch ưa có hoa qu ả, hơn nữa các bộ phận này ch ỉ chiếm một lượng không đáng kể so với tổng sinh khối của cây nên luận văn bỏ qua sinh khối của bộ phận này. + Về địa bàn nghiên cứu: Nghiên ứcu được thực hiện tại 03 xã: Đôn Phong, Lục Bình, Cẩm Giàng huy ện Bạch Thông, t ỉnh Bắc Kạn. 5 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN C ỨU 1.1. Những nghiên ứcu trên thế giới 1.1.1. Nghiên ứcu về cấu trúc Cấu trúc rừng là s ự sắp xếp có tính quy lu ật của tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng trong không gian và th ời gian. Cấu trúc rừng biểu hiện quan hệ sinh thái giữa thực vật rừng với nhau và v ới các nhân tố môi tr ường xung quanh gồm: Cấu trúc sinh tháiạto thành loài cây, d ạng sống, tầng phiến; cấu trúc hình thái ầtng tán ừrng; cấu trúc đứng; cấu trúc theo mặt phẳng ngang (mật độ và d ạng phân b ố cây trong qu ần thể); cấu trúc theo thời gian (theo tuổi). Cấu trúc rừng phản ánhđiều kiện sinh thái. Cụ thể: Những nơi có điều kiện môi tr ường khắc nghiệt, cấu trúc rừng đơn giản chỉ gồm những loài cây ch ống chịu được môi tr ường đó. N ơi có môi tr ường thuận lợi, cấu trúc rừng phức tạp và g ồm nhiều loài c ạnh tranh, có ph ần cộng sinh, ký sinh (các loại rêu,địa y…). Vùng ôn đới, cấu trúc rừng thường là thu ần loài, đều tuổi, một tầng, rụng lá. Vùng nhiệt đới như Việt Nam, cấu trúc rừng tự nhiênđiển hình là r ừng hỗn loài, nhi ều tầng, thường xanh quanh năm. Ngay trong một khu vực nhất định như ở sườn đồi, đỉnh đồi và ven khe su ối cạn cũng có nh ững kiểu thảm thực vật khác nhau. Thậm chí trong một kiểu thảm thực vật (cùng một trạng thái ừrng) thì đặc điểm cấu trúc, khả năng tái sinh, mật độ cây rừng và phân b ố số loài cây t ại vị trí này c ũng có th ể hoàn toàn khác so với vị trí khác.Điều đó đã nói lên cây r ừng chịu ảnh hưởng sâu s ắc của điều kiện sinh thái. Luận điểm cơ bản của kinh doanh rừng, bảo vệ, bảo tồn rừng nhiệt đới là xây d ựng cho được một cấu trúc hợp lý nh ất có n ăng suất, chất lượng cao và ổn định nhất; nghiên ứcu cấu trúc rừng là nh ằm hiểu rõ các quy luật tự nhiên quá trình ễdin thế, sinh trưởng và phát triển rừng theo không gian và th ời gian. Nghiên ứcu cấu trúc rừng đã được các nhà lâm nghiệp trên thế giới nghiên ứcu bằng nhiều phương pháp khác nhauđể đápứng cho một mục tiêu nào đó. Tuy nhiên, đúc kết lại có hai h ướng chính để mô t ả cấu trúc rừng là theo định tính và định lượng. 6 1.1.1.1 Nghiên ứcu cấu trúc rừng theo định tính Nghiên ứcu cấu trúc rừng theo định tính từ P. W Richards đến M.Forster, Baur. G (1976) [2], Odum (1971) [47],... và B.Rolle t việc nghiên ứcu cấu trúc đứng rừng tự nhiên nhiệt đới vẫn dừng lại ở dạng vẽ phẩu đồ đứng. Qua phương phápđó, các tác ảgiđã c ố gắng đem lại cho người đọc một hình tượng đặc sắc của cấu trúc đứng. Phương pháp này tỏ ra hiệu quả, sử dụng rộng rải cho đến nay. Nhưng phương pháp này chưa làm sáng tỏ tính quy luật của nó. Cũng cùng quan điểm này Richards (1968) [23] cho r ằng “qu ần xã th ực vật gồm những loài cây có hình d ạng khác nhau, dạng sống khác nhau nhưng tạo ra một hoàn c ảnh sinh thái nhất định và có m ột cấu trúc bên ngoài và được sắp xếp một cách ựt nhiên và hợp lý trong không gian”. Theo ông cách s ắp xếp được xem xét theo hướng thẳng đứng và h ướng nằm ngang. Từ cách ắsp xếp này có th ể phân bi ệt các quần xã th ực vật khác và có thể mô t ả bằng các biểu đồ. Phương pháp này có thể nhận diện nhanh một kiểu rừng qua các biểu đồ mặt cắt. Trên ơc sở này, các nhà lâm sinh có th ể lựa chọn các biện pháp kỹ thuật để điều chỉnh mật độ cây r ừng nhằm đưa rừng phát triển ổn định. Theo G. Baur (1961), rừng mưa là m ột quần xã kín tán, bao gồm những cây gỗ về căn bản là ưa ẩm, thường xanh, có lá rộng, với hai tầng cây g ỗ và cây b ụi hoặc nhiều hơn nữa, cùng các ầtng phiến có d ạng sống khác nhau cây bò leo và th ực vật phụ sinh (Nguyễn Văn Thêm, 2002) [28]. Điều này nói lên rừng mưa nhiệt đới có nh ững đặc trưng nhất định về loài cây g ỗ chịu ẩm, nhiều tầng tán và các ạdng sống khác ấrt phức tạp trong một kiểu rừng. Phân tích b ản chất sinh thái ủca mỗi hệ thực vật, nhất là h ệ thực vật của các vùng ôn đới, người ta vẫn dùng hệ thống của Raunkiaer (1934) [48] để sắp xếp các loài c ủa hệ thực vật nghiên ứcu vào m ột trong các dạng sống đó. C ơ sở phân chia dạng sống của ông là s ự khác nhau về khả năng thích nghi của thực vật qua thời gian bất lợi trong năm. Từ tổ hợp các dấu hiệu thích nghi, Raunkiaer chỉ chọn một dấu hiệu là v ị trí của chồi nằm ở đâu trên mặt đất trong suốt thời gian bất lợi trong năm. Raunkiaer đã chia 5 nhóm d ạng sống cơ bản: (1) Phanerophytes (Ph): nhóm cây có ch ồi trên mặt đất; (2) Chamaetophytes (Ch): nhóm cây có ch ồi sát mặt đất; 7 (3) Hemicryptophytes (He): nhóm cây có ch ồi nửa ẩn; (4) Cryptophytes (Cr): nhóm cây có ch ồi ẩn; (5) Therophytes (Th): nhóm cây s ống 1 năm. Với kiểu phân chia d ạng sống này có ý ngh ĩa quan trọng trong việc phân bi ệt được các kiểu thảm thực vật ở vùng ôn đới, đó là k ết quả tácđộng tổng hợp của các yếu tố môi tr ường tạo nên. Tuy nhiênđối với rừng nhiệt đới rất khó áp dụng. Khi đưa ra hệ thống phân c ấp cây r ừng Kraft (1884), đã chia cây r ừng trong một lâm ph ần thành 5 c ấp sinh trưởng hoặc cấp “ ưu thế” và c ấp “chèn ép”. Các chỉ tiêu Kraft ửs dụng là: V ị trí tán cây trong tánừrng (chiều cao), độ lớn và hình d ạng tán lá, khảnăng ra hoa, tình trạng sinh lực…M ỗi chỉ tiêu có một hệ thống tiêu chuẩn để nhận biết và đánh giá (Stephen và ctv, 1986) [27]. Phương pháp này phản ánhđược tình hình phân hóa cây r ừng rõ ràng trong các lớp không gian, chi ều cao của các cấp so với chiều cao trung bình. Nhưng giải pháp này chỉ áp dụng cho rừng trồng đồng tuổi có s ự cạnh tranh về không gian dinh d ưỡng ở cùng loài cây, cùng tu ổi. Rừng tự nhiên có cấu trúc phức tạp có nhi ều thế hệ tuổi khác nhau nên khó áp ụdng. Như vậy, các nhà lâm học nêu trên khi mô ảt, nhận xét, đánh giáấuc trúc rừng đều mang tính định tính để nhận biết về kiểu rừng. Từ đó, khuy ến cáo các nhà lâm h ọc điều có bi ện pháp tácđộng thích hợp để nâng cao n ăng xuất rừng. 1.1.1.2. Cấu trúc rừng theo định lượng Với sự phát triển của khoa học công ngh ệ thông tin, tin h ọc học đóng vai trò quan trọng và h ỗ trợ nhiều cho các nhà nghiên ứcu trong thống kê toánọhc và mô hình hóa c ấu rừng; xác ậlp mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra rừng. Các công trình nghiên ứcu nhiều nhất là nghiên cứu cấu trúc về không gian và th ời gian của rừng. a) Nghiên ứcu quy luật phân b ố Theo Meryer đã xây d ựng rừng chuẩn với phương trình hồi quy để tính toán cho chu kỳ khai thácổn định số cây và c ấp đường kính; Richards trong quyển “R ừng mưa nhiệt đới” c ũng đề cập đến phân b ố số cây theo c ấp kính, ông cho đó là một phân b ố đặc trưng của rừng tự nhiên hỗn loại. Trong quyển “h ệ sinh thái ừrng nhiệt đới” mà FAO xu ất bản gần đây tác giả cũng xét phân bố số cây theo các cấp đường kính. Theo quan điểm của Richards, Wenk đã nghiên cứu thân cây theo kích 8 cỡ và đồng hóa v ới một số dạng phân b ố lý thuy ết để sử dụng trong tính toán quy hoạch rừng, Rollet đã dành m ột chương quan trọng để xác ậlp phương trình hồi quy số cây- đường kính (Dẫn theo Nguyễn Văn Trương, 1983) [34]. Các tác ảginày đã xây d ựng được các phương trình hồi quy cho các kiểu rừng khác nhau (số cây theo đường kính). Từ các nhân tố điều tra có th ể suy ra được các biến khác thông qua tương quan hồi quy. Đây là c ơ sở quan trọng để ứng dụng trong điều chế rừng góp ph ần tìm ra một số kết luận bổ ích cho công tác lâm sinh hướng vào m ục tiêu xây dựng và nâng cao v ốn rừng về lượng và ch ất. Theo Prodan (1952) nghiên ứcu quy luật phân b ố rừng, chủ yếu theo đường kính D1,3 có liên hệ với giai đoạn phát dục và các biện pháp kinh doanh. Theo tác giả, sự phân b ố số cây theo đường kính có giá trị đặc trưng nhất cho rừng, đặc biệt là r ừng hỗn loại, nó ph ản ảnh cácđặc điểm lâm sinh c ủa rừng (Dẫn theo Lê Đức Thiện, 2014) [29]. Phân b ố cây r ừng tư nhiên mà ông xácđịnh đã được kiểm chứng ở rất nhiều nơi trên thế giới. Đó là phân b ố số cây theo đường kính của rừng tự nhiên có một đỉnh lệch trái. Số cây t ập trung nhiều ở cấp đương kính nhỏ do có nhi ều loài cây khác nhau và nhiều thế hệ cùng tồn tại trong kiểu rừng. Nếu xét về một loài cây, do đặc tính sinh thái nênớpl cây k ế cận (cây nh ỏ) bao giờ cũng nhiều hơn các ớlp cây lớn do quy luật cạnh tranh không gian dinh d ưỡng và đào th ải tự nhiên; những nơi thuận lợi trong rừng cây m ới vươn lênđể tồn tại và phát triển. Còn phân b ố số cây theo cấp chiều cao, rừng tự nhiên thường có quy lu ật nhiều đỉnh do có nhi ều thế hệ cùng tồn tại và đặc tính di truyền của một số loài cây r ừng chỉ lớn đến một kích cỡ nhất định nào đó s ẽ không l ớn nữa. Đồng thời, việc phân b ố nhiều đỉnh cũng là k ết quả của việc khai thác chọn không đúng quy tắc để lại. Richards P.W (1970) [23] đã đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng mưa nhiệt đới về mặt hình thái. Theo tác ảginày, m ột đặc điểm nổi bật của rừng mưa nhiệt đới là tuyệt đại bộ phận thực vật đều thuộc thân g ỗ. Rừng mưa thường có nhi ều tầng (thông th ường nhất là có ba t ầng, ngoại trừ tầng cây b ụi và t ầng cây thân c ỏ). Trong rừng mưa nhiệt đới ngoài cây g ỗ lớn, cây b ụi và các loài cây thân c ỏ còn có nhi ều loài dây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh bám trên thân