Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Cấu trúc rừng tự nhiên đã được rất nhiều tác giả trong và ngoài nước đề cập những năm gần đây, các công ti nghiên cứu về vấn này nhằm xây dựng các cơ sở khoa học phục vụ quản lý bảo vệ kinh doanh rừng hợp lý, có hiệu quả cao, đạt yêu cầu về kinh tế lẫn môi trường sinh thái. Tuy nhiên, với sự đa dạng và phong phú của hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới tại Việt Nam thì vấn đề nghiên cứu cấu trúc rừng vấn là một ẩn số đối với nhà nghiên cứu, có thể điểm qua một số công trình nghiên cứu trong và ngoài nước như sau: 1. Trên thế giới 1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng.
Cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng Hệ sinh thái rừng mưa rất phức tạp, ngoài việc tuân theo quy luật vận động chung nhất, bản thân từng nhân tố chung nhất, bản thân từng nhân tố lại vận động theo quy luật riêng. Chính sự phức tạp ấy đã làm nhiều nhà khoa học quan tâm dày công nghiên cứu; Tiêu biểu là: Richard P.W (1952) [32], đã phân biệt tổ thành thực vật rừng mưa thành hai loại: Rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây rất phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản và trong những điều kiện đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm một vài loài cây.N (1964) [1], đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa, tác giả đi sâu vào nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các biện pháp kỹ thuật lâm sinh áp dụng cho từng rừng mưa tự nhiên.P (1971) [27], đã hoàn thành học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ về hệ sinh thái của Tansley A. các sinh vật và hoàn cảnh bên ngoài của chúng luôn có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và ở trạng thái thường xuyên có tác động. Từ đó, khái niệm về hệ sinh thái được làm sáng tỏ và cơ sở nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học.
Mô tả hình thái cấu trúc rừng Catinot R (1965) [6], nghiên cứu những cấu trúc sinh thái thong qua việc mô tả phân loại và đưa ra những khái niệmđa dạng sống, tầng phiến. Biểu diễn các đặc trưng cấu trúc rừng mwavaf hình thái của chúng bằng những phẫu đồ rừng. Roollet (1971) (theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [9], đã mô tả cấu trúc hình thái rừng mưa bằng các phẫu đồ, biểu diễn các mối tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực, tương quan giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực bằng các năm hồi quy. Kraf (1884) (theo Phùng Ngọc Lan, 1986) [22], tiến hành phân chia những cây rừng trong cùng một lâm phần thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng kích thước và chất lượng của cây rừng.
Như vậy, nghiên cứu về tầng thứ, hầu hết các tác giả đưa ra những nhận xét mang tính định tính, chưa thực sự phản ánh được sự phức tạp về cấu trúc của rừng tự nhiên nhiệt đới. Nghiên cứu về quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D 1.3 ) Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính là một quy luật kết cấu cơ bản của lâm phần và đã được nhiều tác giả nghiên cứu. Hầu hết các tác giả đều sử dụng hàm toán để mô phỏng các quy luật này. Có thể điểm qua một số công trình tiêu biểu sau: Meyer (1934) sử dụng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục để mô tả phân bố số cây theo cỡ đường kính, về sau gọi là hàm Meyer (theo Phạm Ngọc Giao ,1995) [9].N sử dụng phân bố Gamma để biểu thị phân bố số cây theo cỡ đường kính lâm phần Thông Ôn đới.
Ngoài ra, một số tác giả sử dụng hàm Hyperbol, họ đường cong Pearson, phân bố Boisson… để mô phỏng quy luật phân bố này. Cấu trúc lớp cây tái sinh rừng. Khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927) (theo Phùng Ngọc Lan, 1986) [22], ô đo đếm điều ta tái sinh có diện tích từ 1 – 4 m 2. Do diện tích điều tra nhỏ nên việc đo đếm được dễ dàng nhưng yêu cầu số lượng ô phải đủ lớn và trải dài trên diện tích khu rừng mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng, diều này cũng được thừa nhận ở các công trình nghiên cứu sau này.
Banrnard (1955) (theo Phùng Ngọc Lan, 1986) [22], để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, tác giả đã đưa ra phương pháp “điều tra chuẩn đoán”, theo các phương pháp này kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tùy theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh. Bara (1954), Budowski (1956) (theo Phùng Ngọc Lan, 1986) [22] cho rằng, 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 cây tái sinh này là cần thiết. Nhờ những nghiên cứu này, nhiều biện pháp tác động vào cây tái sinh đã được xây dựng và đem lại hiệu quả đáng kể. Hai đặc điểm này không chỉ thấy ở rừng nguyên sinh mà còn thấy ở rừng thứ sinh, một hiện tượng khá phổ biến ở nhiều nước nhiệt đới.
6 Khi nghiên cứu về tái sinh, hầu hết các tác giả dều dựa trên cơ sỏ thu thập số liệu tái sinh trên ô dạng bản để phân tích, đánh giá. Cần kết hợp cả ba chỉ tiêu: mật độ, sức sống, khả năng sinh trưởng của cây con để đánh giá, nhưng khi phân tích có thể tách riêng. Như vậy, các công trình nghiên cứu được đề cập trên đây phần nào làm sang tỏ việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên. Đó là những cơ sờ để lựa chọn cho việc nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng trong đề tài này.
Nghiên cứu về cấu trúc tầng cây cao rừng Khi nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng, trong vài ba thập niên trở lại đây, nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo cỡ kính, chiều cao mới được các nhà lâm sinh học quan tâm, cụ thể: Đồng Sỹ Hiền (1974) [11], kết quả nghiên cứu về rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi, cho thấy: dạng tổng quát của phân bố N/ D 1.3 là phân bố giảm, nhưng do quá trình khai thác chọn thô không theo quy tắc nên đường thực nghiệm có dạng hình răng cưa và tác giả đã chọn hàm Meyer để mô phỏng quy luật phân bố số cây theo đường kính. Nguyễn Hải Tuất (1986) [40], sử dụng phân bố khoảng cách mô tả phân bố N/ D 1.3 thực nghiệm dạng một đỉnh ở ngay sát đường kính bắt đầu đo. Bảo Huy (1993) [18], khi nghiên cứu rừng nửa rụng lá, rụng lá Bằng lăng ở Đắc Lắc – Tây Nguyên đã sử dụng rất nhiều hàm phân bố lý thuyết để mô tả cho quy luật phân bố N/ D 1.3 thực nghiệm, tác giả kết luận: phân bố khoảng cách thích hợp hơn các dạng phân bố khác. Các nghiên cứu của các tác giả Trần Văn Con (1991) [7], Trần Cẩm Tú (1999) [39], Võ Văn Sung (2005) [34], Lê Sáu (1996) [33], lại cho rằng hàm Weillbul thích hợp hơn cả.
7 Nhìn chung, việc nghiên cứu phân bố N/ D 1.3 trong thời gian gần đâykhông chỉ dừng lại ở mục đích phục vụ công tác điều tra như xác định tổng diện tích ngang, trữ lượng mà còn xây dựng cơ sở khoa học cho các giải pháp lâm sinh trong nuôi dưỡng, làm giàu rừng. Xây dựng mô hình cấu trúc mẫu Vấn đề xây dựng mô hình cấu trúc mẫu đã được nhiều tác giả đề cập, việc nghiên cứu nhằm đề xuất các giải pháp tác động, đem lại hiệu quả cao nhất trong kinh doanh rừng, phài kể đến các công trình nghiên cứu sau: Nguyễn Hồng Quân (1983) [30], sử dụng hàm mũ dạng Meyer, xây dựng mô hình cấu trúc cho các kiểu rừng để phân cấp các lâm phần chặt chọn bằng cách thay đổi hệ số góc của phương trình khi điều kiện hoàn cảnh thay đổi. Vũ Biệt Linh (1984) [23], đưa ra kết cấu chuẩn và coi kết cấu đó được lấy làm mức cần phải đạt được trong mục tiêu tạo rừng cho mỗi loại rừng mục đích. Nguyễn Ngọc Lung (1985) [24], khi tổng kết những cơ sở bước đầu để xây dựng quy phạm khai thác gỗ, tác giả nhận xét: trong thực tiễn sản xuất, sau khi phân chia rừng ra các loại, mỗi loại thuần nhất về một số mặt nào đó như tổ thành, tầng thứ, phân bố N/ D 1.3 … có thể chọn được một loại trong lô tốt nhất, trữ lượng cao nhất, năng xuất cao nhất, sinh trưởng tốt nhất, tổ thành hợp lý nhất, có đủ thế hệ cây gỗ và chọn sản lượng ổn định, ta coi đó là mẫu chuẩn tự nhiên và đây cũng chính là cái mà con người cần hướng tới trong quá trình kinh doanh rừng.
Phùng Ngọc Lan (1986) [22], cho rằng: mô hình cấu trúc mẫu là mô hình có khả năng tận dụng tối đa tiềm năng của điều kiện của lập địa, có sự phối hợp hài hòa giữa các nhân tố cấu trúc để tạo thành một quần thể rừng có sản lượng, tính ổn định và chức năng phòng hộ cao nhất, nhằm đạt được mục tiêu kinh doanh nhất định. 8 Vũ Đình Phương (1987) [28], khi nghiên cứu cấu trúc rừng và vốn rừng trong không gian, cho rằng: cần phải tìm trong tự nhieennhwngx cấu trúc mẫu có năng xuất cao đáp ứng mục tiêu kinh doanh trong khu vực. Phạm Văn Điển (2006) [8], trong thong báo tư vấn về quản lý cộng đồng, tác giả đưa ra mô hình cấu trúc rừng chuẩn là mô hình: thứ nhất, phân bố tiết diện ngang thân cây trên bề mặt đất tương đối đồng đều, chênh lệch không quá hai lần giữa các ô thứ cấp; thứ hai, phân bố số cây theo cỡ đường kính tuân theo luật giảm hàm Meyer và đảm bảo tổng tiết diên ngang, trữ lượng rừng đạt tới một trị số nhất định sao cho rừng không bị suy thoái. Bảo Huy (2007) [19], ứng dụng mô hình rừng ổn định trong quản lý rừng cộng đồng để khai thác và sử dụng bền vững gỗ củi owr các trạng thái rừng tự nhiên.
Dựa vào cấu trúc Bảo N/D có dạng phân bố giảm, thiết lập mô hình rừng ổn định nhằm phục vụ cho việc quản lý rừng cộng đồng. Theo tác giả, mô hình rừng ổn định có dạng đồng dạng chuẩn trên cơ sở vốn rừng tối thiểu được tính bằng tổng tiết diện ngang. Như vậy, việc nghiên cứu cấu trúc rừng ở nước ta đã được quan tâm và có nhiều đống góp nhằm nâng cao hiểu biết về rừng, nâng cao hiệu quả trong nghiên cứu cũng như sản xuất kinh doanh rừng.