ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng giữ vai trò quan trọng không gì thay thế được trong nhiều lĩnh vực, bảo vệ môi trường sinh thái, bảo vệ nguồn gen, bảo vệ đa dạng sinh học. Ngay từ khi hình thành và phát triển, cuộc sống của nhân loại đã luôn gắn liền với môi trường sinh thái, với rừng. Thế nhưng ngày nay, con người phải gánh chịu những hậu quả do chính họ gây ra. Những thập niên gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kĩ thuật cộng với tốc độ gia tăng dân số theo cấp số nhân đã kéo theo nhu cầu về nhà ở, chất đốt, cũng như các sản phẩm khác từ rừng không ngừng gia tăng.
Chính những nhu cầu đó của con người là nguyên nhân trực tiếp và gián tiếp làm cho rừng bị tàn phá một cách nặng nề (diện tích rừng bị thu hẹp, chất lượng rừng bị suy thoái, nhiều loài thực vật quý đang bị chặt phá quá mức và đang có nguy cơ biển mất. Việc mất rừng nghiêm trọng đã làm phá vỡ cấu trúc của hệ sinh thái, dẫn đến khí hậu trái đất ngày một thay đổi theo chiều hướng bất lợi cho con người và sinh vật như: hạn hán, lũ lụt, hiệu ứng nhà kính. Ở từng khu vực, ở từng quốc gia, đến các đơn vị hành chính nhỏ hơn, để bảo vệ và quản lý rừng nhiều chính sách, sắc lệnh và luật lệ về rừng đã được ban hành rộng khắp. Bên cạnh đó, còn có nhiều nghiên cứu sâu sắc về các động hệ sinh thái rừng.
về quy luật sinh trường và phát triển. của các nhà nghiên cứu, các chuyên gia về lâm nghiệp. Cấu trúc rừng cũng là một trong những nội dung nghiên cứu quan trọng được các nhà nghiên cứu quan tâm. Việc hiểu biết cấu trúc rừng đem lại nhiều ý nghĩa khác nhau.
Trước hết, đó là thông tin cơ bản để so sánh và phân loại các quần xã thực vật với nhau. Thứ hai, cấu trúc của quần xã thực vật rừng là kết quà phản ánh mối quan hệ qua lại phức tạp giữa thực vật và các dạng sống khác, cũng như thực vật và môi trường. Thông qua nghiên cứu cấu trúc quần xã thực vật rừng, nhà lâm học có thể hiều được tính chất phức tạp của hệ thực vật, các yếu tố và các quan hệ giữa các thành phần quần xã thực vật rừng. Vì vậy, muốn hiểu biết nhiều nhất về rừng, thì việc nghiên cứu về cấu trúc của chúng có ý nghĩa thiết thực nhất.
Được sự đồng ý của bộ môn Điều tra quy hoạch rừng – khoa Lâm học, trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Phạm Thế Anh chúng tôi đã thực hiện khóa luận tốt nghiệp cuối khóa với tên đề tài: " Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc trạng thái rừng tự nhiên IIB tại ban quản lý rừng đặc dụng - phòng hộ Thuận Châu tỉnh Sơn La". TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Trong vài thập niên gần đây, việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đã được nhiều tác giả đề cập đến. Nhìn chung những nghiên cứu này đều có chung hương xây dựng cơ sở có tính khóa học và lý luận phục vụ cho công tác kinh doanh rừng hiệu quả đáp ứng mục tiêu ngày càng đa dạng.
Trên thế giới 1. Cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng 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 các 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 quản điểm sinh thái học.
Hình thái của cấu trúc rừng Richard P. W (1952) đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mưa thành 2 loại là rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây rất phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản. Trong những lập địa đăc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm 1 vài loài cây. Nghiên cứu về định lượng cấu trúc rừng 1.
Về cấu trúc tầng thứ Nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên có nhiều ý kiế khác nhau, có tác giả cho rằng, ở kiểu rừng này chỉ có 1 tầng cây gỗ mà thôi. Ngược lại, nhiều tác giả cho rằng rừng lá rộng thường xanh có từ 3-5 tầng cây gỗ. Tuy nhiên, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu tầng thứ rừng tự nhiên đều nhắc tới sự phân tầng nhưng mới chỉ rừng lại ở nhận xét hoặc đưa ra những kết luận còn mang tính định tính. Về quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3) Là một trong những quy luật cấu trúc cơ bản của lâm phần nên đã được nhiều nhà khoa học lâm học và điều tra rừng nghiên cứu.
Các công trình tiêu biểu phải kể đến là: + Meyer (1934) đã mô tả quy luật phân bố N/D1.3 bằng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục và được gọi là phương trình Meyer hay hàm Meyer ( dẫn theo Nguyễn Hải Tuất, 1986 ). 2 + Ballell (1973) đã sử dụng hàm Weibull, Schiffel, Naslund (1936, 1973) xác lập phân bố Charlier cho phân bố N/D1.3 của lâm phần thuần loài đều tuổi sau khép tán ( dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995). Về quy luật phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn) Phần lớn các tác giả khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao. Phương pháp được áp dụng để nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu đồ đứng với các kishc thước khác nhau tùy theo mục đích nghiên cứu.
Các phẫu đồ mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng. Từ đó rút ra các nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế. Với phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu ứng dụng như : Richards P. Về quy luật tương quan giữa chiều cao và đường kính thân cây (D1.3/Hvn) Qua nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy, chiều cao tương ứng với mỗi cỡ đường kính cho trước luôn tăng theo tuổi, đó là kết quả tự nhiên của sinh trưởng.
Trong mỗi cỡ xác định, ở các tuổi khác nhau, cây rừng ở những cấp sinh trưởng khác nhau, cấp sinh trưởng giảm khi tuổi của lâm phần tăng lên dẫn đến tỷ lệ D 1.3/Hvn tăng theo tuổi. Từ đó đường cong quan hệ giữa D1.3 và Hvn có thể thay đổi và luôn dịch chuyeerrng về phía trên khi tuổi lâm phần tăng. A (1952) dùng phương trình giải tích toán học và đề nghị dùng một số dạng phương trình (1. dưới đây để mô tả quan hệ H/D (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995).4) 3 Như vậy, để biểu thị tương quan giữa chiều cao và đường kính thân cây ta có thể sử dụng nhiều dạng phương trình.
Song việc lựa chọn phương trình nào để biểu thị mối tương quan H/D thì tùy thuộc vào loài cây trồng cụ thể. Nghiên cứu về tái sinh rừng Tái sinh rừng theo nghĩa rộng là sự tái sinh của một hệ sinh thái, theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Trên thế giới, tái sinh rừng đã được nghiên cứu từ hàng năm trước đây, nhưng đối với rừng mưa nhiệt đới thì vấn đề này mới chỉ được tiến hành trong những năm 1930 trở lại đây. Đáng chú ý là công trình nghiên cứu của P.
W Richard, tổng kết các kết quả nghiên cứu về tái sinh cho thấy: Cây tái sinh có dạng phân bố cụm, một số có dạng phân bố poisson. Nhờ nhờ nghiên cứu về tái sinh mà một số nhà lâm học đã xây dựng thành công nhiều phương thức tác động vào tái sinh, đặc biệt là Baur (1962) đã tổng kết các bước xử lý và hiệu quả của từng phương thức đối với tái sinh rừng trong “ cơ sở sinh thái học và kinh doanh rừng mưa nhiệt đới” 1. Nghiên cứu cấu trúc rừng và xây dựng mô hình cấu trúc mẫu Phùng Ngọc Lan (1986) cho rằng: Mô hình cấu trúc mẫu là mô hình có khả năng tận dụng tối đa tiềm năng của điều kiện lập địa, có sự phối hợp hài hòa giữa các nhân tố cấu trúc để tạo ra một quần thể rừng có sản lượng, tính ổn định và chức năng phòng hộ cao nhất, nhằm đáp ứng mục đích kinh doanh nhất định. Vũ Đình Phương ( 1987) cho rằng: Cần phải tìm trong tự nhiên những mô hình cấu trúc mẫu có năng suất cao nhất, đáp ứng mục tiêu kinh tế trong từng khu vực.
Trong lĩnh vực này các tác giả đều xây dựng các cấu trúc mẫu từ nghiên cứu cơ sở, các quy luật kết cấu. Từ đó đề xuất các giải pháp tác động vào rừng, các mẫu này đều được xây dựng trên cơ sở các mẫu tự nhiên đã chọn lọc và được coi là ổn định, có năng suất cao thông qua số liệu quan sát. Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng 1. Nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3) Các công trình nghiên cứu về rừng ở Việt Nam cho thấy phân bố N/D1.3 của tầng cây cao (D1.3 ≥ 6cm) có 2 dạng chính như sau: 4 + Dạng giảm liên tục có nhiều đỉnh hình răng cưa + Dạng 1 đỉnh hình chữ J.
Với mỗi dạng cụ thể, các tác giả chọn những mô hình toán học thích hợp để mô phỏng. Khi lập biểu thể tích cây đứng rừng tự nhiên Miền Bắc Việt Nam, Đồng Sỹ Hiền (1974) đã nghiên cứu nhiều lâm phần trên các địa phương khác nhau và đi đến kết luận chung là dạng tổng quát của phân bố N/D là phân bố giảm nhưng trong quá trình chọn thô không theo quy tắc, nên đường thực nghiệm có dạng hình răng cưa. Với kiểu phân bố thực nghiệm như vậy, tác giả đã dùng hàm meyer và họ đường cong Pearson để mô tả. Nguyễn Hải Tuất (1986) đã sử dụng phân bố khoảng cách để mô tả phân bố thực nghiệm dạng 1 đỉnh ở ngay sát cỡ đường kính bắt đầu đo.
Phạm Ngọc Giao (1995) khi nghiên cứu quy luật N/D1.3 cho Thông đuôi ngựa ở vùng Đông Bắc đã chứng minh tính thích ứng của hàm Weibul và xây dựng mô hình cấu trúc đường kính cho lâm phần Thông đuôi ngựa. Nghiến cứu quy luật phân bố cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn) Khi nghiên cứu quy luật N/Hvn Đồng Sỹ Hiền (1974) đã kết luận : Phân bố số cây theo cỡ chiều cao ở các lâm phần tự nhiên hay trong từng loại cây thường có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu phức tạp của rừng chặt chọn.