Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Thể loại khác Chưa phân loại Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và khả năng tích lũy các bon của rừng vầu đắng (ind...

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

.PDF
85
132
145

Mô tả:

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN ĐỨC CÔNG 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 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP Thái Nguyên - Năm 2016 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN ĐỨC CÔNG 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 Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60 62 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP 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 kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, đầy đủ, rõ nguồn gốc và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Các thông tin, tài liệu tham khảo sử dụng trong luận văn này đều đã được ghi rõ nguồn gốc. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn. Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ luận văn, trước phòng quản lý sau đại học và nhà trường về các thông tin, số liệu trong luận văn. Tác giả luận văn Nguyễn Đức Công ii LỜI CẢM ƠN Xuất phát từ nguyện vọng của bản thân và được sự nhất trí của Ban chủ nhiệm khoa Lâm nghiệp, Phòng Đào tạo - Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên tác giả tiến hành thực hiện đề tài “ 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”. Sau một thời gian làm việc đến nay bản luận văn của tác giả đã hoàn thành. Nhân dịp này tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn TS. Trần Công Quân là người tận tâm hướng dẫn tác giả trong thời gian thực hiện đề tài. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo phòng Đào tạo, khoa Lâm nghiệp những người đã truyền thụ cho tác giả những kiến thức và phương pháp nghiên cứu quý báu trong thời gian tác giả theo học tại trường. Tác giả xin chân thành cảm ơn UBND huyện Bạch Thông, UBND các xã…. đã nhiệt tình tạo mọi điều kiện giúp đỡ tác giả trong quá trình nghiên cứu. Và cuối cùng tác giả xin chân thành cảm ơn sâu sắc nhất tới gia đình, bạn bè và những người luôn quan tâm chia sẻ và tạo mọi điều kiện giúp đỡ trong thời gian tác giả học tập và nghiên cứu vừa qua. Do lần đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, nên luận văn không tránh được những thiếu sót. Vì vậy, 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 trọng cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 10 năm 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 BẢNG .................................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH..................................................................................... vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT ............................... viii MỞ ĐẦU ...................................................................................................................1 1. Đặt vấn đề ..............................................................................................................1 2. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................2 2.1. Ý nghĩa khoa học của đề tại .............................................................................2 2.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ..............................................................................3 3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ...........................................................................3 3.1. Về lý luận ...........................................................................................................3 3.2. Về thực tiễn ........................................................................................................3 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................3 4.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................3 4.2. Phạm vi nghiên cứu ...........................................................................................3 Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...........................................5 1.1. Những nghiên cứu trên thế giới .......................................................................5 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc ..................................................................................5 1.1.2. Nghiên cứu về sinh khối ..............................................................................11 1.1.3. Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của rừng ............................................13 1.1.4. Đặc trưng về phân bố và sinh thái của tre trúc .........................................14 1.2. Những nghiên cứu trong nước .......................................................................15 1.2.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng .......................................................................15 1.2.2. Nghiên cứu về sinh khối ..............................................................................17 iv 1.2.3. Nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 của rừng ............................................19 1.2.4. Nghiên cứu về cây vầu đắng .......................................................................21 1.3. Nhận xét chung ................................................................................................24 1.4. Điều kiện tự nhiên - Kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu ...........................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 hội ..............................................................................27 Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................29 2.1. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................29 2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................29 2.2.1. Quan điểm và cách tiếp cận của đề tài.......................................................29 2.2.2. Phương pháp kế thừa số liệu, tài liệu .........................................................30 2.2.3. Phương pháp điều tra xác định đặc điểm cấu trúc của rừng vầu đắng thuần loài ..................................................................................................................31 2.2.4. Phương pháp xác định sinh khối rừng vầu đắng thuần loài ....................31 2.2.5. Phương pháp xác định lượng các bon tích lũy trong rừng vầu đắng thuần loài .............................................................................................................................34 2.2.6. Phương pháp nội nghiệp ..............................................................................35 Chương 339. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...........................39 3.1. Một số quy luật kết cấu lâm phần rừng vầu đắng thuần loài tại huyê ̣n Bạch Thông, tinh Bắc Kạn .....................................................................................39 ̉ 3.1.1. Quy luật phân bố N/D ..................................................................................39 3.1.2. Quy luật phân bố N/H ..................................................................................40 3.1.3. Quy luật tương quan H-D............................................................................42 3.2. Đặc điểm sinh khối rừng vầu đắng thuần loài ta ̣i huyê ̣n Bạch Thông tỉnh Bắc Kạn ....................................................................................................................42 3.2.1. Đặc điểm sinh khối tươi lâm phần vầu đắng thuần loài ..........................42 v 3.2.2. Đặc điểm sinh khối khô lâm phần vầu đắng thuần loài ...........................48 3.3. Lượng các bon tích lũy của rừng vầu đắng thuần loài ta ̣i huyện Bạch Thông tỉnh Bắc Kạn ................................................................................................52 3.3.1. Lượng các bon tích lũy của lâm phần vầu đắng thuần loài .....................52 3.3.2. Lượng CO2 hấ p thu ̣ của lâm phần vầu đắng thuần loài ...........................57 3.4. Phân tích mối quan hệ giữa sinh khối, lượng CO2 hấp thụ của rừng vầu đắng thuần loài với các nhân tố điều tra...............................................................62 3.4.1. Mối quan hệ sinh khối tươi, sinh khối khô, lượng CO2 hấp thụ của cây cá lẻ với nhân tố điều tra D1.3. ...............................................................................63 3.4.2. Mối quan hệ sinh khối tươi, sinh khối khô, lượng CO2 hấp thụ của cây cá lẻ với nhân tố điều tra Hvn................................................................................64 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ...........................................................65 1. Kết luận ................................................................................................................65 2. Tồn tại ..................................................................................................................66 3. Kiến nghị .............................................................................................................66 TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................68 vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Bảng tổng hợp phân bố N/D ................................................................39 Bảng 3.2. Bảng tổng hợp phân bố N/H ................................................................41 Bảng 3.3. Kết quả sinh khối tươi cây vầu đắng theo 3 cấp mật độ ...................42 Hình 3.3. Biểu đồ lượng sinh khối tươi cây vầu đắng theo 3 cấp mật độ ........43 Bảng 3.4. Đặc điểm sinh khối tươi cây bụi, thảm tươi và vật rơi rụng ............44 Bảng 3.5. Tổng hợp đặc điểm sinh khối tươi lâm phần vầu đắng thuần loài ..47 Bảng 3.6. Đặc điểm sinh khối khô cây vầu đắng theo 3 cấp mật độ ................48 Bảng 3.7. Kết quả nghiên cứu sinh khối khô cây bụi, thảm tươi và vật rơi rụng ...................................................................................................................................50 Bảng 3.8. Đặc điểm sinh khối khô lâm phần vầu đắng thuần loài ....................51 Bảng 3.9. Lượng các bon tích lũy của rừng vầu đắng theo 3 cấp mật độ ........53 Bảng 3.10. Lượng các bon tích lũy trong cây bụi, thảm tươi và vật rơi rụng..54 Bảng 3.11. Lượng các bon tích lũy của lâm phần vầu đắng thuần loài ............56 Bảng 3.12. Lượng CO2 hấp thụ của cây vầu đắng thuần loài theo 3 cấp mật độ ...................................................................................................................................58 Bảng 3.13. Lượng CO2 hấ p thu ̣ trong cây bụi, thảm tươi và vật rơi rụng ........59 Bảng 3.14. Lượng CO2 hấ p thu ̣ của lâm phần vầu đắng thuần loài ..................61 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ bố trí ô tiêu chuẩn, ô thứ cấp, ô dạng bản ................................34 Hình 3.1. Biểu đồ phân bố bình quân số cây vầu đắng theo cấp đường kính ..40 Hình 3.2. Biểu đồ phân bố bình quân số cây vầu đắng theo cấp chiều cao .....41 Hình 3.4. Biểu đồ lượng sinh khối tươi của cây bụi, 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 phần vầu đắng thuần loài .......................47 Hình 3.7. Biểu đồ lượng sinh khối khô cây vầu đắng 3 cấp mật độ .................49 Hình 3.8. Biểu đồ lượng sinh khối khô của cây bụi, thảm tươi .........................50 Hình 3.9. Biểu đồ lượng sinh khối khô của vật rơi rụng ....................................51 Hình 3.10. Biểu đồ sinh khối khô lâm phần vầu đắng thuần loài .....................52 Hình 3.11. Biểu đồ lượng carbon tích lũy của cây vầu đắng 3 cấp mật độ .....54 Hình 3.12. Biểu đồ trữ lượng các bon tích lũy trong cây bụi, thảm tươi .........55 Hình 3.13. Biểu đồ trữ lượng các bon tích lũy trong vật rơi rụng ....................56 Hình 3.14. Trữ lượng các bon tích lũy của lâm phần vầu đắng thuần loài ......57 Hình 3.15. Lượng CO2 hấp thụ của cây vầu đắng thuần loài ba cấp mật độ ...59 Hình 3.16. Lượng CO2 hấ p thu ̣ trong cây bụi thảm tươi ....................................60 Hình 3.17. Lượng CO2 hấ p thu ̣ trong vật rơi rụng ..............................................61 Hình 3.18. Lượng CO2 hấ p thu ̣ của lâm phần vầu đắng thuần loài ..................62 viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nội dung CDM : Cơ chế phát triển sạch D1.3 : Đường kính tại vị trí cách mặt đất 1,3 mét Hvn : Chiều cao vút ngọn IPCC : Ủy ban Quốc Tế về Biến đổi khí hậu ICRAF : Tổ chức nông lâm thế giới ÔTC : Ô tiêu chuẩn ÔDB : Ô dạng 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 tại Rio de Janeiro - Brazil năm 1992 với sự tham gia của gần 160 quốc gia trên toàn thế giới. Nghị định thư Kyoto ra đời nhằm đạt được sự thỏa thuận về giảm phát thải khí nhà kính của các nước. Để nhằm chố ng la ̣i biế n đổ i khí hâ ̣u toà n cầ u có hiệu quả hơn, chương trinh “Giảm phát thải thông qua việc hạn chế mất rừng và ̀ suy thoái rừng” (REDD) và tăng cường đa dạng sinh học (REDD+) bở i cá c nhà khoa ho ̣c nhâ ̣n đinh rằ ng mấ t rừ ng và suy thoá i rừ ng tự nhiên đóng gó p khoả ng 20% ̣ lươ ̣ng khí CO2 phá t thả i ra khí quyể n. Việt Nam là mô ̣t trong 47 quốc gia đầ u tiên đươ ̣c Liên Hiê ̣p Quốc lựa cho ̣n để thí điể m triển khai chương trình hợp tác của Liên hiệp quốc về giảm phát thải từ phá rừng và suy thoái rừng ở các nước đang phát triển (UN-REDD) với tổng số vố n viện trợ trong giai đoa ̣n I là 4,38 triệu USD (giai đoa ̣n 2009 - 2011). Giai đoạn II của Chương trình UN-REDD triển khai trong vòng 3 năm 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 Tĩnh, Bình Thuận, Lâm Đồng, Cà Mau, với khoản ngân sách tài trợ không hoàn lại 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 tắc và phương pháp định giá các loại rừng; Quyết định số 380-TTg ngày 10/4/2008 của Thủ tướng Chính phủ về thí điểm cơ chế chi trả dịch vụ môi trường rừng, Nghị định số 99/2010/NĐ-CP ngày 24/9/2010 về chính sách chi trả dịch vụ môi trường 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 việc giảm lượng CO2 phá t thả i. Mặc dù hành lang pháp lý cho việc thực hiện chi trả dịch vụ môi trường rừng bao gồm cả khả năng lưu trữ cá c bon là đã có cơ sở ở nước ta, nhưng việc thực thi còn rất nhiều cản trở do chúng ta chưa có đủ cơ sở khoa học cũng như thực tiễn cho việc xác định khả năng lưu trữ các bon của từng loại rừng. Ở Việt Nam hiện nay các công trình nghiên cứu mới chỉ tập trung nghiên cứu 2 sinh khối và khả năng lưu trữ cá c bon của một số dạng rừng trồng. Rừng tự nhiên, đặc biệt là rừng vầu, tre nứa là đối tượng có cấu trúc rất phức tạp, do vậy việc nghiên cứu sinh khối và khả năng lưu trữ cá c bon cho đối tượng rừng này là rất khó khăn và cho tới nay chưa được tiến hành hoặc tiến hành nhỏ lẻ thiếu hệ thống. Rừng Vầu đắng là loại rừng thứ sinh hình thành sau khi rừng gỗ nguyên sinh bị phá hoại. Vầu đắng là loài tre không gai, thân ngầm dạng roi, thân tre mọc phân tán từng cây, phát triển rất tốt dưới tán thưa của rừng cây gỗ nhất là ở các khe hẻm, thung lũng. Vầu đắng là loài điển hình cho nhóm mọc tản, có kích thước thân lớn của nước ta. Kích thước cây trung bình: Thân cao 17m, đường kính 10cm, lóng dài 35cm, vách thân dầy 1cm, thân tươi nặng 30kg. Vầu đắng mọc tự nhiên và có nhiều ở các tỉnh Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Bắc Kạn, Phú Thọ, Thái Nguyên, cũng có và có thể phát triển ở Cao Bằng, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Sơn La, Hoà Bình, Thanh Hoá. Huyện Bạch Thông nằm ở trung tâm tỉnh Bắc Kạn, phía bắc giáp huyện Ngân Sơn và Ba Bể, phía tây giáp huyện Chợ Đồn, phía nam giáp huyện Chợ Mới và thành phố Bắc Kạn, phía đông giáp huyện Na Rì. Vớ i tổ ng diện tích tự nhiên là 545,62km2 có 90% diê ̣n tích là rừng núi, địa hình khá phức tạp trong đó rừng vầu đắng có khoảng 560,9 ha chủ yếu tập trung tại các xã Đôn Phong và Lục Bình, Cẩm Giàng. Hiện nay rừng vầu đắng của huyện Bạch Thông cũng chỉ được thừa nhận về giá trị kinh tế, phòng hộ... về giá trị môi trường chưa có nghiên cứu đánh giá về khả năng hấp thụ CO2 để làm cơ sở cho việc chi trả dịch vụ môi trường rừng cũng như xác định giá trị đích thực của rừng vầu đắng đem lại để có các giải pháp quản lý, bảo vệ và phát triển rừng vầu đắng trong thời gian tới. Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn đó, đề tài “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” được đặt ra là thật sự cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 2. Ý nghĩa của đề tài 2.1. Ý nghĩa khoa học của đề tại Cung cấp thêm những kết quả nghiên cứu về sinh khối và lượng các bon tích 3 lũy của rừng Vầu đắng tại huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn. 2.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Góp phần quản lý bền vững rừng Vầu đắng, tăng trữ lượng các bon tích lũy trong rừng. - Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm tư liệu tham khảo cho các cấp, các ngành trong việc chi trả dịch vụ môi trường rừng, cho chủ rừng trong thực tiễn sản xuất rừng vầu đắng tại địa phương nói riêng và cho tất cả các địa phương có rừng vầu đắng nói chung. 3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 3.1. Về lý luận - Xác định được đặc điểm cấu trúc rừng Vầu đắng thuần loài tại huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn. - Xác định được sinh khối và lượng các bon tích lũy cây cá thể và lâm phần rừng Vầu đắng tại huyện Bạch Thông, tỉnh Băc Kạn. 3.2. Về thực tiễn - Xây dựng được các mô hình dự báo về sinh khối và lượng các bon tích lũy cây cá lẻ và lâm phần rừng Vầu đắng tại huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn. - Đề xuất được các giải pháp quản lý rừng nhằm nâng cao lượng các bon tích lũy trong rừng Vầu đắng tại huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các lâm phần rừng Vầu đắng thuần loài tại huyện Bạch Thông, tỉnh Bắc Kạn 4.2. Phạm vi nghiên cứu + Về nội dung nghiên cứu: Nội dung nghiên cứu của luận văn được giới hạn trong phạm vi sau: 4 - Về đặc điểm cấu trúc: Chỉ nghiên cứu cấu trúc mật độ, cấu trúc tuổi, tầng thứ, độ tàn che và phân bố N/D1,3, N/Hvn. - Về sinh khối và các bon tích lũy: chỉ đươ ̣c xá c đinh ở thời điểm nghiên cứu ̣ mà chưa có điề u kiê ̣n xá c đinh biến động của các kết quả này theo mùa sinh trưởng ̣ củ a rừng. Nghiên cứu cho cả cây cá lẻ xác định theo các cấp tuổi khác nhau; Nghiên cứu lâm phần xác định cho các cấp mật độ khác nhau. Không nghiên cứu sinh khối và khả năng tích lũy các bon của những cây vầu đắng là măng mầm. - Việc nghiên cứu khả năng tích lũy các bon trong sinh khối của rừng là rất phức tạp, đòi hỏi thời gian dài, nhiều phương tiện và kinh phí lớn. Vì vậy, trong luận văn tiến hành nghiên cứu theo phương pháp mẫu điển hình. - Do thời điểm điều tra, cây chưa có hoa quả, hơn nữa các bộ phận này chỉ 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 cứu được thực hiê ̣n ta ̣i 03 xã: Đôn Phong, Lục Bình, Cẩm Giàng huyện Bạch Thông, tinh Bắc Kạn. ̉ 5 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Những nghiên cứu trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc Cấu trúc rừng là sự sắp xếp có tính quy luật của tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng trong không gian và thời gian. Cấu trúc rừng biểu hiện quan hệ sinh thái giữa thực vật rừng với nhau và với các nhân tố môi trường xung quanh gồm: Cấu trúc sinh thái tạo thành loài cây, dạng sống, tầng phiến; cấu trúc hình thái tầng tán rừng; cấu trúc đứng; cấu trúc theo mặt phẳng ngang (mật độ và dạng phân bố cây trong quần thể); cấu trúc theo thời gian (theo tuổi). Cấu trúc rừng phản ánh điều kiện sinh thái. Cụ thể: Những nơi có điều kiện môi trường khắc nghiệt, cấu trúc rừng đơn giản chỉ gồm những loài cây chống chịu được môi trường đó. Nơi có môi trường thuận lợi, cấu trúc rừng phức tạp và gồm nhiều loài cạnh tranh, có phần cộng sinh, ký sinh (các loại rêu, địa y…). Vùng ôn đới, cấu trúc rừng thường là thuần loài, đều tuổi, một tầng, rụng lá. Vùng nhiệt đới như Việt Nam, cấu trúc rừng tự nhiên điển hình là rừng hỗn loài, nhiều tầng, thường xanh quanh năm. Ngay trong một khu vực nhất định như ở sườn đồi, đỉnh đồi và ven khe suối cạn cũng có những kiểu thảm thực vật khác nhau. Thậm chí trong một kiểu thảm thực vật (cùng một trạng thái rừng) thì đặc điểm cấu trúc, khả năng tái sinh, mật độ cây rừng và phân bố số loài cây tại vị trí này cũng có thể hoàn toàn khác so với vị trí khác. Điều đó đã nói lên cây rừng chịu ảnh hưởng sâu sắc của điều kiện sinh thái. Luận điểm cơ bản của kinh doanh rừng, bảo vệ, bảo tồn rừng nhiệt đới là xây dựng cho được một cấu trúc hợp lý nhất có năng suất, chất lượng cao và ổn định nhất; nghiên cứu cấu trúc rừng là nhằm hiểu rõ các quy luật tự nhiên quá trình diễn thế, sinh trưởng và phát triển rừng theo không gian và thời gian. Nghiên cứu cấu trúc rừng đã được các nhà lâm nghiệp trên thế giới nghiên cứu bằng nhiều phương pháp khác nhau để đáp ứng cho một mục tiêu nào đó. Tuy nhiên, đúc kết lại có hai hướng chính để mô tả cấu trúc rừng là theo định tính và định lượng. 6 1.1.1.1 Nghiên cứu cấu trúc rừng theo định tính Nghiên cứu cấu trúc rừng theo định tính từ P. W Richards đến M.Forster, Baur. G (1976) [2], Odum (1971) [47],... và B.Rollet việc nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên nhiệt đới vẫn dừng lại ở dạng vẽ phẩu đồ đứng. Qua phương pháp đó, các tác giả đã cố 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 rằng “quần xã thực vật gồm những loài cây có hình dạng khác nhau, dạng sống khác nhau nhưng tạo ra một hoàn cảnh sinh thái nhất định và có một cấu trúc bên ngoài và được sắp xếp một cách tự nhiên và hợp lý trong không gian”. Theo ông cách sắp xếp được xem xét theo hướng thẳng đứng và hướng nằm ngang. Từ cách sắp xếp này có thể phân biệt các quần xã thực vật khác và có thể mô tả bằng các biểu đồ. Phương pháp này có thể nhận diện nhanh một kiểu rừng qua các biểu đồ mặt cắt. Trên cơ sở này, các nhà lâm sinh có thể lựa chọn các biện pháp kỹ thuật để điều chỉnh mật độ cây rừng nhằm đưa rừng phát triển ổn định. Theo G. Baur (1961), rừng mưa là một quần xã kín tán, bao gồm những cây gỗ về căn bản là ưa ẩm, thường xanh, có lá rộng, với hai tầng cây gỗ và cây bụi hoặc nhiều hơn nữa, cùng các tầng phiến có dạng sống khác nhau cây bò leo và thực vật phụ sinh (Nguyễn Văn Thêm, 2002) [28]. Điều này nói lên rừng mưa nhiệt đới có những đặc trưng nhất định về loài cây gỗ chịu ẩm, nhiều tầng tán và các dạng sống khác rất phức tạp trong một kiểu rừng. Phân tích bản chất sinh thái của mỗi hệ thực vật, nhất là hệ thực vật của các vùng ôn đới, người ta vẫn dùng hệ thống của Raunkiaer (1934) [48] để sắp xếp các loài của hệ thực vật nghiên cứu vào một trong các dạng sống đó. Cơ sở phân chia dạng sống của ông là sự 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 vị trí của chồi nằm ở đâu trên mặt đất trong suốt thời gian bất lợi trong năm. Raunkiaer đã chia 5 nhóm dạng sống cơ bản: (1) Phanerophytes (Ph): nhóm cây có chồi trên mặt đất; (2) Chamaetophytes (Ch): nhóm cây có chồi sát mặt đất; 7 (3) Hemicryptophytes (He): nhóm cây có chồi nửa ẩn; (4) Cryptophytes (Cr): nhóm cây có chồi ẩn; (5) Therophytes (Th): nhóm cây sống 1 năm. Với kiểu phân chia dạng sống này có ý nghĩa quan trọng trong việc phân biệt được các kiểu thảm thực vật ở vùng ôn đới, đó là kết quả tác động tổng hợp của các yếu tố môi trường tạo nên. Tuy nhiên đối với rừng nhiệt đới rất khó áp dụng. Khi đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng Kraft (1884), đã chia cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp sinh trưởng hoặc cấp “ưu thế” và cấp “chèn ép”. Các chỉ tiêu Kraft sử dụng là: Vị trí tán cây trong tán rừng (chiều cao), độ lớn và hình dạng tán lá, khả năng ra hoa, tình trạng sinh lực…Mỗi chỉ tiêu có một hệ thống tiêu chuẩn để nhận biết và đánh giá (Stephen và ctv, 1986) [27]. Phương pháp này phản ánh được tình hình phân hóa cây rừng rõ ràng trong các lớp không gian, chiều cao của các cấp so với chiều cao trung bình. Nhưng giải pháp này chỉ áp dụng cho rừng trồng đồng tuổi có sự cạnh tranh về không gian dinh dưỡng ở cùng loài cây, cùng tuổi. Rừng tự nhiên có cấu trúc phức tạp có nhiều thế hệ tuổi khác nhau nên khó áp dụng. Như vậy, các nhà lâm học nêu trên khi mô tả, nhận xét, đánh giá cấu trúc rừng đều mang tính định tính để nhận biết về kiểu rừng. Từ đó, khuyến cáo các nhà lâm học điều có biện pháp tác động thích hợp để nâng cao năng xuất rừng. 1.1.1.2. Cấu trúc rừng theo định lượng Với sự phát triển của khoa học công nghệ thông tin, tin học học đóng vai trò quan trọng và hỗ trợ nhiều cho các nhà nghiên cứu trong thống kê toán học và mô hình hóa cấu rừng; xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra rừng. Các công trình nghiên cứu nhiều nhất là nghiên cứu cấu trúc về không gian và thời gian của rừng. a) Nghiên cứu quy luật phân bố Theo Meryer đã xây dựng rừng chuẩn với phương trình hồi quy để tính toán cho chu kỳ khai thác ổn định số cây và cấp đường kính; Richards trong quyển “Rừng mưa nhiệt đới” cũng đề cập đến phân bố số cây theo cấp kính, ông cho đó là một phân bố đặc trưng của rừng tự nhiên hỗn loại. Trong quyển “hệ sinh thái rừng nhiệt đới” mà FAO xuất 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 với một số dạng phân bố lý thuyết để sử dụng trong tính toán quy hoạch rừng, Rollet đã dành một chương quan trọng để xác lập phương trình hồi quy số cây- đường kính (Dẫn theo Nguyễn Văn Trương, 1983) [34]. Các tác giả này đã xây dựng được các phương trình hồi quy cho các kiểu rừng khác nhau (số cây theo đường kính). Từ các nhân tố điều tra có thể suy ra được các biến khác thông qua tương quan hồi quy. Đây là cơ sở quan trọng để ứng dụng trong điều chế rừng góp phần tìm ra một số kết luận bổ ích cho công tác lâm sinh hướng vào mục tiêu xây dựng và nâng cao vốn rừng về lượng và chất. Theo Prodan (1952) nghiên cứu quy luật phân bố 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 bố số cây theo đường kính có giá trị đặc trưng nhất cho rừng, đặc biệt là rừng hỗn loại, nó phản ảnh các đặc điểm lâm sinh của rừng (Dẫn theo Lê Đức Thiện, 2014) [29]. Phân bố cây rừng tư nhiên mà ông xác định đã được kiểm chứng ở rất nhiều nơi trên thế giới. Đó là phân bố số cây theo đường kính của rừng tự nhiên có một đỉnh lệch trái. Số cây tập trung nhiều ở cấp đương kính nhỏ do có nhiều 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 nên lớp cây kế cận (cây nhỏ) bao giờ cũng nhiều hơn các lớp cây lớn do quy luật cạnh tranh không gian dinh dưỡng và đào thải tự nhiên; những nơi thuận lợi trong rừng cây mới vươn lên để tồn tại và phát triển. Còn phân bố số cây theo cấp chiều cao, rừng tự nhiên thường có quy luật nhiều đỉnh do có nhiều thế hệ cùng tồn tại và đặc tính di truyền của một số loài cây rừng chỉ lớn đến một kích cỡ nhất định nào đó sẽ không lớn nữa. Đồng thời, việc phân bố nhiều đỉnh cũng là kết 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 giả này, một đặc điểm nổi bật của rừng mưa nhiệt đới là tuyệt đại bộ phận thực vật đều thuộc thân gỗ. Rừng mưa thường có nhiều tầng (thông thường nhất là có ba tầng, ngoại trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ). Trong rừng mưa nhiệt đới ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài cây thân cỏ còn có nhiều loài dây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh bám trên thân 9 cây, cành cây,... "Rừng mưa thực sự là một quần lạc hoàn chỉnh và cầu kỳ nhất về mặt cấu tạo và cũng phong phú nhất về mặt loài cây". Catinot (1965) [3]; Plaudy J đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả, phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến,... Li Yiqing (1992) [45], đã nghiên cứu dự đoán động thái cấu trúc đường kính loài Pinus yunnaensis trên những ô mẫu định vị và cho biết: theo điều kiện sinh trưởng của các cây cá thể được chia ra 4 loại như tăng trưởng đường kính 2 cm/năm, 1 cm/năm, đình trệ sinh trưởng và chết. Hai chỉ số độ lệch đường kính bình quân và mật độ được sử dụng để mô hình hóa phân bố đường kính, tác giả cũng đã đưa ra mô hình phỏng theo phân bố đường kính của loài với đối tượng rừng tự nhiên. Quy luật phân bố số cây theo đường kính (N/Di) là quy luật cấu trúc cơ bản và quan trọng nhất của lâm phần. Đã có nhiều tác giả nghiên cứu mô tả quy luật này, có thể dẫn ra một số tác giả với các công trình nghiên cứu sau đây. Naslund (1936, 1973), Moiseev (1972) đã sử dụng hàm Charlier, Strub (1972), Burkhart (1974) sử dụng hàm Beta, Bliss, và Reinker (1964) sử dụng hàm Logarit chuẩn,... Việc sử dụng hàm này hay hàm khác để biểu thị quy luật cấu trúc là tuỳ thuộc vào kinh nghiệm của từng tác giả, cũng như các loài cây sinh trưởng khác nhau và số liệu đo đạc ngoài thực tế. Do đường kính cây rừng không ngừng tăng lên theo tuổi, nên phân bố đường kính của lâm phần cũng không ngừng thay đổi theo tuổi. Roemisch (1975) đã nghiên cứu khả năng dùng hàm Gammar để mô phỏng sự biến đổi theo tuổi của phân bố đường kính cây rừng, xác lập quan hệ của tham số Beta với tuổi, đường kính trung bình, chiều cao tầng trội và đi đến khẳng định quan hệ giữa tham số Beta và chiều cao tầng trội là chặt chẽ nhất. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu đó tác giả đã đề nghị mô hình xác định tham số Beta cho phân bố N/D của lâm phần sau khi tỉa thưa như sau:  '  a0  a1 .  a2 . 2  a3 .n  a4 .n 2  a5 . .n  a6 . .n 2 10 với  ' : Tham số phân bố Gamma sau tỉa thưa;  : Tham số phân bố Gamma trước tỉa thưa; n là tỷ lệ phần trăm số cây tỉa thưa (Dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1996) [12]. Kennel, R (1971), xác định các đại lượng đường kính nhỏ nhất (D m), đường kính lớn nhất (DM) và mật độ (N) thông qua quan hệ trực tiếp với tuổi theo dạng phương trình: Dm = a0 + a1.A + a2.A ; DM = a0 + a1.A+ a2.A ; N = e 2 2 ( a0  a1 a2  ) A A2 Giữa chiều cao và đường kính thân cây luôn có mối quan hệ chặt chẽ. Đây là một trong những quy luật cấu trúc cơ bản và quan trọng. Đã có nhiều tác giả dùng phương pháp giải tích toán học để tìm ra các quy luật này như: Naslund, M (1929); Prodan, M (1944); Assmann, E (1936); Hohenadl, W (1936); Meyer, H.A (1952). Đã đề nghị các dạng phương trình sau: H = a + b1.D + b2.D 2 ; H = a + b.logD; H = a + b1.D + b2.D 2 + b3.D 3 H = a + b1logD + b2logD; H = k.D b Khi nghiên cứu sự biến đổi theo tuổi của quan hệ giữa chiều cao và đường kính ngang ngực, tác giả Vagui, A.B (1955) khẳng định “đường cong chiều cao thay đổi và luôn dịch chuyển lên phía trên khi tuổi tăng lên”, và Tiurin, A.V (1972) (Dẫn theo Phạm Ngọc Giao 1996 [12]) cũng đưa ra kết luận tương tự. b) Nghiên cứu về khả năng tái sinh Tái sinh rừng là một quá trính sinh học mang tính đặc thù và diễn ra liên tục của hệ sinh thái rừng. Sự xuất hiện của cây con của các loài cây đang phát triển dưới tán rừng, lỗ trống trong rừng sau khai thác chọn, sau phát nương làm rẫy. Vai trò quan trọng của lớp tái sinh này là nguồn thay thế lớp cây đã già cỗi, là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng. Trong cuốn “rừng mưa nhiệt đới”, P.W. Richards nêu lên ý kiến của nhiều tác giả cho rằng theo diễn thế tự nhiên thì sau khi cây tầng trên đã diễn thế xấu đi và sau đó có thể diễn thế lại đi lên vì cây gỗ tốt bao giờ cũng mọc sau cây tiên phong ưa sáng. Điều này chúng ta đã từng thấy khi khai thác tạo ra những lỗ trống thì cây tiên phong bao giờ cũng mọc lại rất nhanh chỉ trong vòng 1-2 năm đầu. Điều quan
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan