Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Các nghiên cứu về cấu trúc rừng trong và ngoài nước 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. Theo Nguyễn Văn Trương tổng hợp, 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[12, 19]. Khi đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng Kraft (1884), đã chia cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp sinh trưởng hoặc cấp “ưu thế” và cấp “chèn ép”. Các chỉ tiêu 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 (Hoàng Phú Mỹ, 2014)[12]. 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; 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[14]. 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 cây- đường kính. 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[9, 10, 18, 19]. Theo Prodan (1952) nghiên cứu quy luật phân bố rừng, chủ yếu theo đường kính D1,3 có liên hệ với giai đoạn phát dục và các biện pháp kinh doanh. Theo tác giả, sự phân bố số cây theo đường kính có giá trị đặc trưng nhất cho rừng, đặc biệt là rừng hỗn loại, nó phản ảnh các đặc điểm lâm sinh của rừng (dẫn theo Hoàng Văn Thắng, 2007)[18].
Nghiên cứu cấu trúc rừng, định lượng các nhân tố cấu trúc và xây dựng các mô hình mẫu chuẩn phục vụ khai thác, nuôi dưỡng rừng là mục tiêu quan trọng, nhằm tìm ra phương hướng và phương pháp điều chế rừng (Hoàng Phú Mỹ, 2014)[12]. Năm 1985, Nguyễn Ngọc Lung cho rằng: Trong thực tiễn sản xuất, sau khi phân chia rừng ra các loại, mỗi loại thuần nhất về một số đặc điểm nào đó như tổ thành, tầng thứ, phân bố số cây theo đường kính, có thể chọn được một loại trong các lô tốt nhất, có trữ lượng cao, năng suất sinh trưởng tốt, tổ thành hợp lý nhất, có đủ thế hệ cây gỗ cho sản lượng ổn định, ta coi là mẫu chuẩn tự nhiên và đây chính là cái mà con người cần hướng tới trong quá trình kinh doanh rừng (Cao Phi Long, 2011)[10]. Trong lĩnh vực này các tác giả đều xây dựng các cấu trúc mẫu từ nghiên cứu cơ sở, các quy luật kết cấu, từ đó đề xuất các giải pháp tác động vào rừng. Các mẫu này đều được xây dựng trên cơ sở các mẫu tự nhiên đã chọn lọc và được coi là ổn định, có năng suất cao nhất thông qua số liệu quan sát.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 Đồng Sỹ Hiền (1974) dùng hàm Meyer và họ đường cong Pearson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo đường kính cho rừng tự nhiên Việt Nam. Phạm Ngọc Giao (1989), Vũ Nhâm (1988), Trần Văn Con (1991), Lê Sáu (1996) đã dùng hàm Weibull để mô phỏng phân bố N/D1. Bảo huy (1993) trong nghiên cứu cấu trúc rừng Bằng Lăng ở Tây Nguyên, Trần Cẩm Tú (1999) nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên phục hồi sau khai thác ở Hương Sơn-Hà Tĩnh đều chọn hàm Khoảng cách để mô phỏng phân bố N/D1.[4, 8] Nghiên cứu cấu trúc phân bố số cây theo chiều cao N/H các tác giả Đồng Sỹ Hiền (1974), Bảo Huy (1993), Đào Công Khanh (1996), Lê sáu (1996), Trần Cẩm Tú (1996) đều đi đến nhận xét chung là: Phân bố N/H có dạng một đỉnh, nhiều đỉnh phụ hình răng cưa và mô tả thích hợp bằng hàm Weibull.[20] Đồng Sỹ Hiền (1974) đã sử dụng phương trình Logarit hai chiều hoặc hàm mũ, Vũ Đình Phương (1975) dùng phương trình Parabol bậc 2 mô tả quan hệ và khảng định không cần phân biệt cấp đất và tuổi. Bảo Huy, Đào Công Khanh đã sử dụng phương trình logarit hai chiều để mô tả quan hệ H-D cho rừng ưu thế Bằng lăng ở Đắc Lắc và rừng tự nhiên hỗn loài ở Hà Tĩnh.[12, 13] Phân bố số cây theo cỡ đường kính là quy luật kết cấu cơ bản của lâm phần và được nhiều tác giả quan tâm.
Meyer (1934), đã mô tả phân bố N-D1.3 bằng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục và được gọi là hàm Meyer Tiếp đó, một số tác giả dùng phương pháp giải tích để tìm phương trình đường cong phân bố (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2004)[14, 20, 25]. Balley (1973) sử dụng hàm Weibull, Schiffel biểu thị đường cong cộng dồn phần trăm số cây bằng đa thức bậc ba. Diatchenko sử dụng phân bố Gamma biểu thị phân bố số cây theo đường kính lâm phần Thông ôn đới. Đặc biệt để tăng tính mềm dẻo một số tác giả dùng các hàm khác như Loetsch, 1973 dùng hàm Beta để nắn các phân bố thực nghiệm.
Tuỳ theo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 đối tượng nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu mà các tác giả khác dùng hàm Hyperbol, Poison, Charlier, hàm mũ (Chu Thị Hồng Huyền, 2012)[8] 1. Nghiên cứu tái sinh rừng trong và ngoài nước Tái sinh rừng là một quá trính sinh học mang tính đặc thù và diễn ra liên tục của hệ sinh thái rừng. Sự xuất hiện của cây con của các loài cây đang phát triển dưới tán rừng, lỗ trống trong rừng sau khai thác chọn, sau phát nương làm rẫy. Vai trò quan trọng của lớp tái sinh này là nguồn thay thế lớp cây đã già cỗi, là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng.
Theo quan điểm của các nhà lâm học thì hiệu quả tái sinh rừng là xác định được mật độ tái sinh, chất lượng cây tái sinh (cây triển vọng), tổ thành loài và phân bố của cây tái sinh…Sự tương đồng hay khác biệt trong tổ thành của loài cây tái sinh với tổ thành loài cây gỗ đã được các nhà khoa học quan tâm (Richards (1933, 1939); Baur (1964). Do tính phức tạp của tổ thành loài cây, nên khi khảo sát người ta chỉ đo đếm, nghiên cứu các loài có giá trị thực tiễn và có ý nghĩa nhất định[16, 24]. Khi nghiên cứu hiệu quả tái sinh rừng (Mibbreuad, 1930; Aubreville, 1938; Richards, 1933; 1939; Beard, 1946; Lebrun và Gilbert, 1954; Joné, 1955; 1956; Schultz, 1960; Baur, 1976; 1979; Rollet, 1969) đã cho rằng 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 (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992)[7, 19, 23]. Nghiên cứu khả năng tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy.
Ramakrishnan (1981, 1992), đã nghiên cứu từ 1 - 20 năm ở vùng Tây Bắc Ấn Độ thấy rằng chỉ số đa dạng loài rất thấp. Chỉ số loài ưu thế đạt đỉnh cao nhất ở pha đầu của quá trình diễn thế và giảm dần theo thời gian bỏ hoá. Long Chun và ctv (1993), đã nghiên cứu đa dạng thực vật ở hệ sinh thái nương rẫy tại Xishuangbanna tỉnh Vân Nam, Trung Quốc nhận xét: tại Baka khi nương rẫy bỏ hoá được 3 năm thì có 17 họ, 21 chi, 21 loài thực vật, bỏ hoá 19 năm thì có 60 họ, 134 chi, 167 loài. Sau LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 khi bỏ hoá số lượng loài thực vật tăng dần từ ban đầu đến rừng thành thục.
Thành phần của các loài cây trưởng thành phụ thuộc vào tỷ lệ các loài nguyên thuỷ mà nó được sống sót từ thời gian đầu của quá trình tái sinh, thời gian phục hồi khác nhau phụ thuộc vào mức độ, Tần suất canh tác của khu vực đó được kết luận bởi tác giả Saldarriaga (1991), khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên tại rừng nhiệt đới sau nương rẫy ở Colombia và Venezuela [5, 7, 10]. Khi nghiên cứu về quá trình diễn thế sau nương rẫy Lambertetal (1989); Warner (1991); Rouw (1991) đã nhận xét: đầu tiên đám nương rẫy được các loài cỏ xâm chiếm, nhưng sau một năm loài cây gỗ tiên phong được gieo giống từ vùng lân cận hỗ trợ cho việc hình thành quần thể các loài cây gỗ, tạo ra tiểu hoàn cảnh thích hợp cho việc sinh trưởng của cây con. Những loài cây gỗ tiên phong chết đi sau 5 - 10 năm và được thay thế dần bằng các loài cây rừng mọc chậm, ước tính cần phải mất hàng trăm năm thì nương rẫy cũ mới chuyển thành loại hình rừng gần với dạng nguyên sinh ban đầu (Cao Phi Long, 2011, Hoàng Phú Mỹ, 2014)[10, 12]. Xây dựng các mô hình rừng trồng phục vụ phục hồi rừng Trồng rừng trên đất trống đã bị mất hoặc chưa có rừng là một trong các giải pháp phục hồi rừng, phủ xanh đất trống đồi núi trọc được triển khai bởi các dự án khác nhau từ những thập niên 80, cùng với trồng rừng, các biện pháp khác như nông lâm kết hợp, trồng cây ăn quả, cây công nghiệp đều được coi là phủ xanh đất trống đồi trọc.
Khi nghiên cứu xây dựng mô hình khoanh nuôi tại một số địa phương: Kon Hà Nừng (giai đoạn 1990 - 1995), Con Cuông - Nghệ An (giai đoạn 1992 - 1996), LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 Sơn La (giai đoạn 1990 - 2000), Lai Châu (2000 - 2002), và gần đây là tại trạm đa dạng sinh học Mê Linh (giai đoạn 2001 2005) cho thấy khả năng phục hồi tự nhiên của thảm thực vật không cao.