Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1. Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật trồng rừng phòng hộ Biện pháp kỹ thuật trồng rừng phòng hộ là chủ đề rất được các nhà nghiên cứu trên thế giới quan tâm. Các lĩnh vực chủ yếu được các tác giả thực hiện như lựa chọn loài cây trồng rừng phòng hộ, biện pháp kỹ thuật lâm sinh trong trồng rừng phòng hộ, xây dựng kết cấu đai rừng phòng hộ.Hầu hết các công trình nghiên cứu của các tác giả trên thế giới đã công bố đều cho thấy, rừng hỗn loài do có kết cấu nhiều tầng tán nên đã phát huy tác dụng bảo vệ và phòng hộ tốt hơn kiểu rừng thuần loài.
Vì vậy, nghiên cứu tạo rừng hỗn loài nhiều tầng nhằm tăng cường hiệu quả phòng hộ của rừng đã được một số nước trên thế giới quan tâm, đáng chú ý là các nghiên cứu sau: Khi nghiên cứu về cấu trúc tầng tán của lâm phần hỗn loài tác giả Bernar Dupuy (1995) [51], thấy rằng kết cấu tầng tán của rừng trồng hỗn loài phụ thuộc vào đặc tính sinh trưởng và tính hợp quần của các loài cây trong lâm phần. Điều này cho thấy để tạo được các mô hình rừng trồng hỗn loài có cấu trúc hợp lý, tận dụng được tối đa không gian dinh dưỡng và phát huy khả năng phòng hộ của rừng thì cần phải dựa vào đặc tính sinh trưởng cũng như 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 phòng hộ hỗn loài. Kết quả nghiên cứu về rừng trồng hỗn loài của nhiều tác giả trên thế giới 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.
Kolexnitsenko (1977) [35] khi nghiên cứu về sự phối hợp giữa các loài cây gỗ trong trồng rừng hỗn loài đã đúc kết được 5 nguyên tắc lựa chọn loài cây LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 trồng, đó là: + Nguyên tắc kinh nghiệm. + Nguyên tắc kiểu lâm hình học. + Nguyên tắc lý sinh. + Nguyên tắc sinh vật dinh dưỡng.
+ Nguyên tắc cảm nhiễm tương hỗ. Có thể nói đây là những nguyên tắc rất cơ bản và tương đối toàn diện về các lĩnh vực của rừng trồng hỗn loài. Để xây dựng thành công các mô hình rừng trồng hỗn loài cần phải dựa vào 5 nguyên tắc trên, trong đó nguyên tắc cảm nhiễm tương hỗ là rất quan trọng và phải cần có thời gian dài nghiên cứu. Nhìn chung, các nguyên tắc này phản ánh được mối quan hệ bên trong và có tính chi phối tới sự tồn tại và sinh trưởng của các loài.
Sự phân loại theo đặc điểm hoạt hóa của chúng như kích thích, ức chế hoặc 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 tác giả Kolexnitsenko đã đề nghị mật độ loài cây trồng chính trong mô hình trồng rừng hỗn loài không nên ít hơn 50%, loài cây hoạt hoá không quá 30 - 40%, loài cây ức chế không quá 10 - 20% trong tổng các loài cây trong mô hình[35]. Việc tạo lập các loài cây hỗ trợ ban đầu cho cây trồng phòng hộ chính trước khi xây dựng các mô hình rừng trồng hỗn loài và nhanh phát huy giá trị phòng hộ là rất cần thiết. 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. 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 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.
Do hiểu biết về yêu cầu sinh thái của các loài cây rừng mưa còn nghèo nàn nên các tác giả Rod Keenan, David Lamb, Gary Sexton khi xây dựng rừng trồng hỗn loài (giai đoạn 1945 - 1995) đã gặp nhiều khó khăn trong việc bố trí và điều chỉnh các mô hình rừng trồng hỗn loài theo quá trình sinh trưởng của chúng. Vì vậy, mô hình rừng trồng hỗn loài đã không được thành công như mong muốn. Nghiên cứu về rừng trồng hỗn loài đã được các nước châu Âu tiến hành từ những năm đầu thế kỷ XIX. 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).
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. Việc xác định đủ diện tích trồng rừng phòng hộ cần thiết để phát huy tác dụng phòng hộ môi trường như bảo vệ đất, phòng chống xói mòn cũng được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Ở Liên Xô và Trung Quốc thường dùng công thức để xác định diện tích rừng chống xói mòn ở đất dốc là: F = h A K1 P K2 ** với F là diện tích rừng bảo vệ dốc (ha), A là diện tích bậc thang mà diện tích rừng bảo vệ dốc phải phòng chống xói mòn (ha), P là diện tích đồng cỏ mà diện tích rừng bảo vệ dốc phải phòng chống xói mòn (ha); K1 là độ dày tầng nước mặt lớn nhất của dòng nước mặt sản sinh ra trên mỗi ha ruộng bậc thang (mm/phút); K2 là độ dầy tầng nước mặt lớn nhất của dòng nước mặt sản sinh ra trên mỗi ha đồng cỏ (mm/phút) và h là sức hút nước của đất rừng (mm/phút) [44].
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Ở Malaysia, năm 1999 trong dự án xây dựng rừng phòng hộ nhiều tầng đã giới thiệu cách thiết lập mô hình trồng rừng hỗn loại trên 3 đối tượng: rừng tự nhiên, rừng Acacia mangium 10 - 15 tuổi và 2 - 3 tuổi. Dự án đã sử dụng 23 loài cây bản địa có giá trị, trồng theo mở băng rộng 30m trong rừng tự nhiên, trồng 6 hàng cây. Trong rừng Acacia mangium mở băng 10m trồng 3 hàng cây, băng 20m trồng 7 hàng cây, băng 40m trồng 15 hàng cây với 14 loài. Khối B chặt 1 hàng keo trồng 1 hàng, chặt 2 hàng trồng 2 hàng, chặt 4 hàng trồng 4 hàng,…Trồng 3 loài 6 sau khi chặt 5 năm, trồng 7 loài sau khi chặt 7 năm.
Trong 14 loài cây trồng trong khối A, có 3 loài S. leprosula sinh trưởng chiều cao và đường kính tốt nhất. Tỷ lệ sống không khác biệt, sinh trưởng chiều cao cây trồng tốt ở băng 10m và băng 40m. Băng 20m không thoả mãn điều kiện sinh trưởng chiều cao.
Khối B có tỷ lệ sống, sinh trưởng chiều cao tốt khi trồng 1 hàng; sinh trưởng đường kính tốt cho công thức trồng 6 và 16 hàng [53]. Biện pháp kỹ thuật xây dựng rừng phòng hộ ven biển cũng được quan tâm nghiên cứu. Các công trình nghiên cứu của V. A Timiriazep (1983, 1909, 1911) đều cho rằng trên các hoang mạc muốn cải thiện tiểu khí hậu và cải tạo đất phải trồng rừng phòng hộ thành các hệ thống đai theo mạng lưới ô vuông, có kết cấu kín, có hỗn giao nhiều tầng.
Những nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật điều chỉnh các lâm phần rừng trồng phòng hộ hỗn loài theo quá trình sinh trưởng các tác giả Ball, Wormald và Russo (1994) đã tác động vào các lâm phần rừng trồng hỗn loài thông qua việc giảm bớt sự cạnh tranh giữa các loài cây. Kết quả cho thấy sau khi được tác động các biện pháp tỉa cành, tỉa thưa các loài cây mục đích đã được được tạo điều kiện thuận lợi để sinh trưởng phát triển tốt hơn. Nghiên cứu đánh giá các mô hình rừng phòng hộ 1. Nghiên cứu đánh giá các mô hình rừng phòng hộ vùng đồi núi Hiệu quả phòng hộ của đai rừng cũng rất được chú ý.
Các kết quả LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 nghiên cứu đều khẳng định vai trò to lớn của các đai rừng để phòng hộ và cải thiện điều kiện canh tác. Theo Zheng Haishui (1996), một đai rừng có chiều rộng 100 m mỗi năm có khả năng cố định được 124 - 223 m3 cát. Ở thành phố Zhanjiang 20.000 ha các đụn cát di động và bán di động đã được cố định bởi các đai rừng và kết quả hàng ngàn ha đất nông nghiệp được phục hồi [85]. Liễu sam (Crytomeria japonica) là một trong những loài cây bản địa của Nhật Bản, nó được trồng bằng cây hom từ thế kỷ XV.
Vào năm 1987, Nhật Bản đã sản xuất được 49 triệu cây hom loài cây này phục vụ trồng rừng. Bằng phương pháp vòng chọn lọc liên tục lặp lại từ khâu khảo nghiệm, chọn lọc, kết quả gây trồng và tiếp tục chọn lọc, cho tới nay Nhật Bản đã chọn lọc được 32 dòng vô tính khác nhau phù hợp với yêu cầu cơ bản là: Khả năng ra rễ cao của hom, phạm vi gây trồng rộng, khả năng thích nghi cao,. Ở Huay Sompoi, Thái Lan [55] đã khảo nghiệm 8 xuất xứ của Tếch và lựa chọn được 2 xuất xứ sinh trưởng tốt nhất là: Xuất xứ Huay Sompoi và Xuất xứ Phayao. Tại Kasma Forest Technology Centrer (Nhật Bản) đã thiết lập hàng loạt các mô hình trồng rừng nhiều tầng tán sử dụng nhiều loài cây bản địa ở nhiều cấp tuổi, trồng ở nhiều mật độ khác nhau, đặc biệt ở vùng Tsucuba có độ cao dưới 876 m so với mực nước biển đã trồng loài cây Tuyết tùng (Japannese ceder) để tạo ra những lâm phần bền vững có giá trị và họ cảm thấy có sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các loài cây khi trồng hỗn giao với nhau và ảnh hưởng của môi trường đến các loài cây [53].