Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới Kinh nghiệm nhiều năm về trồng rừng ở nhiều nước trên thế giới cho thấy do rừng trồng thuần loài đã bộc lộ nhiều nhược điểm nên nhiều nước trên thế giới đã quan tâm nghiên cứu tạo lập các lâm phần rừng trồng hỗn loài bằng nhiều loài cây khác nhau nhằm kinh doanh rừng theo hướng bền vững. Các công trình nghiên cứu về trồng rừng hỗn loài trên thế giới đã quan tâm đến một số biện pháp kỹ thuật như việc chọn loài cây trồng, phương thức, phương pháp trồng và mối quan hệ giữa qua lại giữa các loài cây trong các mô hình rừng trồng hỗn loài. Các nghiên cứu liên quan đến chọn loài cây trồng đã được thực hiện từ khi loài người biết trồng rừng.
Bắt đầu từ những thí nghiệm thăm dò đến khảo nghiệm loài và xuất xứ, các thí nghiệm được bố trí một cách nghiêm ngặt theo các nguyên tắc khoa học để từ đó chọn được loài thích hợp cho mỗi vùng sinh thái. Tại nhiều nước đã có một số nghiên cứu dùng các mô hình toán để tối ưu cơ cấu cây trồng cho từng vùng. Ở các nước vùng ôn đới số loài cây chính dùng trong trồng rừng thường rất ít, nên người ta đã tìm hiểu mối quan hệ giữa cây và lập địa rất cụ thể, chi tiết cho từng loài (dẫn theo Trần Văn Con, 2005) [11]. Nghiên cứu về rừng trồng hỗn loài đã được các nước châu Âu tiến hành từ những năm đầu thế kỷ 19.
Điển hình là công trình nghiên cứu trồng hỗn loài Quercus và Ulmus campestris với tên kiểu hỗn loài Donsk của tác giả Tikhanop (1872). Trong mô hình này do đặc tính sinh vật học và mối quan hệ qua lại giữa các loài cây chưa được nghiên cứu kỹ, do đó loài Ulmus campestris với đặc tính sinh trưởng nhanh hơn nên sau khi trồng vài năm đã lấn át loài Quercus. Để giải quyết sự cạnh tranh này năm 1884 tác giả LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Polianxki đã cải tiến kiểu hỗn loài Donsk song vẫn không thành công. Một số tác giả khác như 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.
Nghiên cứu về ảnh hưởng tương hỗ giữa các loài, các tác giả cho rằng sự cảm nhiễm tương hỗ là yếu tố quan trọng khi lý giải cơ chế cạnh tranh sinh học của thực vật [36]. Trên cơ sở nghiên cứu tạo rừng hỗn loài giữa Quercus và Fraxinus, tác giả JB.J Wormald (1994) cho thấy sinh trưởng của Quercus trồng hỗn loài tốt hơn Quercus trồng thuần loài. Ngoài ra, khi trồng Quercus hỗn loài với các loài cây khác theo băng hẹp (3 - 4 hàng) hoặc theo hàng cũng cho thấy sinh trưởng của Quercus tốt hơn [33]. Kết quả nghiên cứu về rừng trồng hỗn loài các tác giả trên đều cho rằng việc bố trí các loài cây trong mô hình rừng trồng hỗn loài thường có ảnh hưởng tới sinh trưởng của chúng tùy theo số cá thể và cự ly trồng từng loài.
Đặc biệt là hoạt động hoạt hóa của các loài cây (kích thích, ức chế, kìm hãm quá trình sống) thông qua ảnh hưởng của Phitonxit là căn cứ để quyết định tỷ lệ tổ thành các loài cây trong lâm phần hỗn loài. Nghiên cứu về vấn đề này Kolexnitsenko (1977) đề nghị mật độ loài cây trồng chính trong mô hình trồng rừng hỗn loài không ít hơn 50 loài cây hoạt hóa không quá 30 - 40%, loài ức chế không quá 10 - 20% trong tổng các loài cây trong mô hình [36]. Năm 1995, các tác giả Ball, Wormald và Russo đã nghiên cứu quá trình điều chỉnh các lâm phần rừng trồng hỗn loài theo quá trình sinh trưởng của mô hình thông qua việc giảm bớt sự cạnh tranh giữa các loài cây và tạo điều kiện để chúng cùng sinh trưởng và phát triển tốt [33]. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 Việc tạo lập các loài cây hỗ trợ ban đầu cho cây trồng chính trước khi xây dựng các mô hình rừng trồng hỗn loài là rất cần thiết.
Vì bản chất của khai thác phục hồi rừng bằng trồng cây bản địa là “trồng rừng dưới tán rừng”. Vì vậy, việc tạo lập môi trường rừng phải đi trước một bước bằng cách trồng một số loài cây mọc nhanh phù hợp với điều kiện lập địa ban đầu. Nghiên cứu về lĩnh vực này điển hình có tác giả Matthew (1995). Ông đã nghiên cứu tạo lập mô hình rừng trồng hỗn loài giữa cây thân gỗ với cây họ đậu.
Kết quả cho thấy cây họ đậu có tác dụng hỗ trợ rất tốt cho cây trồng chính [34]. Như vậy, nghiên cứu này cho thấy sử dụng các loài cây họ đậu làm cây phù trợ cho các loài cây trồng chính trong mô hình rừng trồng hỗn loài là rất phù hợp. Ngoài việc xác định được loài cây phù trợ thích hợp thì việc nghiên cứu về đặc điểm sinh thái của các loài cây cũng là vấn đề rất quan trọng khi xây dựng mô hình rừng trồng hỗn loài. Trên thế giới đến nay vẫn chưa có nhiều công trình nghiên cứu đầy đủ về vấn đề này.
Giai đoạn 1930 - 1960 các tác giả Rod Keenan, David Lamb, Gary Sexton đã gặp khó khăn khi nghiên cứu gây trồng các lâm phần hỗn loài do hiểu biết về yêu cầu sinh thái của các loài cây rừng mưa còn nghèo nàn [37]. Vì vậy, việc bố trí kiểu rừng hỗn loài và điều chỉnh các mô hình này cũng rất khó khăn. Đặc điểm nổi bật hay mục đích chính của phục hồi rừng bằng cây bản địa chính là tạo ra rừng hỗn loài có kết cấu nhiều tầng tán vì thế nghiên cứu tạo rừng hỗn loài nhiều tầng đã được một số nước trên thế giới quan tâm. Năm 1999, dự án xây dựng rừng nhiều tầng ở Malaysia đã nghiên cứu tạo rừng hỗn loài nhiều tầng bằng nhiều phương thức khác nhau.
Tuỳ theo các đối tượng khác nhau là rừng tự nhiên, rừng Keo tai tượng 10-15 tuổi hay rừng Keo tai tượng 2-3 tuổi mà mở các băng chặt và chừa khác nhau. Chiều rộng băng chặt và chừa từ 6m (chặt 1 hàng) đến 60m (chặt 20 hàng). Thời gian đưa 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Các loài cây bản địa đưa vào trồng trong các băng chặt tương đối phong phú, từ 14-23 loài cây khác nhau với số hàng từ 3 đến 16 hàng.
Kết quả cho thấy trong các loài cây bản địa được trồng trong các băng có 3 loài cây có sinh trưởng chiều cao và đường kính tốt nhất là Shorea roxburghii; Shorea ovalis; Shorea leprosula. Sinh trưởng chiều cao của các loài cây trồng trong băng 10m và 40m tốt hơn băng 20m. Khu trồng theo hàng có sinh trưởng chiều cao tốt nhất ở công thức trồng 1 hàng Keo xen 1 hàng cây bản địa. Dự án còn đưa ra kế hoạch điều chỉnh quá trình sinh trưởng của các mô hình thí nghiệm theo 8 thời điểm từ 2 - 47 năm sau khi trồng [32].
Như vậy, đây là một trong những công trình nghiên cứu tạo rừng trồng hỗn loài trên thế giới tương đối toàn diện về các biện pháp kỹ thuật, từ việc chọn loài cây trồng đến nghiên cứu phương thức trồng, thời điểm trồng và sự điều chỉnh mô hình theo quá trình sinh trưởng trong thời gian dài. Do đó những mô hình thí nghiệm này hứa hẹn nhiều thành công trong tương lai. Ngoài các công trình đã được đề cập ở trên, một số công trình nghiên cứu khác như trồng rừng dưới tán, trồng theo băng, theo rạch dưới tán che nhẹ ở các nước châu Phi và châu Á thực chất cũng nhằm tạo các lâm phần hỗn loài trên cơ sở các loài đã có sẵn trong tự nhiên. Đối với những khu vực có tỷ lệ tổ thành các loài cây có giá trị kinh tế thấp thì có thể cải thiện chất lượng của rừng bằng cách tăng loài cây và số lượng cá thể của các loài có giá trị kinh tế thông qua biện pháp gây trồng bổ sung.
Điển hình là ở các nước Nêgiêria, Công Gô, Camơrun,. Đây là những công trình đã đạt được nhiều kết quả tốt do lợi dụng được thảm che tự nhiên, chúng đã hỗ trợ tốt cho cây trồng chính trong giai đoạn đầu. Các loài cây mục đích trồng bổ sung vẫn được sống trong lòng rừng ẩm. Tóm lại, các kết quả nghiên cứu về trồng rừng hỗn loài trên thế giới tuy chưa nhiều, song với những thông tin thu thập được về cách lợi dụng độ tàn che tầng cây cao, cách sử dụng cây phù trợ và các phương pháp bố trí các loài LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 trong mô hình thí nghiệm cũng như ảnh hưởng sinh trưởng, tiểu hoàn cảnh rừng tới sự sinh trưởng, phát triển của các loài cây bản địa dùng để phục hồi rừng là những tài liệu tham khảo và bài học kinh nghiệm rất có ích cho những thử nghiệm sau này ở các nước nhiệt đới trong đó có Việt Nam 1.
Ở Việt Nam Trồng rừng hỗn loài ở Việt Nam đã được nghiên cứu từ năm 1931. Điển hình là công trình nghiên cứu trồng rừng hỗn loài Sao đen, Dầu rái và Vên vên ở Trảng Bom, Đồng Nai của tác giả người Pháp Maurand. Trong giai đoạn 1930-1985 có rất ít các công trình nghiên cứu về trồng rừng hỗn loài và nghiên cứu chọn loài cây trồng cũng chỉ tập trung cho một số loài cây thuộc họ Dầu. Từ năm 1985 đến nay, việc nghiên cứu trồng rừng hỗn loài bằng các loài cây bản địa được triển khai nhiều hơn kể cả về loài cây và diện tích trồng rừng.
Trong giai đoạn này nhiều loài cây lá rộng bản địa đã được lựa chọn để nghiên cứu cho các vùng sinh thái trong cả nước. Các loài cây lá rộng bản địa được lựa chọn để nghiên cứu trồng rừng hỗn loài chủ yếu là các loài có giá trị kinh tế cao. Một số loài cây bản địa được lựa chọn cho vùng Tây Nguyên và Nam Bộ là Gõ đỏ, Cẩm lai, Căm xe, Xà cừ, Tếch,. và được trồng chủ yếu tại các trạm thực nghiệm Trảng Bom, Lang Lanh, Ekmat, Măng Linh, Tân Tạo.
Ở Miền Bắc, các loài cây chủ yếu được lựa chọn để trồng rừng hỗn loài là Lim xanh, Lim xẹt, Giổi xanh, Re gừng, Mỡ, Bồ đề, Lát hoa, Ràng ràng mít, Lim xẹt, Xoan đào, Vạng trứng,. và được trồng chủ yếu ở Cầu Hai (Phú Thọ), Hữu Lũng (Lạng Sơn), Tân Lạc (Hoà Bình).