Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Những nghiên cứu ở trên thế giới 1. Về phục hồi rừng 1. Hiện trạng suy thoái hệ sinh thái rừng Do dân số tăng lên, nhu cầu sử dụng tài nguyên thiên nhiên cũng tăng lên.
Ô nhiễm môi trường, suy thoái đất, tài nguyên nước thiếu, khí hậu biến đổi, mất đi tính đa dạng sinh vật, uy hiếp nghiêm trọng đến hệ sinh thái tự nhiên, sự suy thoái hệ sinh thái rừng ngày càng nghiêm trọng hơn. Theo thống kê FAO năm 2000 đất sản xuất nông nghiệp bị mất đi 20%, do sự can thiệp của con người trên 50x108 ha đất có thực bì bị thoái hoá, làm cho chức năng phục vụ hệ sinh thái rừng trên lục địa bị ảnh hưởng tới 43%, trong đất có độ che phủ thực bì có 20x108ha bị thoái hoá (chiếm 17% diện tích có thực bì trên địa cầu, kể cả thực bì nhân tạo), trong đó bị thoái hoá nhẹ (sản lượng nông nghiệp hơi bị giảm xuống) là 7,5x108 ha, bị thoái hoá vừa (sản lượng giảm nhiều phải đầu tư mới phục hồi) là 9,1 x108 ha và bị thoái hoá nặng (không thể tiến hành sản xuất nông nghiệp, phải thông qua viện trợ quốc tế mới cải tạo được) là 3 x108 ha và thoái hoá cực nặng (không thể sản xuất và cải tạo được) là 0,09x108 ha; đất hoang mạc hóa toàn cầu là 36x108 ha. Diện tích rừng mưa nhiệt đới bị thoái hoá là 4,27x108ha. Hàng năm chi phí đầu tư cho phục hồi sinh thái rừng là 10-20 tỷ USD, Hàng năm tốc độ sa mạc hoá đạt đến một con số kinh khủng 5x104 - 7x104 km2.
Do sự can thiệp quá mức của con người cho nên đất rừng đang bị suy thoái trên diện tích lớn [4]. Lược sử hình thành và phát triển của các biện pháp kỹ thuật phục hồi rừng Cùng với sự phát triển của nền lâm sinh học nhiệt đới các nhà lâm sinh đã không ngừng nỗ lực để tìm một hướng đi an toàn cho rừng mưa nhiệt đới. Cùng với sự phát triển đó phục hồi rừng là vấn đề có bề dày lịch sử. Nó được đề cập tới rất sớm từ 100 năm nay trên nhiều lĩnh vực quản lý núi đồi, đồng cỏ, rừng và sinh vật hoang dã.
Philip năm 1883 đã xuất bản cuốn phục hồi rừng. Leopold (1935) đã nghiên cứu phục hồi 24 ha đồng cỏ. Ông cho rằng hệ sinh thái phải được bảo vệ một cách hoàn chỉnh, quần thể sinh vật phải ổn định và đẹp. n 5 Đến thập kỷ 50 thế kỷ 20 nhiều nhà khoa học châu Âu, bắc Mỹ và Trung Quốc đều chú ý đến vấn đề môi trường, xây dựng một loạt các công trình phục hồi và phòng chống sự thoái hoá khoáng sản, đất và nước bằng cách áp dụng các biện pháp sinh vật.
Farnworth (1973) đã nêu ra phương hướng nghiên cứu phục hồi rừng mưa nhiệt đới. Nhiều hội nghị ở Mỹ năm 1975 đã đưa ra các biện pháp kỹ thuật, kế hoạch nghiên cứu liên quốc gia về vấn đề này. Nhưng phục hồi hệ sinh thái rừng đã trở thành vấn đề nóng bỏng từ thập kỷ 80 của thế kỷ 20. Năm 1980 Cairn chủ biên cuốn “ Quá trình phục hồi hệ sinh thái bị tổn thất” 8 nhà khoa học đã tham gia biên soạn nhiều vấn đề về sự tổn thất hệ sinh thái và các biện pháp khắc phục.
Năm 1985 thành lập một hiệp hội khoa học phục hồi hệ sinh thái quốc tế. Lĩnh vực khoa học này đã bắt đầu từ đó. Từ năm 1990 nhiều tác phẩm về phục hồi hệ sinh thái của Peng Weilin đã được xuất bản. Do sự suy thoái rừng có rất nhiều mức độ nên các hoạt động phục hồi rừng cũng rất đa dạng, điều này phụ thuộc vào hiện trạng của rừng khi tiến hành phục hồi.
Trong lâm sinh nhiệt đới các biện pháp kỹ thuật phục hồi rừng rất đa dạng nhưng cơ sở xuyên suốt của các biện pháp đó là việc vận dụng tái sinh tự nhiên hay nhân tạo hay sự vận dụng cả hai hình thức tái sinh này phụ thuộc vào từng quốc gia, từng lập địa cụ thể. Có rất nhiều cách đưa ra lí do cần phải trồng rừng. Năm 1944 Tansley đưa ra “giả thuyết về diễn thế gia tốc”: ở các khu rừng mưa không phải là đâu đâu cũng có thể áp dụng được những kĩ thuật tái sinh tự nhiên. Tại một số nơi, có những diện tích rừng rộng lớn đã bị phá huỷ do các cách khai thác tàn kiệt hoặc do canh tác tạm thời, trên những lập địa như thế còn phải trải qua những thời gian dài thì diễn thế tự nhiên mới sản sinh được những lớp rừng gỗ kinh tế và trồng rừng là phương sách đẩy nhanh quá trình diễn thế đó.
Trong lịch sử có một số kiểu trồng rừng được áp dụng để khôi phục rừng ở các nước nhiệt đới như sau: • Trồng rừng kiểu Taungya (Psyllid): Taungya có nguồn gốc từ Miến Điện và là một trong các đóng góp chủ yếu của nhiệt đới cho nền lâm học thế giới. Danh từ “taungya” có nghĩa là canh tác trên đồi núi n 6 có tính chất tạm thời, hay nói cách khác là trồng trọt du canh, và cơ sở của trồng rừng kiểu taungya là lợi dụng những người trồng trọt du canh để trồng nên những quần thể rừng non sau khi những người trồng trọt bỏ lại đất không canh tác nữa. Kiểu taungya đã được sử dụng chủ yếu ở các khu vực rừng nhiệt đới, có tính chất phân mùa, nhưng nó vẫn được áp dụng ở các khu vực rừng mưa với một quy mô không nhỏ. Chẳng hạn như ở Ấn Độ (Krishnaswamy, 1952), Pakixtan (Ghani, 1957), Công gô Kinsaxa ( sở lâm nghiệp Công gô, 1958), và Nijêrya (Redhead, 1960).
Ở khu Mayumbe của Công gô, người ta đã sử dụng một phương thức giống với taungya để trồng chuối đưa ra thị trường bán lấy tiền. • Trồng dặm dưới tán kiểu quảng canh (Extensive Enrichment Planting). Thuật ngữ “trồng dặm dưới tán” bao hàm việc trồng các cây con vào trong rừng, và trước khi cây con mọc lên vững vàng thì rừng càng ít phải chịu đựng sự can thiệp càng tốt. Trồng dậm dưới tán kiểu quảng canh được áp dụng nhiều ở các khu vực nói tiếng Pháp tại Châu Phi.
Năm 1949 qua điểm lại các kết quả thu được trong trồng rừng kiểu quảng canh, Brasnett đã kết luận rằng cách trồng dậm dưới tán đem lại một phương pháp để tái sinh từng phần, hoặc để tăng tỷ lệ có giá trị loài cây ở nơi nào mà: 1) sự tái sinh tự nhiên bị thiếu hụt và không thể thúc đẩy được một cách thích đáng; 2) có ít cây có thể bán được đến mức là chăm sóc những đám cây tái sinh tự nhiên nằm rải rác thì tổn phí còn đắt hơn là rừng có thể bù đắp được; 3) nơi nào mà không thấy có mặt loài cây có giá trị. • Trồng dậm dưới tán kiểu thâm canh (Intensive Enrichment Planting) Khác hẳn với trồng rừng dưới tán kiểu quảng canh, kiểu trồng dậm dưới tán kiểu thâm canh yêu cầu phải chăm sóc cho toàn bộ quần thể sau khi trồng. Trồng rừng dưới tán kiểu thâm canh nhằm thiết lập một quần thể có trữ lượng đầy đủ, nhưng đồng thời cũng lợi dụng bất kì lớp cây tái sinh hợp yêu cầu nào có thể có mặt trong khoảnh trồng cây, nói chung là trồng dậm dưới tán được áp dụng ở nơi nào mà lớp cây tái sinh này thiếu hụt. Kiểu trồng này đã được áp dụng ở nhiều nơi và vào nhiều thời điểm khác nhau và thường đem lại kết quả rất thoả đáng.
Ở New South Wales, phương pháp này đã được dùng để tạo ra một số các rừng trồng cao tuổi nhất và thành công nhất với loài Araucaria cunninghamii, phương pháp này đã được dùng ở Xây lan (Holmes. 1956 - 1957 ), Ấn Độ (Krishnaswamy, 1952), Puectô Ricô và Malaysia. n 7 • Trồng rừng không tàn che bằng lao động trả công (Open Plantation by Direct labour). Kiểu tái sinh nhân tạo chủ yếu sau cùng được áp dụng ở các khu vực rừng mưa là xây dựng những rừng trồng không tàn che bằng lao động trả công, ngược lại với cách xây dựng các rừng này theo kiểu taungya.
Cách làm này là sử dụng một loạt loài cây khác nhau, dưới những điều kiện biến đổi khác nhau. Người ta đã lựa chọn rất nhiều loài cây - Pinus radiata ở Tân Tây Lan, Araucaria spp. ở Queensland và Tân Ghinê, Tectona và Pinus spp. Ở một số nơi tại Indônêxya, Pinus caribaea ở Xurinam, …Kĩ thuật này đại diện cho hình thức lâm sinh mang tính chất thâm canh nhất đã được tiến hành và cũng là hình thức tốn nhất nhìn về số vốn phải bỏ ra, nhưng nó đã chứng tỏ là đem lại lợi nhuận ở mức cao.
Bên cạnh việc vận dụng tái sinh nhân tạo, việc vận dụng tái sinh tự nhiên cũng diễn ra rất mạnh mẽ ở các khu vực rừng mưa trong việc phục hồi lại hệ sinh thái rừng. Nó được biểu hiện thông qua các hệ thống kỹ thuật lâm sinh gần với tự nhiên được áp dụng ở các nước nhiệt đới hay chính là một số phương thức khai thác đảm bảo tái sinh. Những kỹ thuật này đại diện cho việc phục hồi lại rừng trong điều kiện còn hoàn cảnh rừng, mục tiêu phục hồi còn gắn chặt với mục tiêu kinh tế từ gỗ của rừng. Điển hình của một số hệ thống kỹ thuật này là: Ở Malayxia sau những năm 1940 - 1950 có phương thức rừng đều tuổi (MUS: Malayan Uniorm System) mà thực chất là một kiểu chặt trắng ở nhiệt đới.
MUS là một kiểu chặt trắng của Malaysia ra đời và thực hiện rộng khắp ở những rừng cây họ Dầu vùng đất thấp. Phương thức này được dựa trên một tiền đề tái sinh của các loài cây mong muốn đã có sẵn trên mặt đất rừng chưa khai thác. MUS đòi hỏi những loài cây tái sinh phải có khả năng thích ứng với sự giải phóng độ tàn che của tầng cây cao, đặc biệt là sau khi khai quang tầng rừng giữa đồng thời phải giữ được độ che phủ của tầng lâm hạ để khống chế cỏ dại. Phương thức này được đánh giá là thành công ở vùng thấp.
Tuy nhiên, khi xuất hiện cơ giới hoá trong khai thác, quá trình này đã làm tăng tổn hại cho những cây còn lại. Đồng thời, do nhu cầu về gỗ của Malaysia ngày càng cao dẫn đến yêu cầu về khai thác rừng mạnh lên và đơn điệu hơn. Trong một số năm gần đây, đất rừng vùng thấp được chuyển sang mục tiêu sử dụng đất khác nêm MUS được mở rộng tới những rừng cây họ Dầu ở trên núi cao hơn (Buschbacher, 1990). Tại những vùng này MUS không thành công vì một số lý do: n 8 - Địa hình, địa thế khó khăn.