Đặt vấn đề Nước ta xem là một trong những nước tại Đông Nam Á giàu về đa dạng sinh học và được xếp thứ 16 trong số các quốc gia có tính đa dạng sinh học cao nhất thế giới. Việc nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng là một trong những nhiệm vụ quan trọng của các nhà lâm nghiệp. Xác định được đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng, nhà lâm nghiệp có thể chủ động trong việc xác lập các kế hoạch và biện pháp kỹ thuật tác động chính xác vào rừng, góp phần quản lý và kinh doanh rừng lâu bền. Trên quan điểm sinh thái, đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng thể hiện rõ nét những mối quan hệ qua lại giữa các thành phần của hệ sinh thái rừng và giữa chúng với môi trường.
Việc nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng nhằm duy trì rừng như một hệ sinh thái ổn định, có sự hài hoà của các nhân tố cấu trúc, lợi dụng tối đa mọi tiềm năng của điều kiện lập địa và phát huy bền vững các chức năng có lợi của rừng cả về kinh tế, xã hội và sinh thái. Xã Sảng Mộc có tổng diện tích rừng là 9107,74 ha, trong đó rừng đặc dụng có 1904,55 ha, rừng phòng hộ có 3014,63 ha, rừng sản xuất có 4188,56 ha, rừng đặc dụng nằm trong khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng thuộc huyện Võ Nhai tỉnh Thái Nguyên. Tại khu bảo tồn Thần sa – Phượng Hoàng có hệ khu rừng núi đá độc đáo, có tính đa dạng sinh học phong phú, với nhiều kiểu gen động thực vật quý hiếm và nhiều hệ sinh thái chuẩn của vùng núi đá. Nơi đây còn lưu giữ những di chỉ khảo cổ học như các di tích lịch sử và nhiều nhiều thắng cảnh đẹp có giá trị.
Nơi đây với tính đa dạng sinh học cao có thể khẳng định nơi đây là mẫu rừng đặc trưng cho hệ sinh thái núi đá vôi tại Thái Nguyên. Với địa hình núi đất xen lẫn núi đá đã tạo nên hệ sinh thái khá đa dạng và phong phú thích hợp cho nhiều loài cây tiêu biểu là loài Xoan đào (Pygeum arboreum Endl), loài thích hợp sinh trưởng ở độ cao từ 700 đến 1000m n 2 so với mặt nước biển. Phân bố rải rác ở các tỉnh vùng núi phía Bắc như Thái Nguyên, Bắc Kạn, Lạng Sơn, Sơn La, Lai Châu, Lào Cai, Hà Giang, Quảng Ninh… và một số khu vực khác của Tây Nguyên. Riêng địa bàn xã Sảng Mộc nếu trước đây được biết đến với diện tích rừng có một số loài gỗ quý hiếm như: Nghiến, Táu,… ngoài ra xã còn nhiều cây Xoan đào (Pygeum arboreum Endl) với diện tích lớn,.
Tuy vậy những năm gần đây diện tích Xoan đào trong tự nhiên, cũng như các loài khác bị khai thác cạn kiệt. Diện tích phân bố tự nhiên bị thu hẹp các cây gỗ lớn Xoan đào bị khai thác gần hết. Đây là tình trạng đáng báo động trong việc quản lý và bảo vệ hệ sinh thái rừng nơi đây. Nhiều diện tích rừng do một số nguyên nhân khác nhau nên sự phân bố Xoan Đào ngày càng bị thu hẹp nhanh chóng.
Người dân còn nghèo đói, trình độ dân chí thấp nên chưa thực sự thấy được tầm quan trọng của việc bảo vệ và gây trồng loài cây này. Trước thực tiễn đó, tôi đã tiến hành thực hiện khóa luận “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng Xoan đào (Pygeum arboreum Endl) tại xã Sảng Mộc, huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên”.2 Mục tiêu đề tài Xác định được một số đặc điểm cấu trúc rừng của loài Xoan đào (Pygeum arboreum Endl) tại xã Sảng Mộc, huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Qua quá trình thực hiện đề tài tạo cơ hội cho sinh viên tiếp cận phương pháp nghiên cứu khoa học, giải quyết vấn đề khoa học ngoài thực tiễn.
- Làm quen với một số phương pháp được sử dụng trong nghiên cứu đề tài cụ thể. - Học tập và hiểu biết thêm về kinh nghiệm, kỹ thuật trong thực tiễn tại địa bàn nghiên cứu. Ý nghĩa thực tiễn Việc nghiên cứu và đánh giá đặc điểm cấu trúc của loài Xoan đào (Pygeum arboreum Endl) nhằm đề xuất một số biện pháp bảo vệ và phát triển loài. Thành công của đề tài có ý nghĩa rất quan trọng trong việc việc bảo vệ loài Xoan đào trong tự nhiên, cũng như là gây trồng, gieo ươm để phát triển loài này.
Góp phần vào phát triển nền kinh tế - xã hội của xã, của tỉnh cũng như toàn bộ miền núi phía bắc. n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 2. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 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 cùng sinh sống hòa thuận trong một khoảng không gian nhất định trong một giai đoạn phát triển của rừng.
Cấu trúc rừng vừa là kết quả vừa là sự thể hiện các mối quan hệ đấu tranh sinh tồn và thích ứng lẫn nhau giữa các thành phần trong hệ sinh thái với nhau và môi trường sinh thái. Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi. Cấu trúc rừng phản ánh điều kiện sinh thái cụ thể: Những nơi có điều kiện môi trường khắc nghiệt, cấu trúc đơn giản chỉ gồm những cây chống chịu được môi trường đó. Ở nơi có môi trường thuận lợi, cấu trúc rừng phức tạp và có nhiều loài cạnh tranh ,có phần cộng sinh, ký sinh (các loài rêu, nấm, địa y,…).
Vùng ôn đới, cấu trúc rừng thường là thuần loài, đều tuổi, một tầng, rụng lá. Vùng nhiệt đới như ở Việt Nam, cấu trúc rừng tự nhiên điển hình là rừng hỗn loài, nhiều tầng và thường xanh quanh năm. Ngay cả trong một khu vực nhất định như sườn chân đồi, sườn đồi và đỉnh đồi 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 tại vị trí này cũng có thể hoàn toàn khác so với vị trí khác.
Điều đó nói lên cây rưng chịu ảnh hưởng sâu sắc của điều kiện sinh thái.2 Nghiên cứu trên thế giới 2. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng * Cơ sở sinh thái về cấu trúc rừng Quy luật về cấu trúc rừng là cơ sở quan trọng để nghiên cứu sinh thái học. Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia ra làm 3 dạng cấu trúc là: cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian. Cấu trúc của thảm thực vật là kết quả của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống.
Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng, thực tế cấu trúc rừng nó có tính quy luật và theo trật tự của quần xã. Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt đới đã được P. Odum (1971) [101] tiến hành. Những nghiên cứu này đã nêu lên quan điểm, các khái niệm và mô tả định tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng.
Baur (1964)[2] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng nói riêng, trong đó đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Từ đó tác giả đưa ra các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh cải thiện rừng. Khái niệm sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học. Công trình nghiên cứu của R.
Plaudy (1987) [61] đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến. n 6 * Mô tả về hình thái cấu trúc rừng Hiện tượng thành tầng là sự sắp xếp không gian phân bố của các thành phần sinh vật rừng trên cả mặt bằng và theo chiều thẳng đứng. Phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do P. Richards (1959) [63] đề xướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guam đến nay vẫn là phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng thứ của rừng.
Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là chỉ minh họa được cách sắp xếp theo chiều thẳng đứng của các loài cây gỗ trong diện tích có hạn. Cusen (1953) đã khắc phục bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đưa lại một hình tượng về không gian ba chiều. Richards (1959, 1968, 1970) [63] đã phân biệt tổ thành rừng mưa nhiệt đới làm hai loại là rừng mưa hỗn hợp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản. Cũng theo tác giả thì rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có 3 tầng, trừ tầng cây bụi và tầng cây cỏ).
Trong rừng mưa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân thảo còn có nhiều loại dây leo cùng nhiều loài thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây. Trong các loại rừng dựa theo cấu trúc và dạng sống của thảm thực vật, phương pháp dựa vào hình thái bên ngoài của thảm thực vật được sử dụng nhiều nhất. Kraft (1884) lần đầu tiên đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng, ông phân chia cây rừng thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng cây rừng. Phân cấp của Kraft phản ánh được tình hình phân hoá cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản và dễ áp dụng nhưng chỉ phù hợp với rừng thuần loài đều tuổi.
Van Steenis (1956) [105] 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.Richards (1959) [63] đã tiến hành nghiên cứu tái sinh ở rừng mưa nhiệt đới và cho xuất bản cuốn. ”Rừng mưa nhiệt đới” Kết quả nghiên cứu cho thấy tái 7 sinh rừng mưa nhiệt đới vô cùng phức tạp, cây tái sinh tự nhiên có phân bố cụm một số khác có phân bố Poisson.W (1996) [96] tầng cây bụi thảm tươi có ảnh hưởng lớn đến quá trình tái sinh của loài cây gỗ và thảm mục, chế độ thủy nhiệt tầng đất mặt đều có quan hệ với tái sinh ở mức độ khác nhau.