CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Trong vài thập niên gần đây, việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đã được nhiều tác giả đề cập đến. Nhìn chung những nghiên cứu này đều có chung hướng xây dựng cơ sở có tính khoa học và lý luận phục vụ cho công tác kinh doanh rừng hiệu quả đáp ứng mục tiêu ngày càng đa dạng. Trên thế giới 1.
Cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng Trên thế giới có rất nhiều tác giả đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng tiêu biểu là Baur. Hai tác giả này đã tập trung vào các vấn đề sinh thái nói chung và các cơ sở sinh thái kinh doanh rừng mưa nhiệt đới nói riêng. Qua đó làm sáng tỏ khái niệm hệ sinh thái rừng, đây cũng là cơ sở để nghiên cứu cấu trúc rừng đứng trên quan điểm sinh thái học. Cấu trúc tổ thành Theo Richard P.W (1952), trong rừng mưa nhiệt đới, trên mỗi hecta luôn có hơn 40 loài cây gỗ, có trường hợp còn trên 100 loài.
Nhiều loài cây gỗ lớn sinh trưởng hỗn giao với nhau theo tỷ lệ khá đồng đều, nhưng cũng có khi một hai loài chiếm ưu thế. Trên thế giới có rất nhiều tác giả đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng tiêu biểu là Baru. Hai tác giả này đã tập trung vào cái vấn đề sinh thái nói chung và các cơ sở sinh thái kinh doanh rừng mưa nhiệt đới nói riêng. Qua đó làm sáng tỏ khái niệm hệ sinh thái rừng, đây cũng là cơ sở để nghiên cứu cấu trúc rừng đứng trên quan điểm sinh thái học.
Hình thái của cấu trúc rừng Richard P. W (1952) đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mưa thành 2 loại là rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài cây rất phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản. Trong những lập địa đặc biệt thì rừng mưa đơn ưu chỉ bao gồm 1 vài loài cây. Nghiên cứu về định lượng cấu trúc rừng a.
Về cấu trúc tầng thứ 3 Nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên có nhiều ý kiến khác nhau, có tác giả cho rằng, ở kiểu rừng này chỉ có 1 tầng cây gỗ mà thôi. Ngược lại, nhiều tác giả cho rằng rừng lá rộng thường xanh có từ 3-5 tầng cây gỗ. Tuy nhiên, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu tầng thứ rừng tự nhiên đều nhắc tới sự phân tầng nhưng mới chỉ dừng lại ở nhận xét hoặc đưa ra những kết luận còn mang tính định tính. Về quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3) Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N/D1.3) là một trong các chỉ tiêu quan trọng nhất của cấu trúc rừng và đã được nghiên cứu khá đầy đủ từ cuối thế kỷ trước.
Có rất nhiều tác giả nghiên cứu về lĩnh vực này tiêu biểu như: Balley (1973) sử dụng hàm Weibull, Schiffel biểu thị đường cong cộng dồn phần trăm số cây bằng đa thức bậc ba. Drachenko, Svalov sử dụng phân bố số cây theo đường kính lâm phần Thông ôn đới. Đặc biệt, để tăng tính mềm dẻo một số tác giả thường sử dụng các họ hàm khác nhau, Loetch (1973) (theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [8] dùng họ hàm Bêta, Roemich, K (1995) nghiên cứu khả năng dùng hàm Gamma mô phỏng sự biến đổi của phân bố đường kính Lembeke, Knapp và Ditbma (theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [8], sử dụng phân bố Gamma với tham số thông qua các phương trình biểu thị mối tương quan giữa tuổi và chiều cao tầng trội như sau: 1 1 b = a0 + a1* + a2* (1.3) Dùng hàm này hoặc hàm khác để xây dựng dãy phân bố thực nghiệm N/D1.3 phụ thuộc vào kinh nghiệm từng tác giả và bản chất quy luật điều tra đo đạc. Một dãy phân bố thực nghiệm có thể chỉ phù hợp cho một dạng hàm số, cũng có thể phù hợp cho nhiều hàm số ở các mức xác suất khác nhau.
Một số tác giả còn dùng một số hàm khác để biểu thị các phân bố kinh nghiệm của số cây theo đường kính (N/D) như: hàm Meyer, hàm Poisson, hàm Charlier, hàm Logarit chuẩn, họ đường cong Pearson, hàm Weibull. Nghiên 4 cứu định lượng cấu trúc N/D, phân bố N/H các tác giả có xu hướng dựa vào dãy số lý thuyết để mô tả phân bố N/D, phân bố N/H và ứng dụng của các dãy tần số đó. Đồng thời, bằng phương pháp giải tích, các tác giả đã lựa chọn được nhiều hàm toán học để mô phỏng phù hợp với quy luật cấu trúc. Những kết quả nghiên cứu định lượng trên là những cơ sở quan trọng cho việc vận dụng vào nghiên cứu đối tượng Tầng cây cao rừng tự nhiên.
Về quy luật phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn) Phần lớn các tác giả khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao. Phương pháp được áp dụng để nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu đồ đứng với các kích thước khác nhau tùy theo mục đích nghiên cứu. Các phẫu đồ mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng. Từ đó rút ra các nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế.
Với phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu ứng dụng như : Richards P. Về quy luật tương quan giữa chiều cao và đường kính thân cây (D1.3/Hvn) Nghiên cứu tương quan Hvn/D1.3 là một trong những quy luật cơ bản và quan trọng trong hệ thống quy luật kết cấu lâm phần. Từ kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy, cùng với sự tăng lên của tuổi cây rừng thì chiều cao của cây cũng không ngừng tăng, đó là kết quả quá trình tự nhiên của sự sinh trưởng. Trong một cỡ đường kính xác định, ở các cấp tuổi khác nhau sẽ có các cây thuộc cấp sinh trưởng khác nhau.
Cấp sinh trưởng càng giảm khi tuổi lâm phần tăng lên dẫn đến tỷ lệ H/D tăng theo tuổi. Từ đó, đường cong quan hệ H/D có thể bị thay đổi hình dạng và luôn dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên.B (1955) đã khẳng định: “Đường cong chiều cao thay đổi và luôn dịch chuyển lên phía trên khi tuổi tăng lên”.V (1972) đã phát hiện hiện tượng này khi ông xác lập đường cong chiều cao các cấp tuổi khác nhau. Prodan M (1965) lại phát hiện độ dốc đường cong chiều cao có chiều hướng giảm dần khi tuổi tăng lên và Prodan M (1944) khi nghiên cứu kiểu rừng “Plenter wal” đã kết luận đường cong chiều cao không bị thay đổi do vị trí của các cây ở một cỡ 5 đường kính nhất định là như nhau.O đã mô phỏng quan hệ chiều cao với đường kính và tuổi theo dạng phương trình: 1 1 1 Logh = d + b1* +b2* + b3* (1.5) 𝑑 𝐴 𝑑∗𝐴 Krauter G (1958) và Tiourin A.V (1931) (theo Phạm Ngọc Giao, 1995) nghiên cứu tương quan giữa chiều cao với đường kính ngang ngực dựa trên cơ sở cấp đất và cấp tuổi. Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi dãy phân hóa thành các cấp chiều cao thì mối quan hệ này không cần xét đến cấp đất hay cấp tuổi và cũng không cần xét đến tác động của hoàn cảnh, tuổi đến sinh trưởng của cây rừng và lâm phần, vì thế những nhân tố này đã được phản ánh trong kích thước của cây, nghĩa là trong quan hệ H/D đã bao hàm tác động của hoàn cảnh và tuổi.
Thực tiễn điều tra rừng cho thấy, có thể dựa vào quan hệ H/D để xác định chiều cao tương ứng cho từng cỡ kính mà không cần thiết đo độ cao toàn bộ số cây. Có nhiều tác giả dùng các phương trình toán học khác nhau để biểu thị quan hệ như: Naslund M (1929); Asnann F (1936); Hohenall W (1936); Michailov F (1934, 1952); Prodan M (1944); Krenn K (1946); Meyer H. đã đề nghị các dạng phương trình: h = a +a1*d +a2*d² (1.7) h = a*db; logh = a + b*logd (1.13) Để mô phỏng tương quan giữa chiều cao với đường kính có thể sử dụng nhiều dạng phương trình khác nhau. Vấn đề lựa chọn phương trình thích hợp nhất cho đối tượng nào thì chưa được nghiên cứu đầy đủ.
Nhưng nhìn chung để biểu thị đường cong chiều cao thì phương trình parabol và phương trình logarit được sử dụng nhiều nhất. Nghiên cứu về tái sinh rừng Tái sinh rừng theo nghĩa rộng là sự tái sinh của một hệ sinh thái, theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Trên thế giới, tái sinh rừng đã được nghiên cứu từ hàng năm trước đây, nhưng đối với rừng mưa nhiệt đới thì vấn đề này mới chỉ được tiến hành trong những năm 1930 trở lại đây. Đáng chú ý là công trình nghiên cứu của P.
W Richard, tổng kết các kết quả nghiên cứu về tái sinh cho thấy: Cây tái sinh có dạng phân bố cụm, một số có dạng phân bố poisson. Nhờ nhờ nghiên cứu về tái sinh mà một số nhà lâm học đã xây dựng thành công nhiều phương thức tác động vào tái sinh, đặc biệt là Baur (1962) đã tổng kết các bước xử lý và hiệu quả của từng phương thức đối với tái sinh rừng trong “ cơ sở sinh thái học và kinh doanh rừng mưa nhiệt đới. Nghiên cứu về phân loại trạng thái rừng. Mục đích chủ yếu của phân loại trạng thái rừng là nhằm xác định các đối tượng Rừng với những đặc trưng cấu trúc cụ thể, từ đó lựa chọn, đề xuất các biện pháp lâm sinh sinh thích hợp để điều khiển, dẫn dắt rừng đạt trạng thái chuẩn.
Hiện nay phân chia rừng tại Việt Nam áp dụng thông tư 33/2018/TT- BNNPTNT. Hệ thống phân được rừng tự nhiên theo trữ lượng thành 5 loại : 1. Loại I: Rừng giàu: trữ lượng cây đứng lớn hơn 200m3/ha. Loại II: Rừng trung bình: trữ lượng cây đứng từ lớn hơn 100 đến 200m3/ha.
Loại III: Rừng nghèo: trữ lượng cây đứng từ lớn hơn 50 đến 100m3/ha. Loại IV: Rừng nghèo kiệt: trữ lượng cây đứng từ 10 đến 50m3/ha. Loại V : Rừng chưa có trữ lượng: trữ lượng cây đứng dưới 10m3/ha. Tiếp theo là Thái Văn Trừng (1978) đứng trên quan điểm sinh thái đã chia rừng Việt Nam thành 14 kiểu thảm thực vật.
Đây là công trình tổng quát phong phú của rừng nhiệt đới, Thái Văn Trừng đã đưa ra kết luận: không thể dùng quần 7 hợp thực vật là đơn vị cho phân loại cơ bản như các tác giả kinh điển đã sử dụng ở vùng ôn đới. Ông đề xuất dùng kiểu thảm thực vật làm đơn vị phân loại cơ bản và lấy hình thái, cấu trúc quần thể làm tiêu chuẩn phân loại.