Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc thảm thực vật rừng trên núi đá vôi tại một số địa phương ở Con Cuông, Nghệ An

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:92

Thêm vào BST

Báo xấu

40
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc thảm thực vật rừng trên núi đá vôi tại một số địa phương ở Con Cuông, Nghệ An" được thực hiện nhằm góp phần bổ sung những hiểu biết mới về cấu trúc rừng, tính đa dạng sinh vật và hướng phát triển bền vững hệ sinh thái rừng trên núi đá vôi khu vực Bắc Trường Sơn. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc thảm thực vật rừng trên núi đá vôi tại một số địa phương ở Con Cuông, Nghệ An

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ HỒNG LIÊN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC THẢM THỰC VẬT RỪNG TRÊN NÚI ĐÁ VÔI TẠI MỘT SỐ ĐỊA PHƯƠNG Ở CON CUÔNG, NGHỆ AN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP HÀ NỘI, 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ HỒNG LIÊN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC THẢM THỰC VẬT RỪNG TRÊN NÚI ĐÁ VÔI TẠI MỘT SỐ ĐỊA PHƯƠNG Ở CON CUÔNG, NGHỆ AN Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN VĂN CON HÀ NỘI, 2011
ĐẶT VẤN ĐỀ Nghiên cứu cấu trúc quần xã thực vật rừng là một trong những nhiệm vụ quan trọng của các nhà lâm nghiệp. Nắm được đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng, nhà lâm nghiệp có thể chủ động trong việc xác lập các kế hoạch và biện pháp kỹ thuật tác động chính xác vào rừng, góp phần quản lý và kinh doanh rừng lâu bền. Trên quan điểm sinh thái, đặc điểm cấu trúc rừng thể hiện rõ nét những mối quan hệ qua lại giữa các thành phần của hệ sinh thái rừng và giữa chúng với môi trường. Việc nghiên cứu cấu trúc rừng nhằm duy trì rừng như một hệ sinh thái ổn định, có sự hài hoà của các nhân tố cấu trúc, lợi dụng tối đa mọi tiềm năng của điều kiện lập địa và phát huy bền vững các chức năng có lợi của rừng cả về kinh tế, xã hội và sinh thái. Như vậy, để kinh doanh rừng có hiệu quả thì một trong những công việc không thể thiếu là nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng. Mặc dù vậy, cho đến nay những nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng vẫn chưa thể bao quát cho mọi khu rừng, chưa thể làm nổi bật những điển hình và đặc thù của mọi loại hình rừng ở từng khu vực cụ thể, đặc biệt là rừng trên núi đá vôi ở một số địa phương khu vực Bắc Trường Sơn Trong thời gian qua, việc khai thác và sử dụng quá mức, công tác quản lý bảo vệ rừng kém hiệu quả ở nhiều địa phương khiến các khu rừng, đặc biệt là rừng trên núi đá vôi giảm sút nhanh chóng cả về số lượng và chất lượng. Những tác động này đã ảnh hưởng lớn đến khả năng tồn tại của rừng, làm xáo trộn các quy luật cấu trúc và tái sinh tự nhiên của rừng, diễn thế rừng đi theo chiều hướng tiêu cực bởi sự thiếu hụt những loài cây có giá trị, đất đai bị thoái hoá, rừng có sức sản xuất thấp và kém ổn định. Sự mất rừng đã kéo theo sự suy thoái 1
về các nguồn tài nguyên thiên nhiên khác, đặc biệt là nguồn tài nguyên nước. Tại nhiều khu vực hiện nay thường xuyên xảy ra tình trạng thiếu nước nghiêm trọng. Từ đó, cuộc sống và sự phát triển kinh tế của các cộng đồng dân cư trong khu vực bị ảnh hưởng, gây khó khăn cho công tác phát triển rừng. Những địa phương nghiên cứu của đề tài, nơi còn tồn tại các khu rừng trên núi đá vôi cũng đang trong tình trạng như trên. Vì vậy xác định các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp nhằm phục hồi và phát triển diện tích rừng trên núi đá vôi là một nhiệm vụ quan trọng. Tuy nhiên, để có được những biện pháp kỹ thuật tác động chính xác và hiệu quả thì những hiểu biết về đặc điểm lâm học, trong đó có đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên được xem là những cơ sở quan trọng nhất. Do thiếu những nghiên cứu cơ bản và hệ thống về cấu trúc và tái sinh rừng, ở nhiều nơi người ta không dám tác động vào rừng bằng bất kỳ biện pháp kỹ thuật nào, hoặc nếu có thì hiệu quả của các biện pháp tác động không cao, gây nhiều hậu quả tiêu cực đối với rừng. Giải pháp kỹ thuật áp dụng cho loại hình núi đá vôi hiện nay chủ yếu là khoanh nuôi phục hồi tự nhiên mà ít có biện pháp tác động mang tính đột phá nhằm phát huy tối đa sức sản xuất cũng như các chức năng có lợi khác của rừng, đồng thời vẫn bảo tồn các nguồn gen và tính đa dạng sinh vật nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá này. Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài: "Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc thảm thực vật rừng trên núi đá vôi tại một số địa phương ở Con Cuông, Nghệ An" được thực hiện nhằm góp phần bổ sung những hiểu biết mới về cấu trúc rừng, tính đa dạng sinh vật và hướng phát triển bền vững hệ sinh thái rừng trên núi đá vôi khu vực Bắc Trường Sơn. 2
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng - Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng: Cấu trúc rừng là hình thức biểu hiện bên ngoài của những mối quan hệ qua lại bên trong giữa thực vật rừng với nhau và giữa chúng với môi trường sống. Nghiên cứu cấu trúc rừng để biết được những mối quan hệ sinh thái bên trong của quần xã, từ đó có cơ sở để đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp. Trong một thời gian dài, vấn đề duy trì và điều tiết cấu trúc rừng đã được bàn luận và có rất nhiều quan điểm khác nhau, đặc biệt là việc đề xuất các tác động xử lý đối với rừng tự nhiên nhiệt đới. Nhiều phương thức lâm sinh ra đời và được thử nghiệm ở nhiều nơi trên thế giới như phương thức chặt cải thiện tái sinh (RIF, 1927), phương thức rừng đều tuổi của Malaysia (MUS, 1945), T.S.S của Nigeria (1944, 1961),... Baur G.N. (1962) đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, trong đó đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Theo tác giả, các phương thức xử lý đều có hai mục tiêu rõ rệt: "Mục tiêu thứ nhất là nhằm cải thiện rừng nguyên sinh vốn thường hỗn loài và không đồng tuổi bằng cách đào thải những cây quá thành thục và vô dụng để tạo không gian thích hợp cho các cây còn lại sinh trưởng. Mục tiêu thứ hai là tạo lập tái sinh bằng cách xúc tiến tái sinh, thực hiện tái sinh nhân tạo hoặc giải phóng lớp cây tái sinh sẵn có đang ở trạng thái ngủ để thay thế cho những cây đã lấy ra khỏi rừng trong khai thác hoặc trong chăm sóc nuôi dưỡng rừng sau đó". Từ đó tác giả này đã 3
đưa ra những tổng kết hết sức phong phú về các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh nhằm đem lại rừng cơ bản là đều tuổi, rừng không đều tuổi và các phương thức xử lý cải thiện rừng mưa. Catinot (1965) trúc hình thái rừng thông qua việc biểu diễn 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... Odum E.P (1971) đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley A.P, năm 1935. Khái niệm hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học. Khi nghiên cứu tổ thành rừng tự nhiên nhiệt đới thành thục, Evans, J. (1984) xác định, có tới 70-100 loài cây gỗ trên 1ha, nhưng hiếm có loài nào chiếm hơn 10% tổ thành loài. - Về mô tả hình thái cấu trúc rừng: Kraft (1884) [6] đã tiến hành phân chia những cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng của 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. Richards P.W (1952) [36] 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 (thường 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 thân cỏ còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây. 4
"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". Khi nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên nhiệt đới, nhiều tác giả có ý kiến khác nhau trong việc xác định tầng thứ, trong đó có ý kiến cho rằng, kiểu rừng này chỉ có một tầng cây gỗ mà thôi. Richards (1952) [36] phân rừng ở Nigeria thành 6 tầng với các giới hạn chiều cao là 6-12m, 12-18m, 18-24m, 24-30m, 30*36m và 36- 42m, nhưng thực chất đây chỉ là các lớp chiều cao. Odum E.P. (1971) [37] 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. 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 phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới. - Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng: Khi chuyển đổi từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng, nhiều tác giả đã sử dụng các công thức và hàm toán học để mô hình hoá cấu trúc rừng, xác định mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc của rừng. Raunkiaer (1934) đã đưa ra công thức xác định phổ dạng sống chuẩn cho hàng nghìn loài cây khác nhau. Theo đó, công thức phổ dạng sống chuẩn được xác định theo tỷ lệ phần trăm giữa số lượng cá thể của từng dạng sống so với tổng số cá thể trong một khu vực. Để biểu thị tính đa dạng về loài, một số tác giả đã xây dựng các công thức xác định chỉ số đa dạng loài như Simpson (1949), Margalef (1958), Menhinik (1964),... và để đánh giá mức độ phân tán hay tập trung của các loài, đặc biệt là lớp thảm tươi, Drude đã đưa ra khái niệm độ nhiều và cách xác định. Đây là những nghiên cứu mang tính định lượng nhưng xuất phát từ những cơ sở sinh thái nên được đề tài lựa chọn và vận dụng. 5
Các nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng còn phát triển mạnh mẽ khi các hàm toán học được đưa vào sử dụng để mô phỏng các quy luật kết cấu lâm phần. Rollet B. L. (1971) đã biểu diễn mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính bằng các hàm hồi quy, phân bố đường kính ngang ngực, đường kính tán bằng các dạng phân bố xác suất, Belly (1973) sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính thân cây loài Thông,... Tuy nhiên, việc sử dụng các hàm toán học không thể phản ánh hết những mối quan hệ sinh thái giữa các cây rừng với nhau và giữa chúng với hoàn cảnh xung quanh, nên các phương pháp nghiên cứu cấu trúc rừng theo hướng này không được vận dụng trong đề tài. Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo. Cơ sở phân loại rừng theo xu hướng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng. Đại diện cho hệ thống phân loại rừng theo hướng này có Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973)... Nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này, khi nghiên cứu ngoại mạo của quần xã thực vật đã không tách khỏi hoàn cảnh sinh thái của nó, từ đó hình thành xu hướng phân loại rừng theo ngoại mạo sinh thái. 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, đa dạng, có nhiều công trình nghiên cứu công phu và đã đem lại hiệu quả cao trong kinh doanh rừng. Tuy nhiên, chưa thấy một công trình nào nghiên cứu đầy đủ về đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên trên núi đá vôi. Cấu trúc rừng trên núi đá vôi thường được đề cập cùng với các đối tượng rừng khác nên chưa làm nổi bật những đặc điểm khác biệt về cấu trúc của loại rừng này so với các loại rừng khác. Do đó, cơ sở khoa học cho việc đề xuất các 6
biện pháp kỹ thuật cho rừng trên núi đá vôi vẫn còn nhiều vấn đề chưa được làm sáng tỏ. 1.1.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng Do sự phát triển công nghiệp thế kỷ XIX, trong ngành lâm nghiệp của thế giới đã hình thành xu hướng thay thế rừng tự nhiên bằng rừng nhân tạo năng suất cao nhằm đáp ứng yêu cầu của nền kinh tế. Nhưng sau thất bại về tái sinh nhân tạo ở Đức và một số nước nhiệt đới mà Beard (1947) đã gọi là "bệnh sởi trồng rừng" do thiếu sinh tố sinh thái học, nhiều nhà khoa học đã nghĩ tới việc quay trở lại với tái sinh tự nhiên. Khi đề cập vấn đề điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927), với ô đo đếm điều tra tái sinh có diện tích từ 1 đến 4 m2. Do diện tích ô điều tra nhỏ nên việc đo đếm gặp nhiều thuận lợi nhưng số lượng ô phải đủ lớn và trải đều trên diện tích khu rừng mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng. Trong phương thức rừng đều tuổi của Malaysia (MUS, 1945), nhiệm vụ đầu tiên được ghi trong lịch trình là điều tra tái sinh theo ô vuông 1/1000 mẫu Anh (4 m2), để biết xem tái sinh có đủ hay không và sau đó mới tiến hành các tác động tiếp theo. Richards P.W (1952) [36] đã tổng kết việc nghiên cứu tái sinh trên các ô dạng bản và phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới. Để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1955) đã đề nghị một phương 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. Một số tác giả nghiên cứu tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới châu Á như Bara (1954), Budowski (1956), có nhận định, dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ 7
lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, nên việc đề xuất các biện pháp lâm sinh để bảo vệ lớp cây tái sinh này là cần thiết. Nhờ những nghiên cứu này nhiều biện pháp tác động vào lớp cây tái sinh đã được xây dựng và đem lại hiệu quả đáng kể. Van Steenis (1956) đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng nhiệt đới đó là tái sinh phân tán liên tục và tái sinh vệt (tái sinh lỗ trống). Hai đặc điểm này không chỉ thấy ở rừng nguyên sinh mà còn thấy cả ở rừng thứ sinh - một đối tượng rừng khá phổ biến ở nhiều nước nhiệt đới. Khi nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến tái sinh tự nhiên, nhân tố ánh sáng (thông qua độ tàn che của rừng), độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi được đề cập thường xuyên. Baur G.N., (1962) cho rằng, trong rừng nhiệt đới 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. Ngoài ra, các tác giả nhận định, thảm cỏ và cây bụi có ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây tái sinh. Mặc dù ở những quần thụ kín tán, thảm cỏ và cây bụi kém phát triển nhưng chúng vẫn có ảnh hưởng đến cây tái sinh. Đối với rừng nhiệt đới, số lượng loài cây trên một đơn vị diện tích và mật độ 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 lại ít được quan tâm mặc dù chúng có vai trò sinh thái quan trọng. Vì vậy, khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên cần phải đề cập một cách đầy đủ tất cả các loài cây xuất hiện trong lớp cây tái sinh để có những đánh giá chính xác tình hình tái sinh rừng và có những biện pháp tác động phù hợp. Như trên đã đề cập, mục tiêu thứ hai của các tác động xử lý ở rừng mưa nhiệt đới là tạo lập tái sinh bằng mọi cách nhằm thực hiện tái sinh thành công. Việc áp dụng hàng loạt các biện pháp kỹ thuật nhằm gây dựng và duy trì lớp cây tái sinh 8
trong tình trạng lành mạnh, đưa lớp cây tái sinh này tới tuổi thành thục được coi là nền tảng của một phương thức lâm sinh. Tóm lại, các công trình nghiên cứu được đề cập trên đây phần nào làm sáng tỏ việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng tự nhiên nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng. Đó là những cơ sở để lựa chọn cho việc nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng trong đề tài này. Việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên là việc làm hết sức quan trọng nên với từng đối tượng cụ thể, cần có những phương pháp nghiên cứu phù hợp. 1.1.3. Một số nghiên cứu về rừng trên núi đá vôi Viện Lâm nghiệp Quảng Tây và Quảng Đông (Trung Quốc) đã tiến hành nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng của một số loài cây trên núi đá vôi như: Tông dù, Mắc rạc (Dầu choòng), Xoan nhừ, Lát hoa, Nghiến,... trong thời kỳ 1985-1998. Những nghiên cứu đó đã được tổng kết sơ bộ sau nhiều hội thảo khoa học ở Học viện Lâm nghiệp Bắc Kinh với sự tham gia của nhiều nhà khoa học lâm nghiệp đầu ngành của nước này và những hướng dẫn tạm thời về kỹ thuật phục hồi rừng trên núi đá vôi đã được xây dựng. Tuy nhiên, những nguyên lý về phục hồi và phát triển rừng trên núi đá vôi chưa được tổng kết một cách có hệ thống nên việc áp dụng những hướng dẫn này cho nhiều quốc gia khác, trong đó có Việt Nam còn khiêm tốn và đang trong giai đoạn thử nghiệm. 1.2. Ở Việt Nam 1.2.1. Phân vùng núi đá vôi Việt Nam Theo kết quả điều tra năm 1995 (Viện Điều tra - Quy hoạch rừng) [33], tổng diện tích núi đá vôi toàn quốc là 1.152.200 ha, chiếm 3,5% diện tích toàn quốc và tập trung chủ yếu ở ba vùng là: 9
a) Vùng Đông Bắc: Tổng diện tích núi đá vôi vùng này là 639.900ha, chiếm 55,54% tổng diện tích núi đá vôi toàn quốc. Theo địa hình và cấu tạo địa chất vùng này được chia thành 5 vùng nhỏ: Bắc Sơn, Bắc Hà, Đồng Văn - Trùng Khánh, Quản Bạ - Phia Phương và vùng quần đảo. b) Vùng Tây Bắc: Chủ yếu là dạng địa hình núi và cao nguyên đá vôi, có các vùng cao nguyên đá vôi chính là: Tả Phình - Sìn Chải, Sơn La, Mộc châu với diện tích 229.700ha, chiếm 19,94%. c) Vùng Trường Sơn Bắc: Điển hình là vùng núi đá vôi Kẻ Bàng - Khe Ngang kéo dài. Đây là vùng núi đá vôi rộng lớn, hiểm trở và ít bị tác động của con người với diện tích 249.800ha, chiếm 21,68%. Dựa vào phân bố địa lý và cấu tạo của núi đá vôi có thể phân chia theo các vùng sinh thái: 1. Vùng Cao Bằng - Lạng Sơn (Vùng Đông Bắc): Diện tích núi đá vôi phân bố tập trung. Địa hình núi trung bình và thấp, bao gồm một số cao nguyên đá vôi khối uốn nếp có hoạt động Karst là kiểu địa mạo chủ yếu. Hệ thực vật đặc trưng là luồng thực vật bản địa Bắc Việt Nam - Nam Trung Hoa. 2. Vùng Tuyên Quang - Hà Giang (vùng Trung tâm): Núi đá vôi tạo thành từng khối lớn. Độ cao vùng này lớn hơn vùng Cao Bằng - Lạng Sơn. Hệ thực vật ở đây chịu nhiều ảnh hưởng của luồng thực vật Hymalaya - Vân Nam - Quí Châu. 3. Vùng Tây Bắc - Tây Thanh Hoá - Nghệ An (Vùng Tây Bắc): Đây là vùng tương đối rộng lớn và kéo dài, chịu ảnh hưởng của các chế độ khí hậu khác nhau nên có đầy đủ các vành đai từ nhiệt đới, á nhiệt đới. Tiêu biểu là các loài của ngành Hạt trần như Pơ mu, Thông Pà cò, Thông nàng, Thông tre, ngoài ra còn xuất hiện một số loài đặc trưng của vùng phía Nam như Chò chỉ, Táu nước, Sang lẻ… 10
4. Vùng Trường Sơn Bắc: Núi đá vôi ở đây chủ yếu tập trung ở Kẻ Bàng và Khe Ngang, là nơi gặp gỡ của hai luồng thực vật từ Hymalaya qua Vân Nam xuống và từ Indonesia lên. Do vậy, thực vật trên núi đá vôi vùng này có những nét khác biệt, thành phần thực vật chủ yếu là các họ phân bố rộng ở rừng nhiệt đới như họ Xoan, họ Đậu, họ Mộc lan, họ Dầu, họ Bồ hòn, họ Dâu tằm, họ Thị... 1.2.2. Lược sử nghiên cứu thảm thực vật rừng trên núi đá vôi ở Việt Nam Trong quá trình phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam, Thái Văn Trừng (1978) [33] đã xem xét loại hình thực vật trên núi đá vôi. Theo đó rừng trên núi đá vôi được xác định thuộc kiểu phụ thổ nhưỡng kiệt nước trên đất đá vôi xương xẩu (Đk) và nằm trong các kiểu thảm thực vật sau: - Kiểu rừng kín thường xanh, mưa ẩm nhiệt đới (Rkx). Đây là kiểu thảm thực vật chủ yếu của rừng trên núi đá vôi với ưu hợp Nghiến + Trai lý (Burretiodendron hsienmu + Garcinia fragraoides) xuất hiện ở những lèn, sườn núi đá vôi có độ dốc lớn, đặc trưng của những cảnh quan Karst, có nhiều khoảng trống lớn để lộ đá gốc, sườn núi thường lởm chởm thấp dưới 700m thuộc một số tỉnh miền Bắc Việt Nam (Cao Bằng, Lạng Sơn, Hà Giang, Tuyên Quang, Bắc Cạn, Ninh Bình). Tuy nhiên do quá trình khai thác và sử dụng quá mức nên diện tích rừng nguyên sinh hoặc ít bị tác động còn lại rất ít, thường nằm ở các VQG và các KBTTN như Cúc Phương, Pù Luông,... Loại thực bì này niện nay chủ yếu là những khu rừng thứ sinh trên núi đá vôi, phân bố chủ yếu ở vùng gần dân cư, ven các trục đường, nơi mà việc khai thác vận chuyển gặp nhiều thuận lợi. Tại nhiều nơi, do khai thác mạnh và cháy, rừng đã trở nên nghèo kiệt, còn ít những loài cây gỗ, tổ thành rừng đã thay đổi, các loài cây mọc nhanh chiếm ưu thế như Mạy tèo, Ô rô, Ba bét, Ràng ràng mít, Chẩn,... Do vậy, kiểu thảm thực vật này còn được xác định là kiểu phụ thứ sinh nhân tác trên đất đá vôi xương xẩu. 11
- Kiểu rừng kín nửa rụng lá, ẩm nhiệt đới (Rkn): Rừng trên núi đá vôi ở đây có sự kết hợp của nhiều loài cây khác nhau như Nghiến + Trai lý + Chò nhai + Ô rô cùng các loài rụng lá như Trường sâng, Xoan nhừ, Gạo, Dâu da xoan, Lòng mang, Cui rừng… ở một số nơi thuộc các tỉnh Cao Bằng, Lạng Sơn, Bắc Cạn và Quảng Bình. Loại thảm thực vật này thường gặp trên những sườn núi đá vôi dốc đứng hoặc tại các thung lũng núi đá vôi với đất dốc tụ, thấp ẩm, thực vật phát triển cao, lớn gần giống với thực vật trên núi đất. - Kiểu rừng kín thường xanh, mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp (Rka): Kiểu rừng này phân bố ở đai cao trên 700m: Chợ Rã (Bắc Cạn), Nguyên Bình (Cao Bằng), Quản Bạ, Đồng Văn (Hà Giang), và vùng Tây Bắc... Đặc điểm nổi bật là thực vật thuộc ngành Hạt trần có tỷ lệ tương đối lớn và tập trung, có các loài như Thông Pà cò, Sam kim hỷ, Trắc bách Quản bạ,... Ở độ cao 1000m thuộc vùng Tây Bắc, xuất hiện ưu hợp Kiêng + Heo (Burretiodendron brilletti + Croton pseudoverticillata) thuộc kiểu phụ thổ nhưỡng kiệt nước trên đất rendzina giàu chất dinh dưỡng. - Kiểu rừng kín hỗn hợp cây lá rộng, lá kim ẩm á nhiệt đới núi thấp (Rkh) ở Hà Giang, Tuyên Quang và Ninh Bình ở độ cao dưới 700m, với ưu hợp Nghiến + Kim giao + Hoàng đàn (Burretiodendron hsienmu + Podocarpus latiofolia + Cupressus terulus) cùng một số loài cây thuộc các họ Thích, Dẻ,... Ngoài ra, tại những khu vực sau hoạt động nương rãy hoặc những khu rừng đã bị khai thác nhiều lần đến cạn kiệt ở nhiều tỉnh như Lạng Sơn, Cao Bằng, Hà Giang, Hoà Bình, Quảng Bình..., xuất hiện một dạng thực bì có diện tích tương đối lớn với những loài cây bụi, cây gỗ nhỏ như Ô rô, Mạy tèo, Xẻn gai,... Dạng thực bì này được gọi là Quần lạc cây bụi, cây gỗ rải rác trên núi đá vôi. 12
Trần Ngũ Phương (1970) [20], khi đề cập đến rừng ở miền Bắc Việt Nam đã xếp rừng trên núi đá vôi vào: (1) đai rừng nhiệt đới mưa mùa với kiểu rừng nhiệt đới lá rộng thường xanh núi đá vôi, kiểu này có 4 kiểu phụ thổ nhưỡng nguyên sinh 1-2 tầng cây gỗ, trong đó Nghiến là loài cây ưu thế; (2) đai rừng á nhiệt đới mưa mùa với kiểu rừng á nhiệt đới lá kim trên núi đá vôi, kiểu này có 3 kiểu phụ một tầng, trong đó các loài Vân sam (Keteeleria calcarea), Hoàng đàn (Cupressus terulus) và Kim giao (Podocarpus latiofolia) chiếm ưu thế. Ngoài ra, Theo Nguyễn Bá Thụ (1995) [27], rừng trên núi đá vôi ở Cúc Phương được xếp vào quần hệ phụ rừng rậm nhiệt đới thường xanh mưa mùa cây lá rộng trên đất thấp (dưới 500m so với mặt nước biển) thoát nước phong hoá từ đá vôi và quần hệ phụ này bao gồm 6 quần xã, trong đó các loài cây chính tham gia gồm Chò đãi, Sấu, Nhội, Vàng anh, Chò nhai, Mạy tèo, Sâng, Dẻ gai, Re đá, Côm lá lớn, Trường nhãn, Vải guốc, Mang cát, Hồng bì rừng và Ô rô. Thông qua kết quả phân loại thảm thực vật rừng trên núi đá vôi của một số tác giả trên đây, chúng tôi có một số nhận xét sau: Trần Ngũ Phương (1970) chỉ tiến hành phân loại rừng trên núi đá vôi ở trạng thái nguyên sinh, nên ở kiểu rừng nhiệt đới lá rộng thường xanh núi đá vôi Nghiến (Burretiodendron hsienmu) là loài cây luôn giữ vai trò ưu thế. Trong thực tế, phần lớn các diện tích rừng trên núi đá vôi hiện nay đã bị tác động, số lượng tầng và loài cây ưu thế ở các kiểu rừng này đã thay đổi. Vì vậy, cách phân chia của Trần Ngũ Phương không phù hợp với những đối tượng rừng nghiên cứu của đề tài. Hệ thống phân loại rừng của UNESCO (1973) mặc dù khá chi tiết và dễ dàng vận dụng nhưng chỉ thích hợp cho việc phân loại thảm thực vật trong phạm vi một vùng khí hậu như phân loại thảm thực vật cho một VQG, KBTTN. Hơn nữa hệ 13
thống phân loại này không đề cập đến thảm thực vật nhân tạo nên nó thường được sử dụng trong các công trình nghiên cứu về tính đa dạng của thực vật. Hệ thống phân loại thảm thực vật rừng của Thái Văn Trừng được xây dựng trên cơ sở học thuyết về hệ sinh thái của Tansley A.P (1935) và học thuyết sinh địa quần học của Sucasev (1957) theo nguyên lý "sinh thái phát sinh thảm thực vật". Do vậy, lý luận của phân loại này hoàn toàn chặt chẽ và đáp ứng được thực tiễn, vì khả năng áp dụng dễ dàng. Để xác định một kiểu rừng chính, theo Thái Văn Trừng, chỉ cần dựa vào 4 tiêu chuẩn là dạng sống ưu thế, tàn che, hình thái sinh thái của lá và trạng mùa của tán lá của tầng cây ưu thế sinh thái. Mặt khác, hệ thống phân loại của Thái Văn Trừng có thể áp dụng cho tất cả các loại thảm thực vật dù đó là rừng nguyên sinh hay rừng thứ sinh bị tác động, thậm chí là những khu rừng nhân tạo do con người xây dựng. Vì những lý do trên, chúng tôi đã sử dụng các tiêu chuẩn phân loại rừng của Thái Văn Trừng để tiến hành xác định các kiểu phụ và các QXTV rừng ở các địa phương nghiên cứu của đề tài. 1.2.3. Nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng 1.2.3.1. Nghiên cứu cấu trúc rừng Trong vòng vài chục năm qua, nghiên cứu về cấu trúc rừng là một trong những nội dung quan trọng nhằm đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp. Tuy nhiên, cấu trúc rừng là một vấn đề có nội dung phong phú và đa dạng, nên ở đây, chỉ những đặc trưng cấu trúc có liên quan đến đề tài mới được đề cập. Trần Ngũ Phương (1970) [20] đã chỉ ra những đặc điểm cấu trúc của các thảm thực vật rừng miền Bắc Việt Nam trên cơ sở kết quả điều tra tổng quát về tình hình rừng miền Bắc Việt Nam từ 1961 đến 1965. Nhân tố cấu trúc đầu tiên được nghiên cứu là tổ thành và thông qua đó một số quy luật phát triển của các hệ sinh thái rừng được phát hiện và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất. 14
Thái Văn Trừng (1978) [28] đã tiến hành phân chia thực vật rừng nhiệt đới thành 5 tầng: tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C). Việc áp dụng phương pháp vẽ "biểu đồ phẫu diện" sau khi đã đo tính chính xác vị trí, chiều cao và đường kính thân cây, bề rộng và bề dày tán lá của toàn bộ những cây gỗ (tầng A) trên một dải hẹp điển hình của khu tiêu chuẩn theo Richards và Davis (1934) đã thể hiện khá rõ sự phân chia theo tầng của thực vật trong hệ sinh thái rừng. Bên cạnh đó, tác giả này còn dựa vào 4 tiêu chuẩn để phân chia kiểu thảm thực vật rừng Việt Nam, đó là dạng sống ưu thế của những thực vật trong tầng cây lập quần, độ tàn che nền đất đá của tầng ưu thế, hình thái sinh thái lá và trạng mùa của tán lá. Như vậy, các nhân tố cấu trúc rừng được vận dụng triệt để trong phân loại rừng theo quan điểm sinh thái phát sinh quần thể. Nguyễn Văn Trương (1983) [29] khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài đã xem xét sự phân tầng theo hướng định lượng, phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới. Từ những kết quả nghiên cứu của các tác giả đi trước, Vũ Đình Phương (1987) [22] đã nhận định, việc xác định tầng thứ của rừng lá rộng thường xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhưng chỉ trong trường hợp rừng có sự phân tầng rõ rệt (khi đã phát triển ổn định) mới sử dụng phương pháp định lượng để xác định giới hạn của các tầng cây. Đào Công Khanh (1996) [11] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng lá rộng thường xanh ở Hương Sơn, Hà Tĩnh làm cơ sở đề xuất một số biện pháp lâm sinh phục vụ khai thác và nuôi dưỡng rừng. Nguyễn Anh Dũng (2000) [4] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc tầng cây gỗ cho hai trạng thái rừng là IIA và IIIA1 ở lâm trường Sông Đà - Hoà Bình. Các nghiên cứu này sẽ được đề tài xem xét và lựa chọn để vận dụng vào các nội dung nghiên cứu. 15
Trong những năm gần đây, do có sự hỗ trợ của các phần mềm tính toán, nên có rất nhiều công trình nghiên cứu định lượng về cấu trúc rừng, nổi bật là các công trình của các tác giả sau: Đồng Sĩ Hiền (1974) dùng hàm Meyer và hệ đường cong Poisson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ đường kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở cho việc lập biểu độ thon cây đứng ở Việt Nam. Nguyễn Hải Tuất (1975) đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và áp dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể rừng... Như vậy, trong thời gian qua, việc nghiên cứu cấu trúc rừng ở nước ta đã có những bước phát triển nhanh chóng và có nhiều đóng góp nhằm nâng cao hiểu biết về rừng, nâng cao hiệu quả trong nghiên cứu cũng như sản xuất kinh doanh rừng. Tuy nhiên, các nghiên cứu về cấu trúc rừng gần đây thường thiên về việc mô hình hoá các quy luật kết cấu lâm phần và việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng thường thiếu yếu tố sinh thái nên chưa thực sự đáp ứng mục tiêu kinh doanh rừng ổn định lâu dài. Bởi lẽ bản chất của các biện pháp kỹ thuật lâm sinh là giải quyết những mâu thuẫn sinh thái phát sinh trong quá trình sống giữa các cây rừng và giữa chúng với môi trường. Muốn đề xuất được các biện pháp kỹ thuật lâm sinh chính xác, đòi hỏi phải nghiên cứu cấu trúc rừng một cách đầy đủ và phải đứng trên quan điểm tổng hợp về sinh thái học, lâm học và sản lượng. Mặt khác, các nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên thường ít đề cập cụ thể đến đối tượng là loại rừng trên núi đất hay trên núi đá, đặc biệt là rừng trên núi đá vôi. Vì vậy, nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng trên núi đá vôi không chỉ có ý nghĩa lý luận mà còn có ý nghĩa thực tiễn sâu sắc nhằm đề xuất những biện pháp kỹ thuật tác động hợp lý. 16
1.2.3.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng Ở nước ta, chưa có nhiều công trình nghiên cứu một cách đầy đủ và hệ thống về tái sinh rừng, đặc biệt là tái sinh tự nhiên. Một số kết quả nghiên cứu về tái sinh thường được đề cập trong các công trình nghiên cứu về thảm thực vật, trong các báo cáo khoa học và một phần công bố trên các tạp chí. Khi bàn về vấn đề đảm bảo tái sinh trong khai thác rừng, Phùng Ngọc Lan (1964) [13] đã nêu kết quả tra dặm hạt Lim xanh dưới tán rừng ở lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn. Ngay từ giai đoạn nảy mầm, bọ xít là nhân tố gây ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ nảy mầm. Trong thời gian từ năm 1962 đến năm 1969, Viện Điều tra - Quy hoạch rừng đã điều tra tình hình tái sinh tự nhiên theo các "loại hình thực vật ưu thế" rừng thứ sinh ở Yên Bái (1965), Hà Tĩnh (1966), Quảng Bình (1969) và Lạng Sơn (1969). Đáng chú ý là kết quả điều tra tái sinh tự nhiên ở vùng sông Hiếu (1962-1964) bằng phương pháp đo đếm điển hình. Từ kết quả điều tra tái sinh, dựa vào mật độ cây tái sinh, Vũ Đình Huề (1969) [9] đã phân chia khả năng tái sinh rừng thành 5 cấp, rất tốt, tốt, trung bình, xấu và rất xấu với mật độ tái sinh tương ứng là trên 12.000 c/ha, 8.000-12.000 c/ha, 4.000-8.000 c/ha; 2.000-4.000 c/ha và dưới 2.000 c/ha. Nhìn chung nghiên cứu này mới chỉ chú trọng đến số lượng mà chưa đề cập đến chất lượng cây tái sinh. Cũng từ kết quả điều tra trên, Vũ Đình Huề (1975) [8] đã tổng kết và rút ra nhận xét, tái sinh tự nhiên rừng miền Bắc Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh của rừng nhiệt đới. Dưới tán rừng nguyên sinh, tổ thành loài cây tái sinh tương tự như tầng cây gỗ; dưới tán rừng thứ sinh tồn tại nhiều loài cây gỗ mềm kém giá trị và hiện tượng tái sinh theo đám được thể hiện rõ nét tạo nên sự phân bố số cây không đồng đều trên mặt đất rừng. Những nhận xét trên sẽ được đề tài vận dụng trong việc đánh giá mật độ tái sinh rừng và so sánh tổ thành tầng cây tái sinh 17
với tổ thành tầng cây cao tại các QXTV nghiên cứu để có thể nhận biết chiều hướng phát triển của rừng trong tương lai. Khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng Việt Nam, Thái Văn Trừng (1978) [28] đã nhấn mạnh tới ý nghĩa của điều kiện ngoại cảnh đến các giai đoạn phát triển của cây tái sinh. Theo tác giả, ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên ở cả rừng nguyên sinh lẫn rừng thứ sinh. Nguyễn Văn Trương (1983) [29] đã đề cập mối quan hệ giữa cấu trúc QXTV rừng với tái sinh tự nhiên trong rừng hỗn loài. Điều này sẽ được đề tài vận dụng trong nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến tái sinh tự nhiên, đặc biệt là độ tàn che của tán rừng. Hiện tượng tái sinh lỗ trống ở rừng thứ sinh Hương Sơn, Hà Tĩnh đã được Phạm Đình Tam (1987) [25] làm sáng tỏ. Theo tác giả, số lượng cây tái sinh xuất hiện khá nhiều dưới các lỗ trống khác nhau. Lỗ trống càng lớn, cây tái sinh càng nhiều và hơn hẳn những nơi kín tán. Từ đó tác giả đề xuất phương thức khai thác chọn, tái sinh tự nhiên cho đối tượng rừng khu vực này. Đây là một trong những đặc điểm tái sinh phổ biến ở rừng nhiệt đới, nhưng đối với rừng núi đá vôi với nền đất đá xương xẩu, liệu tại những chỗ trống trong rừng, hiện tượng tái sinh này có gì khác biệt. Trong một công trình nghiên cứu về cấu trúc, tăng trưởng trữ lượng và tái sinh tự nhiên rừng thường xanh lá rộng hỗn loài ở ba vùng kinh tế (Sông Hiếu, Yên Bái và Lạng Sơn), Nguyễn Duy Chuyên (1988) đã khái quát đặc điểm phân bố của nhiều loài cây có giá trị kinh doanh và biểu diễn bằng các hàm lý thuyết. Từ đó làm cơ sở định hướng các giải pháp lâm sinh cho các vùng sản xuất nguyên liệu. Trần Cẩm Tú (1998) [24] tiến hành nghiên cứu tái sinh tự nhiên sau khai thác chọn ở Hương Sơn, Hà Tĩnh và đã rút ra kết luận, áp dụng phương thức xúc tiến tái sinh tự 18