Tài liệu Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và phân bố của loài cây Bình Vôi (Stephania brachyandra Diels) tại vườn quốc gia Ba Bể tỉnh Bắc Kạn (Khóa luận tốt nghiệp)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HOÀNG THỊ DIỆU “NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ PHÂN BỐ CỦA LOÀI CÂY BÌNH VÔI (STEPHANIA BRACHYANDRA DIELS) TẠI VƯỜN QUỐC GIA BA BỂ TỈNH BẮC KẠN” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Lâm nghiệp Khoa : Lâm nghiệp Khóa học : 2011 - 2015 THÁI NGUYÊN – 2015 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HOÀNG THỊ DIỆU “NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ PHÂN BỐ CỦA LOÀI CÂY BÌNH VÔI (STEPHANIA BRACHYANDRA DIELS) TẠI VƯỜN QUỐC GIA BA BỂ TỈNH BẮC KẠN” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Lâm nghiệp Khoa : Lâm nghiệp Lớp : K43LN – N02 Khóa học : 2011 - 2015 Giảng viên hướng dẫn : Ths.Trần Thị Hương Giang THÁI NGUYÊN – 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi, các số liệu được thu thập khách quan và trung thực. Kết quả nghiên cứu chưa được sự dụng công bố trên tài liệu nào khác. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm! Thái Nguyên, ngày 25 XÁC NHẬN CỦA GVHD Ths.Trần Thị Hương Giang tháng 5 năm 2015 NGƯỜI VIẾT CAM ĐOAN Hoàng Thị Diệu ii Lêi c¶m ¬n Để hoàn thành khóa luận này lời đầu tiên tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp, xin cảm các Thầy giáo, Cô giáo đã tận tình dạy dỗ tôi trong suốt bốn năm qua. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô giáo ThS. Trần Thị Hương Giang người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới ban quản lý VQG Ba Bể, các cấp chính quyền và bà con nhân dân Huyện Ba Bể đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực tập. Mặc dù đã cố gắng, nhưng do thời gian thực tập có hạn cộng với kiến thức còn nhiều hạn chế nên bản khóa luận không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy tôi rất mong được sự chỉ bảo và góp ý của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để khóa luận của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 25 tháng 5 năm 2015 Sinh viên Hoàng Thị Diệu iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Dân số, thành phần dân tộc và tình trạng đói nghèo ở vùng đệm ........... 15 Bảng 2.2. Diện tích, năng suất và sản lượng một số cây trồng chính huyện Ba Bể năm 2010 .............................................................................................. 17 Bảng 2.3. Tình hình sản xuất của ngành chăn nuôi huyện Ba Bể ........................... 18 Bảng 2.4. Thành phần loài động vật có xương sống ở VQG Ba Bể và vùng phụ cận ...................................................................................... 19 Bảng 2.5. Thống kê hệ thực vật VQG Ba Bể ......................................................... 20 Bảng 2.6. Thổ nhưỡng huyện Ba Bể ...................................................................... 21 Bảng 3.1. Các tuyến điều tra đã khảo sát tại VQG Ba Bể ....................................... 25 Bảng 4.1. Bảng số liệu đo độ dốc các OTC ............................................................ 31 Bảng 4.2: Cấu trúc tổ thành tầng cây gỗ nơi Bình vôi phân bố ở đai độ cao dưới 500m ................................................................................. 32 Bảng 4.3: Cấu trúc tổ thành tầng cây gỗ nơi Bình vôi phân bố ở đai độ cao từ 500m – 1000m ........................................................................... 34 Bảng 4.4: Mật độ lâm phần của tầng cây cao ......................................................... 35 Bảng 4.5: Đặc điểm cây bụi thảm tươi tại khu vực nghiên cứu .............................. 35 Bảng 4.6: Cấu trúc tổ thành và mật độ tái sinh của các loài cây gỗ ở độ cao dưới 500m ................................................................................. 37 Bảng 4.7: Cấu trúc tổ thành và mật độ tái sinh của các loài cây gỗ ở độ cao từ 500 – 1000m .............................................................................. 38 Bảng 4.8. Đặc điểm cơ bản về cấu trúc quần xã thực vật rừng nơi loài Bình vôi phân bố ở đai độ cao dưới 500m ........................................................... 40 Bảng 4.9. Đặc điểm cơ bản về cấu trúc quần xã thực vật rừng nơi loài Bình vôi phân bố ở đai độ cao từ 500m -1000m .................................................. 40 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát .................................................................... 24 Hình 1. Hình ảnh rễ củ Bình vôi ............................................................................ 29 Hình 2. Hình ảnh lá cây Bình vôi........................................................................... 30 Hình 3. Hình ảnh quả Bình vôi .............................................................................. 31 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VQG Vườn quốc gia ĐDSH Đa dạng sinh học IUCN Liên minh quốc tế bảo tồn thiên nhiên và tài nguyên thiên nhiên ( International Union for Conservation of Nature and Natural Resources) BTTT Bảo tồn thiên nhiên HST Hệ sinh thái OTC Ô tiêu chuẩn ODB Ô dạng bản QLBVR Quản lý bảo vệ rừng NC Nghiên cứu BV Bình vôi CTTT Công thức tổ thành vi MỤC LỤC Phần 1. PHẦN MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1 1.1. Đặt vấn đề.................................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 3 1.3. Ý nghĩa của đề tài ......................................................................................... 3 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu ...................................................... 3 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................... 3 Phần 2. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................................... 4 2.1. Cơ sở khoa học của nghiên cứu..................................................................... 4 2.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam........................................... 5 2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................ 5 2.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ........................................................ 11 2.3. Đặc điểm điều kiện tự nhiên – kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu ............ 13 2.3.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu ............................................... 13 2.3.2. Điều kiện dân sinh kinh tế - xã hội ....................................................... 14 2.3.3. Thực trạng phát triển kinh tế ................................................................ 16 2.4. Tài nguyên rừng.......................................................................................... 18 2.5. Những thuận lợi và khó khăn của địa phương ............................................. 22 2.5.1. Thuận lợi.............................................................................................. 22 2.5.2. Khó khăn ............................................................................................. 22 Phần 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......... 23 3.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................. 23 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu............................................................... 23 3.2.1. Địa điểm tiến hành nghiên cứu ............................................................. 23 3.2.2. Thời gian tiến hành nghiên cứu ............................................................ 23 3.3. Nội dung nghiên cứu................................................................................... 23 3.4. Phương pháp nghiên cứu............................................................................. 23 3.4.1. Phương pháp nghiên cứu chung ........................................................... 24 vii 3.4.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể ........................................................... 25 Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................................... 29 4.1. Đặc điểm hình thái loài cây Bình Vôi ......................................................... 29 4.1.1. Đặc điểm về phân loại của loài trong hệ thống ..................................... 29 4.1.2. Đặc điểm về thân rễ ............................................................................. 29 4.1.3. Đặc điểm cấu tạo hình thái lá ............................................................... 30 4.1.4. Đặc điểm hình thái cấu tạo hoa, quả ..................................................... 30 4.2. Đặc điểm sinh thái nơi loài Bình Vôi phân bố ............................................. 31 4.2.1. Cấu trúc tổ thành tầng cây cao của rừng nơi có loài Bình vôi phân bố .. 32 4.2.2. Cấu trúc mật độ tầng cây cao của rừng nơi có loài Bình vôi phân bố .... 35 4.2.3. Đặc điểm loài cây bụi thảm tươi nơi Bình vôi phân bố ......................... 35 4.2.4. Cấu trúc tầng thứ của rừng nơi có loài Bình vôi phân bố ...................... 36 4.2.5. Tố thành cây tái sinh ............................................................................ 37 4.3. Một số đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng nơi loài Bình Vôi phân bố 39 4.3.1. Một số đặc điểm cơ bản về cấu trúc quần xã thực vật rừng nơi loài Bình vôi phân bố ở đai độ cao dưới 500m .............................................................. 39 4.3.2. Một số đặc điểm cơ bản quần xã thực vật rừng nơi loài Bình vôi phân bố ở đai độ cao từ 500m – 1000m ....................................................................... 40 4.4 Sự tác động của con người đến loài cây nghiên cứu ..................................... 41 4.5. Đề xuất một số giải pháp kĩ thuật lâm sinh để phát triển và bảo tồn loài Bình vôi..... 41 4.5.1. Nâng cao sự hiểu biết của người dân về giống cây trồng, vật nuôi........ 41 4.5.2. Giải pháp về chính sách và kinh tế ....................................................... 42 4.5.3. Giải pháp về quản lý sử dụng ............................................................... 43 Phần 5. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ............................................................................ 45 5.1. Kết luận ...................................................................................................... 45 5.2. Kiến nghị .................................................................................................... 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 47 1 Phần 1 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Rừng là tài nguyên quý báu của đất nước, có khả năng tái tạo, là bộ phận quan trọng của môi trường sinh thái, có giá trị to lớn đối với nền kinh tế quốc dân,gắn liền với đời sống của nhân dân và sự sống còn của dân tộc. Hơn thế nữa rừng còn giữ vai trò hết sức quan trọng trong việc giảm thiểu tác hại của thiên tai, đảm bảo đời sống dân sinh, cũng như góp phần không nhỏ trong cơ cấu kinh tế của đất nước. Chính từ những tác động to lớn này mà công tác bảo vệ và bảo vệ rừng ngày càng trở nên cấp thiết và cần được đầu tư, quan tâm hơn bao giờ hết. Bảo vệ đa dạng sinh học và phát triển rừng đang được quan tâm không chỉ ở phạm vi riêng lẻ của từng quốc gia mà là mối quan tâm trung của toàn nhân loại. Bởi vì bảo tồn tài nguyên đa dạng sinh học gắn bó chặt chẽ với sự phát triển kinh tế xã hội của mỗi quốc gia cũng như hạn chế của tác động của sự thay đổi khí hậu. Vấn đề bảo tồn đa dạng sinh học là một trong những nhiệm vụ hàng đầu trong giai đoạn hiên nay trên phạm vi toàn thế giới, nó không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có ý nghĩa sống còn đối với sự phát triển của toàn xã hội loài người trên hành tinh. Một trong những nguyên nhân chủ yếu là đã làm cho nguồn tài nguyên đa dạng sinh học của Việt Nam hiện nay đã và đang suy giảm nghiêm trọng. Quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, một diện tích đất rừng không nhỏ đã được chuyển đổi mục đích sử dụng để xây dựng các công trình nhà cưa, xí nghiệp, đường xá, khu vui chơi … Bên cạnh đó nạn phá rừng là rẫy, khai thác gỗ, củi và các nguồn tài nguyên khác vẫn thường xuyên xảy ra. Phá hủy nhiều hệ sinh thái và môi trường sống, nhiều taxon loài và dưới loài đang đứng trước nguy cơ bị tuyệt chủng trong một tương lai gần. Nếu không có biện 2 pháp ngăn chặn kịp thời thì trong những năm tới, nguồn tài nguyên rừng sẽ bị suy giảm và cạn kiệt. Nhận thức được tầm quan trọng của vấn đề bảo tồn đa dạng sinh học, chính phủ Việt Nam đã quan tâm và tiến hành công tác bảo tồn từ khá sớm. Hai hình thức bảo tồn đa dạng sinh học phổ biến được áp dụng ở Việt Nam là: Bảo tồn nội vi hay nguyên vị ( Insitu conservation ) và bảo tồn ngoại vi hay chuyển vị ( Exsitu conservation ) tại 128 khu bảo tồn trên cả nước cùng với việc đề ra những biện pháp, chính sách kèm theo nhằm bảo vệ tốt hơn tài nguyên đa dạng sinh học của đất nước thể hiện sự quan tâm của Chính phủ trong vấn đề bảo tồn đa dạng sinh học. Loài Bình Vôi (Stephania brachyandra Diels) là một trong 134 loài cây thuốc có nguy cơ tuyệt chủng ở Việt Nam. Cây Bình Vôi có diện tích phân bố rộng trên cả 3 miền Bắc, Trung, Nam. Thường tập trung ở các vùng núi đá vôi như Tuyên Quang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Thái Nguyên, Lạng Sơn, Thanh Hóa, Vũng Tàu… Đây là một loài dược liệu quý mọc hoang ở các vùng núi đá vôi có độ cao 100m trở lên. Loài này mang nhiều ý nghĩa về sinh thái, giá trị thương mại, giá trị sử dụng, giá trị văn hóa cảnh quan. Hiện nay vùng phân bố tự nhiên bị thu hẹp nhanh chóng và một số cá thể trưởng thành của loài bị giảm sút nghiêm trọng do nhiều nguyên nhân, nhưng chủ yếu là do khai thác vì mục đích thương mại, điều kiện hoàn cảnh sống thay đổi, quần thể bị chia cắt, khả năng tái sinh kém. Vì vậy loài này đang đứng trước nguy cơ tuyệt chủng. Cần phải có ngay biện pháp kịp thời để bảo tồn và hướng tới phát triển nhân rộng loài cây thuốc quý, hiếm này. Những nghiên cứu về cây Bình Vôi ở nước ta còn hạn chế, các nghiên cứu mới chỉ tập trung vào vào việc sơ bộ mô tả đặc điểm hình thái, sinh thái, những thông tin về khả năng tái sinh ngoài tự nhiên còn rất ít. Để bảo tồn loài quý hiếm này cần phải có những nghiên cứu sâu về đặc điểm sinh thái hoc, 3 hình thái và vật học. Vì vậy việc nghiên cứu hiện trạng phân bố, đặc điểm lâm học và khả năng tái sinh tự nhiên là điều cần thiết, góp phần giải quyết các vấn đề đang đặt ra cho công tác bảo tồn một loài quý hiếm, có giá trị về nhiều mặt nhưng đang đứng trước nguy cơ tuyệt chủng. Xuất phát từ những nguy cơ trên nhằm tìm ra các biện pháp có hiệu quả tốt để bảo vệ loài cây này vì vậy tôi tiến hành nghiên cứu đề tài : “Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và phân bố của loài cây Bình Vôi (Stephania brachyandra Diels) tại vườn quốc gia Ba Bể tỉnh Bắc Kạn”. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu được một số đặc điểm sinh học của loài Bình Vôi (Stephania brachyandra Diels) tại VQG Ba Bể, Tỉnh Bắc Kạn Qua đó đề xuất được một số biện pháp bảo tồn nguồn gen thực vật quý hiếm tại VQG Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu Góp phần củng cố phương pháp nghiên cứu khoa học cho sinh viên, giúp sinh viên vận dụng những kiến thức đã học trong trường vào công tác nghiên cứu khoa học và thực tiễn sản xuất lâm nghiệp một cách có hiệu quả. Sinh viên có khả năng lập kế hoach nghiên cứu hợp lý phân tích và đánh giá kết quả. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn Nghiên cứu đặc điểm sinh học và phân bố của loài Bình Vôi (Stephania brachyandra Diels) Tại VQG Ba Bể, Tỉnh Bắc Kạn. Để chúng ta hiểu rõ về đặc điểm hình thái, quá trình sinh trưởng, phát triển, mức độ tái sinh và tuyệt chủng ngoài tự nhiên để đưa ra phương hướng giải quyết nhằm giúp các nhà làm công tác trong VQG một cách có hiệu quả cao nhất. 4 Phần 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1. Cơ sở khoa học của nghiên cứu Hiện nay do nhiều nguyên nhân khác nhau làm cho nguồn tài nguyên ĐDSH của Việt Nam đã và đang bị suy giảm. Nhiều hệ sinh thái và môi trường sống bị thu hẹp diện tích và nhiều Taxon loài và dưới loài đang đứng trước nguy cơ bị tuyệt chủng trong một tương lại gần. Dựa trên các tiêu chẩn đánh giá tình trạng các loài của IUCN 1987 [19], Việt Nam cũng công bố trong Sách đỏ Việt Nam năm 2007 [1] phần II thực vật để hướng dẫn, thúc đẩy công tác bảo vệ tài nguyên sinh vật thiên nhiên phân chia ra các thứ hạng như sau : + Bị tuyệt chủng (EX) + Tuyệt chủng trong tự nhiên (EW) Nhóm các loài nguy cấp được chú trọng bảo vệ hàng đầu gồm các phân hạng chính sau: + Cực kì nguy cấp (CR) + Nguy cấp (EN) + Sắp nguy cấp (VU) Nhóm các loài ít nguy cấp + Ít nguy cấp (LR) - Phụ thuộc bảo tồn: (LR/lc) - Sắp bị đe dọa: (LR/nt) - Ít quan tâm: Least Concern (LR/lc) + Thiếu dẫn liệu: Data Deficient (DD) + Không đánh giá: Not Evaluated (NE) 5 Để bảo vệ và phát triển các loài Động thực vật quý hiếm Chính phủ đã ban hành Nghị định 32/2006/NĐ-CP [3]. Nghị định quy định các loài động, thực vật quý, hiếm gồm 2 nhóm chính: + IA,B Thực vật, động vật rừng nghiêm cấm khai thác, sử dụng vì mục đích thương mại (IA đối với thực vật rừng). + IIA,B Thực vật, động vật rừng hạn chế khai thác, sử dụng vì mục đích thương mại (IIA đối với thực vật rừng). Căn cứ vào phân cấp bảo tồn loài và ĐDSH tại Vườn quốc gia Ba Bể tỉnh Bắc Kạn có rất nhiều loài động vật, thực vật được xếp vào cấp bảo tồn CR, EN, VU cần được bảo tồn, nhằm gìn giữ nguồn gen quý giá, nguồn dược liệu quý giá cho thành phần đa dạng sinh học ở Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung, một trong những loài thực vật cần được bảo tồn và gây trồng đó chính là cây Bình Vôi tại Vườn quốc gia, đây là cơ sở đầu tiên giúp tôi tiến đến nghiên cứu và thực hiện đề tài. 2.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam 2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Bình Vôi (Stephania brachyandra Diels) là tên gọi của nhiều loài cây, là cây dây leo có rễ củ thuộc chi Stephania, họ Tiết Dê – Menispermaceae. Như chúng ta đã biết loài Bình Vôi (Stephania brachyandra Diels) đang đứng trước nguy cơ bị tuyệt chủng ngoài tự nhiên. Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về khả năng tái sinh tự nhiên, đặc điểm phân bố, hình thái, cấu trúc của cây bảy lá một để đưa ra những phương pháp bảo tồn và gây trồng hữu hiệu nhất. 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 6 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. Theo quan điểm của các nhà lâm học thì hiệu quả tái sinh rừng là xác định được mật độ tái sinh, chất lượng cây tái sinh (cây triển vọng), tổ thành loài và phân bố của cây tái sinh…Sự tương đồng hay khác biệt trong tổ thành của loài cây tái sinh với tổ thành loài cây gỗ đã được các nhà khoa học quan tâm (Richards (1933, 1939); Baur (1964). Do tính phức tạp của tổ thành loài cây, nên khi khảo sát người ta chỉ đo đếm, nghiên cứu các loài có giá trị thực tiễn và có ý nghĩa nhất định (QPN 6-84). 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 đỗ 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 (Nguyễn Văn Trương, 1983). 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 trọng mà chúng ta quan tâm là lớp tái sinh kế cận có đủ mật độ để diễn thế rừng đi lên hay không. Đây là công việc chúng ta phải nghiên cứu, đánh giá. Theo Ashton (1983), cây Dầu rái (Dipterocarpus alatus) mọc cụm ở ven sông, chỉ tái sinh sau những trận lụt lớn. Nhiều nhà nghiên cứu còn cho rằng, kiểu cách tái sinh phổ biến của cây gỗ rừng mưa là tái sinh theo vệt hay theo lỗ trống (dẫn theo Lâm Xuân Xanh, 1986) Van Steenis (1956) đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là tái sinh phân tán liên tục của các loài cây chịu bóng và tái sinh theo vệt của các loài cây ưa sáng (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1978)[16]. Theo Mar’tin và cộng sự (2005) cho rằng sự tái sinh lớn lên cây rừng có liên quan chặt chẽ đến sức sản xuất của đất. Đặc biệt là những nơi nhạy cảm: dải ven sông, đường xá, rìa rừng và đỉnh núi. 7 - 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 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. 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 Trần Mạnh Cường, 2007). 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 8 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. - Cơ sở sinh thái học của rừng: Cấu trúc rừng: Là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau có thể cùng sinh sống hoà thuận trong một khoảng không gian nhất định trong một giai đoạn phát triển của rừng. Cấu trúc rừng vừa là kết quả vừa là sự thể hiện các mối quan hệ đấu tranh sinh tồn và thích ứng lẫn nhau giữa các thành phần trong hệ sinh thái với nhau và với môi trường sinh thái. Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi. Quy luật về cấu trúc rừng: Là cơ sở quan trọng để nghiên cứu sinh thái học, sinh thái rừng và đặc biệt là để xây dựng những mô hình lâm sinh cho hiệu quả sản xuất cao. Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia ra làm 3 dạng cấu trúc là: cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian. Cấu trúc của thảm thực vật là kết quả của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống. Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng, thực tế cấu trúc rừng nó có tính quy luật và theo trật tự của quần xã. Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt đới đã được P. W. Richards (1952) [19], G. N. Baur (1964) [2], E. P. Odum [9]… tiến hành. Những nghiên cứu này đã nêu lên quan điểm, các khái niệm và mô tả định tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng. 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 Số hóa bởi Trung tâm cứu cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. 9 Từ đó tác giả đưa ra các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh cải thiện rừng. P. Odum (1978) [9], đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley (1935). Khái niệm sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học. Công trình nghiên cứu của R. Catinot (1965) [4], J. Plaudy (1987) [12], đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến. Kết cấu của quần thụ lâm phần có ảnh hưởng đến tái sinh rừng. I.D.Yurkevich (1960) đã chứng minh độ tàn che tối ưu cho sự phát triển bình thường của đa số các loài cây gỗ là 0,6 – 0,7. Đối với rừng nhiệt đới thì các nhân tố sinh thái như nhân tố ánh sáng (thông qua độ tàn che của rừng), độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi là những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tái sinh rừng, cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu, đề cập đến vấn đề này. Tác giả G. N Baur (1976) [2] cho rằng, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến phát triển của cây con còn đối với sự nảy mầm và phát triển của cây mầm ảnh hưởng này thường không rõ ràng và thảm cỏ, cây bụi có ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây tái sinh. Ở những quần thụ kín tán, thảm cỏ và cây bụi kém phát triển nhưng chúng vẫn có ảnh hưởng đến cây tái sinh. Nhìn chung ở rừng nhiệt đới, tổ thành và mật độ cây tái sinh thường khá lớn nhưng số lượng loài cây có giá trị kinh tế thường không nhiều và được chú ý hơn, còn các loài cây có giá trị kinh tế thấp thường ít được nghiên cứu, đặc biệt là đối với tái sinh ở các trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy. - Mô tả hình thái cấu trúc rừng: Hiện tượng thành tầng là sự sắp xếp không gian phân bố của các thành phần sinh vật rừng trên cả mặt bằng và theo chiều thẳng đứng. Phương 10 pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do P.W. Richards (1952) [13], đề xướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guam đến nay vẫn là phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng thứ của rừng. Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là chỉ minh họa được cách sắp xếp theo chiều thẳng đứng của các loài cây gỗ trong diện tích có hạn. Cusen (1953) đã khắc phục bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đưa lại một hình tượng về không gian ba chiều. P. W. Richards (1959, 1968, 1970) [13], đã phân biệt tổ thành rừng mưa nhiệt đới làm hai loại là rừng mưa hỗn hợp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản. Cũng theo tác giả thì rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có 3 tầng, trừ tầng cây bụi và tầng cây cỏ). Trong rừng mưa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân thảo còn có nhiều loại dây leo cùng nhiều loài thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây. Hiện nay, nhiều hệ thống phân loại thảm thực vật rừng đã dựa vào các đặc trưng như cấu trúc và dạng sống, độ ưu thế, kết cấu hệ thực vật hoặc năng suất thảm thực vật. Ngay từ đầu thế kỷ 19, Humboldt và Grinsebach đã sử dụng dạng sinh trưởng của các loài cây ưu thế và kiểu môi trường sống của chúng để biểu thị cho các nhóm thực vật. Phương pháp của Humboldt và Grinsebach được các nhà sinh thái học Đan Mạch (Warming, 1094; Raunkiaer, 1934) tiếp tục phát triển. Raunkiaer (1934) đã phân chia các loài cây hình thành thảm thực vật thành các dạng sống và các phổ sinh học (phổ sinh học là tỉ lệ phần trăm các loài cây trong quần xã có các dạng sống khác nhau). Tuy nhiên, nhiều nhà sinh thái học cho rằng phân loại hình thái, các phổ dạng sống của Raunkiaer kém ý nghĩa hơn các dạng sinh trưởng của Humboldt và Grinsebach. Trong các loại rừng dựa theo cấu trúc và dạng sống của thảm thực vật, phương pháp dựa vào hình thái bên ngoài của thảm thực vật được sử dụng nhiều nhất. 11 Kraft (1884) lần đầu tiên đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng, ông phân chia cây rừng thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng cây rừng. Phân cấp của Kraft phản ánh được tình hình phân hoá cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản và dễ áp dụng nhưng chỉ phù hợp với rừng thuần loài đều tuổi. Việc phân cấp cây rừng cho rừng tự nhiên hỗn loài nhiệt đới là một vấn đề phức tạp, cho đến nay vẫn chưa có tác giả nào đưa ra phương án phân cấp cây rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiên được chấp nhận rộng rãi. Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thường đưa ra những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới nên chưa phản ánh được sự phân tầng của rừng tự nhiên nhiệt đới. Tóm lại, trên thế giới các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú, có nhiều công trình nghiên cứu công phu đã đem lại hiệu quả cao trong bảo vệ rừng. 2.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam Trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng thì loài Bình Vôi đang cần một sự quan tâm đặc biệt của con người nhằm phục hồi chúng thành 1 quần thể phát triển mạnh, các nghiên cứu bước đầu đã được các nhà nghiên cứu chứng minh Tác giả Phạm Ngọc Thường (2001, 2003) [17], nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên phục hồi sau nương rẫy tại hai tỉnh Thái Nguyên và Bắc Kạn đã cho thấy khả năng tái sinh của thảm thực vật trên đất rừng còn nguyên trạng có số lượng loài cây gỗ tái sinh nhiều nhất, chỉ số đa dạng loài của thảm cây gỗ là khá cao. Theo tác giả Thái Văn Trừng (1978) [16], khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng Việt Nam đã kết luận: ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên trong thảm thực vật rừng. Nếu các điều kiện