Tài liệu Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên một số trạng thái rừng thứ sinh tại công ty tnhh mtv lâm nghiệp văn bàn, tỉnh lào cai

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TRẦN QUANG ĐẠI NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA MỘT SỐ TRẠNG THÁI RỪNG THỨ SINH TẠI CÔNG TY TNHH MTV VĂN BÀN, TỈNH LÀO CAI LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP THÁI NGUYÊN - 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TRẦN QUANG ĐẠI NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA MỘT SỐ TRẠNG THÁI RỪNG THỨ SINH TẠI CÔNG TY TNHH MTV VĂN BÀN, TỈNH LÀO CAI CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 8.62.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Đỗ Hoàng Chung 2. TS. Hoàng Văn Thắng THÁI NGUYÊN - 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng có ai công bố trong một số công trình nào khác. Tác giả Trần Quang Đại ii LỜI CẢM ƠN Đào tạo nâng cao trình độ học vấn là cần thiết với mỗi con người nói chung và đào tạo trình độ thạc sỹ lâm nghiệp của trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên nói riêng nhằm giúp học viên bổ sung, cập nhật và nâng cao kiến thức ngành, chuyên ngành; tăng cường kiến thức liên ngành; có kiến thức chuyên sâu trong một lĩnh vực khoa học chuyên ngành hoặc kỹ năng vận dụng kiến thức đó vào hoạt động thực tiễn nghề nghiệp, có khả năng làm việc độc lập, tư duy sáng tạo và có năng lực phát hiện, giải quyết những vấn đề thuộc ngành, chuyên ngành được đào tạo. Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên đến nay tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Để hoàn thành luận văn Thạc sỹ khoa học Lâm nghiệp, tôi xin chân thành cảm ơn Phòng Đào tạo (Bộ phận sau Đại học), BCN Khoa Lâm nghiệp, cùng toàn thể các thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian theo học ở trường. Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn TS. Đỗ Hoàng Chung Khoa Lâm nghiệp, Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ vô cùng quý báu của Đảng ủy, HĐND - UBND cùng các ban, ngành đoàn thể của các xã trên địa huyện Văn Bàn - tỉnh Lào Cai đã giúp đỡ, cung cấp thông tin trong suốt thời gian tôi nghiên cứu đề tài. Một lần nữa tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành tới những sự giúp đỡ quý báu đó. Tác giả Trần Quang Đại iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ..................................................... vii MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................1 2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................................3 3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài ...................................................3 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .........................................................................4 1.1. Tình hình nghiên cứu cấu trúc rừng trên thế giới ................................................5 1.1.1. Nghiên cứu cấu trúc rừng theo định tính ..........................................................5 1.1.2. Cấu trúc rừng theo định lượng ..........................................................................6 1.2. Tình hình nghiên cứu cấu trúc rừng ở Việt Nam ...............................................10 1.2.1. Nghiên cứu phân bố cây rừng .........................................................................10 1.2.2. Nghiên cứu tái sinh .........................................................................................13 1.2.3. Nghiên cứu các chỉ số về cấu trúc rừng ..........................................................15 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................................20 2.1. Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu.....................................................20 2.2. Giới hạn nghiên cứu ...........................................................................................20 2.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ...............................................................20 2.3.1. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................20 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................20 2.3.3. Xử lý số liệu ....................................................................................................22 Chương 3 . KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .....................................27 3.1. Đặc điểm cấu trúc tầng cây gỗ ...........................................................................27 3.2. Cấu trúc tầng thứ ................................................................................................35 iv 3.3. Đặc điểm cấu trúc và mật độ cây tái sinh ..........................................................36 3.3.1. Tổ thành cây tái sinh .......................................................................................36 3.3.2. Quy luật phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao ...........................................39 3.3.3. Đánh giá tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng .........................................................41 3.4. Đề xuất giải pháp lâm sinh, xúc tiến tái sinh rừng .............................................43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................46 1. Kết luận .................................................................................................................46 2. Kiến nghị ...............................................................................................................46 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................48 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Ký hiệu độ nhiều (độ dầy rậm) của thực bì theo Drude ...........................26 Bảng 3.1. Một số chỉ tiêu đặc trưng của lâm phần tại xã Liêm Phú .........................27 Bảng 3.2. Một số chỉ tiêu đặc trưng của lâm phần tại xã Dương Quỳ ......................29 Bảng 3.3. Đặc điểm cấu trúc tổ thành cây gỗ rừng thứ sinh tại xã Liêm Phú .........................................................................................................30 Bảng 3.4 Tổng hợp công thức tổ thành tầng cây gỗ theo (IVI%) .............................31 Bảng 3.5. Đặc điểm cấu trúc tổ thành tầng cây gỗ rừng thứ sinh tại xã Dương Quỳ ......................................................................................................32 Bảng 3.6. Tổng hợp công thức tổ thành tầng cây gỗ theo (IV%) .............................34 Bảng 3.7. Đặc điểm cấu trúc tầng tầng thứ rừng thứ sinh tại xã Liêm Phú ..............35 Bảng 3.8. Đặc điểm cấu trúc tầng tầng thứ rừng thứ sinh tại xã Dương Quỳ ......................................................................................................36 Bảng 3.9. Tổng hợp công thức tổ thành cây tái sinh tại xã Liêm Phú ......................37 Bảng 3.10. Tổng hợp công thức tổ thành cây tái sinh của rừng thứ sinh tại xã Dương Quỳ ......................................................................................................38 Bảng 3.11. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao của rừng thứ sinh tại xã Liêm Phú .........................................................................................................39 Bảng 3.12. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao của rừng thứ sinh tại xã Dương Quỳ ......................................................................................................40 Bảng 3.13. Tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng của rừng thứ sinh tại xã Liêm Phú .........................................................................................................42 Bảng 3.14. Tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng của rừng thứ sinh tại xã Dương Quỳ ......................................................................................................43 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1. Hình ảnh cây Pơ mu ở khu vực xã Liêm Phú ...........................................28 Hình 3.2. Biểu đồ phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao của rừng thứ sinh tại xã Liêm Phú .........................................................................................................40 Hình 3.3. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao của rừng thứ sinh tại xã Dương Quỳ (theo số lượng cây) ......................................................................41 vii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT [...] : Trích dẫn tài liệu BHYT : Bảo hiểm Y tế Cv : Châm vối D1.3 : Đường kính thân cây tại chiều cao 1,3m Dg : Dẻ gai Dt : Đường kính tán DT : Diện tích FAO : Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc Hdc : Chiều cao dưới cành HĐND : Hội đồng nhân dân Hvn : Chiều cao vút ngọn Kl : Kháo lông Lk : Loài khác LSNG : Lâm sản ngoài gỗ N% : Tỉ lệ mật độ N/ha : Mật độ cây/ha ODB : Ô dạng bản OTC : Ô tiêu chuẩn S : Sồi Tn : Thành ngạnh UBND : Uỷ ban nhân dân UBND : Uỷ ban nhân dân VQG : Vườn quốc gia 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Rừng là tài nguyên thiên nhiên quan trọng của sự sống, nó là chủ thể của hệ sinh thái lục địa, có tác dụng điều tiết cân bằng sinh thái không thể thay thế được. Rừng có vai trò rất quan trọng trong việc giữ nước, điều tiết dòng chảy, hạn chế lũ lụt, giảm xói mòn đất, điều hoà khí hậu và cung cấp lâm đặc sản … Theo số liệu công bố của các tổ chức IUCN, UNDP và WWF (1993) trung bình mỗi năm trên thế giới mất đi khoảng 20 triệu ha rừng. Trong số đó diện tích rừng bị mất do đốt phá để làm nương rẫy chiếm 50%, cháy rừng 23%, do khai thác từ 5 -7%, còn lại do các nguyên nhân khác. Ở Việt Nam, độ che phủ rừng của cả nước năm 1943 là 43%, năm 1993 còn 28% và năm 1999 là 33,2% và hiện nay, kết thúc năm 2017 độ che phủ rừng của Việt Nam đạt 41,45%. Nguyên nhân làm giảm độ che phủ rừng chủ yếu là do chiến tranh, canh tác nương rẫy và khai thác lạm dụng tại các Nông – Lâm trường quốc doanh thời kỳ chưa đóng cửa rừng. Mất rừng dẫn đến hạn hán, lũ lụt. Hậu quả của nó là nghèo đói và bệnh tật. Vì vậy, phục hồi rừng là một trong những nội dung quan trọng nhất hiện nay đối với ngành Lâm nghiệp Việt Nam cũng như của các nước nhiệt đới khác khi mà độ che phủ của rừng đã bị suy giảm xuống dưới mức an toàn sinh thái mà không đảm bảo được sự phát triển bền vững của đất nước. Theo nghĩa thông thường, phục hồi rừng là quá trình tái lập lại rừng trên những diện tích đã bị mất rừng. Đó là quá trình sinh địa phức tạp bao gồm nhiều giai đoạn và kết thúc bằng sự xuất hiện một thảm cây gỗ bắt đầu khép tán. Tuỳ theo mức độ tác động của con người trong quá trình lập lại rừng mà phân chia thành các giải pháp phục hồi rừng: tái sinh tự nhiên, xúc tiến tái sinh, tái sinh nhân tạo (trồng rừng). Như vậy, trừ trồng rừng, còn lại các giải pháp khác đều liên quan đến tái sinh tự nhiên. 2 Thực tiễn đã chứng minh rằng để thực hiện tốt mục tiêu là tiết kiệm được thời gian, tiền của trong công tác phục hồi rừng thì cần có sự hiểu biết đầy đủ về bản chất và qui luật phát triển của hệ sinh thái rừng, trước hết là quá trình tái sinh tự nhiên. Đồng thời cũng phải căn cứ vào điều kiện kinh tế xã hội ở mỗi nước, mỗi vùng. Cho đến nay, đã có nhiều nghiên cứu về tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới. Tuy nhiên, rừng nhiệt đới là một đối tượng hết sức đa dạng và phức tạp, trong khi các nghiên cứu thường mới chỉ tập trung tại một điểm, một vùng hay một khu vực nhất định nào đó. Vì vậy, tái sinh tự nhiên vẫn đang là nội dung cần được tiếp tục nghiên cứu. Ở Việt Nam, từ những năm 1960 các nhà Lâm nghiệp Việt Nam đã áp dụng các giải pháp này để xúc tiến tái sinh rừng. Nhưng các công trình nghiên cứu thường tập trung vào một số đối tượng loài cây gỗ trong rừng tự nhiên để phục vụ các mục đích kinh doanh, tức là tái sinh trong môi trường rừng có sẵn. Các công trình nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trong điều kiện rừng tự nhiên bị phát trắng do canh tác nương rẫy và khai thác kiệt quá mức hiện nay còn ít. Do đó, về mặt lý luận các giải pháp kỹ thuật Lâm sinh phục hồi rừng sau khai thác kiệt cần tiếp tục được nghiên cứu bổ xung, phù hợp với từng vùng, miền, địa điểm cụ thể nhằm có bức tranh tổng quan và giá trị lý luận, thực tiễn để tăng nhanh khẳ năng tái sinh rừng tự nhiên. Công ty TNHH MTV Lâm nghiệp Văn Bàn có tổng diện tích quản lý là 12.580 ha. Đây là một địa điểm thuận lợi cho việc nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên, xây dựng các mô hình phục hồi rừng, sau khai thác kiệt, tái sinh sau nương rẫy. Với những lý do trên, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên một số trạng thái rừng thứ sinh tại Công ty TNHH MTV Lâm nghiệp Văn Bàn, tỉnh Lào Cai” là rất cần thiết và có ý nghĩa. 3 2. Mục tiêu của đề tài - Xác định được một số đặc điểm cấu của các quần xã rừng tại khu vực nghiên cứu. - Đánh giá được đặc điểm lớp cây tái sinh dưới tán rừng tại khu vực nghiên cứu. - Đề xuất được các giải pháp kỹ thuật lâm sinh và công tác quản lý bảo vệ đối với tài nguyên rừng trong khu vực nghiên cứu. 3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Về mặt khoa học: Bổ sung các dẫn chứng khoa học cho các nhà quản lý đánh giá một cách tổng quát về các chỉ tiêu quản lý, bảo vệ và phát triển rừng. - Về mặt thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần cho địa phương tham khảo hoạch định các chính sách bảo vệ và quản lý rừng. 4 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 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. Theo ITTO (tổ chức gỗ nhiệt đới quốc tế), Quản lý rừng bền vững là quá trình quản lý những lâm phần ổn định nhằm đạt được một hoặc nhiều hơn những mục tiêu quản lý rừng đã đề ra một cách rõ ràng, như đảm bảo sản xuất liên tục những sản phẩm và dịch vụ mong muốn mà không làm giảm đáng kể những giá trị di truyền và năng suất tương lai của rừng và không gây ra những tác động không mong muốn đối với môi trường tự nhiên và xã hội. 5 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. 1.1. Tình hình nghiên cứu cấu trúc rừng trên thế giới 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. 1.1.1. Nghiên cứu cấu trúc rừng theo định tính Theo Nguyễn Văn Trương (1983) thì từ P. W Richards, Thái Văn Trừng đến M.Forster, B.Rollet việc nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên nhiệt đới vẫn dừng lại ở dạng vẽ phẫu 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 P.W Richards (1952) 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. N Baur (1964), 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. 6 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. E.P. Odum (1971) đã phân chia sinh thái học thực vật thành sinh thái học cá thể và sinh thái học quần thể. Sinh thái học cá thể nghiên cứu từng cá thể sinh vật hoặc từng loài. Trong đó chu kỳ sống và tập tính cũng như khả năng thích nghi với môi trường được đặc biệt chú ý. Ngoài ra mối quan hệ giữa yếu tố sinh thái, sinh trưởng có thể định hướng bằng các phương pháp toán học thường được mô phỏng, phản ánh các đặc điểm quy luật tương quan phức tạp trong tự nhiên. Khi đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng G.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 G.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). 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 đều có biện pháp tác động thích hợp để nâng cao năng xuất rừng. 1.1.2. Cấu trúc rừng theo định lượng Với sự phát triển của khoa học công nghệ thông tin, tin 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. 7 1.1.2.1. 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; P.W 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 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 (Nguyễn Văn Trương, 1983). 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. F. X. Schumarcher và Coil, T. X. (1960) đã sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính loài. Bên cạnh đó các hàm Meyer, Hyperbol, hàm mũ, Peason, Poisson.....cũng đã được nhiều tác giả sử dụng để mô hình hoá cấu trúc rừng. 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 đường 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 8 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. 1.1.2.2. Nghiên cứu về khả năng tái sinh Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố. Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây con và tầng cây gỗ đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (P.W Richards, 1952; G.N Baur, 1964). Do tính phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài cây 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 tự nhiên vô cùng phức tạp và còn ít được quan tâm nghiên cứu. Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng ít nhiều đã bị biến đổi J. Van Steenis (1965) đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là tái sinh phân tán liên tục của các loài cây chịu bóng và tái sinh vệt của các loài cây ưa sáng. G. N. Baur (1964) đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng nói riêng, trong đó đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Từ đó tác giả đưa ra các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh cải thiện rừng. Về phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927) với diện tích ô đo đếm thông thường từ 1 đến 4 m2. Diện tích ô đo đếm nhỏ nên thuận lợi trong điều tra nhưng số lượng ô phải đủ lớn mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng. Để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1950) đã đề nghị một phương 9 pháp “ điều tra chẩn đoán ” mà theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau. Các công trình nghiên cứu về phân bố tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới đáng chú ý là công trình nghiên cứu của P.W. Richards (1952) , Bernard Rollet (1974) tổng kết các kết quả nghiên cứu về phân bố số cây tái sinh tự nhiên đã nhận xét: Trong các ô có kích thước nhỏ (1 m x 1 m; 1 m x 1,5 m) cây tái sinh tự nhiên có dạng phân bố cụm, một số ít có phân bố Poisson. Ở Châu Phi trên cơ sở các số liệu thu thập Tayloer (1954), Barnard (1955) xác định số lượng cây tái sinh trong rừng nhiệt đới thiếu hụt cần thiết phải bổ sung bằng trồng rừng nhân tạo. Ngược lại, các tác giả nghiên cứu về tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới Châu Á như Budowski (1956), Bava (1954), Atinot (1965) lại nhận định dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ số lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, do vậy các biện pháp lâm sinh đề ra cần thiết để bảo vệ và phát triển cây tái sinh có sẵn dưới tán rừng (dẫn theo Nguyễn Duy Chuyên, 1995). Tác Lamprecht.H (1989) căn cứ vào nhu cầu ánh sáng của các loài cây trong suốt quá trình sinh sống để phân chia cây rừng nhiệt đới thành các nhóm cây ưa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng. Các tác giả nghiên cứu rừng tự nhiên vùng nhiệt đới sau đó đã vận dụng phương pháp này và mở rộng thêm những chỉ tiêu định lượng mới cho phân tích cấu trúc rừng tự nhiên như Kammesheidt (1994). Odum E. P (1971) nghi ngờ sự phân tầng rừng rậm nơi có độ cao dưới 600m ở Puecto Rico và cho rằng không có sự tập trung khối tán ở một tầng riêng biệt nào cả. Trong nghiên cứu tái sinh rừng người ta nhận thấy rằng tầng cỏ và cây bụi qua thu nhận ánh sáng, độ ẩm và các nguyên tố dinh dưỡng khoáng của tầng đất mặt đã ảnh hưởng xấu đến cây con tái sinh của các loài cây gỗ. Những quần thụ kín tán, đất khô và nghèo dinh dưỡng khoáng do đó thảm cỏ và cây bụi sinh trưởng kém nên ảnh hưởng của nó đến các cây gỗ tái sinh không đáng kể. Ngược 10 lại, những lâm phần thưa, rừng đã qua khai thác thì thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh mẽ. Trong điều kiện này chúng là nhân tố gây trở ngại rất lớn cho tái sinh rừng (Xannikov, 1967; Vipper, 1973) (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2002). Tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy được một số tác giả nghiên cứu. Saldarriaga (1991) nghiên cứu tại rừng nhiệt đới ở Colombia và Venezuela nhận xét: Sau khi bỏ hoá, số lượng loài thực vật tăng dần từ ban đầu đến rừng thành thục. Thành phần của các loài cây trưởng thành phụ thuộc vào tỷ lệ các loài nguyên thuỷ mà nó được sống sót từ thời gian đầu của quá trình tái sinh, thời gian phục hồi khác nhau phụ thuộc vào mức độ, tần số canh tác của khu vực đó. Tóm lại, cây rừng thường tái sinh khi gặp điều kiện thuận lợi của các yếu tố môi trường, hạt có khả năng nảy mần khi đủ điều kiện ánh sáng, hạt tiếp đất… Nắm bắt, hiểu rõ và vận dụng những hiểu biết về quy luật tái sinh là để xây dựng các biện pháp lâm sinh nhằm quản lý tài nguyên rừng bền vững. 1.2. Tình hình nghiên cứu cấu trúc rừng ở Việt Nam Rừng hỗn loại lá rộng ở nước ta vốn là nơi sinh sản ra nhiều thứ gỗ, lâm sản, đặc sản nổi tiếng quý giá, đặc hữu của thiên nhiên Việt Nam. Nguồn tài nguyên ấy có giá trị lớn lao về môi sinh, góp phần làm nên sự giàu đẹp của đất nước. Do đó, ở Việt Nam vấn đề nghiên cứu đặc điểm cấu trúc về rừng đã được các tác giả quan tâm từ đầu thế kỷ 20. 1.2.1. Nghiên cứu phân bố cây rừng Thảm thực rừng Việt Nam cũng hội tụ các luồng di cư thực vật từ nhiều hướng. Từ hướng Nam lên có luồng các nhân tố Malaysia-Indonesia. Luồng di cư từ phía Bắc xuống là luồng các nhân tố Vân Nam - Qúy Châu, hướng Tây và Tây Nam là luồng các yếu tố ấn Độ - Miến Điện. Trên nền tảng quan điểm sinh thái phát sinh, Thái Văn Trừng (1971) đã xây dựng hệ thống phân loại và lập bản đồ phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam. Dưới đây tóm lược các kiểu thảm thực vật rừng chủ yếu: 11 1. Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới phân bố ở Quảng Ninh, Lạng Sơn, Vĩnh Phú (cũ), Hà Giang, Thừa Thiên, Đà Nẵng. 2. Kiểu rừng kín nửa rụng lá, ẩm nhiệt đới phân bố ở Ba Chẽ (Quảng Ninh), an Châu, Biển Động (Bắc Giang), Bến Chuông (Thanh Hóa), Qùy Châu (Nghệ An). 3. Kiểu rừng kín rụng lá hơi ẩm nhiệt đới phân bố ở Nghệ An, Bắc Giang, Đăk Lăk, Đồng Nai... 4. Kiểu rừng kín hơi khô nhiệt đới phân bố ở Đồng Tháp Mười, U Minh, Quảng Bình (trên các loại đất phèn và đất cát). 5. Kiểu rừng thưa cây lá rộng hơi khô nhiệt đới, phân bố ở Tây Nguyên, Mường Xén, Con Cuông, Cò Nòi. Kiểu này hình thành trên điều kiện mùa khô kéo dài, khắc nghiệt. 6. Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi khô nhiệt đới phân bố ở Quảng Yên, Hoàng Mai, Bố Trạch... 7. Kiểu trảng cây to, cây bụi, cỏ cao, khô nhiệt đới phân bố tập trung ở Phan Rang, Phan Thiết, Cheo Reo, Đăk Lăk, Mường Xén, An Châu, Tây Bắc. 8. Truông bụi gai hạn nhiệt đới phân bố ở vùng khô kiệt Phan Rang, Phan Thiết. 9. Rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp. 10. Rừng kín hỗn hợp cây lá rộng lá kim ẩm á nhiệt đới núi thấp. 11. Kiểu rừng kín cây lá kim ẩm ôn đới núi cao hơn 1800 m. Điển hình là rừng kín Pơ Mu ở Fanxipan, Thông nàng, Thông ba lá ở Đà Lạt. 12. Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi khô á nhiệt đới núi thấp phân bố ở Mộc Châu, Yên Châu, Đà Lạt. 13. Kiểu quần hệ khô vùng cao. Kiểu này gồm các rú cây nhỡ, rừng rụng lá, rừng lá cứng khô ròn và trảng cỏ cao, trảng cỏ thấp trên đất xấu nông cạn. 14. Kiểu quần hệ lạnh vùng cao phân bố trên các đỉnh núi cao Fanxipan, Tây Côn Lĩnh, Chư Yang Sin. (Theo Tổng Cục Lâm nghiệp)