CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU Việc nghiên cứu về rừng tự nhiên được rất nhiều tác giả trong và ngoài nước quan tâm, các nghiên cứu này đóng góp rất lớn vào xây dựng các mô hình chuẩn, cơ sở khoa học và lý luận cho công tác quản lý rừng. Tuy nhiên, đối tượng rừng tự nhiên rất đa dạng, phức tạp về thành phần tổ thành loài, cấu trúc tầng tán.ở các vùng địa lý khác nhau hình thành nên kiểu rừng riêng biệt. Vì vậy, việc nghiên cứu về các đặc điểm cấu trúc rừng luôn được quan tâm xem xét hàng đầu trong công tác quản lý kinh doanh rừng.
Tác giả xin trình bày một vài vấn đề nghiên cứu trong và ngòai nước làm cơ sở khoa học và lý luận cho nghiên cứu thực tiễn tại Vườn quốc gia Bù Gia Mập. Trên thế giới: 1.1 Nghiên cứu cấu trúc Rừng tự nhiên là một hệ sinh thái cực kỳ phức tạp, bao gồm nhiều thành phần sinh vật với các quy luật sắp xếp khác nhau theo không gian và thời gian. Cấu trúc rừng là một nhân tố sinh thái và là kết quả của quá trình chọn lọc, đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật, giữa thực vật với hoàn cảnh sống xảy ra ngoài tự nhiên. Các yếu tố của cấu trúc rừng bao gồm: mật độ, tầng phiến, tầng thứ, mạng hình phân bố, cấu trúc tuổi….
Trên quan điểm sinh thái, cấu trúc rừng là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng tiến tới phát triển bền vững trong lâm nghiệp. Việc nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên được nhiều tác giả trong và ngoài nước đề cập đến từ những năm đầu của thế kỷ XX. Nhìn chung, các tác giả đều quan tâm đến việc xây dựng một mô hình rừng chuẩn, ổn định phục vụ công tác quản lý hiệu quả, đáp ứng các yêu cầu về kinh tế, xã hội và sinh thái. Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng Nghiên cứu cơ sở sinh thái cấu trúc rừng điển hình là Baur G.
(1964) [1] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa trong LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 đó đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Catinot (1965) [2] nghiên cứu cấu trúc hình thái rừng thông qua việc biểu diễn các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến.tác giả cho rằng muốn ổn định hệ sinh thái rừng nhất thiết phải nắm vững quy luật vận động, biết cách điều tiết mối qua hệ trong sự phức tạp. Khái niệm hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học. Theo các quan điểm trên, các tác giả đã làm sáng tỏ các khái niện về hệ sinh thái rừng và đây là những cơ sở nghiên cứu các nhân tố cấu trúc đứng trên quan điểm sinh thái học.
Về mô tả hình thái cấu trúc rừng: Rừng mưa nhiệt đới đã được nhiều nhà khoa học đi sâu nghiên cứu, như: Catinot R. Các tác giả đã biểu diễn hình thái cấu trúc rừng bằng những phẫu diện đồ ngang và đứng. Các nhân tố cấu trúc được mô tả theo các khái niệm: dạng sống, tầng phiến. Rollet (1971) đã đưa ra hàng loạt phẫu đồ mô tả cấu trúc hình thái rừng mưa, như tương quan giữa chiều cao với đường kính D1.3, tương quan giữa đường kính tán với đường kính D1.3 và biểu diễn chúng bằng các hàm hồi quy.
Về nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng: Với xu thế chuyển từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng, thông kê toán học đã trở thành công cụ cho các nhà khoa học lượng hóa các quy luật của tự nhiên và xã hội. Trong các nghiên cứu về rừng tự nhiên, nghiên cứu định lượng quy luật phân bố số cây theo đường kính (N-D1.3), phân bố số cây theo chiều cao (N-H) phân chia tầng thứ được nhiều tác giả thực hiên có hiệu quả, ngoài việc phản ánh cấu trúc nội LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 tại của lâm phần làm căn cứ đề xuất các biện pháp kinh doanh còn làm cơ sở để điều tra, thống kê tài nguyên rừng. Nghiên cứu cấu trúc tầng thứ rừng tự nhiên có rất nhiều quan điểm: Rừng tự nhiên có tầng tán không phân biệt rõ ràng nên việc phân chia tầng tán còn hạn chế. Đối với rừng mưa nhiệt đới nhiều tác giả chia 3 tầng: Tầng cây cao (tầng vượt tán), tầng tán chính, tầng dưới tán.
Một số tác giả khác chia tầng tán rừng thành 5 tầng: Tầng trội, tầng chính, tầng dưới tán, tầng cây bụi và trảng cỏ (Walton, Myutt Smith 1955) Một nghiên cứu khác, Raunkiaer (1934) đã đưa ra công thức xác định phổ dạng sống chuẩn được xác định theo tỷ lệ phần trăm giữa số lượng cá thể của từng dạng sống so với tổng số cá thể trong một khu vực. Phân bố số cây theo đường kính Nhà khoa học đầu tiên đề cập đến là Mayer (1934), Ông đã mô tả phân bố số cây theo đường kính bằng phương trình toán học có dạng đường cong liên tục giảm, về sau phương trình này lấy tên Ông (Phương trình Mayer). Ngoài ra còn có khá nhiều tác giả khác đề xuất một số hàm toán học như: Loetsch (1973) dùng hàm Beta để nắm phân bố thực nghiệm, J. Phân bố số cây theo chiều cao (N/H) Phương pháp kinh điển được nhiều nhà khoa học sử dụng là vẽ phẩu diện đồ.
Qua đó sẽ nhận thấy sự phân bố, sắp xếp trong không gian của các loài cây điển hình là Richards (1950) [15]. Phân bố có nhiều dạng hàm toán học khác nhau để mô tả phân số này, tùy thuộc vào điều kiện và kinh nghiệm mà các tác giả sử dụng các hàm toán học khác nhau.2 Nghiên cứu tái sinh rừng Do sự phát triển công nghiệp thế kỷ XIX, trong ngành lâm nghiệp của thế giới đã hình thành xu hướng thay thế rừng tự nhiên bằng rừng nhân tạo năng suất cao để đáp ứng yêu cầu của nền kinh tế. Nhưng sau thất bại về tái sinh nhân tạo ở LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Đức và một số nước nhiệt đới mà Beard (1947) đã gọi là "bệnh sởi trồng rừng" do thiếu sinh tố sinh thái học, nhiều nhà khoa học đã nghĩ tới việc quay trở lại với tái sinh tự nhiên. Trong phương thức rừng đều tuổi của Malayxia (MUS, 1945), nhiệm vụ đầu tiên được ghi trong lịch trình là điều tra tái sinh theo ô vuông 1/1000 mẫu Anh (4 m2), để biết xem tái sinh có đủ hay không và sau đó mới tiến hành các tác động tiếp theo.W (1952) đã tổng kết việc nghiên cứu tái sinh trên các ô dạng bản và phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới, đã kết luận cây tái sinh có dạng phân bố cụm, một số có dạng phân bố Poisson.
Để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1955) đã đề nghị một phương pháp "điều tra chẩn đoán" mà theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh.N (1962) [1] Đối với rừng nhiệt đới, các nhân tố như ánh sáng, độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ cây bụi, thảm tươi là những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến tái sinh, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến sự phát triển của cây con, nhưng đối với sự nầy mầm thì ảnh hưởng đó không rõ. Tóm lại, các công trình nghiên cứu được đề cập trên đây phần nào làm sáng tỏ việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng thường xanh nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng. Đó là những cơ sở để lựa chọn cho việc nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng trong đề tài này.1 Nghiên cứu cấu trúc rừng Trần Ngũ Phương (1970) [14] đã chỉ ra những đặc điểm cấu trúc của các thảm thực vật rừng miền Bắc Việt Nam trên cơ sở kết quả điều tra tổng quát về tình hình rừng miền Bắc Việt Nam từ 1961 đến 1965. rừng tự nhiên có nhiều tầng, khi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 tầng trên già cỗi, tàn lụi rồi tiêu vong thì tầng kế tiếp thay thế…trong mỗi chuỗi diễn thế tự nhiên như vậy, số lần thay thế tối đa cũng chỉ có thể là 3, vì rừng nhiều tầng tối đa cũng chỉ có thể có 3 tầng cây gỗ.
Thái Văn Trừng đã cải tiến và bổ sung phương pháp biểu đồ mặt cắt đứng của Davit – Richards để nghiên cứu cấu trúc rừng Việt Nam, trong đó tầng cây bụi và thảm tươi được vẽ phóng đại với tỷ lệ nhỏ hơn và ghi ký hiệu thành phần loài cây của quần thể đối với những đặc trưng sinh thái và hậu vật cùng biểu đồ khí hậu, vị trí địa lý và địa hình. Trong những năm gần đây có rất nhiều công trình nghiên cứu định lượng về cấu trúc rừng, nổi bật là các công trình của các tác giả: Đồng Sĩ Hiền (1974), Nguyễn Hải Tuất (1975) ….Theo Đồng Sỹ Hiền (1974): “Tổng thể những cây hình thành một khoảng rừng thuần nhất nhiều hay ít. Vì thế trong thực tiễn, rừng tự nhiên nhiệt đới nước ta, chỉ cây những cây dù khác loài, khác tuổi mọc thành rừng nghĩa là cùng nhau sinh trưởng trên một diện tích nào đó với mật độ nhất định, hình thành một đơn vị sinh vật học, một lâm phần có quy luật nhất định” a. Phân bố số cây theo cỡ đường kính (N_D1.3) Với rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi theo Đồng Sĩ Hiền (1974) [5] cho thấy, dạng tổng quát của phân bố N_D là phân bố giảm, nhưng do quá trình khai thác chọn thô không theo quy tắc, nên đường thực nghiệm thường có dạng hình răng cưa và ông đã chọn hàm Mayer để mô phỏng quy luât cấu trúc đường kính cây rừng, Nguyễn Hải Tuất (1986) [7] sử dụng phân bố khoảng cách mô tả phân bố thực nghiệm dạng một đỉnh ở ngay sát cỡ đường kính bắt đầu đo.
Bảo Huy (1993) [8] đã thử nghiệm 4 dạng hàm cho từng loài ưu thế, Bằng lăng, Căm xe, Kháo, Chiêu liêu ở rừng rụng lá và nửa rụng lá Bằng lăng khu vực Tây Nguyên tác giả kết luận hàm phân bố khoảng cách thích hợp hơn các dạng phân bố khác. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 Trần Văn Con (1991) [3], Lê Minh Trung (1991)….cho rằng hàm Weibull là thích hợp hơn cả.