ĐẶT VẤN ĐỀ Theo thống kê của bộ NN&PTNT [15] tính đến ngày 31/12/2016, cả nƣớc có 14. Trong đó: diện tích rừng tự nhiên là 10.141 ha; rừng trồng: 4. Diện tích rừng đủ tiêu chu n để tính độ che phủ cả nƣớc là 13.934 ha, độ che phủ tƣơng ứng là 41,19%. Nhƣ vậy so với năm 2009 th diện tích rừng có tăng năm 2009 Việt Nam có 13,1 triệu ha rừng trong đó rừng tự nhiên chiếm 10,3 triệu ha còn 2,8 triệu ha là rừng trồng).
Tuy diện tích rừng có tăng nhƣng chất lƣợng rừng lại giảm, tiêu biểu nhƣ diện tích rừng tự nhiên giảm, diện tích rừng trồng tăng. Rừng nghèo tăng, trữ lƣợng rừng giàu giảm mạnh, mà nguyên nhân là do sự khai thác và s dụng nguồn tài nguyên chƣa hợp lý. Nghiên cứu cấu trúc rừng là một trong những nhiệm vụ quan trọng của các nhà Lâm học. Nắm đƣợc các đặc điểm cấu trúc, các nhà Lâm học có thể chủ động trong việc lập các kế hoạch, những biện pháp phù hợp để có thể bảo tồn và phát triển tính đa dạng sinh học.
Vì vậy để bảo vệ rừng tốt cần có sự cân bằng tốt về cấu trúc rừng và để làm đƣợc điều đó th việc không thể thiếu là nghiên cứu về “cấu trúc rừng”. Xã Hạnh Lâm thuộc huyện Thanh Chƣơng tỉnh Nghệ An, là một xã thuộc khu vực vùng núi giáp biên giới Việt - Lào, có diện tích rừng chiếm 70% diện tích toàn xã. Tuy nhiên trong những năm gần đây rừng ngày càng bị khai thác cạn kiệt dẫn đến cấu trúc bị tác động mạnh, tính đa dạng sinh học ngày càng suy giảm nghiêm trọng. Vì vậy cần có hƣớng nghiên cứu khôi phục lại cấu trúc rừng bằng các biện pháp k thuật lâm sinh phù hợp nhằm khôi phục lại rừng đồng thời cũng bảo tồn đƣợc tính đa dạng sinh học của rừng nơi đây cũng là nhiệm vụ quan trọng.
Từ thực tế đó tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của một số trạng thái rừng tự nhiên làm cơ sở đề xuất các giải pháp phục hồi rừng tại xã Hạnh Lâm – huyện Thanh Chƣơng – tỉnh Nghệ An” 1 PHẦN I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Cấu trúc rừng tự nhiên đã đƣợc nhiều tác giả trong và ngoài nƣớc nghiên cứu từ những năm đầu của thế kỷ XX. Các nhà nghiên cứu đều quan tâm đến xây dựng một cấu trúc tối ƣu, tận dụng triệt để không gian dinh dƣỡng tạo điều kiện cho cây rừng sinh trƣởng và phát triển tốt nhất.1: Trên thế giới 1.1: Nghiên cứu phân loại trạng thái rừng Phân loại trạng thái rừng là công việc hết sức cần thiết trong kinh doanh rừng tự nhiên. Tùy theo điều kiện lập địa, hiện trạng thảm thực vật mà các nhà khoa học đã phân thành các loại trạng thái khác nhau.W(1952) [14] đã nghiên cứu cấu trúc rừng mƣa nhiệt đới về mặt hình thái. Theo tác giả, đặc điểm nổi bật của rừng mƣa nhiệt đới là tuyệt đại bộ phận thực vật đều thuộc thân gỗ.
Ông đã chia rừng mƣa nhiệt đới ở Nigeria thành 6 tầng dựa trên các dạng sống, tầng phiến, tầng thứ, … 1.2: Nghiên cứu cấu trúc tầng cây cao Cơ sở sinh thái học của cấu trúc rừng là hình thức biểu hiện bên ngoài của những mỗi quan hệ qua lại bên trong giữa thực vật rừng với nhau và giữa chúng với môi trƣờng sống, là một khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp, tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần xã thực vật theo không gian và thời gian. Trên quan điểm sinh thái, cấu trúc chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng. Đã có nhiều nhà khoa học lâm nghiệp nghiên cứu về vấn đề này, tiêu biểu là Baur. Qua đó đã làm sáng tỏ khái niệm hệ sinh thái rừng, đây là cơ sở nghiên cứu các nhân tố cấu trúc đứng trên quan điểm sinh học.
Cấu trúc mật độ: Mật độ là chỉ tiêu phản ánh mức độ che phủ của tán cây trên diện tích rừng (Every, TE., 1975) hoặc chỉ tiêu mức độ lợi dụng lập địa của các cây trong lâm phần (Hussch, B. 2 Cấu trúc tổ thành: Tổ thành là một nhân tố quan trọng, biểu thị mức độ xuất hiện của các loài cây khác nhau.W (1952) [14] đã nghiên cứu cấu trúc tổ thành loài cây của rừng mƣa. Tổ thành càng phong phú càng thấy rõ đƣợc mức độ phức tạp của cấu trúc rừng, đặc biệt là rừng tự nhiên. Nhiều phƣơng thức lâm sinh ra đời và đƣợc thực nghiệm ở nhiều nơi trên thế giới, nhƣ phƣơng thức chặt tái sinh (RIF, 1992) phƣơng thức rừng đều tuổi ở Malysia (MUS, 1945).
Cấu trúc tầng thứ: Cấu trúc tầng thứ và độ tàn che đƣợc nhiều tác giả nghiên cứu, từ đó làm cơ sở điều chỉnh mật độ và tầng thứ nhằm tận dụng tối đa không gian dinh dƣỡng, sức sản xuất của lập địa. Có nhiều ý kiến khác nhau về cấu trúc tầng thứ, hầu hết các tác giả cho rằng rừng lá rộng thƣờng xanh có từ 3 - 5 tầng, tuy nhiên cũng có một số tác giả cho rằng ở kiểu rừng này chỉ có một tầng cây gỗ. Richards (1939) đã phân chia rừng ở Nigeria thành 6 tầng với các giới hạn chiều cao là: 6-12m, 24-30m, 30- 36m, 36-42m. Sau này Richard phân rừng ở Sarawk thành 3 tầng cây gỗ với giới hạn chiều cao là 8m, 18m và 34m và tầng cây bụi, có hay không có tầng cỏ dƣới tán rừng.
Walton, Myatt Smith (1955) đã phân chia rừng ở Malaysia thành 5 tầng: tầng trội, tầng chính, tầng dƣới tán, tầng cây bụi và tầng cỏ quyết với giới hạn chỉ rõ Taylor (1960), Gerad 1960), Myatt Smith 1963) cũng chia rừng ở Kinshara – Conggo, ở Malaisia thành 3-5 tầng với các chiều cao giới hạn chƣa rõ. Oltaman (1972) chia rừng thành 3 tầng: tầng cây bụi, tầng cây gỗ và tầng cây gỗ lớn. Hầu hết các tác giả khi nghiên cứu tầng thứ đều nhắc đến sự phân tầng trong lâm phần nhƣng mới dừng lại ở mức độ định tính, việc phân chia các tầng chiều cao mang tính chất cơ giới, chƣa phản ánh đƣợc sự phân tầng phức tạp của rừng mƣa nhiệt đới.3: Những nghiên cứu về định lƣợng cấu trúc rừng Nghiên cứu cấu trúc theo phƣơng pháp định lƣợng bằng các mô hình toán học đã đƣợc nhiều nhà khoa học áp dụng. Meyer (1934) mô tả phân bố N/D1.3 bằng phƣơng tr nh toán học có dạng đƣờng cong liên tục và đƣợc gọi là phƣơng tr nh Meyer hay hàm Meyer.
1971), alley 1973) đã s dụng hàm Weibull để mô hình hóa cấu trúc đƣờng kính thân cây loài thông. Balley (1973) [10] và nhiều tác giả dùng hàm Hyperbol, hàm Poison, hàm logarit chu n, họ đƣờng cong Pearson, hàm Weibull … để mô hình hóa phân bố N/D1.(1979) và 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. Phƣơng pháp kinh điển nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên là vẽ các trắc đồ đứng với các kích thƣớc khác nhau tùy theo mục đích nghiên cứu.1: Nghiên cứu về phân bố số cây theo đƣờng kính Phân bố số cây theo cỡ kính là quy luật cấu trúc cơ bản nhất của lâm phần. Vì vậy, khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần ngƣời ta không thể không nghiên cứu quy luật này.
Meyer (1943) đã mô tả phân bố N/D bằng phƣơng trình toán học có dạng đƣờng cong giảm liên tục và đƣợc gọi là phƣơng tr nh Meyer hay hàm Meyer. Nasnubd (1936) đã dùng phƣơng pháp giải tích để xác lập phân bố Charlier kiểu A đối với phân bố N/D của các lâm phần thuần loài đều tuổi. Balley (1973) [10] định lƣợng phân bố số cây theo đƣờng kính bằng hàm Weibull. Ngoài ra, nhiều tác giả khác nhƣ: Prodan.
Đã s dụng các hàm Hyperbol, Poison Logrir chu n, … để mô tả phân bố N/D.2: Nghiên cứu về phân bố số cây theo chiều cao Hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng đều dựa vào phân bố số cây theo chiều cao N H). Trong đó, phƣơng pháp kinh điển là vẽ các trắc đồ đứng. Các trắc đồ đứng cho chúng ta cái nhìn trực quan và khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều 4 thẳng đứng.Richards và Rollet là hai tác giả điển hình trong việc ứng dụng phƣơng pháp này. Nghiên cứu về tƣơng quan giữa chiều cao vút ngọn và đƣờng kính ngang ngực Theo kết quả nghiên cứu của các nhà lâm nghiệp trên thế giới, trong lâm phần giữa H và D luôn tồn tại mối tƣơng quan nhất định, tùy vào từng lâm phần mà mức độ chặt chẽ của các tƣơng quan khác nhau.
Các công tr nh nghiên cứu của các tác giả đã cho thấy: đƣờng cong biều thị tƣơng quan H có thể thay đổi hình dạng và luôn dịch lên phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên. M và Chaustov nghiên cứu tƣơng quan giữa đƣờng kính và chiều cao của loài thông theo cấp đất và tuổi bằng phƣơng pháp biều đồ. Nghiên cứu về tƣơng quan giữa đƣờng kính tán với đƣờng kính ngang ngực Tán cây là căn cứ quan trọng để ác định không gian dinh dƣỡng, xác định mật độ tối ƣu, qua đó ác định hệ số khép tán và thời điểm tỉa thƣa. Các tác giả: Feree, Zieger, Willingham, … đều khẳng định giữa đƣờng kính tán và đƣờng kính ngang ngực có mỗi quan hệ mật thiết với nhau theo đƣờng tuyến tính.
Nghiên cứu về tái sinh rừng Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh thái rừng đƣợc ác định bởi các mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lƣợng cây con, đặc điểm phân bố. Sự tƣơng đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớn cây con và tầng cây gỗ đã đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm. Do tính phức tạp về tổ thành loài cây có ý nghĩa nhất định.W (1952) [14] qua tổng kết nghiên cứu tái sinh trên các ô dạng bảng và phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới, đã kết luận cây tái sinh có dạng phân bố cụm, một số có dạng phân bố Poisson.J (1956) đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến ở rừng mƣa nhiệt đới: Tái sinh phân tán liên tục của loài cây chụi bóng và tái sinh vệt của loài cây ƣa sáng.H 1969) căn cứ vào nhu cầu ánh 5 sáng của các loài cây trong suốt quá trình sống để phân chia cây rừng nhiệt đới thành các nhóm cây ƣa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng.
