Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Vấn đề nghiên cứu về cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả trên thế giới và Việt Nam đề cập từ những năm đầu thế kỷ 20. Những nghiên cứu này đều có xu hướng xây dựng các cơ sở lý luận có tính khoa học phục vụ công tác quản lý kinh doanh rừng. Bước đầu đi từ định tính, sau đó đến định lượng với quy luật phát triển tự nhiên của hệ sinh tái rừng, góp phần làm sáng tỏ và giải quyết được nhiều vấn đề trong nghiên cứu khoa học và thực tiễn kinh doanh rừng. Có nhiều hướng, nhiều phương pháp khác nhau khi nghiên cứu cấu trúc rừng.
Ở châu Âu, vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, các nghiên cứu quy luật phân bố số cây ổn định theo tần số và tần suất ở các cỡ tự nhiên về đường kính, chiều cao, thể tích,. đã được nhiều tác giả công bố. Nhiều nghiên cứu cấu trúc rừng trước đây còn nặng về nghiên cứu định tính, mô tả thì nay đã chuyển sang nghiên cứu định lượng. Định hướng nghiên cứu cấu trúc rừng đã được các nhà khoa học khái quát lại dưới dạng các mô hình toán học từ đơn giản đến phức tạp nhằm định lượng các quy luật của tự nhiên, nhờ đó đã giải quyết được nhiều vấn đề trong kinh doanh rừng cũng như xây dựng hệ thống các biện pháp kinh doanh, nuôi dưỡng rừng cho từng đối tượng cụ thể.
Cho đến nay, các thành tựu trong nghiên cứu về cấu trúc rừng của các nhà khoa học trên thế giới và Việt Nam là rất đồ sộ. Tuy nhiên, trong khuôn khổ tổng quan vấn đề nghiên cứu của một luận văn cao học, chúng tôi chỉ có thể khái quát một số công trình tiêu biểu trong và ngoài nước có liên quan đến nội dung nghiên cứu của luận văn, làm cơ sở định hướng cho việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu. Phân loại rừng Phân loại rừng theo điều kiện tự nhiên trên thế giới rất đa dạng với các trường phái khác nhau như: 4 - Trường phái Liên Xô cũ và một số nước Đông Âu G.Môrôdốp (1912) với tác phẩm: “ Học thuyết về kiểu lâm phần ” đã đặt cơ sở khoa học cho việc phân loại kiểu rừng và gắn liền nó với mục đích kinh doanh. Ông đi sâu vào bản chất của rừng và tiến hành phân loại rừng dựa vào 5 nhân tố hình thành: Đặc tính sinh thái học của loài cây cao; Hoàn cảnh địa lý (khí hậu, thổ nhưỡng, .); Quan hệ giữa các thực vật tạo nên quần lạc và quan hệ qua lại giữa chúng với khu hệ động vật rừng; Nhân tố lịch sử, địa chất; Tác động của con người.
Xuất phát từ quan điểm của G.Môrôdốp coi rừng là thể thống nhất giữa sinh vật rừng và hoàn cảnh, P. Pôgrepnhiac phân loại rừng tự nhiên ra 3 cấp: 1. Kiểu lập địa: là cấp phân loại lớn nhất, bao gồm mọi khu đất có điều kiện thổ nhưỡng giống nhau, kể cả khu đất có rừng hay không có rừng. Kiểu rừng: là tổng hợp những khu đất có điều kiện thổ nhưỡng và khí hậu giống nhau.
Kiểu lâm phần: bao gồm những khoảnh rừng giống nhau cả về điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu và quần lạc thực vật rừng. - Trường phái Bắc Âu: có hai trường phái + Trường phái sinh thái học: Phân loại kiểu rừng căn cứ vào hai nhân tố: độ ẩm và độ phì. Độ ẩm chia làm 5 cấp: rất khô, khô, hơi ẩm, ẩm, ướt; độ phì chia làm 4 cấp: xấu, tốt, giàu, rất giàu. Sự kết hợp các chỉ tiêu độ ẩm, độ phì, cùng với các loài cây gỗ và thực vật thảm tươi chỉ thị là cơ sở để phân loại kiểu rừng.
+ Trường phái Quần xã thực vật: Phân loại kiểu rừng dựa vào đặc trưng chủ yếu là tổ thành thực vật và coi quần hợp thực vật là đơn vị phân loại cơ bản. Nghiên cứu về cấu trúc rừng 1. Cấu trúc tổ thành Richard P.W (1952) [30], cho rằng trong rừng mưa nhiệt đới, trên mỗi hecta luôn có hơn 40 loài cây gỗ, có trường hợp còn trên 100 loài. Nhiều loài cây gỗ lớn 5 sinh trưởng hỗn giao với nhau theo tỷ lệ khá đồng đều, nhưng cũng có khi có một hoặc hai loài chiếm ưu thế.
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 cây, cành cây. “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”. Trong rừng ẩm nhiệt đới châu Phi, Catinot. Về cấu trúc tầng thứ Trong quần xã thực vật rừng sự phân tầng là một trong những đặc trưng nổi bật của rừng nhiệt đới, là kết quả của chọn lọc tự nhiên mà ở đó có sự chung sống giữa loài cây ưa sáng (tầng trên) và loài cây chịu bóng (tầng dưới), giữa chúng là những loài thực vật trung tính.
Do sự đa dạng, phức tạp trong cách thể hiện sự phân tầng thứ của rừng nên có nhiều ý kiến không đồng nhất trong việc phân chia, có tác giả cho rằng ở loại rừng này chỉ có một tầng cây gỗ. Ngược lại, có nhiều tác giả lại cho rằng rừng lá rộng thường xanh có từ 3 đến 5 tầng. Richards (1939) phân chia rừng ở Nigieria thành 5 - 6 tầng. Tuy nhiên, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu tầng thứ rừng tự nhiên đều nhắc đến sự phân tầng nhưng mới dừng lại ở mức nhận xét hoặc đưa ra những kết luận mang tính định tính; việc phân chia các tầng theo chiều cao cũng mang tính chất cơ giới, chưa phản ánh được sự phân tầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới.
Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3) Phân bố số cây theo cỡ đường kính là quy luật kết cấu cơ bản của lâm phần và được các nhà Lâm học, điều tra rừng quan tâm nghiên cứu. Đầu tiên phải kể đến công trình nghiên cứu của Meyer (1934), ông đã mô phỏng phân bố số cây theo đường kính bằng phương trình toán học (hàm Meyer), mà dạng của nó là đường cong giảm liên tục. Docuto (1992), khi nghiên cứu 19 ô tiêu 6 chuẩn với 60 loài cây của rừng nhiệt đới ở Maranhoo - Brazin đã dùng hàm Weibull để mô phỏng phân bố N/D. Quy luật phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn) Một trong những đặc trưng nổi bật nhất của cấu trúc rừng nhiệt đới là hiện tượng phân chia thành tầng.
Để nghiên cứu sự phân tầng trong rừng mưa ở Guana, Davis và Richard P.W (1933 - 1934) đã dùng phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng, phương pháp này được đánh giá có giá trị nhất về mặt nghiên cứu lý luận cũng như thực tiễn sản xuất. Kết quả đã phân rừng hỗn giao nguyên sinh ở sông Moraballi tại Guana thành năm tầng với ba tầng cây gỗ (A, B, C), tầng cây bụi (D) và tầng mặt đất (E). R (1974) [5] cũng cho rằng rừng ẩm nhiệt đới có sự phân hóa mạnh, những tầng trong quần thụ rõ nét, cụ thể là có một tầng vượt tán với những cây có chiều cao trên 40 m và những tầng bên dưới. Tóm lại, mặc dù có các ý kiến trái ngược về sự phân tầng và phương pháp thể hiện tầng tán trong rừng mưa nhiệt đới, nhưng quan điểm có sự phân tầng trong rừng mưa nhiệt đới được nhiều nhà khoa học xác nhận.
Nghiên cứu về quản lý rừng bền vững Ở Mỹ, Richard (1991) [30] đã nêu lên: “Rừng phải bền vững như thế nào”. Vấn đề này ông đưa ra 8 câu trả lời: - Chủ yếu là bền vững về sản phẩm - Bền vững về xã hội - Bền vững về lợi ích nhân loại - Bền vững về thôn địa cầu - Bền vững về khả năng tự duy trì hệ sinh thái - Bền vững về loại hình sinh thái - Bền vững về đảm bảo an toàn hệ sinh thái - Bền vững hệ sinh thái hạt nhân và ông chỉ rõ phải có phương thức kinh doanh tổng hợp 7 Ở Ca Na Đa, tháng 8 năm 1990 Thứ trưởng Bộ Lâm nghiệp Canada, Maini [2] đưa ra khái niệm “Phát triển lâm nghiệp bền vững”. Ông định nghĩa: Phát triển bền vững đất rừng và giá trị môi trường, bao gồm cả đảm bảo năng lực sản xuất của đất rừng, khả năng tái sinh, tính đa dạng loài và hệ sinh thái không tổn thất. Với định nghĩa “Quản lý rừng bền vững” là quá trình quản lý đất rừng cố định để đạt được một hoặc nhiều mục tiêu được xác định rõ ràng của công tác quản lý trong vấn đề sản xuất liên tục các lâm sản và dịch vụ rừng mà không làm giảm đi đáng kể những giá trị vốn có và khả năng sản xuất sau này của rừng và không gây ra những ảnh hưởng tiêu cực thái quá đến môi trường và xã hội”.
Tổ chức gỗ nhiệt đới (ITTO) đã xây dựng bảng tiêu chuẩn và chỉ thị (Criteria and Indicators - C&I) cho việc quản lý rừng tự nhiên, theo đó bên cạnh những vấn đề kỹ thuật như sản lượng, chất lượng bền vững, các vấn đề kinh tế xã hội, chính sách, thể chế được nhấn mạnh như là những điều kiện tiên quyết cho sự thành công của công tác quản lý rừng. Tháng 9/1998, các nước trong khu vực Đông Nam Á đã họp hội nghị lần thứ 18 tại Hà Nội để thoả thuận về đề nghị của Malaysia xây dựng bộ tiêu chí và chỉ số vùng ASEAN về quản lý rừng bền vững (viết tắt là C&I ASEAN). C&I của ASEAN bao gồm 7 tiêu chí và chia làm 2 cấp quản lý là cấp quốc gia và cấp đơn vị quản lý. Nghiên cứu về 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 những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng: dưới tán rừng, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy.
Sứ mạng lịch sử của lớp cây con này là thay thế thế hệ cây già cỗi. Vì vậy, tái sinh rừng có thể được hiểu là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là cây gỗ. Kết quả và quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh 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 8 được nhiều nhà khoa học quan tâm (Richard, 1933; Aubreville, 1938; Baur, 1964; Rollet, 1969,.