Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Khái niệm về thảm thực vật và phân loại thảm thực vật Thảm thực vật (vegetation) 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) [46] 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 phủ 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… J. 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. Đồng thời ông đã liệt kê 8 kiểu quần lạc trong các vùng đó [59].
Những công trình nghiên cứu về thảm thực vật Việt Nam đến nay còn ít. Theo bảng phân loại này rừng ở Miền bắc Việt Nam được chia thành 10 kiểu [56]. Năm 1953 ở Miền nam Việt Nam xuất hiện bảng phân loại thảm thực vật rừng Miền nam của Maurand khi ông tổng kết về các công trình nghiên cứu các quần thể rừng thưa của Rollet, Lý Văn Hội, Neang Sam Oil. Trần Ngũ Phương (1970) [33] đưa ra bảng phân loại rừng ở Miền bắc Việt Nam, chia thành 3 đai lớn theo độ cao: đai rừng nhiệt đới mưa mùa; đai rừng á nhiệt đới mưa mùa; đai rừng á nhiệt đới mưa mùa núi cao.
n 5 Thái Văn Trừng (1978) [46] đã đưa ra 5 kiểu quần lạc lớn (quần lạc thân gỗ kín tán; quần lạc thân gỗ thưa; quần lạc thân cỏ kín rậm; quần lạc thân cỏ thưa và những kiểu hoang mạc) và nguyên tắc đặt tên cho các thảm thực vật. Năm 1975, trên cơ sở các điều kiện lập địa trên toàn lãnh thổ Việt Nam, tại hội nghị thực vật học quốc tế lần thứ XII (Leningrat), ông đưa ra bảng phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam theo quan điểm sinh thái, đây được xem là bảng phân loại thảm thực vật rừng ở Việt Nam phù hợp nhất theo quan điểm sinh thái cho đến nay. Phan Kế Lộc (1985) [27] dựa trên bảng phân loại của UNESCO 1973, cũng đã xây dựng thang phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam thành 5 lớp quần hệ, 15 dưới lớp, 32 nhóm quần hệ và 77 quần hệ khác nhau. Nguyễn Nghĩa Thìn (1994-1996) cũng đã áp dụng cách phân loại này trong những nghiên cứu của ông.
Bảng phân loại này của ông từ bậc quần hệ trở lên gần phù hợp với hệ thống phân loại của UNESCO (1973). Những nghiên cứu về cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là sự sắp xếp các thành phần tạo nên rừng, là nhân tố quan trọng. Vì vậy, cấu trúc rừng tự nhiên được nhiều tác giả trong và ngoài nước đề cập đến từ những năm đầu của thế kỉ XX. Các công trình nghiên cứu về vấn đề này nhằm xây dựng các cơ sở khoa học phục vụ quản lý, bảo vệ, kinh doanh rừng hợp lý, có hiệu quả cao, đạt yêu cầu về kinh tế lẫn môi trường sinh thái.
Những nghiên cứu về cấu trúc phát triển từ thấp đến cao bước đầu là định tính, mô tả nay chuyển sang định lượng, chính xác với sự ứng dụng của toán thống kê và tin học. Nghiên cứu cấu trúc rừng để biết được những mối quan hệ sinh thái bên trong của quần xã thực vật rừng từ đó có cơ sở đề xuất biện pháp kĩ thuật tác động phù hợp, song với sự đa dạng và phong phú của hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới tại Việt Nam thì vấn đề nghiên cứu cấu trúc rừng vẫn là một ẩn số đối với các nhà nghiên cứu. Trên thế giới 1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là hình thức thể hiện bên ngoài của những mối quan hệ bên trong giữa thực vật rừng với nhau và giữa chúng với môi trường.
Nghiên cứu cấu trúc rừng để biết được những mối quan hệ bên trong của quần xã, từ đó có cơ sở đề xuất biện pháp tác động phù hợp. Nghiên cứu cấu trúc rừng, người ta chia thành ba dạng cấu trúc: cấu trúc hình thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian. * Về quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3) Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính là một quy luật kết cấu cơ bản của lâm phần và đã được nhiều nhà lâm học nghiên cứu từ những năm đầu của thế kỷ 20. Để nghiên cứu mô tả quy luật này, hầu hết các tác giả đã dùng phương pháp giải tích, tìm các phương trình toán học dưới dạng nhiều phân bố xác suất khác nhau.
Phải kể đến các công trình như sau: Meyer (1952), đã mô tả phân bố N/D1.3 bằng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục và được gọi là phương trình Meyer hay gọi là hàm Meyer.W (1952) [51] trong cuốn “Rừng mưa nhiệt đới” cũng đề cập đến phân bố số cây theo cấp đường kính, Ông coi dạng phân bố là một dạng đặc trưng của rừng tự nhiên. Tiếp đó nhiều tác giả dùng phương pháp giải tích để tìm phương trình của đường cong phân bố. Bally (1973) sử dụng hàm Weibull, Schiffel (theo Phạm Ngọc Giao, (1997) [10] biểu thị đường cong cộng dồn phần trăm số cây bằng đa thức bậc ba.M và Patatscase (1964), Bill và Kem k.A (1964) đã tiếp cận phân bố này bằng phương trình logarit chính thái.N (theo Phạm Ngọc Giao, 1997) [10] sử dụng phân bố Gamma biểu thị phân bố số cây theo đường kính lâm phần Thông ôn đới. Đặc biệt, để tăng tính mềm dẻo, một số tác giả hay dùng các hàm khác như Loetsch (1973) (theo Phạm Ngọc Giao, (1997) [10] dùng hàm Beta để nắm phân bố thực nghiệm, J.Z Docouto (1992) trong khi nghiên cứu 19 ô tiêu chuẩn với 60 loài của rừng nhiệt đới ở Maranhoo-Brazin đã dùng hàm Weibull mô phỏng phân bố N/D1.
Nhiều tác giả khác dùng hàm Hepesbol, hàm Poisson, hàm Logarit chuẩn, hàm Pearson. n 7 Nhìn chung các công trình nghiên cứu về dạng phân bố đem lại kết quả toàn diện và đa dạng nhất về quy luật kết cấu đường kính lâm phần rừng. * Về quy luật phân bố số cây theo chiều cao (N/H) 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 nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu đồ đứng với các kích thước khác nhau tuỳ 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. Phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu ứng dụng như: Rollet (1979), Meyer (1952), Richards. * Nghiên cứu quy luật tương quan chiều cao với đường kính thân cây (H/D1.3) Qua nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy, chiều cao tương ứng với mỗi cỡ kính cho trước luôn tăng theo tuổi đó là kết quả tự nhiên của sự sinh trưởng. Trong mỗi cỡ kính xác định ở các tuổi khác nhau, cây rừng thuộc cấp sinh truởng khác nhau, cấp sinh trưởng giảm khi tuổi các lâm phần tăng lên, dẫn đến tỷ lệ H/D tăng theo tuổi, từ đó đường cong quan hệ giữa H và D có thể thay đổi dạng và luôn dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên.
Rollet (1971), đã mô tả mối quan hệ giữa chiều cao với đường kính bằng hàm hồi quy, phân bố đường kính bằng các dạng phân bố xác suất. Nhiều tác giả đã sử dụng hàm Weibull để mô hình hóa cấu trúc đường kính loài Thông theo mô hình của Schumarcher.V (1972) (theo Phạm Ngọc Giao, 1997) [10] đã phát hiện hiện tượng này khi ông xác lập đường cong chiều cao cho các cấp tuổi khác nhau.O (1967) đã mô phỏng quan hệ chiều cao (H) với đường kính (D) và tuổi (A) theo dạng phương trình: 1 1 1 Logh = d + b1 ⋅ + b2 ⋅ + b3 ⋅ (1.V (1932) nghiên cứu tương quan giữa chiều cao với đường kính ngang ngực dựa trên cơ sở cấp đất và cấp tuổi. Kết quả cho thấy, khi dãy phân hoá thành các cấp chiều cao, thì mối quan hệ này không cần xét đến cấp đất hay cấp tuổi. Vì những nhân tố này đã được phản ánh trong kích thước n 8 của cây, nghĩa là đường kính và chiều cao trong quan hệ đã bao hàm tác động của hoàn cảnh và tuổi.
Như vậy, biểu thị sự tương quan giữa chiều cao và đường kính thân cây có thể sử dụng nhiều dạng phương trình. Việc sử dụng phương trình nào cho thích hợp nhất cho từng đối tượng thì chưa được nghiên cứu đầy đủ. Nói chung, để biểu đường cong chiều cao thì tùy vào đặc điểm loài cây mà sử dụng một dạng phương trình thích hợp, dạng phương trình thường được sử dụng là dạng phương trình Parabol và phương trình logarit. Tóm lại, trên thế giới các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng nói chung và đặc điểm rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú, đa dạng, đã có nhiều công trình nghiên cứu đạt hiệu quả cao trong kinh doanh rừng.
Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng đặc dụng còn ít. 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, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy. Vai trò lịch sử của lớp cây con này là thay thế thế hệ cây già cỗi, vì vậy tái sinh từng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố.
Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây tái sinh và tầng cây gỗ lớn đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbre-ad, 1930; Richards, 1933; 1939; Aubreville, 1938; Beard, 1946; Lebrun và Gilbert, 1954; Joné, 1955-1956; Schultz, 1960; Baur, 1964; Rollet, 1969) [54]. Do tính chất phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài có giá trị nên trong thực tiễn, người ta chỉ khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định.