ĐẶT VẤN ĐỀ Tính đến 31/12/2009, tổng diện tích rừng nƣớc ta đã tăng lên hơn 13 triệu ha, trong đó rừng tự nhiên chiếm hơn 10,34 triệu ha và rừng trồng 2,92 triệu ha, độ che phủ của rừng tăng lên 39,1% [1]. Tuy diện tích cũng nhƣ độ che phủ của rừng tăng lên khá rõ nhƣng chất lƣợng của rừng còn thấp, phần lớn rừng tự nhiên là rừng nghèo kiệt, trữ lƣợng thấp dƣới 90m3/ha, những loài cây gỗ có giá trị kinh tế còn lại rất ít, khả năng tái sinh kém, tăng trƣởng rất chậm, bình quân mỗi năm đạt 3 - 4m3/năm [17]. Rừng trồng hiện nay chủ yếu là rừng trồng thuần loài với các loài cây ƣa sáng mọc nhanh nhƣ Thông, Keo, Bạch đàn., do trồng thuần loài nên gần đây đã xuất hiện dịch sâu, bệnh hại hàng loạt nhƣ dịch sâu róm và bệnh tuyến trùng ở Thông, bệnh đốm và cháy lá ở Bạch đàn và bệnh phấn hồng ở Keo. Đặc biệt, đối với loài Thông thì việc trồng rừng thuần loài đã chứng tỏ không bền vững, thƣờng xuyên bị sâu bệnh hại mà điển hình là sâu róm Thông đã xảy ra ở nhiều nơi trong những năm vừa qua.
Để phát triển rừng theo hƣớng bền vững, đa dạng hoá nguồn sản phẩm từ việc trồng nhiều cây gỗ có giá trị khác nhau, hạn chế đƣợc sự bùng phát dịch bệnh, cải thiện môi trƣờng sinh thái, việc gây trồng một số loài cây bản địa dƣới tán rừng Thông nhằm chuyển hoá rừng Thông thuần loài thành hỗn loài bền vững là cần thiết. Dự án trồng rừng Việt - Đức đã đƣợc đầu tƣ ở nhiều nơi, trong đó có Lục Ngạn - Bắc Giang, đã trồng đƣợc là 3.313,48 ha [2] nhƣng chủ yếu là trồng thuần loài Thông mã vĩ (Pinus massoniana) và trồng hỗn loài Thông mã vĩ (Pinus massoniana) với Keo lá tràm (A.auriculifomis), sau 5 - 7 năm chặt Keo lá tràm trở thành rừng Thông thuần loài. Chính vì vậy, với mục tiêu xây dựng các mô hình rừng trồng hỗn loài giữa Thông mã vĩ với các loài cây lá rộng bản địa để phát triển bền vững cả về kinh tế, xã hội và môi trƣờng sinh thái ở các địa phƣơng thực hiện dự án là Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.vn 3 một chủ trƣơng đúng đắn. Dự án đã tiến hành trồng một số loài cây bản địa nhƣ Lim xanh (Erythrophleum fordii), Trám trắng (Canarium album), Re gừng (Cinamomum ilcidioides), Sồi phảng (Lithocarpus fissus), Giẻ cau (Quecus platycalyx), Kh¸o vµng (Machilus bonii).
Kết quả bƣớc đầu cho thấy các loài cây này đã tỏ ra sinh trƣởng khá tốt dƣới tán rừng Thông mã vĩ. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đặt ra, việc “Đánh giá khả năng sinh trưởng của một số loài cây bản địa trồng dưới tán rừng Thông mã vĩ ở Lục Ngạn - Bắc Giang làm cơ sở chuyển hoá rừng Thông thuần loài thành rừng hỗn loài bền vững” là cần thiết và cấp bách, có ý nghĩa cả khoa học và thực tế sản xuất hiện nay. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.vn 4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. TRÊN THẾ GIỚI 1.
Những nghiên cứu về trồng rừng hỗn loài Kết quả nghiên cứu ở nhiều nƣớc trên thế giới cho thấy rừng trồng thuần loài đã bộc lộ nhiều nhƣợc điểm. Vì vậy, các nhà khoa học trên thế giới đã quan tâm nghiên cứu xây dựng các mô hình rừng trồng hỗn loài nhằm kinh doanh rừng theo hƣớng bền vững, nhất là trong giai đoạn biến đổi khí hậu toàn cầu hiện nay. Nghiên cứu về rừng trồng hỗn loài đã đƣợc các nƣớc Châu Âu tiến hành từ những năm đầu thế kỷ 19. Điển hình là công trình nghiên cứu của Tikhanop (1872), tác giả đã sử dụng 2 loài cây là: Quercus sp và Ulmus campestris với kiểu hỗn loài có tên gọi là Donsk.
Tuy nhiên, sự phối hợp giữa hai loài cây này có phù hợp với nhau hay không thì chƣa đƣợc quan tâm nghiên cứu, do đó loài Ulmus campestris với đặc tính sinh trƣởng nhanh hơn nên sau khi trồng vài năm đã lấn át loài Quercus sp. Để giải quyết mối quan hệ này, Polianxki (1884) đã cải tiến kiểu hỗn loài Donsk, song vẫn chƣa thành công [15]. Một số tác giả khác nhƣ Kharitonovis (1950); Grixenco (1951); Timofeev (1951); Encova (1960) và các cộng sự đã phân tích nguyên nhân thất bại của kiểu Donsk và chỉ ra rằng các Phitonxit của loài Ulmus campestris đã tác động xấu tới loài cây Quercus sp nên chúng sinh trƣởng rất kém. Nghiên cứu về ảnh hƣởng tƣơng hỗ giữa các loài, các tác giả cho rằng sự cảm nhiễm tƣơng hỗ là yếu tố quan trọng khi lý giải cơ chế cạnh tranh sinh học của thực vật [28].
Trên cơ sở nghiên cứu tạo rừng hỗn loài giữa Quercus sp và Fraxnus sp, JB.J Wormald (1994) cho thấy sinh trƣởng của Quercus sp trồng hỗn loài tốt hơn Quercus sp trồng thuần loài. Ngoài ra, khi trồng Quercus sp hỗn loài với các loài cây khác theo băng hẹp (3 - 4 hàng) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.vn 5 hoặc theo hàng cũng thấy Quercus sp sinh trƣởng tốt hơn khi trồng thuần loài [29]. Ở Kasma Forest Technology Centre (Nhật Bản) [27] đã thiết lập hàng loạt các mô hình rừng nhiều tầng tán bao gồm nhiều loài cây và ở nhiều cấp tuổi, trồng ở một số mật độ khác nhau, đặc biệt ở vùng Tsucuba với độ cao dƣới 876m so với mực nƣớc biển đã trồng loài cây Tuyết tùng (Japanese ceder) để tạo ra các lâm phần bền vững có giá trị, các nhà nghiên cứu ở đây nhận thấy có ảnh hƣởng lẫn nhau giữa các loài cây khi trồng rừng hỗn giao với nhau và ảnh hƣởng của môi trƣờng tới từng loài cây trồng. Khi nghiên cứu về trồng rừng hỗn loài, các tác giả trên đều cho rằng việc bố trí các loài cây trong mô hình rừng trồng hỗn loài thƣờng có ảnh hƣởng khá rõ tới sinh trƣởng của chúng tuỳ theo đặc điểm từng loài và cự ly trồng từng cá thể.
Đặc điểm nổi bật của rừng hỗn loài là có kết cấu nhiều tầng tán. Vì thế nghiên cứu tạo rừng hỗn loài nhiều tầng đã đƣợc một số nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Khi nghiên cứu về cấu trúc tầng tán của lâm phần hỗn loài, Bernar Dupuy (1995) đã cho thấy rằng kết cấu tầng tán của rừng trồng hỗn loài phụ thuộc vào đặc điểm sinh trƣởng và tính hợp quần của các loài cây trong lâm phần [25]. Điều này cho thấy để tạo đƣợc các mô hình rừng trồng hỗn loài có cấu trúc hợp lý, tận dụng đƣợc tối đa không gian dinh dƣỡng thì cần phải dựa vào đặc điểm sinh thái cũng nhƣ phải quan tâm đến mối quan hệ qua lại giữa các loài cây để lựa chọn các loài cây trồng cho phù hợp.
Đây là những cơ sở quan trọng quyết định đến sự thành công hay thất bại của các mô hình rừng trồng hỗn loài. Ở Malaysia (1999) đã nghiên cứu tạo rừng hỗn loài nhiều tầng bằng nhiều phƣơng thức khác nhau. Tuỳ theo các đối tƣợng khác nhau là rừng tự nhiên hay rừng trồng Keo tai tƣợng (Acacia mangium) 10 - 15 tuổi hoặc rừng trồng Keo tai tƣợng 2 - 3 tuổi mà mở các băng chặt và băng chừa khác nhau. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.vn 6 Chiều rộng băng chặt và chừa từ 6m (chặt 1 hàng) đến 60m (chặt 20 hàng).
Thời gian đƣa các loài cây bản địa vào trồng hỗn loài trong các băng chặt cũng rất khác nhau, từ 1 - 7 năm sau khi mở băng chặt. Các loài cây bản địa đƣa vào trồng trong các băng chặt tƣơng đối phong phú, từ 14- 23 loài cây khác nhau với số hàng từ 3 đến 16 hàng. Kết quả cho thấy các loài cây bản địa đƣợc trồng trong các băng có 3 loài cây khả năng sinh trƣởng chiều cao và đƣờng kính tốt nhất là Shorea roxburrghii; Shorea ovalis; Shorea leprosula. Sinh trƣởng chiều cao của các loài cây trồng trong băng 10m và 40m tốt hơn băng 20m.
Khu trồng theo băng có sinh trƣởng chiều cao tốt nhất ở công thức trồng 1 hàng Keo xen 1 hàng cây bản địa. Kết quả nghiên cứu này còn đƣa ra khuyến nghị điều chỉnh quá trình sinh trƣởng của các mô hình thí nghiệm theo 8 thời điểm từ 2 - 47 năm sau khi trồng [30]. Nhƣ vậy, đây là một trong những công trình nghiên cứu tạo rừng hỗn loài ở nƣớc ngoài tƣơng đối toàn diện về các biện pháp kỹ thuật, từ việc chọn loài cây trồng đến nghiên cứu phƣơng thức trồng, thời điểm trồng và sự điều chỉnh mô hình theo quá trình sinh trƣởng trong thời gian dài. Do đó những mô hình thí nghiệm này hứa hẹn nhiều thành công trong tƣơng lai và có thể áp dụng mở rộng trong sản xuất.
Qua những nghiên cứu trên cho thấy cây bản địa đã đƣợc nhiều tác giả quan tâm và đã đƣợc lựa chọn để trồng rừng, về phƣơng thức trồng có thể trồng theo băng hoặc theo đám để tận dụng không gian dinh dƣỡng, các nghiên cứu về ảnh hƣởng lẫn nhau khi trồng rừng hỗn giao. Tuy nhiên, các nghiên cứu trên chƣa đề cập đến ảnh hƣởng của độ tàn che của tầng cây cao đến sinh trƣởng của loài cây khác trồng dƣới tán. Chính vì vậy, việc nghiên cứu ảnh hƣởng của độ tàn che đến sinh trƣởng của cây bản địa trồng dƣới tán và biện pháp gây trồng một số loài cây bản địa là cần thiết, đặc biệt đối với loài cây bản địa tại Việt Nam. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên http://www.
Những nghiên cứu về rừng Thông thuần loài Nghiên cứu rừng Thông thuần loài cũng đã đƣợc nhiều tác giả trên thế giới quan tâm và đã đề cập trong nhiều công trình nghiên cứu khác nhau, điển hình một số công trình nghiên cứu sau: Bolstad và cộng sự (1988) [24] cũng đã tìm thấy một vài loại phân bón mang lại hiệu quả tích cực cho rừng trồng thông P. caribeae ở Colombia nhƣ potassium, phosphate, boron và magnesium. Khi nghiên cứu phân bón cho trồng rừng thông P. caribeae ở Cu ba, Herrero và cộng sự (1988) [26] cũng cho thấy bón phosphate nâng cao sản lƣợng rừng từ 56 lên 69m3/ha sau 13 năm trồng.
Ở Thái Lan từ năm 1969 – 1974 ngƣời ta đã nghiên cứu ảnh hƣởng của đất, phân bón và kỹ thuật lâm sinh đến khả năng sinh trƣởng của loài Thông nhựa kết quả cho thấy điều kiện lập địa, phân bón và kỹ thuật trồng có ảnh tới khả năng sinh trƣởng loài cây Thông nhựa [31]. Ở Swaziland cũng đã chọn đƣợc giống Pinus patuna sau 15 năm tuổi trồng thuần loài đạt 19m3/ha/năm [32].