Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở khoa học về vấn đề nghiên cứu 1.Đa dạng sinh học Trong công ước về ĐDSH, thuật ngữ “Đa dạng sinh học” được dùng để chỉ sự phong phú và đa dạng của giới sinh vật từ mọi nguồn trên trái đất, nó bao gồm sự đa dạng trên cùng một loài, giữa các loài và sự đa dạng hệ sinh thái (Gaston and Spicer, 1998). “Đa dạng di truyền” là phạm trù chỉ mức độ đa dạng của biến dị di truyền giữa các xuất xứ, quần thể và các cá thể trong cùng loài hay một quần thể dưới tác dụng của đột biến, đa bội hóa và tái tổ hợp. “Đa dạng loài” là phạm trù chỉ mức độ phong phú về số lượng loài hoặc số lượng các phân loài (loài phụ) trên trái đất, trong một vùng địa lý, một quốc gia hay một sinh cảnh nhất định.
“Đa dạng hệ sinh thái” là sự phong phú của môi trường trên cạn và dưới nước trên trái đất tạo nên một số lượng lớn các hệ sinh thái khác nhau. Sự đa dạng của hệ sinh thái được thể hiện qua sự đa dạng về sinh cảnh, cũng như mối quan hệ giữa các quần xã sinh vật và các thành phần sinh thái trong sinh quyển [46]. Trong tác phẩm “Đa dạng cho sự phát triển – Diversity for development” của Viện tài nguyên gen thực vật Quốc tế (IPGRI) [82]. ĐDSH được định nghĩa như sau: “ĐDSH là toàn bộ những biến dạng trong tất cả các cơ thể sống và các phức hệ sinh thái mà chúng sống.
ĐDSH có ba mức độ: Đa dạng hệ sinh thái; Đa dạng loài; và Đa dạng di truyền” Định nghĩa về ĐDSH được sử dụng thông dụng, ngắn gọn và đầy đủ nhất là định nghĩa về đa dạng sinh học trong công ước về bảo tồn ĐDSH được thông qua tại hội nghị thượng đỉnh toàn cầu ở Rio de Janeiro (1992). Định LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 nghĩa đó như sau: “ĐDSH là sự biến đổi giữa các sinh vật ở tất cả mọi nguồn, bao gồm hệ sinh thái trên đất liền, trên biển và các hệ sinh thái khác, sự đa dạng thể hiện trong từng loài, giữa các loài và các hệ sinh thái” [83]. Trong cuốn “Cẩm nang nghiên cứu đa dạng sinh vật” của Nguyễn Nghĩa Thìn [46] định nghĩa như sau: “Đa dạng sinh vật là toàn bộ các dạng khác nhau của cơ thể sống trên trái đất, các sinh vật phân cắt đến các động thực vật ở cạn cũng như dưới nước, từ mức độ phân tử đến các quần thể sinh vật, kể cả xã hội loài người. Môn học nghiên cứu về tính đa dạng đó được gọi là ĐDSH”.
Vậy ĐDSH cũng được chia làm 3 cấp: + Đa dạng di truyền: Thể hiện đa dạng về nguồn gen và genotyp nằm trong mỗi loài. Phân biệt mỗi loài qua bộ nhiễm sắc thể (hình thái ngoài). Mỗi một loài có bộ nhiễm sắc thể hay một bản đồ nhiễm sắc thể khác nhau. + Đa dạng về loài: Đa dạng loài thể hiện bằng số loài khác nhau sinh sống trong một vùng nhất định.
+ Đa dạng hệ sinh thái: Đa dạng hệ sinh thái thể hiện sự khác nhau của các kiểu quần xã sinh vật tạo nên. Các sinh vật ở các điều kiện sống (đất, nước, .) nằm trong mối quan hệ tương hỗ tác động lẫn nhau tạo thành hệ sinh thái và các nơi ở. Từ 3 mức độ này, người ta có thể tiếp cận với Đ DSH ở cả 3 mức độ: Mức phân tử (gen); mức độ cơ thể; và mức độ hệ sinh thái (IUCN,1994). Cấu trúc hệ thực vật rừng Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian.
Cấu trúc rừng là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau có thể chung sống hài hòa và đạt tới sự ổn định tương đối trong một giai đoạn phát triển nhất định của tự nhiên, cấu trúc của rừng vừa là kết quả, vừa là sự thể hiện quan hệ đấu tranh và Bồ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 đề ứng lẫn nhau giữa các sinh vật rừng với môi trường sinh thái và giữa các sinh vật với nhau. Các nhân tố trong cấu trúc rừng là: Cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng, cấu trúc tuổi. Theo một số tác giả đưa ra như: Phạm Minh Nguyệt (1994) [33] đưa ra những tiêu chuẩn về cấu trúc rừng được quan tâm khi tiến hành chặt tu bổ. Cấu trúc Bồ đề hợp tức là mọi tầng cây phát triển tốt.
Tầng cây trên cùng cung cấp nguyên vật liệu cho kinh doanh nhưng cũng tạo ra các điều kiện khác cho cây rừng phát triển cân đối và nhịp nhàng. Tầng cây trung bình bổ sung độ tàn che tạo điều kiện sinh thái thuận lợi cho cây rừng và cung cấp nguyên liệu. Tầng cây tái sinh mọc xen kẽ thảm tươi và cây bụi, dây leo là tiềm lực của rừng tạo điều kiện tái sinh lâu dài. Nguyễn Văn Trương (1982) [52] đưa ra một số cấu trúc tiêu chuẩn cần được đảm bảo trong điều chế rừng theo phương pháp chặt chọn.
Ông cho rằng nếu dùng phương pháp chặt chọn như hiện nay thì không thể tạo lại vốn rừng như trước khi chặt nên dùng thuật ngữ khai thác nuôi dưỡng rừng. Theo tác giả, Vũ Đình Phương (1987) trong vấn đề thâm canh rừng tự nhiên ở nước ta, ông cho rằng muốn xác định được hướng kĩ thuật thâm canh rừng tự nhiên cần phải hiểu biết về rừng, nắm bắt được quy luật tự nhiên của rừng. Những quy luật tự nhiên của rừng có liên quan đến cấu trúc rừng, nghiên cứu về cấu trúc rừng hỗn loài thường xanh (cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng, cấu trúc thời gian,.) là cơ sở cho biện pháp thâm canh rừng [36]. Theo tác giả, Nguyễn Hải Tuất (1991), nghiên cứu quy luật cấu trúc quần thể cây rừng (Ba Vì) cho rằng, điều kiện sinh thái rừng ở đây đảm bảo tính ổn định của một hệ sinh thái núi cao thể hiện qua các quy luật cấu trúc rừng [55].
Theo, Trần Văn Con (1992) ứng dụng mô phỏng toán học trong nghiên cứu động thái rừng tự nhiên tại lâm trường Nam Phú Nhơn (Gia Lai, Kon Tum) đã cho rằng, Sự biến đổi cấu trúc lâm phần (động thái) là kết quả tổng hợp của ba quá trình: Tái sinh; sinh trưởng và đào thải (chết tự nhiên và tỉa thưa). Mô phỏng toán học có thể rút ngắn thời gian nghiên cứu để LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 dự báo sự thay đổi cấu trúc khi biết hiện trạng rừng và các tương quan nhất định [9]. Theo, Võ Đại Hải (1996), đưa ra khái niệm chức năng phòng hộ nguồn nước của thảm thực vật. Theo tác giả mô hình cấu trúc hợp lý của rừng phòng hộ là mô hình cấu trúc rừng đáp ứng yêu cầu phòng hộ về điều tiết nước và xói mòn.
Trong mô hình cấu trúc, ông đề cập đến tổ thành loài cây và điều kiện sinh trưởng phát triển của chúng [15]. Thảm thực vật rừng Thảm thực vật là khái niệm rất quen thuộc, có nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước đưa ra các định nghĩa khác nhau. Theo Thái Văn Trừng (1978) [54] cho rằng thảm thực vật là các quần hệ thực vật phủ trên mặt đất như một tấm thảm xanh. Trần Đình Lý (1998) [28] cho rằng thảm thực vật là toàn bộ lớp phủ thực vật ở một vùng cụ thể hay toàn bộ lớp thảm thực vật trên toàn bộ bề mặt trái đất.
Thảm thực vật là một khái niệm chung, chưa chỉ rõ đối tượng cụ thể nào. Nó chỉ có ý nghĩa và giá trị cụ thể khi có định nghĩa kèm theo như: Thảm thực vật cây bụi, thảm thực vật rừng ngập mặn,. Cũng đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về phân loại của các tác giả trong và ngoài nước như: Tác giả J. Ông cho rằng rừng nhiệt đới có 5 loại quần hệ: loạt quần hệ rừng xanh từng mùa; loạt quần hệ khô thường xanh; loạt quần hệ miền núi; loạt quần hệ ngập từng mùa và loạt quần hệ ngập quanh năm [19].
Theo tác giả, Maurand (1943) nghiên cứu về thảm thực vật Đông Dương đã chia thảm thực vật Đông Dương thành 3 vùng: Bắc Đông Dương, Nam Đông Dương và vùng trung gian, và đồng thời ông đã liệt kê 8 kiểu quần lạc trong các vùng đó [38]. Theo Bảng phân loại rừng ở miền Bắc Việt Nam được chia thanh 10 kiểu [65]. Theo tác giả, Trần Ngũ Phương (1970) [35] đưa ra bảng phân loại rừng ở miền Bắc Việt Nam, chia thành 3 đai lớn theo độ cao: Đai rừng nhiệt đới gió mùa; đai rừng á nhệt đới gió mùa; LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 đai rừng á nhiệt đới mưa mùa núi cao. Tác giả, Thái Văn Trừng (1970) [53] đưa ra 5 kiểu quần lạc lớn (quần lạc thân gỗ kín tán; quần lạc thân gỗ thưa; quần lạc thân gỗ rậm; quần lạc thân cỏ thưa và những kiểu hoang mạc) và nguyên tắc đặt tên cho các thảm thực vật.
Theo, Thái Văn Trừng (1998) [41] khi nghiên cứu về sinh thái rừng nhiệt đới Việt Nam đã kết hợp 2 hệ thống phân loại (hệ thống phân loại lấy đặc điểm cấu trúc ngoại mạo làm tiêu chuẩn và hệ thống phân loại thực vật dựa trên yếu tố hệ thực vật làm tiêu chuẩn) để phân chia thảm thực vật rừng Việt Nam thành 5 kiểu thảm (5 nhóm quần hệ) với 14 kiểu quần hệ. Bảng phân này của ông từ bậc quần hệ trở lên gần phù hợp với hệ thống phân loại của UNESCO (1973). Phục hồi rừng Phục hồi rừng được hiểu là quá trình tái tạo lại rừng trên những diện tích đã bị mất rừng. Theo quan điểm sinh thái học thì phục hồi rừng là một quá trình tái tạo lại một hệ sinh thái mà trong đó cây gỗ là yếu tố cấu thành chủ yếu.
Đó là một quá trình sinh địa phức tạp gồm nhiều giai đoạn và kết thức bằng sự xuất hiện một thảm thực vật cây gỗ bắt đầu khép tán. Phục hồi rừng có rất nhiều cá biện pháp KTLS khác nhau để phục hồi rừng, tùy theo mức độ tác động của con người là: Phục hồi nhân tạo (trồng rừng), phục hồi tự nhiên và phục hồi tự nhiên có tác động của con người (xúc tiến tái sinh). Có rất nhiều các nghiên cứu về các giải pháp để phục hồi rừng khác nhau.Các nghiên cứu đã đưa ra được cơ sở khoa học và thực tiễn cho kĩ thuật xử lý lớp cây tạo môi trường ban đầu nhằm hỗ trợ và thúc đẩy sinh trưởng cho lớp cây bản địa được trồng dưới tán rừng thông và keo.