ĐẶT VẤN ĐỀ Đa dạng sinh học đóng vai trò quan trọng trong sự tiến hóa, duy trì tự nhiên và phát triển kinh tế xã hội. Tuy nhiên, đa dạng sinh học hiện nay đã và đang suy thoái bởi các hoạt động của con người. Vì vậy, công tác quản lý và bảo tồn đa dạng sinh học đang là vấn đề nóng trên toàn cầu. Các khu bảo tồn vườn quốc gia đóng vai trò chủ chốt trong bảo tồn đa dạng sinh học và đáp ứng các mục tiêu đa dạng của cộng đồng.
Công ước đa dạng sinh học năm 1992 cũng đã xác định khu bảo tồn thiên nhiên là công cụ hữu hiệu có vai trò quan trọng trong bảo tồn đa dạng sinh học tại chỗ. Ở Việt Nam, thực trạng suy thoái tài nguyên rừng nói chung và rừng tự nhiên nói riêng đang ngày càng trở nên nghiêm trọng. Do hậu quả của chiến tranh kéo dài, phương thức canh tác lạc hậu - du canh du cư, khai thác tài nguyên rừng trái phép, cháy rừng cùng với vấn đề tăng dân số đã làm cho diện tích và chất lượng rừng giảm đi một cách nhanh chóng. Việt Nam có khoảng 14,3 triệu hecta rừng tự nhiên vào năm 1943, chiếm 43% tổng diện tích rừng.
Tuy nhiên, diện tích rừng tự nhiên suy giảm nghiêm trọng khoảng 5,7 triệu hecta từ năm 1943 đến năm 1990. Hơn nữa, độ che phủ rừng giảm khoảng 28% vào năm 1995. Như vậy, từ năm 1980 đến năm 1990, Việt Nam mất khoảng 0,1 triệu hecta rừng một năm. Từ năm 1999 đến năm 2005, diện tích rừng giàu giảm khoảng 10,2%, rừng trung bình giảm 13,4%.
Ở giai đoạn này, những chính sách về bảo vệ và phát triển rừng còn rất hạn chế, cũng như nhận thức về vai trò của rừng còn rất thấp. Vườn quốc gia Tam Đảo, Vĩnh Phúc là nơi có giá trị bảo tồn cao, bởi diện tích rừng tự nhiên còn tương đối nhiều tại đây. Rừng trên địa Vườn quốc gia Tam Đảo là nơi cung cấp các sản vật thiên nhiên quý giá như gỗ, thảo dược, thực phẩm… các loài động vật. Mặc dù luật Lâm nghiệp đã ra đời, có lực lượng kiểm lâm bảo vệ, quy định rất rõ về quyền hạn được khai thác, săn bắn động thực vật tại đây.
Tuy nhiên, nhân dân địa phương và những người từ nơi khác về vẫn tiếp tục khai thác bất hợp pháp. Bên cạnh đó các yếu tố tác 1 động của môi trường, con người làm ảnh hưởng đến các loài động thực vật. Theo báo cáo của Viện Sinh thái tài nguyên sinh vật - Viện KHCN Việt Nam, một trong những nguyên nhân làm suy giảm đa dạng sinh học tại Vườn quốc gia Tam Đảo là do “Nơi sống của các loài, hệ thực vật ngày càng bị thu hẹp bởi nhiều khu vực rừng bị con người khai thác, xây dựng, chuyển mục đích sử dụng đất”. Duy trì và bảo tồn đa dạng sinh học (ĐDSH) là một nội dung quan trọng của công tác quản lý và sử dụng rừng bền vững.
Rừng tự nhiên tạo ra môi trường sống an toàn cho các loài động thực vật và duy trì hệ sinh thái cân bằng và ổn định. Rừng tự nhiên thường là rừng nhiều tầng, có trữ lượng các bon cao, là nơi sinh cư truyền thống lâu đời của các loài động vật, thực vật hoang dã quý hiếm, có giá trị ĐDSH cao, có tác dụng điều hòa khí hậu lớn và có giá trị hấp thụ khí CO2 gấp nhiều lần rừng trồng, rừng cây công nghiệp. Khoảng 75% đa dạng sinh học được tìm thấy ở hệ sinh thái rừng, chiếm đại đa số ở rừng nhiệt đới [27]. Việt Nam được xem là một trong những nước thuộc Đông Nam Á giàu về đa dạng sinh học và được xếp thứ 16 trong số các quốc gia có đa dạng sinh học cao nhất trên thế giới.
Do sự khác biệt lớn về khí hậu, từ vùng gần xích đạo tới giáp vùng cận nhiệt đới, cùng với sự đa dạng về địa hình, đã tạo nên tính đa dạng sinh học cao ở rừng tự nhiên Việt Nam. Vì vậy, để đề xuất được các phương án nâng cao giá trị ĐDSH của rừng tự nhiên thì nghiên cứu đặc điểm cấu trúc, tăng trưởng và đa dạng sinh học rừng tự nhiên là rất cần thiết. Xuất phát từ thực tiễn và tầm quan trọng của rừng tự nhiên đối với sự phát triển của nền kinh tế - xã hội, đặc biệt là trong vườn quốc gia Tam Đảo, nay em tiến hành đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài cây gỗ cho một số trạng thái rừng tự nhiên tại Vườn quốc gia Tam Đảo, Vĩnh Phúc”. 2 PHẦN I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.1 Nghiên cứu về đa dạng sinh học 1.1 Trên thế giới Công ước ĐDSH năm 1992: “ĐDSH là sự đa dạng và phong phú của sinh vật từ mọi nguồn trên Trái Đất, bao gồm đa dạng trong loài (gen), giữa loài và đa dạng hệ sinh thái.” Khái niệm về ĐDSH của Bộ KHCN&MT (NXB KHKT, 2001):“ĐDSH là thuật ngữ dùng để mô tả sự phong phú và đa dạng của giới tự nhiên.
ĐDSH là sự phong phú của mọi cơ thể sống từ mọi nguồn, trong các hệ sinh thái trên đất liền, các hệ sinh thái dưới nước khác và mọi tổ hợp sinh thái mà chúng tạo nên.” Theo định nghĩa của Quỹ Bảo tồn thiên nhiên thế giới thì “ĐDSH là sự phồn thịnh của cuộc sống trên Trái Đất, là hàng triệu loài động vật, thực vật và vi sinh vật, là những nguồn gen của chúng và là các hệ sinh thái phức tạp cùng tồn tại trong môi trường sống” 1.2 Tại Việt Nam Ở Việt Nam thuật ngữ ĐDSH mới chỉ được đề cập đến trong những năm cuối của thập kỷ 80. Tuy nhiên, những nghiên cứu cụ thể về Đa dạng sinh học thì được tiến hành từ lâu. Đó là những công trình nghiên cứu về giới thực vật, động vật cùng những giá trị của chúng. Trên cơ sở đó, nhiều công trình nghiên cứu đã được thực hiện trên các vùng sinh thái trong nước như “Nghiên cứu đa dạng sinh học của rừng Tuyên Quang và các giải pháp bảo vệ và phát triển lâu bền” do GS.
Đặng Huy Huỳnh và cộng sự thực hiện. Hay “Bảo tồn đa dạng sinh học Hà Tĩnh” do GS. Võ Quý chủ trì… Kết quả nghiên cứu đã có giá trị nhất định trong việc bảo vệ đa dạng sinh học của Việt Nam. Các báo cáo đã đề xuất được một số ý kiến thiết thực cho việc sử dụng tài nguyên rừng hợp lý và lâu bền.
3 Phùng Đình Trung (2007) , khi so sánh tính đa dạng loài của khu vực phía Bắc và phía Nam đèo Hải Vân đã dựa trên cơ sở các chỉ số đa dạng: Chỉ số mức độ phong phú của Kjayaraman, chỉ số Shannon - Weiner, chỉ số Simpson, chỉ số đa dạng bằng lý thuyết thông tin, chỉ số hợp lý và tác giả đưa ra một số nhận định: Mức độ phong phú của loài cũng như mức độ đa dạng loài tầng cây gỗ và sự đồng đều về số lượng cá thể trong một loài ở các khu rừng phía Bắc cao hơn ở phía Nam đèo Hải Vân.2 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 1.1 Trên thế giới Theo Richard P.W (1952), 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 sinh trưởng hỗn giao với nhau theo tỷ lệ khá đồng đều, nhưng cũng có khi một hai loài chiếm ưu thế. Trên thế giới có rất nhiều tác giả đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng tiêu biểu là Baur. Hai tác giả này đã tập trung vào cái vấn đề sinh thái nói chung và các cơ sở sinh thái kinh doanh rừng mưa nhiệt đới nói riêng.
Qua đó làm sáng tỏ khái niệm hệ sinh thái rừng, đây cũng là cơ sở để nghiên cứu cấu trúc rừng đứng trên quan điểm sinh thái học.2 Nghiên cứu định lượng cấu trúc. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3) Là quy luật sắp xếp tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian. Đây là quy luật cơ bản nhất của kết cấu lâm phần. Hầu hết các tác giả đều sử dụng hàm toán học để mô phỏng cho quy luật phân bố này.
Có thể điểm qua một số công trình tiêu biểu như 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 phương trình Meyer hay hàm Meyer, (Trích dẫn theo Hoàng Thị Phương Lan, 2004) 4 Yi = α.1) Trong đó: Yi và xi là giá trị số giữa và số cây của cỡ đường kính thứ i, α và β là các tham số. Loestchau (1973) đã sử dụng hàm Beta để nắm các phân bố thực nghiệm.N sử dụng phân bố Gamma để biểu thị phân bố số cây theo cỡ đường kính lâm phần Thông ôn đới.Z Docouto (192), đã dùng hàm Weibull để mô phỏng phân bố N/D1.3 khi nghiên cứu rừng nhiệt đới tại Marsanhoo-Brazin, (Trích dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995).4) Ngoài ra, một số tác giả sử dụng các hàm Hyperbol, đường cong Poison, phân bố Poison,…. Để mô phỏng quy luật phân bố này. Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn) Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn) dùng để biểu thị quy luật kết cấu lâm phần theo chiều thẳng đứng.
Phương pháp kinh điển được nhiều nhà khoa học sử dụng là vẽ phẫu đồ đứng mà điển hình là công trình của Richards (1952). Phần lớn các tác giả khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thằng đứng đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao. Phương pháp kinh điển nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên theo chiều thẳng đứng là vẽ các phẫu diện đồ đứng với các kích thước khác nhau tùy ý theo mục đích nghiên cứu. 5 Phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu ứng dụng như: Richards P.
Tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực (HVN - D1.3) Qua kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy, chiều cao tương ứng với mỗi cỡ đường kính cho trước luôn tăng theo tuổi. Trong mỗi cỡ kính xác định, ở các tuổi khác nhau, cây rừng thuộc cấp sinh trưởng khác nhau, cấp sinh trưởng giảm khi tuổi lâm phần tăng lên dẫn đến tỷ lệ Hvn/ - D1.3 tăng theo tuổi từ đó đường cong chiều cao quan hệ giữa H và D có thể thay đổi dạng và luôn dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên. nghiên cứu tương quan giữa chiều cao và đường kính ngang ngực dựa trên cơ sở cấp đất và cấp tuổi.