Chương 1. Cơ sở khoa học và thực tiễn việc nghiên cứu biến động rừng. Hiện trạng tài nguyên rừng tỉnh Hà Giang giai đoạn 2000 - 2010. Biến động tài nguyên rừng tỉnh Hà Giang - giải pháp phát triển rừng đến năm 2020.
9 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.vn/ Chƣơng 1 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG RỪNG 1. Cơ sở khoa học 1. Một số khái niệm 1. Khái niệm về rừng Ngay từ thủa sơ khai, con người đã có những khái niệm cơ bản nhất về rừng.
Rừng là nơi cung cấp mọi thứ phục vụ cuộc sống của họ, càng phát triển thì con người càng hoàn thiện khái niệm về rừng thành những học thuyết về rừng. Cùng với sự ra đời của sinh thái học thì khái niệm về rừng dần được sáng tỏ. Rừng là một bộ phận cấu thành quan trọng nhất của sinh quyển và có ý nghĩa lớn trong sự phát triển kinh tế - xã hội, sinh thái và môi trường. Trên thực tế, rừng đã có lịch sử phát triển lâu dài nhưng những hiểu biết về rừng chỉ thực sự có từ thế kỉ XIX.
Cùng với sự ra đời của sinh thái học, các khái niệm về rùng dần được sáng tỏ. Theo FAO: "Rừng là một hệ sinh thái mà độ che phủ của tán cây họ tre nứa hoặc cây gỗ có chiều cao từ 5m trở lên khi thành thục, chiếm ít nhất > 0. Nhìn chung có liên hệ với động vật hoang dã. Đất còn mang tính chất đất rừng và nó không phải là chủ đề cho sản xuất nông nghiệp, diện tích nhỏ nhất được xác định là < 0.
Nhà bác học người Nga, G. Morozov (1912) đã định nghĩa: "Rừng là một quần xã cây gỗ, trong đó chúng biểu hiện ảnh hưởng qua lại lẫn nhau, làm nảy sinh các hiện tượng mới mà không đặc trưng cho những cây mọc lẻ. Trong rừng không những chỉ có các quan hệ qua lại giữa cây rừng với nhau mà còn có ảnh hưởng qua lại giữa cây rừng với đất và môi trường không khí, rừng có khả năng tự phục hồi". Xuất phát từ quan điểm hệ thống, X.
Belov (1976) lại định nghĩa rừng như sau: "Rừng là một hệ thống sinh học tự điều chỉnh, bao gồm thảm cây gỗ, cây bụi, thảm cỏ, động vật, vi sinh vật, đất và chế độ thuỷ văn, không khí và các sinh vật sống trong đất". Các yếu tố môi trường vật lý trong hệ sinh thái bao gồm: khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm), ánh sáng, không khí và các yếu tố dinh dưỡng (N, P, K, Ca, Mg, Mo, H2O). Trong hệ sinh thái rừng, các quá trình trao đổi vật chất và năng lượng giữa các vật sống và môi trường đều được hoàn thiện, nếu thiếu quá trình này thì không tồn tại sự sống của rừng (Hình 1. 10 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.vn/ CO2 Thực vật (Vật sản xuất) Động vật (Vật tiêu thụ) Xác hữu cơ Các khoáng chất Vi sinh vật (vật phân hủy) Ghi chú: : Vòng vật chất : Dòng năng lượng Hình 1.
Vòng tuần hoàn vật chất và năng lƣợng trong hệ sinh thái [25] Rừng được đặc trưng bởi 3 đặc điểm sau: - Mối quan hệ giữa các loài cây gỗ, giữa loài cây gỗ với các loại cây khác (cây bụi, cỏ, rêu, dây leo) có ảnh hưởng qua lại với nhau. Đặc điểm ảnh hưởng qua lại có thể có ích cho cây gỗ, nhưng cũng có thể có hại cho cây gỗ (chèn ép, cạnh tranh về nước, ánh sáng, dinh dưỡng khoáng của đất). - Các thành phần của rừng không chỉ phụ thuộc vào môi trường mà chính bản thân chúng cũng tác động ngược trở lại môi trường. Sự tác động này dẫn tới hình thành tiểu khí hậu và đặc trưng cho rừng.
- Rừng có khả năng tự phục hồi đảm bảo thay thế các thế hệ, nhưng khả năng này chỉ có được khi rừng không bị tác động xấu từ con người. Quá trình tái sinh rừng Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang đặc thù của hệ sinh thái rừng. Đó là sự xuất hiện các thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi hoàn cảnh rừng như dưới tán rừng, khoảng trống trong rừng, trên đất rừng sâu khi làm nương rẫy, các cây con sẽ thay thế các cây già cỗi. Theo nghĩa hẹp, tái sinh rừng là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ.
Còn theo 11 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.vn/ nghĩa rộng, tái sinh rừng là sự tái sinh nhằm đảm bảo cho sự tồn tại liên tục của một số hệ sinh thái rừng. Có ba phương thức để tái sinh rừng là: tái sinh tự nhiên, tái sinh nhân tạo và xúc tiến tái sinh tự nhiên. [10] - Tái sinh tự nhiên: Là quá trình tạo thành thế hệ cây rừng mới bằng con đường tự nhiên, về cơ bản không có sự tác động của con người. Kết quả rừng tái sinh phụ thuộc hoàn toàn vào các quy luật và điều kiện tự nhiên.
Ưu điểm của tái sinh tự nhiên là có thể sử dụng giống và hoàn cảnh rừng hiện có. Điều kiện cho tái sinh tự nhiên là phải có nguồn giống và hoàn cảnh sinh thái thích hợp cho sự sinh trưởng của cây tái sinh. Trong điều kiện rừng nhiệt đới, quá trình tái sinh tự nhiên ít đạt được kết quả mong muốn bởi nó không điều tiết được thành phần loài và mật độ cây phù hợp với yêu cầu kinh doanh và sử dụng rừng. - Tái sinh nhân tạo: Là phương thức tái sinh có tác động trực tiếp của con người, tự gieo trồng chăm sóc để tạo rừng mới trên đất có rừng.
Ưu điểm của phương thức này là chủ động chọn loại cây trồng, điều khiển mật độ thích hợp cho mục đích của con người. Song nhược điểm chính của nó là phải có điều kiện kinh tế kĩ thuật và nhân lực nên khó có thể triển khai trên một diện tích đất rừng lớn. - Xúc tiến tái sinh tự nhiên là phương thức trung gian giữa tái sinh nhân tạo và tái sinh tự nhiên. Trong đó tận dụng triệt để những ưu điểm của tái sinh tự nhiên với sự tham gia tích cực của con người để tái sinh rừng đạt được hiệu quả cao hơn.
Quá trình diễn thế rừng Diễn thế rừng là sự thay thế thế hệ cây rừng này bằng thế hệ cây rừng khác trong đó tổ thành các loài cây gỗ, nhất là loài cây ưu thế sinh thái có sự thay đổi cơ bản. Nói rộng hơn diễn thế rừng là sự thay thế hệ sinh thái rừng này bằng hệ sinh thái rừng khác. Theo Odum (1956) thì diễn thế là quá trình phát triển theo thứ bậc của các quần thể liên quan tới những biến đổi về cấu trúc các loài và của các quá trình tiến triển trong quần thể theo thời gian. Mọi quy trình diễn thế đều có liên hệ cơ bản với biến chuyển cơ bản của dòng năng lượng nhằm duy trì hệ thống ổn định (Dolam và Pinketop, 1955; Magalep, 1986).
[10] Xét về bản chất thì diễn thế rừng là quá trình chuyển hoá và tích luỹ năng lượng hình thành dòng năng lượng trong hệ sinh thái rừng. Đây là quá trình phát 12 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.vn/ triển tịnh tiến có sự kế thừa nhau theo một giai đoạn nhất định. Dù hiểu theo nghĩa rộng hay hẹp thì quá trình phát triển hệ sinh thái rừng phụ thuộc lớn vào sự cân bằng nội tại trong hệ sinh thái, quá trình diễn thế của hệ sinh thái rừng có thể diễn ra theo 2 chiều hướng tiến hoá và thoái bộ: - Diễn thế tiến hóa: Là quá trình thay thế hệ sinh thái rừng cũ bằng hệ sinh thái rừng mới có cấu trúc phức tạp hơn, có tính ổn định cao hơn, do đó khả năng tận dụng điều kiện hoàn cảnh cao hơn và tạo ra một năng suất sinh khối lớn hơn. - Diễn thế thoái bộ: Là quá trình đơn giản hóa cấu trúc, hạ thấp khả năng tận dụng của điều kiện hoàn cảnh và làm giảm năng suất sinh khối.
Theo nguồn gốc phân thành 2 loại là diễn thế nguyên sinh và diễn thế thứ sinh. - Diễn thế nguyên sinh: Là quá trình diễn thế dẫn tới sự hình thành một hệ sinh thái rừng tương đối ổn định trên đất chưa từng có rừng. Kiểu phụ nguyên sinh hay phục hồi Lim Kiểu phụ phức tạp Sau sau Kiểu phụ phức tạp Trảng cây gỗ Trảng cây bụi Trảng cỏ Hình 1. Diễn thế rừng Lim xanh ở Hữu Lũng, sông Thƣơng (Lạng Sơn) [19] 13 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.vn/ Kiểu phụ khí hậu rừng lim nguyên sinh hay phục hồi Kiểu phụ phực tạp do Kiểu phụ thổ nhưỡng thứ sinh sau nương rẫy chặt đốn gỗ gây nên Mỡ Ràng Chẹo Bồ đề Giang Vầu Rừng nứa xen cây gỗ Rừng nứa Rừng nứa – Cây bụi Trảng cây bụi Trảng cỏ Hình 1.
Diễn thế rừng Lim xanh ở Vĩnh Phú và Hà Tuyên [19] - Diễn thế thứ sinh: Xảy ra trên cơ sở diễn thế nguyên sinh, bắt đầu từ giai đoạn hệ sinh thái rừng bị phá huỷ hết hoặc từng phần do chặt phá, cháy rừng, chăn thả gia súc. Ở nước ta thường gặp 02 loại diễn thế chính sau: [26] + Diễn thế trên đất rừng còn nguyên trạng có xu hướng phục hồi hệ sinh thái rừng nguyên sinh ban đầu, xảy ra trong trường hợp khi con người mới tác động vào 14 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.vn/ quần thể thực vật, đất vẫn còn giữa nguyên tính chất đất rừng ban đầu. Tuy nhiên, do tác động lặp lại nhiều lần đã dẫn đến hình thành rừng thứ sinh có cấu trúc đơn giản hơn so với rừng nguyên sinh. + Diễn thế trên đất rừng đã bị thoái hoá ở các mức độ khác nhau dẫn đến hình thành trảng cỏ, trảng cỏ cây bụi thấp hoặc cây bụi gai.
Các loại diễn thế này tuy không được nghiên cứu trong khu vực tỉnh Hà Giang, tuy nhiên có sự tương đồng trong sinh cảnh của các loại rừng lim xanh này ở tỉnh. Như vậy, tái sinh và diễn thế rừng là các quá trình góp phần tạo ra sự biến động của thảm thực vật rừng do tác động của tự nhiên và nhân sinh. Sự mất rừng và suy thoái rừng Theo FAO (2000) cho rằng sự suy thoái rừng là sự giảm độ tàn che của rừng hoặc sức sản xuất của rừng. Đó là sự suy giảm độ tàn che rừng hoặc sức sản xuất của rừng thông qua khai thác, cháy rừng, cây đổ gãy do bão hay nguyên nhân khác, trong đó độ che phủ của tán rừng vẫn còn trên 10% (theo khái niệm về rừng).