ĐẶT VẤN ĐỀ Huyện Kbang là một huyện miền núi Đông Trƣờng Sơn, nằm ở phía Đông Bắc tỉnh Gia Lai với tổng diện tích đất tự nhiên gần 124000 ha và có diện tích đất rừng lớn nhất tỉnh. Rừng Kbang có tác dụng rất lớn trong phòng hộ môi trƣờng, điều hòa khí hậu, giữ đất, giữ nƣớc, hạn chế thiên tai, dự trữ nguồn gen phục vụ phát triển kinh tế du lịch. Hệ sinh thái rừng ở đây chủ yếu là rừng lá rộng thƣờng xanh. Hiện nay do khai thác thiếu kiểm soát và đặc biệt do những hạn chế của công tác quản lý và bảo vệ rừng đã làm cho rừng giảm mạnh về trữ lƣợng, diện tích, chất lƣợng đặc biệt là tầng cây gỗ bị phá hoại.
Huyện cũng đã thành lập ban chỉ đạo, tổ liên nghành trong công tác quản lý, bảo vệ rừng nhƣng tình trạng phá rừng vẫn còn âm ỉ chƣa chấm dứt. Vì thế làm giảm tính đa dạng sinh học và khả năng phòng hộ của rừng cũng nhƣ các giá trị về mặt cảnh quan, môi trƣờng. Vì vậy, để phục hồi và phát triển rừng tại huyện Kbang một cách bền vững hơn nhất thiết phải có những nghiên cứu đầy đủ về đặc điểm lâm học của hệ sinh thái rừng, từ đó đề xuất những biện pháp kỹ thuật hợp lý. Tuy nhiên, cho đến nay chƣa có một công trình nghiên cứu nào đƣợc thực hiện để tìm hiểu về hệ sinh thái rừng nơi đây.
Do đó, việc đi sâu nghiên cứu một cách có hệ thống về đặc trƣng lâm học của các quần xã thực vật rừng tại huyện Kbang là thực sự cần thiết. Xuất phát từ thực trạng trên, đề tài: “: Ảnh hưởng của hoạt động khai thác gỗ đến cấu trúc và đa dạng loài cây gỗ của rừng lá rộng thường xanh ở huyện Kbang, tỉnh Gia Lai.” đƣợc đặt ra nhằm cung cấp những hiểu biết về đặc điểm lâm học của quần xã thực vật rừng đồng thời là căn cứ khoa học cho việc đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm phục hồi và phát triển bền vững tài nguyên rừng tại huyện Kbang, tỉnh Gia Lai. 1 Chƣơng I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1.
Nghiên cứu về cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là qui luật sắp xếp, tổ hợp các thành phần của quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian. Trên quan điểm sinh thái, cấu trúc chính là hình thái bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng.Hệ sinh thái rừng, đặc biệt là các hệ sinh thái rừng tự nhiên là những hệ sinh thái có cấu trúc cầu kỳ và phức tạp nhất trên trái đất. Bởi vậy, những nghiên cứu về cấu trúc rừng luôn là những thách thức đối với các nhà khoa học lâm nghiệp. Đã có rất nhiều nhà khoa học lâm nghiệp nghiên cứu về vấn đề này tiêu biểu là Baur.
Qua đó đã làm sáng tỏ khái niệm hệ sinh thái rừng, đây là cơ sở nghiên cứu các nhân tố cấu trúc đứng trên quan điểm sinh học. - Cấu trúc mật đổ và tổ thành tầng cây cao + Cấu trúc mật độ: Mật độ là chỉ tiêu phản ánh mức độ che phủ của tán cây trên diện tích rừng (Every, TE, 1975) hoặc chỉ tiêu biểu thị mức độ lợi dụng lập địa của các cây trong lâm phần (Hussch, B, 1982). + Cấu trúc tổ thành Tổ thành là một nhân tố quan trọng, biểu thị mức độ xuất hiện của các loài cây khác nhau.Tổ thành càng phong phú càng thấy rõ đƣợc mức độ phức tạp của cấu trúc rừng, đặc biệt là rừng tự nhiên. Nhiều phƣơng thức lâm sinh ra đời và đƣợc thử nghiệm nhiều nơi trên thế giới, nhƣ phƣơng thức chặt tái sinh (RIF, 1992) phƣơng thức rừng đều tuổi ở Malaysia (MUS, 1945).
- Cấu trúc tầng thứ Cấu trúc tầng thứ và độ tàn che đƣợc nhiều tác giả nghiên cứu, từ đó làm cơ sở điều chỉnh mật độ và tầng thứ nhằm tận dụng tối đa không gian dinh dƣỡng, sức sản xuất của lập địa. Có nhiều ý kiến khác nhau về cấu trúc tầng thứ, hầu hết các tác giả cho rằng rừng lá rộng thƣờng xanh thƣờng có từ 3-5 tầng; tuy nhiên cũng 2 có một số tác giả cho rằng ở kiểu rừng này chỉ có một tầng cây gỗ mà thôi. Hầu hết các tác giả khi nghiên cứu tầng thứ đêu nhắc đến sự phân tầng trong lâm phần nhƣng mới dừng lại ở mức độ định tính, việc phân chia các tầng chiều cao mang tính chất cơ giới, chƣa phản ánh đƣợc sự phân tầng phức tạp của hệ sinh thái rừng này. - Nghiên cứu các quy luật phân bố và tƣơng quan + Nghiên cứu về phân bố số cây theo đƣờng kính Phân bố số cây theo cỡ kính là quy luật cấu trúc cơ bản nhất của lâm phần.
Vì vậy, khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần ngƣời ta không thể không nghiên cứu quy luật này. Meyer(1943) đã mô tả phân bố N/D bằng phƣơng trình toán học có dạng đƣờng cong giảm liên tục và đƣợc gọi là phƣơng trình Meyer hay hàm Meyer. Balley(1973) định lƣợng phân bố số cây theo đƣờng kính bằng hàm Weibull. Ngoài ra nhiều tác giả khác nhƣ: Prodan.M, Patatscase, Loesch, JLF Batista,.
đã sử dụng các hàm Hyperbol, Poisson, Logrit chuẩn,… để mô tả phân bố N/D. + Nghiên cứu về phân bố số cây theo chiều cao Hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng đều dựa vào phân bố số cây theo chiều cao (N/H). Trong đó, phƣơng pháp kinh điển là vẽ trắc đồ đứng. Các trắc đồ đứng cho chúng ta cái nhìn trực quan và khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng.
Richards và Rollet là 2 tác giả điển hình trong việc ứng dụng phƣơng pháp này. + Nghiên cứu về tƣơng quan giữa chiều cao vút ngọn và đƣờng kính ngang ngực Theo kết quả nghiên cứu của các nhà lâm nghiệp trên thế giới, trong lâm phần giữa H và D luôn tồn tại mối tƣơng quan nhất định, tuỳ vào từng lâm phần mà mức độ chặt chẽ của các tƣơng quan khác nhau.Các công trình nghiên cứu của các tác giả đã cho thấy, đƣờng cong biểu thị tƣơng quan H/D có thể thay đổi hình dạng và luôn dịch lên phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên. + Nghiên cứu về tƣơng quan giữa đƣờng kính và tán với đƣờng kính ngang ngực Tán cây là căn cứ quan trọng để xác định không gian dinh dƣỡng, xác định mật độ tối ƣu, qua đó xác định hệ số khép tán và thời điểm tỉa thƣa. Các tác giả: 3 Feree, Zieger, Willingham, Heinsdisk,… đều khẳng định giữa đƣờng kính tán và đƣờng kính ngang ngực có mối quan hệ mật thiết với nhau thƣờng theo kiểu tuyến tính.
Khai thác rừng Theo Bertaut và Sist (1995), Sist (2000), sự tổn hại phụ thuộc vào mức độ mở tán và liên quan đến cƣờng độ khai thác (dẫn theo Kartawinata K,…(2001). Từ các kinh nghiệm ở Phillipines, Lasco R. (2001) cũng cho biết phƣơng thức khai thác không phù hợp gây thiệt hại nghiêm trọng cho lớp cây ở giữa và tầng cây thấp, nhất là khai thác có sử dụng thiết bị máy kéo. Nghiên cứu cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp, tổ hợp các thành phần của quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian.
Hệ sinh thái rừng, đặc biệt là các hệ sinh thái rừng tự nhiên nhiệt đới là những hệ sinh thái có cấu trúc cầu kỳ và phức tạp nhất trên trái đất. Bởi vậy, những nghiên cứu về cấu trúc rừng luôn là những thách thức đối với các nhà khoa học lâm nghiệp. Trong nƣớc cũng nhƣ trên thế giới, đã có rất nhiều các nhà khoa học, lâm học nghiên cứu về đề tài cấu trúc của rừng từ những năm đầu thế kỷ XX. Rừng tự nhiên Việt Nam thuộc kiểu rừng nhiệt đới, rất phong phú và đa dạng về thành phần loài, phức tạp về cấu trúc nên vấn đề nghiên cứu về cấu trúc rừng gặp nhiều khó khăn.
Tuy nhiên, đã không ít những nhà Lâm học Việt Nam đã nghiên cứu và công bố kết quả về cấu trúc rừng : về tầng thứ, tổ thành loài cây… Theo nghiên cứu của Đồng Sỹ Hiền (1974) phân bố số cây theo chiều cao (N-H) ở các lâm phần tự nhiên hay trong từng loài cây thƣờng có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu phức tạp của rừng chặt chọn. Nguyễn Văn Trƣơng (1983) với nghiên cứu về “Quy luật cấu trúc rừng hỗn loài”, tác giả đã nghiên cứu đặc điểm lâm học của rừng, tập trung làm rõ những vấn đề về thành phần loài cây, tìm hiểu cấu trúc từng loài nhƣ: cấu trúc 4 đứng, cấu trúc đƣờng kính của rừng, phân bố số cây và tổng tiết diện ngang thân cây trên mặt đất rừng, tái sinh và diễn thế các thế hệ của rừng,. từ đó đƣa ra những kết luận hợp lý và đề xuất các biện pháp xử lý rừng có hiệu quả, vừa cung cấp gỗ, vừa nuôi dƣỡng và tái sinh đƣợc rừng, là cơ sở khoa học góp phần giải quyết chiến lƣợc nghề rừng nƣớc ta. Ông đã sử dụng các OTC có diện tích từ 0,25 – 1 ha, trong đó các cây D>6cm trở lên đƣợc đo đếm về D, Hvn, Dt,.
cự ly cấp kính là 4cm, chiều cao là 2m, cấp tiết diện ngang là 0,025 m2. Tác giả dùng phƣơng pháp toán học để tiếp cận vấn đề và định lƣợng hóa quy luật phân bố bằng các mô hình toán học cụ thể sau đó xây dựng rừng có cấu trúc chuẩn. Nguyễn Thị Thu Hiền, Trần Thị Thu Hà (2014) khi nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên lá rộng thƣờng xanh tại Vƣờn quốc gia Vũ Quang – Hà Tĩnh cho thấy tổng giá trị về chỉ số quan trọng (IV%) của tổ hợp loài ƣu thế ở 6 ô tiêu chuẩn định vị có biến động rất lớn từ 11,9% đến 48,4%. Chỉ số IV% của các loài ƣu thế chƣa cao.
Phân bố N/D đƣợc mô phỏng tốt bằng hàm khoảng cách, đƣờng cong phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính có dạng giảm. Theo nghiên cứu của Đồng Sỹ Hiền (1974) phân bố số cây theo chiều cao (N-H) ở các lâm phần tự nhiên hay trong từng loài cây thƣờng có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu phức tạp của rừng chặt chọn. Phùng Văn Phê (2006) khi nghiên cứu về kiểu rừng kín lá rộng thƣờng xanh mƣa á nhiệt đới núi thấp ở rừng đặc dụng Yên Tử, Quảng Ninh cho thấy cấu trúc 4 tầng: Tầng ƣu thế sinh thái (A2) là tầng chính của rừng có chiều cao trung bình từ 10 – 15 m, đƣờng kính từ 20 – 30 cm, những cây gỗ có đƣờng kính trên 40 cm không đáng kể, độ khép tán ngang cao.