Luận văn: Nghiên cứu tái sinh tự nhiên rừng thứ sinh tại Văn Bàn, Lào Cai

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu cấu trúc, tái sinh tự nhiên của rừng thứ sinh tại Văn Bàn, Lào Cai. Đề xuất các giải pháp lâm sinh xúc tiến tái sinh rừng.

• Tác giả: Trần Quang Đại
• Người hướng dẫn: Hoàng Văn Thắng
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lâm học
• Đề tài: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của một số trạng thái rừng thứ sinh tại Công ty TNHH MTV Văn Bàn, tỉnh Lào Cai
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sĩ Lâm nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Khái niệm và tầm quan trọng của tái sinh tự nhiên rừng thứ sinh

Tái sinh tự nhiên rừng thứ sinh là quá trình phục hồi tự nhiên của các hệ sinh thái rừng sau khi bị tàn phá hoặc khai thác. Tại Lào Cai, rừng thứ sinh đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong bảo vệ môi trường, cân bằng sinh thái và duy trì đa dạng sinh học. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của rừng thứ sinh giúp hiểu rõ hơn về khả năng tự phục hồi của rừng. Quá trình này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị thực tiễn cao trong quản lý và bảo tồn tài nguyên rừng. Tái sinh tự nhiên là giải pháp bền vững, giúp giảm chi phí đầu tư so với trồng rừng nhân tạo, đồng thời tạo ra các hệ sinh thái giàu đa dạng và ổn định hơn cho các khu vực như xã Liêm Phú và xã Dương Quỳ.

1.1. Định nghĩa rừng thứ sinh và đặc điểm của nó

Rừng thứ sinh là những rừng phát triển tự nhiên trên các diện tích từng bị tàn phá hoặc khai thác. Tại Lào Cai, rừng thứ sinh thường có cấu trúc phức tạp với nhiều tầng cây khác nhau. Chúng được đặc trưng bởi tổ thành loài đa dạng, bao gồm cây gỗ lớn, cây tầng trung và thảm thực vật phong phú. Sự phát triển tự nhiên này tạo nên mật độ cây và cấu trúc tầng độc đáo, phản ánh quá trình thích nghi với điều kiện khí hậu địa phương.

1.2. Ý nghĩa bảo vệ môi trường và sinh thái

Tái sinh tự nhiên rừng có tác dụng bảo vệ môi trường xung quanh, ngăn chặn xói mòn đất, điều tiết chu trình nước và duy trì độ ẩm trong không khí. Các tầng cây tái sinh phong phú góp phần duy trì đa dạng sinh học, cung cấp nơi cư trú cho các loài động vật hoang dã. Ngoài ra, rừng thứ sinh là bộ lọc tự nhiên, giúp cải thiện chất lượng không khí và nước trong khu vực Lào Cai và các tỉnh lân cận.

II. Cấu trúc rừng thứ sinh tại Lào Cai

Nghiên cứu cấu trúc cây gỗ tại các khu vực xã Liêm Phú và xã Dương Quỳ cho thấy rừng thứ sinh ở Lào Cai có một cấu trúc tầng rất đặc biệt. Tầng cây gỗ được phân thành nhiều cấp chiều cao, từ cây tầng trên với những cây lớn đến tầng dưới với cây nhỏ và tái sinh. Các chỉ số như IVI (Important Value Index) được sử dụng để đánh giá tầm quan trọng của từng loài trong tổ thành rừng. Đặc điểm cấu trúc này phản ánh quá trình phát triển tự nhiên lâu dài của rừng, với sự tham gia của nhiều loài cây khác nhau. Hiểu rõ cấu trúc rừng thứ sinh giúp xây dựng những chiến lược quản lý rừng hiệu quả và bền vững hơn.

2.1. Phân tầng cây gỗ và tổ thành loài

Cấu trúc tầng cây tại Liêm Phú và Dương Quỳ bao gồm tầng trên với cây gỗ lớn như pơ mu, tầng trung có cây gỗ vừa, và tầng dưới với thảm thực vật. Tổ thành loài khác nhau giữa hai địa điểm do điều kiện độ cao và khí hậu riêng. Công thức tổ thành được biểu diễn theo IVI%, giúp xác định loài chiếm ưu thế và vai trò của chúng trong cấu trúc tổng thể.

2.2. Mật độ cây và phân bố theo chiều cao

Mật độ cây tái sinh ở Lào Cai dao động tùy theo cấp chiều cao và điều kiện sinh trưởng. Phân bố cây theo từng lớp chiều cao cho thấy sự cạnh tranh tự nhiên và thích nghi của các loài. Những cây có triển vọng cao sẽ tiếp tục phát triển lên tầng trên, trong khi những cây tái sinh yếu sẽ bị loại ra hoặc chịu áp lực từ các cây khác.

III. Khả năng và tiềm năng tái sinh tự nhiên

Tái sinh tự nhiên rừng thứ sinh ở Lào Cai cho thấy khả năng phục hồi đáng khích lệ nếu có sự quản lý phù hợp. Các nghiên cứu tại Công ty TNHH MTV Văn Bàn đã ghi nhận rằng cây tái sinh có triển vọng chiếm một tỷ lệ đáng kể, cho thấy rừng có thể tự phục hồi một cách tự nhiên. Đánh giá tỷ lệ cây tái sinh giúp xác định những loài nào có khả năng trở thành thành phần chính của rừng trong tương lai. Tuy nhiên, để tối ưu hóa quá trình tái sinh tự nhiên, cần có những giải pháp lâm sinh thích hợp, bao gồm loại bỏ cây cạnh tranh, bảo vệ tái sinh khỏi thú ăn cỏ, và tạo điều kiện ánh sáng phù hợp.

3.1. Đánh giá tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng

Tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng tại Liêm Phú và Dương Quỳ được xác định dựa trên chiều cao, sức khỏe và khả năng cạnh tranh của chúng. Cây tái sinh có triển vọng là những cây có thể phát triển thành cây gỗ có giá trị cao. Việc đánh giá này rất quan trọng để lập kế hoạch quản lý rừng dài hạn và xác định những cây cần được bảo vệ đặc biệt.

3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tái sinh rừng

Tái sinh tự nhiên bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như ánh sáng, độ ẩm, chất lượng đất và áp lực từ động vật. Thảm thực vật cạnh tranh cũng là rào cản đối với tái sinh cây gỗ. Để tăng cường khả năng tái sinh, cần loại bỏ lớp thảm thực vật dày, giảm mật độ cây cạnh tranh, và bảo vệ cây tái sinh từ trong giai đoạn non yếu.

IV. Giải pháp xúc tiến tái sinh và quản lý rừng bền vững

Để xúc tiến tái sinh tự nhiên rừng thứ sinh ở Lào Cai, cần áp dụng những giải pháp lâm sinh khoa học và phù hợp với điều kiện địa phương. Quản lý rừng bền vững không chỉ nhằm tối đa hóa sản lượng mà còn duy trì sức khỏe của hệ sinh thái. Các biện pháp cụ thể bao gồm loại bỏ cây cạnh tranh, tạo điều kiện ánh sáng cho tái sinh, bảo vệ tái sinh khỏi thú ăn cỏ, và theo dõi phát triển định kỳ. Sự kết hợp giữa tái sinh tự nhiên với các can thiệp lâm sinh thích hợp sẽ tạo ra rừng có cấu trúc ổn định, đa dạng sinh học cao, và có khả năng cung cấp các dịch vụ sinh thái quan trọng.

4.1. Các biện pháp lâm sinh cơ bản

Giải pháp lâm sinh bao gồm cải tạo thảm thực vật bằng cách loại bỏ các loài cạnh tranh, tạo khoảng trống ánh sáng để kích thích tái sinh, và bảo vệ cây tái sinh khỏi các mối đe dọa. Can thiệp lâm sinh nên được thực hiện có chọn lọc, nhằm hỗ trợ quá trình tái sinh tự nhiên mà không làm gián đoạn sự cân bằng sinh thái. Những biện pháp này đã được áp dụng thành công tại nhiều khu vực.

4.2. Chiến lược quản lý dài hạn và bền vững

Quản lý rừng bền vững đòi hỏi sự kết hợp giữa bảo vệ rừng, tăng cường tái sinh, và sử dụng hợp lý tài nguyên rừng. Cần lập những kế hoạch quản lý chi tiết, dựa trên đánh giá cấu trúc rừng thường xuyên và giám sát tái sinh. Sự tham gia của cộng đồng địa phương, chính quyền địa phương và các nhà quản lý rừng là yếu tố quan trọng để thành công.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU Cấu trúc rừng là sự sắp xếp có tính quy luật của tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng trong không gian và thời gian. Cấu trúc rừng biểu hiện quan hệ sinh thái giữa thực vật rừng với nhau và với các nhân tố môi trường xung quanh gồm: Cấu trúc sinh thái tạo thành loài cây, dạng sống, tầng phiến; cấu trúc hình thái tầng tán rừng; cấu trúc đứng; cấu trúc theo mặt phẳng ngang (mật độ và dạng phân bố cây trong quần thể); cấu trúc theo thời gian (theo tuổi). Cấu trúc rừng phản ánh điều kiện sinh thái.

Cụ thể: Những nơi có điều kiện môi trường khắc nghiệt, cấu trúc rừng đơn giản chỉ gồm những loài cây chống chịu được môi trường đó. Nơi có môi trường thuận lợi, cấu trúc rừng phức tạp và gồm nhiều loài cạnh tranh, có phần cộng sinh, ký sinh (các loại rêu, địa y…). Vùng ôn đới, cấu trúc rừng thường là thuần loài, đều tuổi, một tầng, rụng lá. Vùng nhiệt đới như Việt Nam, cấu trúc rừng tự nhiên điển hình là rừng hỗn loài, nhiều tầng, thường xanh quanh năm.

Ngay trong một khu vực nhất định như ở sườn đồi, đỉnh đồi và ven khe suối cạn cũng có những kiểu thảm thực vật khác nhau. Thậm chí trong một kiểu thảm thực vật (cùng một trạng thái rừng) thì đặc điểm cấu trúc, khả năng tái sinh, mật độ cây rừng và phân bố số loài cây tại vị trí này cũng có thể hoàn toàn khác so với vị trí khác. Điều đó đã nói lên cây rừng chịu ảnh hưởng sâu sắc của điều kiện sinh thái. Theo ITTO (tổ chức gỗ nhiệt đới quốc tế), Quản lý rừng bền vững là quá trình quản lý những lâm phần ổn định nhằm đạt được một hoặc nhiều hơn những mục tiêu quản lý rừng đã đề ra một cách rõ ràng, như đảm bảo sản xuất liên tục những sản phẩm và dịch vụ mong muốn mà không làm giảm đáng kể những giá trị di truyền và năng suất tương lai của rừng và không gây ra những tác động không mong muốn đối với môi trường tự nhiên và xã hội.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 5 Luận điểm cơ bản của kinh doanh rừng, bảo vệ, bảo tồn rừng nhiệt đới là xây dựng cho được một cấu trúc hợp lý nhất có năng suất, chất lượng cao và ổn định nhất; nghiên cứu cấu trúc rừng là nhằm hiểu rõ các quy luật tự nhiên quá trình diễn thế, sinh trưởng và phát triển rừng theo không gian và thời gian. Tình hình nghiên cứu cấu trúc rừng trên thế giới Nghiên cứu cấu trúc rừng đã được các nhà lâm nghiệp trên thế giới nghiên cứu bằng nhiều phương pháp khác nhau để đáp ứng cho một mục tiêu nào đó. Tuy nhiên, đúc kết lại có hai hướng chính để mô tả cấu trúc rừng là theo định tính và định lượng. Nghiên cứu cấu trúc rừng theo định tính Theo Nguyễn Văn Trương (1983) thì từ P.

W Richards, Thái Văn Trừng đến M.Rollet việc nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên nhiệt đới vẫn dừng lại ở dạng vẽ phẫu đồ đứng. Qua phương pháp đó, các tác giả đã cố gắng đem lại cho người đọc một hình tượng đặc sắc của cấu trúc đứng. Phương pháp này tỏ ra hiệu quả, sử dụng rộng rải cho đến nay. Nhưng phương pháp này chưa làm sáng tỏ tính quy luật của nó.

Cũng cùng quan điểm này P.W Richards (1952) cho rằng “quần xã thực vật gồm những loài cây có hình dạng khác nhau, dạng sống khác nhau nhưng tạo ra một hoàn cảnh sinh thái nhất định và có một cấu trúc bên ngoài và được sắp xếp một cách tự nhiên và hợp lý trong không gian”. Theo ông cách sắp xếp được xem xét theo hướng thẳng đứng và hướng nằm ngang. Từ cách sắp xếp này có thể phân biệt các quần xã thực vật khác và có thể mô tả bằng các biểu đồ. Phương pháp này có thể nhận diện nhanh một kiểu rừng qua các biểu đồ mặt cắt.

Trên cơ sở này, các nhà lâm sinh có thể lựa chọn các biện pháp kỹ thuật để điều chỉnh mật độ cây rừng nhằm đưa rừng phát triển ổn định. N Baur (1964), rừng mưa là một quần xã kín tán, bao gồm những cây gỗ về căn bản là ưa ẩm, thường xanh, có lá rộng, với hai tầng cây gỗ và cây bụi hoặc nhiều hơn nữa, cùng các tầng phiến có dạng sống khác nhau-cây bò leo và thực vật phụ sinh. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 6 Điều này nói lên rừng mưa nhiệt đới có những đặc trưng nhất định về loài cây gỗ chịu ẩm, nhiều tầng tán và các dạng sống khác rất phức tạp trong một kiểu rừng. Odum (1971) đã phân chia sinh thái học thực vật thành sinh thái học cá thể và sinh thái học quần thể.

Sinh thái học cá thể nghiên cứu từng cá thể sinh vật hoặc từng loài. Trong đó chu kỳ sống và tập tính cũng như khả năng thích nghi với môi trường được đặc biệt chú ý. Ngoài ra mối quan hệ giữa yếu tố sinh thái, sinh trưởng có thể định hướng bằng các phương pháp toán học thường được mô phỏng, phản ánh các đặc điểm quy luật tương quan phức tạp trong tự nhiên. Khi đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng G.Kraft (1884) đã chia cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp sinh trưởng hoặc cấp “ưu thế” và cấp “chèn ép”.Kraft sử dụng là: Vị trí tán cây trong tán rừng (chiều cao), độ lớn và hình dạng tán lá, khả năng ra hoa, tình trạng sinh lực…Mỗi chỉ tiêu có một hệ thống tiêu chuẩn để nhận biết và đánh giá (Stephen và ctv, 1986).

Phương pháp này phản ánh được tình hình phân hóa cây rừng rõ ràng trong các lớp không gian, chiều cao của các cấp so với chiều cao trung bình. Nhưng giải pháp này chỉ áp dụng cho rừng trồng đồng tuổi có sự cạnh tranh về không gian dinh dưỡng ở cùng loài cây, cùng tuổi. Rừng tự nhiên có cấu trúc phức tạp có nhiều thế hệ tuổi khác nhau nên khó áp dụng. Như vậy, các nhà lâm học nêu trên khi mô tả, nhận xét, đánh giá cấu trúc rừng đều mang tính định tính để nhận biết về kiểu rừng.

Từ đó, khuyến cáo các nhà lâm học đều có biện pháp tác động thích hợp để nâng cao năng xuất rừng. Cấu trúc rừng theo định lượng Với sự phát triển của khoa học công nghệ thông tin, tin học đóng vai trò quan trọng và hỗ trợ nhiều cho các nhà nghiên cứu trong thống kê toán học và mô hình hóa cấu rừng; xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra rừng. Các công trình nghiên cứu nhiều nhất là nghiên cứu cấu trúc về không gian và thời gian của rừng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.

Nghiên cứu quy luật phân bố Theo Meryer đã xây dựng rừng chuẩn với phương trình hồi quy để tính toán cho chu kỳ khai thác ổn định số cây và cấp đường kính; P.W Richards trong quyển “Rừng mưa nhiệt đới” cũng đề cập đến phân bố số cây theo cấp kính, ông cho đó là một phân bố đặc trưng của rừng tự nhiên hỗn loại. Trong quyển “hệ sinh thái rừng nhiệt đới” mà FAO xuất bản gần đây tác giả cũng xét phân bố số cây theo các cấp đường kính. Theo quan điểm của Richards, Wenk đã nghiên cứu thân cây theo kích cỡ và đồng hóa với một số dạng phân bố lý thuyết để sử dụng trong tính toán quy hoạch rừng, Rollet đã dành một chương quan trọng để xác lập phương trình hồi quy số cây - đường kính (Nguyễn Văn Trương, 1983). Các tác giả này đã xây dựng được các phương trình hồi quy cho các kiểu rừng khác nhau (số cây theo đường kính).

Từ các nhân tố điều tra có thể suy ra được các biến khác thông qua tương quan hồi quy. Đây là cơ sở quan trọng để ứng dụng trong điều chế rừng góp phần tìm ra một số kết luận bổ ích cho công tác lâm sinh hướng vào mục tiêu xây dựng và nâng cao vốn rừng về lượng và chất. Schumarcher và Coil, T. (1960) đã sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính loài.

Bên cạnh đó các hàm Meyer, Hyperbol, hàm mũ, Peason, Poisson.cũng đã được nhiều tác giả sử dụng để mô hình hoá cấu trúc rừng. Phân bố cây rừng tư nhiên mà ông xác định đã được kiểm chứng ở rất nhiều nơi trên thế giới. Đó là phân bố số cây theo đường kính của rừng tự nhiên có một đỉnh lệch trái. Số cây tập trung nhiều ở cấp đường kính nhỏ do có nhiều loài cây khác nhau và nhiều thế hệ cùng tồn tại trong kiểu rừng.

Nếu xét về một loài cây, do đặc tính sinh thái nên lớp cây kế cận (cây nhỏ) bao giờ cũng nhiều hơn các lớp cây lớn do quy luật cạnh tranh không gian dinh dưỡng và đào thải tự nhiên; những nơi thuận lợi trong rừng cây mới vươn lên để tồn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 8 tại và phát triển. Còn phân bố số cây theo cấp chiều cao, rừng tự nhiên thường có quy luật nhiều đỉnh do có nhiều thế hệ cùng tồn tại và đặc tính di truyền của một số loài cây rừng chỉ lớn đến một kích cỡ nhất định nào đó sẽ không lớn nữa. Đồng thời, việc phân bố nhiều đỉnh cũng là kết quả của việc khai thác chọn không đúng quy tắc để lại. Nghiên cứu về khả năng tái sinh Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố.

Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây con và tầng cây gỗ đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (P. Do tính phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài cây có giá trị nên trong thực tiễn người ta chỉ khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định. Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng tự nhiên vô cùng phức tạp và còn ít được quan tâm nghiên cứu. Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng ít nhiều đã bị biến đổi J.

Van Steenis (1965) đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là tái sinh phân tán liên tục của các loài cây chịu bóng và tái sinh vệt của các loài cây ưa sáng.