ĐẶT VẤN ĐỀ Hệ sinh thái rừng (HSTR) có giá trị cao cả về kinh tế và đa dạng sinh học, phòng hộ, bảo vệ môi trường, điều hoà khí hậu và cung cấp lâm sản cho nền kinh tế quốc dân (Phạm Văn Điển và Phạm Xuân Hoàn, 2016) [3]. Từ đó mà HSTR có vai trò quan trọng đối với hoạt động sản xuất và đời sống con người. Chính vì thế, việc phát triển bền vững HSTR đòi hỏi phải dựa vào nhiều đặc điểm của nó, trong đó, đặc điểm cấu trúc rừng là hết sức quan trọng. 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 (Hoàng Kim Ngũ và Phùng Ngọc Lan, 2005) [12].
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 cầu trúc, lợi dụng tối đa tiềm năng của điều kiện lập địa và phát huy tối đa các chức năng có lợi của rừng cả về kinh tế, xã hội và sinh thái là rất cần thiết (Phạm Văn Điển và Phạm Xuân Hoàn, 2016) [3]. Do vậy, để quản lý rừng có hiệu quả, một trong những công việc không thể thiếu là nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng. Mặc dù vậy, cho đến nay những nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng vẫn chưa thể bao quát cho mọi khu rừng, chưa thể làm nỗi bật những điển hình và đặc thù của mọi loại hình rừng ở một khu vực cụ thể, đặc biệt là rừng tự nhiên ở một số địa phương miền Bắc nước CHDCND Lào. Trong thời gian qua, việc khai thác và sử dụng quá mức nguồn tài nguyên rừng, cùng với công tác quản lý bảo vệ rừng kém hiệu quả ở nhiều quốc gia trên thế giới, đặc biệt là ở Lào diễn ra trên nhiều địa phương khiến các khu rừng thuộc Vườn Quốc gia Phou Khoau Khouay (PKK) ở tỉnh Bolikhamxay giảm sút nhanh chóng cả về số lượng và chất lượng (Metmany Soukhavong et al,.
Những tác động này đã ảnh hưởng lớn đến khả năng tồn tại của rừng và tài nguyên rừng Vườn Quốc gia PKK, làm xáo trộn các quy luật cấu trúc và tái sinh tự nhiên của rừng, từ đó rừng có mức độ đa 2 dạng sinh học thấp và kém ổn định. Vì vậy, đề xuất các giải pháp quản lý và tác động phù hợp nhằm phục hồi và phát triển bền vững nguồn tài nguyên rừng tỉnh Bolikhamxay thuộc Vườn Quốc gia Phou Khoau Khouay là một nhiệm vụ quan trọng đối với người quản lý lâm nghiệp. Tuy nhiên, để có được những biện pháp kỹ thuật tác động chính xác và hiệu quả thì những hiểu biết về đặc điểm lâm học, trong đó đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên được xem là những cơ sở quan trọng nhất. Đây chính là ý tưởng của đề tài luận văn: "Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc một số trạng thái rừng tự nhiên tại Vườn Quốc gia Phou Khao Khouay, huyện Thapabat, tỉnh Bolikhamxay, CHDCND Lào” được thực hiện.
Kết quả của đề tài luận văn sẽ góp phần bổ sung những hiểu biết về cấu trúc và tái sinh tự nhiên của quần xã thực vật rừng, tính đa dạng sinh vật và hướng phát triển bền vững hệ sinh thái rừng của rừng tại nước CHDCND Lào. 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên Thế giới 1. Nghiên cứu về cầu trúc rừng Cấu trúc rừng là hình thức biểu hiện bên ngoài mỗi quan hệ qua lại bên trong giữa thực vật rừng với nhau và giữa chúng với môi trường sống.
Nghiên cứu cấu trúc rừng để biết được những mỗi quan hệ sinh thái bên trong của quần xã, từ đó có cơ sở để đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp, là rất cần thiết. (1962) [1], đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, trong 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. Theo tác giả, các phương thức xử lý đều có hai mục tiêu rõ rệt: Mục tiêu thứ nhất: là nhằm cải thiện rừng nguyên sinh vốn thường hỗn loài và không đồng tuổi bằng cách đào thải những cây quá thành thục và vô dụng để tạo không gian thích hợp cho các cây còn lại sinh trưởng. Mục tiêu thứ hai: là tạo lập tái sinh bằng cách xúc tiến tái sinh, thực hiện tái sinh nhân tạo hoặc giải phóng lớp cây tái sinh sẵn có đang ở trạng thái ngủ để thay thế cho những cây đã lấy ra khỏi rừng trong quá trình khai thác hoặc trong chăm sóc nuôi dưỡng rừng sau đó.
Từ đó, ông đã đưa ra những tổng kết hết sức phong phú về các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh nhằm đem lại rừng cơ bản là đều tuổi, rừng không đều tuổi và các phương thức xử lý cải thiện rừng mưa. 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 đạng sống, tầng phiến. 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. Eshetu Yirdaw et al, (2019) [36], Khi nghiên cứu tổ thành rừng tự nhiên nhiệt đới thành thục, xác định có tới 70 - 100 loài cây gỗ trên l ha, nhưng hiếm có loài nào chiếm hơn 10% tổ thành loài.
W (1952) [17], (Vương Tấn Nhị dịch), đã đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng mưa nhiệt đới về mặt hình thái. Theo tác giả, đặc điểm nổi bật của rừng mưa nhiệt đới là tuyệt đại bộ phận thực vật đều thuộc thân gỗ. Rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có ba tầng, ngoại trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ). Trong rừng mưa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân cỏ, còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây.
Rừng mưa thực sự là một quần lạc hoàn chỉnh và cầu kỳ nhất về mặt cấu tạo và cũng phong phú nhất về mặt loài cây. Khi nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên nhiệt đới, nhiều tác giả có ý kiến khác nhau trong việc xác định tầng thứ, trong đó có ý kiến cho rằng, kiểu rừng này chỉ có một tầng cây gỗ mà thôi. Richards (1952) [17], phân rừng ở Nigeria thành 6 tầng với các giới hạn chiều cao là 6 - 12 m, 12 - 18m, 18 – 24 m, 24 – 30 m, 30 – 36 m và 36 – 42 m, nhưng thực chất đây chỉ là các lớp chiều cao. (1971) [13], nghi ngờ sự phân tầng rừng rậm nơi có độ cao dưới 600 m ở Puecto - Rico và cho rằng không có sự tập trung khối tán ở một tầng riêng biệt nào cả.
Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thường đưa ra những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tằng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới nên chưa phản ánh được sự phân chia phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới. 5 Khi chuyển đổi từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng về cấu trúc rừng, nhiều tác giả đã sử dụng các công thức và hàm toán học để mô hình hoá cấu trúc rừng, xác định mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc của rừng. Raunkiaer (1934) [41], đã đưa ra công thức xác định phổ dạng sống chuẩn cho hàng nghìn loài cây khác nhau. Theo đó, công thức phổ dạng sống chuẩn được xác định theo tỷ lệ phần trăm giữa số lượng cá thế của tổng dạng sống so với tổng số cá thể trong một khu vực.
Để biểu thị tính đa dạng về loài, một số tác giả đã xây dựng các công thức xác định chỉ số đa dạng loài như Simpson (1949) [42], để đánh giá mức độ phân tán hay tập trung của các loài, đặc biệt là lớp thảm tươi, Drude đã đưa ra khái niệm độ nhiều và cách xác định. Đây là những nghiên cứu mang tính định lượng nhưng xuất phát từ những cơ sở sinh thái nên rất có ý nghĩa. Các nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng còn phát triển mạnh mẽ khi các hàm toán học được đưa vào sử dụng để mô phỏng các quy luật kết cấu lâm phần. Đã biểu diễn mỗi quan hệ giữa chiều cao và đường kính bằng các hàm hồi quy, phân bố đường kính ngang ngực, đường kính tán bằng các dạng phân bô xác suất, sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá câu trúc đường kính thân cây loài Thông.
Tuy nhiên, việc sử dụng các hàm toán học không thể phản ánh hết những mối quan hệ sinh thái giữa các cây rừng với nhau và giữa chúng với hoàn cảnh xung quanh, nên các phương pháp nghiên cứu cấu trúc rừng theo hướng này không được vận dụng trong đề tài. Tóm lại, trên thế giới các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú, đa dạng, có nhiều công trình nghiên cứu công phu và đã đem lại hiệu quả cao trong kinh doanh rừng. Tuy nhiên, do rừng tự nhiên rất phong phú và đa dạng, nên những nghiên cứu này không thể bao quát cho mọi khu rừng. Nghiên cứu về tái sinh rừng Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiện của một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng như: dưới tán rừng, lỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy, v.
Vai trò lịch sử của lớp cây tái sinh là thay thế thế hệ cây giả cỗi. Vì vậy, tái sinh rừng được hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng chủ yếu là tầng cây gỗ. Trên thế giới, tái sinh rừng nhiệt đới được nghiên cứu từ những năm 50 của thế kỷ 20. Trong đó có những công trình nổi tiếng như nghiên cứu phương thức chặt dần tái sinh dưới tán ở Nijêria và Gana của Donis và Maudoux (1951, 1954), nghiên cứu về kinh doanh rừng đều tuổi ở Mã Lai của Bernard (1954, 1959), nghiên cứu tái sinh bằng phương thức đồng nhất hoá tầng trên ở Zaia của Nicholson (1958), nghiên cứu phương thức chặt dần nâng cao vòm lá ở Andamann của Taylor (1954), Jones (1960).
Theo Wyatt – Smith and P.