Luận văn Thạc sĩ Quản lý tài nguyên và môi trường: Đặc điểm cấu trúc và tái sinh của các trạng thái rừng tự nhiên tại Vườn quốc gia Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh

Chia sẻ: Diệp Nhất Thiên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:150

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài này thực hiện nhằm góp phần bổ sung những hiểu biết mới về cấu trúc và tái sinh của quần xã thực vật rừng, hướng phát triển bền vững hệ sinh thái rừng tự nhiên tại Vườn quốc gia Vũ Quang. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của luận văn này.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Quản lý tài nguyên và môi trường: Đặc điểm cấu trúc và tái sinh của các trạng thái rừng tự nhiên tại Vườn quốc gia Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ĐỖ HỮU HUY ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH CỦA CÁC TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN TẠI VƯỜN QUỐC GIA VŨ QUANG, TỈNH HÀ TĨNH CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN & MÔI TRƯỜNG MÃ NGÀNH: 8850101 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN & MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. CAO THỊ THU HIỀN Hà Nội, 2020
i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Hà Nội, ngày 02 tháng 11 năm 2020 Người cam đoan Đỗ Hữu Huy
ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn Thạc sĩ Khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trường, tôi luôn nhận được sự động viên, giúp đỡ nhiệt tình của nhà trường, các cơ quan và bạn bè đồng nghiệp. Nhân dịp này, cho phép tôi gửi lời cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Lâm nghiệp; Vườn quốc gia Ba Vì nơi tôi đang công tác đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp. Đặc biệt cho tôi bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Cao Thị Thu Hiền, người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Cuối cùng, tôi gửi lời cảm ơn chân thành tới các bạn bè, các bạn đồng nghiệp gần xa và những người thân trong gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Mặc dù đã rất cố gắng trong việc thực hiện luận văn. Tuy nhiên, trong khuôn khổ thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế, luận văn mới thực hiện nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài cây của rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới tại Vườn quốc gia Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh. Trong quá trình thực hiện, luận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy giáo, cô giáo, các nhà khoa học cùng bạn bè đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 02 tháng 11 năm 2020 Tác giả Đỗ Hữu Huy
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. ii MỤC LỤC ....................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................. vii DANH LỤC CÁC BẢNG, BIỂU ................................................................ viii DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................... x ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1 Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.................................... 4 1.1. Trên thế giới ........................................................................................... 4 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng .......................................................... 4 1.1.2. Cấu trúc tổ thành ........................................................................... 4 1.1.3. Cấu trúc phân bố số cây theo cỡ đường kính ................................. 5 1.1.4. Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/H) .......................... 7 1.1.5. Nghiên cứu đa dạng loài cây ......................................................... 8 1.1.6. Tái sinh rừng .................................................................................. 8 1.2. Ở Việt Nam .......................................................................................... 10 1.2.1. Nghiên cứu về phân loại trạng thái rừng ...................................... 10 1.2.3. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3) ................. 15 1.2.4. Quy luật phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn) ......................... 17 1.2.5. Nghiên cứu về đa dạng loài cây gỗ .............................................. 18 1.2.6. Tái sinh rừng ................................................................................ 19 1.3. Thảo luận chung ................................................................................... 22 Chương 2. MỤC TIÊU, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................................................ 24 2.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 24 2.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................. 24
iv 2.2.1. Phạm vi về nội dung nghiên cứu ................................................... 24 2.2.2. Phạm vi về không gian .................................................................. 24 2.2.3. Phạm vi về thời gian ..................................................................... 24 2.3. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................. 24 2.4.2. Nghiên cứu cấu trúc tổ thành tầng cây cao .................................. 25 2.4.3. Nghiên cứu một số quy luật kết cấu lâm phần ............................. 25 2.4.4. Nghiên cứu đa dạng loài tầng cây cao ......................................... 25 2.4.5. Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên tại khu vực nghiên cứu .... 25 2.4.6. Đề xuất một số giải pháp góp phần quản lý bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng bền vững tại khu vực nghiên cứu ....................................... 25 2.5. Phương pháp nghiên cứu...................................................................... 26 2.5.1. Phương pháp kế thừa số liệu ....................................................... 26 2.5.2. Phương pháp ngoại nghiệp ........................................................... 26 2.5.3. Phương pháp chuyên gia .............................................................. 28 2.5.4. Phương pháp xử lý, phân tích số liệu ........................................... 29 2.5.5. Phương pháp đề xuất một số giải pháp góp phần quản lý bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng tại khu vực nghiên cứu ................................. 38 Chương 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU ............................................................................... 40 3.1. Vị trí địa lý ........................................................................................... 40 3.2. Diện tích và phân vùng ........................................................................ 40 3.3. Đặc điểm tự nhiên ................................................................................ 41 3.3.1. Địa hình, địa mạo.......................................................................... 41 3.3.2. Địa chất, thổ nhưỡng .................................................................... 42 3.3.3. Khí hậu, thủy văn .......................................................................... 43 3.4. Đặc điểm đa dạng sinh học .................................................................. 44 3.4.1. Các hệ sinh thái cơ bản ................................................................. 44 3.4.2. Đa dạng sinh học ......................................................................... 45
v 3.5. Đặc trưng cơ bản kinh tế - xã hội ......................................................... 49 3.5.1. Dân tộc ......................................................................................... 49 3.5.2. Công tác định canh định cư ......................................................... 50 3.5.3. Giao thông .................................................................................... 50 3.5.4. Y tế ................................................................................................. 51 3.5.5. Giáo dục ....................................................................................... 51 3.5.6. Tình hình kinh tế xã hội vùng đệm ................................................ 51 Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................ 54 4.1. Một số chỉ tiêu về nhân tố điều tra lâm phần ....................................... 54 4.2. Kết quả nghiên cứu cấu trúc tổ thành tầng cây cao ............................. 55 4.2.1. Cấu trúc tổ thành tầng cây cao theo phần trăm số cây ................ 55 4.2.2. Cấu trúc tổ thành tầng cây cao theo chỉ số độ quan trọng IV% .. 58 4.2.3. Đánh giá mức độ đồng nhất giữa tổ thành theo phần trăm số cây và theo chỉ số độ quan trọng ................................................................... 62 4.2.4. Phân loại loài theo trạng thái rừng .............................................. 62 4.3. Nghiên cứu một số quy luật kết cấu lâm phần ..................................... 64 4.3.1. Kết quả các đặc trưng thống kê cơ bản của D1.3 .......................... 64 4.3.2. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3 ) ................. 67 4.3.3. Kết quả các đặc trưng thống kê cơ bản của Hvn ........................... 70 4.3.4. Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn ) ..................... 72 4.4. Nghiên cứu đa dạng loài tầng cây cao ................................................. 75 4.4.1. Mức độ đa dạng loài ở tầng cây cao ............................................ 75 4.4.2. Hiện trạng các loài thực vật rừng nguy cấp, quý, hiếm tại vực nghiên cứu .............................................................................................. 76 4.5. Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên tại khu vực nghiên cứu .......... 78 4.5.1. Cấu trúc tổ thành, mật độ tái sinh ................................................ 78 4.5.2. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao....................................... 79 4.5.3. Phân bố cây tái sinh theo nguồn gốc ............................................ 82
vi 4.5.4. Phân bố cây theo chất lượng ........................................................ 83 4.5.5. Hình thái phân bố cây tái sinh trên mặt đất ................................. 85 4.6. Đề xuất một số giải pháp góp phần thúc đẩy quá trình phục hồi của các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu. ...................................................... 86 4.6.1. Nhóm giải pháp về quản lý ........................................................... 86 4.6.2. Nhóm giải pháp về đầu tư ............................................................. 88 4.6.3. Nhóm giải pháp lâm sinh .............................................................. 89 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ ......................................... 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................100
vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 1. CÁC KÝ HIỆU ∑G/ha Tổng tiết diện ngang thân cây/hecta D Chỉ số đa dạng của Simoson D1.3 Đường kính thân cây tại vị trí 1.3m tính từ cổ rễ Ex Độ nhọn flt Tần số lý thuyết ft Tần số thực nghiệm G% Tiết diện ngang thân cây tương đối (%) H’ Chỉ số đa dạng của Shannon – Weiner Hvn Chiều cao vút ngọn (m) IV% Chỉ số quan trọng (Important Value- IV) M/ha Trữ lượng/hec ta Max Giá trị lớn nhất Min Giá trị nhỏ nhất N Dung lượng mẫu N% Mật độ tương đối (%) N/D1.3 Phân bố số cây theo cỡ đường kính N/ha Mật độ cây/ha N/Hvn Phân bố số cây theo chiều cao S Sai tiêu chuẩn S% Hệ số biến động S2 Phương sai Sk Độ lệch Sx Sai số chuẩn của số trung bình 2. CÁC CHỮ VIẾT TẮT CTTT Công thức tổ thành OTC Ô tiêu chuẩn ODB Ô dạng bản
viii DANH LỤC CÁC BẢNG, BIỂU Bảng 3.1. Các kiểu rừng trên đai cao khác nhau............................................. 44 Bảng 3.2. Thành phần loài thực vật Vườn quốc gia Vũ Quang ...................... 46 Bảng 3.3. Thống kê tài nguyên động vật ........................................................ 48 Bảng 3.4. Danh sách các loài động vật nguy cấp quý hiếm (theo Sách Đỏ Việt Nam 2007, Danh lục Đỏ IUCN 2016) .................................................... 49 Bảng 4.1. Kết quả thống kê một số chỉ tiêu về một số nhân tố điều tra lâm phần ................................................................................................................. 54 Bảng 4.2. Công thức tổ thành tâng cây cao theo phần trăm số cây Ni% của ba trạng thái rừng IIIA1, IIIA2 và IIIB tại Vườn quốc gia Vũ Quang..................... 56 Bảng 4.3. Tổ thành loài tầng cây cao theo chỉ số IV% của ba trạng thái rừng IIIA1, IIIA2 và IIIB tại Vườn quốc gia Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh ....................... 59 Bảng 4.4. Phân loại loài cây theo các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu ....63 Bảng 4.5. Một số đặc trưng mẫu của phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIA1 .... 64 Bảng 4.6. Một số đặc trưng mẫu của phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIA2 .... 65 Bảng 4.7. Một số đặc trưng mẫu của phân bố N/D1.3 trạng thái rừng IIIB ...... 66 Bảng 4.8. Kết quả mô phỏng phân bố N/D1.3 theo hàm Weibull ba tham số của trạng thái rừng IIIA1, IIIA2 và IIIB tại khu vực nghiên cứu .............................. 67 Bảng 4.9. Một số đặc trưng mẫu của phân bố N/Hvn trạng thái rừng IIIA1 ..... 70 Bảng 4.10. Một số đặc trưng mẫu của phân bố N/Hvn trạng thái rừng IIIA2 71 Bảng 4.11. Một số đặc trưng mẫu của phân bố N/Hvn trạng thái rừng IIIB .... 72 Bảng 4.12. Kết quả mô phỏng phân bố thực nghiệm N/H cho 3 trạng thái rừng IIIA2, IIIA3 và IIIB theo hàm Weibull ba tham số ............................................. 73 Bảng 4.13. Đa dạng loài cây của ba trạng thái rừng III A2, IIIA3 và IIIB tại khu vực nghiên cứu ................................................................................................ 75 Bảng 4.14. Danh sách các loài cây theo Danh lục đỏ IUCN, Sách đỏ Việt Nam và Nghị định 06/2019/NĐ-CP ................................................................ 76
ix Bảng 4.15. Công thức tổ thành cây tái sinh theo phần trăm số cây ................ 78 Bảng 4.16. Phân bố cây theo cấp chiều cao .................................................... 80 Bảng 4.17. Phân bố cây tái sinh theo nguồn gốc ............................................ 83 Bảng 4.18. Phân bố cây tái sinh theo chất lượng ............................................ 84 Bảng 4.19. Hình thái phân bố cây tái sinh trên mặt đất .................................. 85
x DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1. Bản đồ quy hoạch phân khu Vườn quốc gia Vũ Quang ................. 41 Hình 4.1. Phân bố N/D1.3 của đối tượng nghiên cứu theo hàm Weibull ba tham số ............................................................................................................ 69 Hình 4.2. Phân bố N/Hvn của đối tượng nghiên cứu theo hàm Weibull ba tham số ft, flt lần lượt là số cây theo phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết ... 74 Hình 4.3: Phân bố cây tái sinh theo chiều cao ................................................ 81 Hình 4.4: Phân bố cây tái sinh theo nguồn gốc ............................................... 83 Hình 4.5: Phân bố cây tái sinh theo chất lượng .............................................. 84
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng có ý nghĩa đặc biệt lớn, không chỉ cung cấp của cải cho nền kinh tế của đất nước mà còn có vai trò quan trọng trong việc bảo tồn đa dạng sinh học, bảo vệ, cải thiện môi trường và cân bằng sinh thái. Vai trò của rừng là rất to lớn, thế nhưng trong những năm vừa qua diện tích rừng tự nhiên của chúng ta ngày càng giảm sút cả về số lượng và chất lượng. Theo thống kê của Liên Hợp Quốc, hàng năm trên thế giới có 11 triệu ha rừng bị phá huỷ, riêng khu vực Châu Á Thái Bình Dương hàng năm có 1,8 triệu ha rừng bị phá huỷ, tương đương mỗi ngày mất đi 5000 ha rừng nhiệt đới. Ở Việt Nam, trong vòng 50 năm qua, diện tích rừng bị suy giảm nghiêm trọng. Năm 1943 độ che phủ của rừng là 43%, đến năm 1993 chỉ còn 26%. Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến mất rừng là do chiến tranh, khai thác bừa bãi, đốt nương làm rẫy. Từ khi Chính phủ có chỉ thị 286/TTg (02/05/1997) về tăng cường các biện pháp cấp bách để bảo vệ và phát triển rừng, cấm khai thác rừng tự nhiên, tốc độ phục hồi rừng đã trở nên khả quan hơn. Theo số liệu của Bộ NN&PTNT (Quyết định 1423/QĐ-BNN-TCLN công bố hiện trạng rừng toàn quốc năm 2019), Tính đến hết ngày 31/12/2019, tổng diện tích đất có rừng toàn quốc là trên 14,6 triệu ha, trong đó rừng tự nhiên gần 10,3 triệu ha, rừng trồng trên 4,3 triệu ha. Diện tích đất có rừng đủ tiêu chuẩn để tính tỷ lệ che phủ toàn quốc là trên 13,8 triệu ha, tỷ lệ che phủ là 41,89%. Để đạt được kết quả như trên, Chính phủ đã giao quyền sử dụng đất rừng cho các tổ chức, các cá nhân và hộ gia đình trồng, chăm sóc và quản lý bảo vệ. Những chính sách này đã góp phần tích cực trong việc làm tăng diện tích rừng, giảm diện tích đất trống đồi trọc và rừng đã dần phục hồi trở lại. Có được kết quả đó là do những cơ chế chính sách trên của Chính phủ đã bước đầu tạo được sự chuyển biến theo hướng xã hội hoá nghề rừng, làm cho rừng có chủ và người dân đã chủ động
2 tham gia quản lý bảo vệ phát triển rừng. Việc nghiên cứu xây dựng cơ sở khoa học cho công tác quản lý, bảo vệ, phục hồi, phát triển và sử dụng hợp lý rừng tự nhiên là rất cần thiết trong đó nghiên cứu cấu trúc và tái sinh tự nhiên thảm thực vật rừng là một khâu cơ bản không thể thiếu. Vườn quốc gia (VQG) Vũ Quang được thành lập ngày 30 tháng 7 năm 2002 theo Quyết định số 102/2002/QĐ - TTg của Thủ tướng Chính phủ, nằm trên địa phận hành chính 3 huyện Vũ Quang, Hương Khê và Hương Sơn với tổng diện tích 57.038,3 ha đây là vùng đầu nguồn quan trọng bậc nhất của tỉnh Hà Tĩnh, các con sông lớn (Ngàn Trươi, Ngàn Sâu, Ngàn Phố…) đều bắt nguồn từ Vườn quốc gia, đây là những chi lưu lớn của sông La, sông lớn nhất của tỉnh. Theo số liệu và kết quả điều tra của các đoàn nghiên cứu về Đa dạng sinh học nói chung và Thực vật nói riêng tại Vườn Quốc gia Vũ Quang tính đến năm 2019 đã thống kê và lên được danh lục Thực vật với trên 523 loài thực vật, 360 chi thuộc 145 họ của 5 ngành thực vật bậc cao, trong đó 16 loài được ghi tên vào Sách Đỏ Việt Nam. Cho tới bây giờ rừng Vũ Quang vẫn là nơi sinh tồn của nhiều cây gỗ quý hiếm như: Trầm hương, Pơ mu, Thông tre, Sao hải nam, Cẩm lai, Soong bột… Khu bảo tồn thiên nhiên có độ che phủ 97%, thiên tạo theo 2 kiểu rừng: Rừng kín thường xanh á nhiệt đới và Rừng kín thường xanh nhiệt đới. Trong tổng số loài thực vật đã thống kê được tại VQG Vũ Quang có 94 loài thực vật quý hiếm bị đe dọa theo Sách Đỏ Việt Nam (2007), Danh lục Đỏ IUCN (2000, Nghị định 06/2019/NĐ/CP và Công ước CITES) Tuy nhiên, những nghiên cứu về đặc trưng cấu trúc và tái sinh tựu nhiên ở một số trạng thái rừng tự nhiên nơi đây còn hạn chế, chưa phản ánh hết được tính đa dạng sinh học, quy luật sống của hệ sinh thái rừng nơi đây - một trong những cơ sở quan trọng trong việc xây dựng các giải pháp để quản lý rừng bền vững.
3 Xuất phát từ thực tiễn đó, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Đặc điểm cấu trúc và tái sinh của các trạng thái rừng tự nhiên tại Vườn quốc gia Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh”. Đề tài được thực hiện nhằm góp phần bổ sung những hiểu biết mới về cấu trúc và tái sinh của quần xã thực vật rừng, hướng phát triển bền vững hệ sinh thái rừng tự nhiên tại Vườn quốc gia Vũ Quang
4 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là hình thức thể hiện bên ngoài của những mối quan hệ bên trong giữa thực vật rừng với nhau và giữa chúng với môi trường. Nghiên cứu cấu trúc rừng để biết được những mối quan hệ bên trong của quần xã, từ đó có sơ sở đề xuất biện pháp tác động phù hợp. Trong nghiên cứu cấu trúc rừng, người ta chia thành ba dạng cấu trúc là cấu trúc hình thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian. 1.1.2. Cấu trúc tổ thành Cấu trúc tổ thành là sự tham gia của những loài cây trong lâm phần, hay nói cách khác là sự phong phú của các loài cây trong quần thụ thực vật. Theo Richards, P. W (1952), trong rừng mưa nhiệt đới có ít nhất 40 loài cây gỗ trên mỗi 1 ha, và cũng có trường hợp còn lên trên 100 loài [34]. Tác giả đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mưa thành hai loại: (i) rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây phức tạp; và (ii) rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản, trong những lập địa đặc biệt, rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây [34]. Theo Tolmachop, A. L (1974) ở vùng nhiệt đới thành phần thực vật rất đa dạng thể hiện ở chỗ rất ít họ chiếm tỷ lệ 10% tổng số loài của hệ thực vật đó và tổng tỷ lệ phần trăm của 10 họ có số loài lớn nhất chỉ đạt 40 - 50% tổng số loài. Trong rừng hỗn giao, nhiều loài cây gỗ lớn phân bố theo tỷ lệ khá cân bằng, tuy nhiên phần lớn trong một quần thụ thường có 1 - 2 loài chiếm ưu thế (dẫn theo tài liệu [34]).
5 Baur, G.N (1979) khi nghiên cứu rừng mưa ở khu vực gần Belem trên sông Amazôn, trên một ô tiêu chuẩn diện tích khoảng 2 ha đã thống kê được 36 họ thực vật và trên mỗi ô tiêu chuẩn diện tích > 4 ha ở phía Bắc New South Wales cũng đã ghi nhận được sự hiện diện của 31 họ chưa kể cây leo, cây thân cỏ và thực vật phụ sinh [1]. Theo Evans, J (1984), khi nghiên cứu cấu trúc tổ thành rừng tự nhiên nhiệt đới thành thục (về sinh thái), tác giả đã xác định có tới 70 - 100 loài cây gỗ trên 1 ha,nhưng hiếm có loài nào chiếm hơn 10% tổ thành loài (dẫn theo tài liệu [10]). Laura Klappenbach (2001) cho rằng thành phần loài cây liên quan đến các loại rừng, một số khu rừng chứa đựng hàng trăm loài cây, trong đó có một số khu rừng chỉ có một ít loài. Rừng luôn luôn biến đổi và phát triển thông qua một chuỗi diễn thế, trong thời gian đó thành phần loài cây trong các khu rừng có sự thay đổi [57]. Ở châu Á, trong rừng thứ sinh nhiệt đới vùng Shanxin - Trung Quốc, Zeng và các cộng sự (1998) đã thống kê được khoảng 280 loài cây dược liệu, 80 loài cây có dầu và 20 loài cây có sợi cũng như một số loài cây gỗ có giá trị khác. Mức độ phong phú của thành phần thực vật trong rừng thứ sinh ở Nepal cũng được Kanel K.R. và Shrestha K. (2001) nghiên cứu, có trên 6.500 loài cây có hoa và 4.064 loài cây không hoa, trên 1.500 loài nấm và hơn 350 loài địa y. Tóm lại, các nghiên cứu từ trước đến nay của các tác giả đi trước cho thấy, lâm phần rừng tự nhiên nói chung rất đa dạng về thành phần loài thực vật. Nhìn chung, có tới hàng trăm loài cây gỗ trong diện tích 1 ha, tuy nhiên lại rất ít loài chiếm hơn 10% tổ thành loài. 1.1.3. Cấu trúc phân bố số cây theo cỡ đường kính Mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra trong lâm phần là những quy luật cơ bản trong nghiên cứu kết cấu rừng được rất nhiều tác giả quan tâm nghiên
6 cứu. Ngày nay, bên cạnh những nghiên cứu mang tính chất định tính, các nghiên cứu cấu trúc rừng trong các thập niên gần đây có xu hướng chuyển dần từ mô tả định tính sang định lượng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học, trong đó việc mô hình hóa cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả nghiên cứu. Vấn đề về cấu trúc không gian và thời gian của rừng được các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất. Để nghiên cứu quy luật, hầu hết các tác giả đã dùng phương pháp giải tích, tìm các phương trình toán học dưới dạng nhiều phân bố xác suất khác nhau. Phải kể đến các công trình như sau: Đầu tiên là công trình nghiên cứu của Meyer, H. A (1952) đã mô tả phân bố N/D bằng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục. Phương trình này được gọi là phương trình Meyer [58]. Rollet (1971) đã biểu diễn quan hệ giữa chiều cao với đường kính ngang ngực bằng hàm hồi qui; phân bố đường kính cây dưới dạng phân bố xác suất (dẫn theo tài liệu [10]) Richards P.W (1952) trong cuốn “Rừng mưa nhiệt đới” cũng đề cập đến phân bố số cây theo cấp đường kính, ông coi dạng phân bố là một dạng đặc trưng của rừng tự nhiên [34]. Tiếp đó nhiều tác giả dùng phương trình giải tích để tìm phương trình của đường cong phân bố như Balley (1973) mô hình hóa cấu trúc phân bố số cây theo cỡ kính (N-D) bằng hàm Weibull [54]. Prodan, M và Patatscase (1964), Bill và Kem, K. A (1964) đã tiếp cận phân bố cấu trúc N/D bằng phương trình hàm Logarit (dẫn theo tài liệu [10]). Burkhart H. (1974) và Strub U. (1972) sử dụng hàm Beta mô phỏng phân bố cấu trúc N/D (dẫn theo tài liệu [16]) Đặc biệt, để tăng tính mềm dẻo, một số tác giả hay dùng các hàm khác như Loetschau (1973) (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1997) dùng hàm Beta để
7 nắn phân bố thực nghiệm. Batista J.L.F và Docouto H.T.Z (1992) trong khi nghiên cứu 19 ô tiêu chuẩn với 60 loài cây của rừng nhiệt đới ở Maranhoo, Brazin đã dùng hàm Weibull để mô phỏng phân bố N/D1.3[54]. Nhiều tác giả khác dùng hàm Hyperbol, hàm Poisson, hàm Logarith và hàm Pearson. Roemisch, K (1975), nghiên cứu khả năng dùng hàm Gamma mô phỏng sự biến đổi theo tuổi của phân bố số cây theo đường kính cây rừng, xác lập quan hệ của tham số β với tuổi, đường kính trung bình và chiều cao tầng trội đã khẳng định quan hệ giữa tham số β với chiều cao tầng trội là chặt chẽ nhất (dẫn theo tài liệu [16]). Nhìn chung, việc sử dụng hàm này hay hàm khác để biểu thị qui luật cấu trúc là tùy 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 không ngừng tăng lên theo tuổi, nên phân bố đường kính của lâm phần cũng không ngừng thay đổi theo tuổi. Chính vì thế, từ các mô hình toán học đã xác định được, các nhà khoa học đã nghiên cứu sự biến đổi của quy luật phân bố số cây theo tuổi (gọi là động thái cấu trúc rừng). 1.1.4. Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/H) Phần lớn các tác giả khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng đã dựa vào phân bố số cây theo cỡ chiều cao. Phương pháp nghiên cứu cấu trúc đứng của rừng tự nhiên là vẽ các phẫu đồ đứng với các kích thước khác nhau tùy theo mục đích nghiên cứu. Các phẫu đồ mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng từ đó rút ra các nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế. Phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu ứng dụng như Rollet (1979), Meyer (1952), Richards P.W (1952). Như vậy, từ các nghiên cứu định lượng cấu trúc phân bố N/D cho thấy, các nghiên cứu về phân bố số cây theo đường kính và ứng dụng của nó thường dựa vào dãy tần số lý thuyết. Các hàm toán học được các tác giả sử
8 dụng để mô phỏng rất đa dạng và phong phú. Nhìn chung, các tác giả đều biểu diễn quy luật phân bố số cây theo đường kính dưới dạng phân bố xác suất, các hàm thường hay sử dụng như hàm Weibull, hàm mũ, hàm chuẩn, hàm Logarit, hàm Beta, hàm Gama. 1.1.5. Nghiên cứu đa dạng loài cây 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), … 1.1.6. Tái sinh rừng Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiện của một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng như dưới tán rừng, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy. Vai trò lịch sử của lớp cây con này là thay thế thế hệ cây già cỗi, vì vậy tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. 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 tái sinh và tầng cây gỗ lớn đã được nhiều nhà khoa học quan tâm như Richards, 1933, 1939; Aubreville, 1938; Beard, 1946; Lebrun và Gilbert, 1954; Schultz, 1960; Baur 1964; Rollet, 1969. Do tính chất phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài có giá trị nên trong thực tiễn, người ta chỉ khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định.
9 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 m2 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 pháp “điều tra chẩn đoán” mà theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tùy theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau. Richards (1952) đã tổng kết việc nghiên cứu tái sinh trên các ô dạng bản và phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới. Một số tác giả nghiên cứu tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới Châu Á như Bara (1954), Budowski (1956) có nhận định dưới tái sinh rừng nhiệt đới nói chung có đủ 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 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 (dẫn theo Nguyễn Văn Hồng, 2010) [17]. 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. 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 (1952, 1964) cho rằng, trong rừng nhiệt đới nếu thiếu ánh sáng thì sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của cây con, sự nảy mầm và phát triển của cây nảy mầm thì ảnh hưởng là 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,