ĐẶT VẤN ĐỀ Thực vật rừng nói riêng và rừng nói chung là nguồn tài nguyên thiên nhiên rất quý giá của mỗi quốc gia và vô cùng quan trọng đối với sự sinh tồn của sinh vật trên thế giới. Bên cạnh vai trò là nơi cung cấp nơi sinh tồn cho các loài động thực vật quý hiếm, tạo kế sinh nhai cho ngƣời dân bản địa, rừng còn góp phần to lớn trong việc bảo vệ nguồn nƣớc, ngăn chặn xói mòn đất và giảm thiểu sự biến đổi khí hậu. Các nghiên cứu trƣớc đây đã chỉ ra hệ sinh thái rừng nhiệt đới vô cùng phong phú đa dạng và rất phức tạp gồm rất nhiều thành phần đƣợc sắp xếp theo không gian và thời gian với các quy luật khác nhau. Rừng tự nhiên sẽ mang tính ổn định cao nếu không có tác động của con ngƣời, nhƣng một khi con ngƣời đã tác động vào thì rừng sẽ dần mất đi tính ổn định vốn có.
Do đó, để duy trì đƣợc tính ổn định của hệ sinh thái rừng cần có sự hiểu biết sâu về lĩnh vực này mà các nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng là những cơ sở để xây dựng nên những biện pháp tác động phù hợp. Ở nƣớc ta, theo Quyết định số 1819/QĐ-BNN-TCLN ngày 16/5/2017 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (NN&PTNT, 2017) [26], tổng diện tích rừng tính đến ngày 31/12/2016 là 14.682 ha với diện tích rừng tự nhiên là 10.141 ha, rừng trồng là 4.541 ha tƣơng đƣơng độ che phủ rừng là 41,19%. Mặc dầu diện tích rừng tăng qua các năm thông qua các nỗ lực trồng rừng, phục hồi rừng. Song qua kết quả điều tra, nghiên cứu thì tài nguyên rừng Việt Nam vẫn bị suy giảm nghiêm trọng do nhiều nguyên nhân khác nhau.
Trong đó, việc chƣa nắm rõ thành phần đa dạng sinh học, các mối quan hệ sinh thái và đặc điểm cấu trúc của từng loại rừng, kiểu rừng để quản lý và sử dụng các nguồn lợi từ rừng một cách hợp lý, bền vững cũng là một nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm chất lƣợng rừng. Hiện nay, để nghiên cứu cấu trúc rừng và theo dõi tài nguyên rừng toàn quốc, một số cơ quan trong nƣớc đã thiết lập các ô định vị nghiên cứu sinh thái theo từng mục tiêu riêng. Trong đó phải kể đến Viện Khoa học Lâm nghiệp đã thiếp lập 64 ô đặt tại 4 kiểm rừng (rừng lá rộng thƣờng xanh, rừng khộp, rừng tràm và rừng ngập mặn) phục vụ đề tài “Nghiên cứu đặc điểm lâm học của một số hệ sinh thái LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2 rừng tự nhiên chủ yếu ở Việt Nam”. Trƣờng Đại học Lâm nghiệp trong đề tài “Nghiên cứu xây dựng phƣơng án điều chế rừng tự nhiên lá rộng thƣờng xanh là rừng sản xuất ở vùng núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ và Tây Nguyên” đã thiếp lập 80 ÔĐV, diện tích mỗi ô là 1 ha.
Viện Điều tra, Quy hoạch để phục vụ “Chƣơng trình Điều tra đánh giá và theo dõi tài nguyên rừng toàn quốc, giai đoạn 2013-2020” đã thiết lập 200 ÔĐV trên phạm vị toàn quốc, diện tích mỗi ô là 100 ha đƣợc thiết kế theo lƣới ô vuông 8 x 8 km và đƣợc bố trí trên đại cao, loại rừng và các kiểu rừng khác nhau. Trên mỗi ô định vị sẽ thiết lập 3 ô nghiên cứu với diện tích mỗi ô nghiên cứu là 1 ha và 75 ô đo đếm liên tục diện tích 400 m2. Mục đích nghiên cứu về bản chất các quy luật của rừng trong mối quan hệ bên trong và bên ngoài giữa rừng với các nhân tố ngoại cảnh, nhằm tìm ra những căn cứ khoa học xác đáng phục vụ cho các hoạt động sử dụng lâu bền tài nguyên rừng. Hiện nay, chƣơng trình đã thực hiện xong điều tra lần thứ nhất và đang tiếp tục điều tra lặp lại lần 2.
Kết quả điều tra trên các ÔĐV đã thu thập đƣợc một bộ số liệu rất công phu về cây gỗ, cây tái sinh.Các ÔĐV đã đƣợc xây dựng báo cáo đánh giá về cấu trúc và tái sinh rừng. Tuy nhiên, cho đến nay “Chƣơng trình Điều tra đánh giá và theo dõi tài nguyên rừng toàn quốc, giai đoạn 2013 -2020” của Viện Điều tra, Quy hoạch rừng chƣa có nghiên cứu nào đƣợc thực hiện để tìm hiểu về cấu trúc và đa dạng loài cây của hệ sinh thái rừng kín lá rộng thƣờng xanh mƣa ẩm nhiệt đới theo từng vùng sinh thái hay so sánh cấu trúc rừng và đa dạng loài cây giữa các tỉnh thông qua các ô định vị nghiên cứu sinh thái rừng Quốc gia. Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài: "Đặc trưng cấu trúc và tái sinh của kiểu rừng kín lá rộng thường xanh mưa ẩm nhiệt đới phân bố tại một số tỉnh phía Bắc Việt Nam" đƣợc thực hiện nhằm góp phần bổ sung những hiểu biết mới về cấu trúc và tái sinh tự nhiên quần xã thực vật rừng, tính đa dạng sinh vật và hƣớng phát triển bền vững hệ sinh thái rừng kín lá rộng thƣờng xanh mƣa ẩm nhiệt đới tại miền Bắc Việt Nam. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.
Trên thế giới 1. Nghiên cứu về cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là một khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian. Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi. Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng Rừng tự nhiên là một hệ sinh thái cực kỳ phức tạp bao gồm nhiều thành phần với các qui luật sắp xếp khác nhau trong không gian và thời gian.
Trong nghiên cứu cấu trúc rừng ngƣời ta chia thành ba dạng cấu trúc là cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian. Cấu trúc của lớp thảm thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, là sản phẩm của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống. (1976) [10] 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 mƣa 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 mƣa tự nhiên. Từ đó tác giả này đã đƣa 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 phƣơng thức xử lý cải thiện rừng mƣa.
Về mô tả cấu trúc hình thái rừng Hiện tƣợng thành tầng là một trong những đặc trƣng cơ bản về cấu trúc hình thái của quần thể thực vật và là cơ sở để tạo nên cấu trúc tầng thứ. Phƣơng pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do Davit và P. Risa (1933 - 1934) [2] đề xƣớng và sử dụng lần đầu tiên ở Guyan đến nay vẫn là phƣơng pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng của rừng. Tuy nhiên phƣơng pháp này có nhƣợc điểm là chỉ minh hoạ đƣợc cách sắp xếp theo hƣớng thẳng đứng của các loài cây gỗ trong một diện tích có hạn.
Cusen (1951) đã khắc phục bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đƣa lại một hình tƣợng về không gian ba chiều. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Catinot (1965) [28], Plaudy J. (1987) [17] đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng 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.W (1952) đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mƣa thành hai loại rừng mƣa hỗn hợp có tổ thành loài cây phức tạp và rừng mƣa đơn ƣu có tổ thành loài cây đơn giản, trong những lập địa đặc biệt thì rừng mƣa đơn ƣu chỉ bao gồm một vài loài cây. Cũng theo tác giả này thì rừng mƣa thƣờng có nhiều tầng (thƣờng có 3 tầng, trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ).
Trong rừng mƣa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân cỏ còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thƣớc, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây. Hiện nay, nhiều hệ thống phân loại thảm thực vật rừng đã dựa vào các đặc trƣng nhƣ cấu trúc và dạng sống, độ ƣu thế, kết cấu hệ thực vật hoặc năng xuất thảm thực vật. Ngay từ nửa đầu thế kỷ 19, Humboldt và Grisebach đã sử dụng dạng sinh trƣởng (toàn bộ hình thái hoặc cấu trúc và trạng thái của thực vật) của các loài cây ƣu thế và kiểu môi trƣờng sống của chúng để biểu thị cho các nhóm thực vật. Phƣơng pháp hình thái của Humboldt và Grisebach đƣợc các nhà sinh thái học Đan Mạch (Warming, 1904; Raunkiaer, 1934) tiếp tục phát triển.
Raunkiaer đã phân chia các loài cây hình thành thảm thực vật thành các dạng sống và các phổ sinh học (phổ sinh học là tỉ lệ phần trăm các loài cây trong một quần xã có các dạng sống khác nhau). Tuy nhiên, nhiều nhà sinh thái học cho rằng phân loại hình thái, các phổ dạng sống của Raunkiaer kém ý nghĩa hơn các dạng sinh trƣởng của Humboldt và Grisebach. Trong các phƣơng pháp phân loại rừng dựa theo cấu trúc và dạng sống của thảm thực vật, phƣơng pháp dựa vào hình thái bên ngoài của thảm thực vật đƣợc sử dụng nhiều nhất (Dẫn theo Phùng Ngọc Lan, 1986) [20]. Kraft (1884) (Dẫn theo Ngô Quang Đê và cs, 1992) [9] lần đầu tiên đƣa ra hệ thống phân cấp cây rừng, ông chia cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trƣởng, kích thƣớc và chất lƣợng của cây rừng.
Phân cấp của Kraft phản ánh đƣợc tình hình phân hoá cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản và dễ áp dụng nhƣng chỉ phù hợp với rừng trồng. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng Việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã có từ lâu và đƣợc chuyển dần từ mô tả định tính sang định lƣợng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học, trong đó việc mô hình hóa cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng đã đƣợc nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả. Vấn đề về cấu trúc không gian và thời gian của rừng đƣợc các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất.
Đó là nghiên cứu cấu trúc không gian và thời gian của rừng theo hƣớng định lƣợng và dùng các mô hình toán để mô phỏng các qui luật cấu trúc (Trần Văn Con, 2001) [8].