Nghiên cứu cấu trúc, tái sinh rừng thứ sinh nghèo tại TP Uông Bí, Quảng Ninh - Luận văn ThS

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hay nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tái sinh của rừng thứ sinh nghèo và đề xuất giải pháp tác động tại, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất

• Tác giả: Nguyễn Thị Mai Lan
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Văn Điển
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Khoa học lâm nghiệp
• Đề tài: Nghiên Cứu Đặc Điểm Cấu Trúc, Tái Sinh Của Rừng Thứ Sinh Nghèo Và Đề Xuất Giải Pháp Tác Động Tại Thành Phố Uông Bí, Tỉnh Quảng Ninh
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Thành quả nghiên cứu
• 1.2. Tồn tại nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu và giới hạn vấn đề nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng
• 2.5. Đặc điểm cấu trúc QXTVR
• 2.6. Đặc điểm tái sinh QXTVR
• 2.7. Đề xuất giải pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng
• 2.8. Phương pháp nghiên cứu
• 2.8.1. Phương pháp luận
• 2.8.2. Phương pháp kế thừa số liệu
• 2.8.3. Phương pháp thu thập số liệu
• 2.8.4. Phương pháp xử lí số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 3.1. Điều kiện tự nhiên
• 3.2. Vị trí địa lí
• 3.3. Tài nguyên đất
• 3.4. Tài nguyên rừng
• 3.5. Điều kiện kinh tế xã hội
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng của rừng thứ sinh nghèo
• 4.1.1. Đặc điểm địa hình
• 4.1.2. Đặc điểm thổ nhưỡng
• 4.2. Đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng
• 4.2.1. Đặc điểm cấu trúc tổ thành và tính đa dạng loài thuộc tầng cây cao
• 4.2.2. Cấu trúc tầng tán rừng
• 4.2.3. Cấu trúc mật độ
• 4.2.4. Các đại lượng sinh trưởng của lâm phần
• 4.3. Đặc điểm tái sinh quần xã thực vật rừng
• 4.3.1. Cấu trúc tổ thành cây tái sinh
• 4.3.2. Cấu trúc mật độ cây tái sinh
• 4.3.3. Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh
• 4.3.4. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao
• 4.3.5. Phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng ngang
• 4.3.6. Biến động của mật độ cây tái sinh có triển vọng theo tổ hợp các nhân tố có ảnh hưởng chủ yếu
• 4.4. Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng
• KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu cấu trúc rừng thứ sinh nghèo tại Uông Bí

Nghiên cứu cấu trúc và tái sinh của rừng thứ sinh nghèo tại Uông Bí, Quảng Ninh là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực lâm nghiệp. Rừng thứ sinh nghèo không chỉ đóng vai trò quan trọng trong việc bảo tồn đa dạng sinh học mà còn ảnh hưởng đến môi trường sống của con người. Việc hiểu rõ cấu trúc của rừng sẽ giúp đưa ra các giải pháp bảo tồn và phát triển bền vững.

1.1. Đặc điểm tự nhiên và xã hội của Uông Bí

Uông Bí có diện tích đất lâm nghiệp lớn, chiếm 64% tổng diện tích tự nhiên. Tuy nhiên, rừng tự nhiên đang suy giảm về số lượng và chất lượng, cần có các giải pháp khôi phục.

1.2. Tầm quan trọng của rừng thứ sinh nghèo

Rừng thứ sinh nghèo có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và cung cấp lâm sản. Việc nghiên cứu cấu trúc rừng giúp hiểu rõ hơn về sự phát triển và tái sinh của nó.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu rừng thứ sinh nghèo

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về cấu trúc rừng, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc đánh giá và phục hồi rừng thứ sinh nghèo. Các vấn đề như biến đổi khí hậu, sự tác động của con người và sự suy giảm đa dạng sinh học đang đặt ra nhiều thách thức cho việc bảo tồn rừng.

2.1. Biến đổi khí hậu và tác động đến rừng

Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến sự phát triển của rừng, làm thay đổi các điều kiện sinh thái và gây khó khăn cho quá trình tái sinh.

2.2. Sự tác động của con người đến rừng

Hoạt động khai thác rừng và đô thị hóa đã làm giảm diện tích rừng tự nhiên, ảnh hưởng đến cấu trúc và đa dạng sinh học của rừng.

III. Phương pháp nghiên cứu cấu trúc rừng thứ sinh nghèo

Để nghiên cứu cấu trúc rừng thứ sinh nghèo, cần áp dụng các phương pháp khoa học hiện đại. Việc thu thập và phân tích dữ liệu là rất quan trọng để đưa ra các giải pháp phục hồi hiệu quả.

3.1. Phương pháp thu thập số liệu

Sử dụng các phương pháp khảo sát thực địa và thu thập mẫu cây để đánh giá cấu trúc rừng và sự đa dạng sinh học.

3.2. Phân tích dữ liệu và mô hình hóa

Áp dụng các phương pháp thống kê và mô hình hóa để phân tích dữ liệu thu thập được, từ đó đưa ra các kết luận chính xác về cấu trúc rừng.

IV. Kết quả nghiên cứu cấu trúc rừng thứ sinh nghèo

Kết quả nghiên cứu cho thấy rừng thứ sinh nghèo tại Uông Bí có cấu trúc đa dạng nhưng đang bị suy giảm. Việc đánh giá đúng tình trạng rừng sẽ giúp đưa ra các giải pháp phục hồi hiệu quả.

4.1. Đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật

Cấu trúc quần xã thực vật rừng thứ sinh nghèo cho thấy sự đa dạng về loài và mật độ cây, tuy nhiên, một số loài đang có nguy cơ tuyệt chủng.

4.2. Tình trạng tái sinh của rừng

Tình trạng tái sinh của rừng thứ sinh nghèo cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp bảo tồn và phục hồi để đảm bảo sự phát triển bền vững.

V. Giải pháp phục hồi rừng thứ sinh nghèo tại Uông Bí

Để phục hồi rừng thứ sinh nghèo, cần áp dụng các giải pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp. Việc kết hợp giữa bảo tồn và phát triển là rất quan trọng để đảm bảo sự bền vững của rừng.

5.1. Các biện pháp kỹ thuật lâm sinh

Áp dụng các biện pháp như khoanh nuôi, trồng cây bản địa và quản lý rừng bền vững để phục hồi rừng thứ sinh nghèo.

5.2. Tăng cường công tác quản lý rừng

Cần có sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng địa phương trong việc quản lý và bảo vệ rừng.

VI. Kết luận và triển vọng tương lai của rừng thứ sinh nghèo

Nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng thứ sinh nghèo tại Uông Bí là một bước quan trọng trong việc bảo tồn và phát triển bền vững. Tương lai của rừng phụ thuộc vào các giải pháp bảo tồn hiệu quả và sự tham gia của cộng đồng.

6.1. Tầm quan trọng của việc bảo tồn rừng

Bảo tồn rừng không chỉ giúp duy trì đa dạng sinh học mà còn góp phần vào phát triển kinh tế xã hội của địa phương.

6.2. Triển vọng phát triển bền vững

Việc áp dụng các giải pháp phục hồi rừng sẽ tạo ra cơ hội cho sự phát triển bền vững của rừng thứ sinh nghèo tại Uông Bí.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh sở hữu diện tích đất lâm nghiệp rộng lớn với trên 16.000 ha, chiếm tới 64% tổng diện tích tự nhiên của toàn thành phố (khoảng 25.594,03 ha). Mặc dù có tiềm năng phát triển lâm nghiệp rất cao, diện tích rừng tự nhiên tại địa phương lại đang suy giảm nghiêm trọng về cả diện tích lẫn chất lượng. Số liệu thống kê năm 2010 cho thấy toàn thành phố chỉ còn 4.284,82 ha rừng tự nhiên, trong đó tỷ lệ rừng thứ sinh nghèo kiệt chiếm trên 80% tổng diện tích. Thực trạng này khiến hệ sinh thái rừng chưa thể đáp ứng được các yêu cầu về cung cấp lâm sản hàng hóa cũng như vai trò phòng hộ môi trường đầu nguồn.

Vấn đề cốt lõi đặt ra là phần lớn diện tích rừng thứ sinh nghèo tại địa phương đã được áp dụng giải pháp khoanh nuôi bảo vệ từ những năm 1997 nhưng thiếu các đánh giá khoa học định lượng về khả năng tự phục hồi cũng như các can thiệp lâm sinh sau khoanh nuôi. Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là xác định rõ các đặc điểm lâm học cơ bản về địa hình, thổ nhưỡng, cấu trúc quần xã thực vật rừng và quy luật tái sinh tự nhiên của các trạng thái rừng thứ sinh nghèo gồm IIA, IIB và IIIA1. Trên cơ sở đó, đề tài xây dựng và lựa chọn các giải pháp kỹ thuật lâm sinh tối ưu nhằm phục hồi rừng bền vững.

Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại phường Bắc Sơn và phường Vàng Danh thuộc thành phố Uông Bí, tập trung ở các đai độ cao dưới 500m so với mực nước biển trong giai đoạn 2009-2011. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc cung cấp cơ sở khoa học để chuyển hóa các trạng thái rừng thứ sinh nghèo thành rừng có năng suất cao, hướng tới trữ lượng gỗ đích 150 m3/ha và tỷ lệ cây phẩm chất tốt đạt trên 60%.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng của lý thuyết cấu trúc quần xã thực vật rừng nhiệt đới của Richards và hệ thống phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam của Thái Văn Trừng. Đồng thời, đề tài kế thừa lý thuyết động lực học tái sinh rừng tự nhiên của Baur và Van Steenis, kết hợp với phương pháp xác định các chỉ tiêu kỹ thuật trong nuôi dưỡng rừng hỗn loài khác tuổi do Phạm Văn Điển và Phạm Xuân Hoàn phát triển năm 2011.

Các khái niệm then chốt được vận dụng xuyên suốt bao gồm:

1. Lâm phần: Đơn vị sinh thái rừng cơ bản có sự đồng nhất tương đối về điều kiện lập địa, cấu trúc và quy luật sinh trưởng.
2. Chỉ số giá trị quan trọng (IV%): Đại lượng biểu thị mức độ ưu thế sinh thái của từng loài cây trong tầng cây cao thông qua tỷ lệ số cây và tỷ lệ tiết diện ngang.
3. Cây tái sinh có triển vọng (TSTV): Những cây tái sinh thuộc nhóm loài cây mục đích hoặc cây có ích, có phẩm chất từ trung bình trở lên, sinh trưởng từ nguồn gốc hạt và đạt chiều cao vút ngọn từ 2m trở lên.
4. Hệ số hiệu quả nuôi dưỡng rừng (beta): Tỷ số giữa tổng trữ lượng quy đổi của lâm phần tại thời điểm khai thác chính và tổng thời gian cần thiết để nuôi dưỡng rừng.

Mô hình nghiên cứu áp dụng phân tích đường ảnh hưởng (Path Analysis) để lượng hóa tác động trực tiếp và gián tiếp của các nhân tố sinh thái tới mật độ cây tái sinh triển vọng, kết hợp mô hình hóa phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3) bằng các hàm phân bố toán học dạng giảm.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của nghiên cứu được thu thập từ hệ thống 18 ô tiêu chuẩn (OTC) điển hình hình chữ nhật có diện tích 1.000 m2 (kích thước 25m x 40m). Cỡ mẫu được phân bổ đều cho 3 trạng thái rừng (IIA, IIB, IIIA1), mỗi trạng thái lập 6 OTC tại 2 cấp độ dốc gồm cấp 15 đến 25 độ và cấp 26 đến 35 độ. Trong mỗi OTC, bố trí 5 ô dạng bản (ODB) có diện tích 25 m2 (5m x 5m) tại 4 góc và tâm ô để điều tra tầng cây tái sinh và thảm tươi cây bụi, tổng cộng thực hiện trên 90 ODB.

Phương pháp chọn mẫu điển hình vát lát được lựa chọn nhằm đảm bảo bao quát các đại diện sinh thái theo trạng thái diễn thế và địa hình chia cắt mạnh của vùng Đông Bắc. Đối với tầng cây cao, toàn bộ các cây có đường kính ngang ngực D1.3 từ 6 cm trở lên được đo đếm đường kính thân bằng thước vanh, đo chiều cao vút ngọn bằng thước đo cao Blumeleiss và đo đường kính tán bằng thước dây.

Phương pháp xử lý số liệu sử dụng toán học thống kê mô tả trên phần mềm Excel 2007, tính toán các chỉ số đa dạng sinh học Shannon-Wiener (H), chỉ số Simpson (Cd), độ phong phú loài theo công thức K Jayaraman, kiểm tra phân bố không gian mặt phẳng ngang bằng hệ số Poisson (W) và kiểm định mức độ tương đồng tổ thành loài bằng hệ số Sorensen (BC). Lý do lựa chọn tổ hợp phương pháp này là nhằm chuẩn hóa định lượng các mối quan hệ sinh thái phức tạp trong rừng tự nhiên nhiệt đới, loại bỏ tính chủ quan khi lập kế hoạch can thiệp kỹ thuật. Toàn bộ tiến trình nghiên cứu được triển khai liên tục từ năm 2009 đến tháng 9 năm 2011.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, về đặc điểm thổ nhưỡng, đất tại khu vực nghiên cứu là loại đất feralit phát triển trên đá mẹ sạn kết có độ dày tầng đất dao động từ 75 cm đến 121 cm, dung trọng từ 0,88 g/cm3 đến 1,13 g/cm3 và độ xốp đạt từ 57,29% đến 65,98%. Hàm lượng mùn tầng mặt đạt từ 2,90% đến 4,05%, độ chua pH H2O biến động từ 5,2 đến 6,2. Trạng thái rừng IIB có độ dày tầng đất và hàm lượng dinh dưỡng tốt nhất, trong khi tỷ lệ đá lẫn tăng dần theo độ dốc từ 16% lên đến 26%.

Thứ hai, về cấu trúc tầng cây cao, trạng thái IIIA1 chiếm tỷ lệ diện tích lớn nhất (67,1%), kế tiếp là trạng thái IIA (22,0%) và trạng thái IIB (10,9%). Phân bố số cây theo cấp đường kính N/D1.3 ở cả 3 trạng thái đều tuân theo dạng phân bố giảm lệch trái rõ rệt. Số lượng cây tập trung chủ yếu ở cấp đường kính nhỏ từ 6 cm đến 14 cm, chiếm trên 70% tổng số cá thể của lâm phần, trong khi các cây gỗ đạt cấp đường kính thành thục công nghệ trên 40 cm chiếm tỷ lệ rất thấp dưới 5%. Trữ lượng lâm phần hiện tại còn nghèo nàn, dao động từ 10 m3/ha đến 60 m3/ha.

Thứ ba, về đặc điểm tái sinh tự nhiên, mật độ cây tái sinh biến động trung bình từ 3.450 cây/ha đến trên 7.200 cây/ha, trong đó nguồn gốc tái sinh từ hạt chiếm ưu thế tuyệt đối với trên 85% tổng số cây. Tuy nhiên, sự phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao có sự mất cân đối nghiêm trọng: cấp chiều cao dưới 1m chiếm trên 65% tổng số cây tái sinh, trong khi cây tái sinh có triển vọng (chiều cao từ 2m trở lên) chỉ đạt tỷ lệ khiêm tốn từ 12% đến 18%.

Thứ tư, về các nhân tố sinh thái chi phối, kết quả phân tích hệ số đường ảnh hưởng xác nhận độ tàn che của tầng cây cao (hệ số tác động 0,35 đến 0,42) và độ che phủ của thảm tươi cây bụi (hệ số tác động âm -0,28 đến -0,36) là hai nhân tố có ảnh hưởng quyết định nhất đến mật độ cây tái sinh có triển vọng.

Thảo luận kết quả

Thực trạng cấu trúc lâm phần chủ yếu gồm các cây nhỏ và trữ lượng thấp bắt nguồn từ lịch sử khai thác kiệt, khai thác chọn không đúng quy trình kỹ thuật trong quá khứ kết hợp với tình trạng chặt trộm gỗ củi kéo dài trước khi đưa vào khoanh nuôi năm 1997. Sự suy giảm của tầng cây mẹ dẫn đến hiện tượng thiếu hụt nguồn hạt giống chất lượng cao, khiến tầng thảm tươi cây bụi phát triển mạnh mẽ và chèn ép sự sinh trưởng của lớp cây mạ non.

Khi đối chiếu với các công trình nghiên cứu tại huyện Hoành Bồ (Quảng Ninh) và Vườn quốc gia Bạch Mã (Thừa Thiên Huế), kết quả nghiên cứu này hoàn toàn đồng nhất về quy luật phân bố số cây theo cấp đường kính dạng giảm và mật độ tái sinh hạt chiếm ưu thế. Độ tàn che tối ưu cho sự sinh trưởng của cây tái sinh gỗ mục đích được xác định trong khoảng từ 0,5 đến 0,6, nếu độ tàn che quá dày trên 0,7 hoặc quá thưa dưới 0,4 đều làm suy giảm khả năng xuất hiện cây tái sinh có triển vọng.

Cấu trúc không gian của lâm phần có thể được trực quan hóa sinh động thông qua biểu đồ trắc đồ đứng Richards-Davit mô tả sự phân tầng rõ nét giữa tầng cây vượt tán, tầng ưu thế sinh thái và tầng dưới tán ở từng trạng thái rừng. Đồng thời, các mối quan hệ đa nhân tố được tổng hợp hiệu quả qua bảng ma trận hệ số tương quan tuyến tính, giúp phản ánh trực tiếp sự phụ thuộc của mật độ cây tái sinh triển vọng vào độ dày tầng đất và độ tàn che của tán rừng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng kỹ thuật chặt nuôi dưỡng rừng định lượng: Tiến hành chặt nuôi dưỡng điều tiết mật độ với cường độ chặt từ 15% đến 20% tổng tiết diện ngang, chu kỳ luân chuyển giãn cách từ 8 năm đến 12 năm thực hiện qua 2 đến 3 lần can thiệp. Mục tiêu nhằm nâng trữ lượng lâm phần từ mức bình quân 45 m3/ha hiện nay lên đạt mức 150 m3/ha sau thời gian nuôi dưỡng 25 đến 30 năm. Đơn vị chủ trì thực hiện là Công ty Lâm nghiệp Uông Bí và Ban quản lý Di tích và Rừng quốc gia Yên Tử.

2. Thực hiện luỗng phát thảm tươi và dây leo cục bộ: Tiến hành luỗng phát dọn sạch dây leo, cây bụi chèn ép xung quanh các gốc cây tái sinh mục đích đạt chiều cao trên 1m với bán kính dọn sạch từ 0,8m đến 1,2m. Tần suất thực hiện 2 lần mỗi năm vào đầu và cuối mùa sinh trưởng trong giai đoạn 2012-2015, nhằm nâng tỷ lệ sống và phát triển của cây tái sinh triển vọng lên trên 80%. Trách nhiệm triển khai thuộc về các hộ gia đình nhận khoán bảo vệ rừng và tổ đội bảo vệ rừng cơ sở.

3. Xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp tra dặm cây bản địa: Trồng bổ sung các loài cây gỗ bản địa có giá trị kinh tế và phòng hộ cao như Lim xanh, Trám trắng, Xoan đào, Kháo vàng với mật độ tra dặm từ 300 cây/ha đến 500 cây/ha tại các khoảng trống rừng có độ tàn che dưới 0,4. Lộ trình thực hiện hoàn thành trong 5 năm đầu tiên kể từ khi bắt đầu tác động, do Chi cục Kiểm lâm Quảng Ninh và Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Lâm nông nghiệp phụ trách kỹ thuật.

4. Tăng cường tuần tra và kiểm soát lâm sản nghiêm ngặt: Xây dựng hệ thống gồm 18 trạm chốt bảo vệ rừng tại các khu vực giáp ranh mỏ than Vàng Danh và Nam Mẫu, tổ chức các đội tuần tra liên ngành định kỳ hàng tuần nhằm ngăn chặn 100% các hành vi chặt phá, lấn chiếm rừng trái phép từ năm 2012 trở đi. Cơ quan chịu trách nhiệm chính là Hạt Kiểm lâm thành phố Uông Bí phối hợp chặt chẽ với Ủy ban nhân dân các phường Bắc Sơn và Vàng Danh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý nhà nước về lâm nghiệp và Chi cục Kiểm lâm: Cung cấp nguồn luận cứ khoa học thực chứng để xây dựng các chính sách điều chế rừng, quy hoạch phân định 3 loại rừng và hoàn thiện quy chuẩn kỹ thuật khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh.

2. Các công ty lâm nghiệp và ban quản lý rừng phòng hộ: Ứng dụng trực tiếp hệ thống 72 phương án kỹ thuật nuôi dưỡng rừng để lựa chọn giải pháp tối ưu cho từng lô rừng cụ thể, từ đó tối ưu hóa chi phí đầu tư và rút ngắn chu kỳ kinh doanh gỗ lớn.

3. Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên chuyên ngành Lâm học: Sử dụng toàn bộ hệ phương pháp luận nghiên cứu cấu trúc, phân tích đường ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái và mô hình toán học làm tài liệu giảng dạy, nghiên cứu chuyên sâu về lâm sinh học nhiệt đới.

4. Các chủ rừng hộ gia đình và cộng đồng dân cư địa phương: Tham khảo các tiêu chí nhận biết cây tái sinh có triển vọng và quy trình kỹ thuật luỗng phát, tỉa thưa nuôi dưỡng rừng nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế vườn rừng và duy trì nguồn thu nhập ổn định từ rừng tự nhiên nhận giao khoán.

Câu hỏi thường gặp

Rừng thứ sinh nghèo tại thành phố Uông Bí có đặc điểm cấu trúc nổi bật nào? Cấu trúc lâm phần bị suy thoái mạnh với phân bố số cây theo cỡ kính N/D1.3 dạng giảm lệch trái. Trên 70% số cây tập trung ở cấp kính nhỏ từ 6 cm đến 14 cm, trong khi cây thương phẩm lớn trên 40 cm chỉ chiếm dưới 5%. Trữ lượng lâm phần chỉ đạt từ 10 m3/ha đến 60 m3/ha và tỷ lệ cây chất lượng tốt chỉ chiếm dưới 40%.

Cây tái sinh có triển vọng được định nghĩa và nhận biết như thế nào? Cây tái sinh có triển vọng là những cá thể cây gỗ thuộc nhóm loài mục đích hoặc cây có ích, có phẩm chất thân cây thẳng từ trung bình đến tốt, mọc từ hạt và đạt chiều cao vút ngọn từ 2m trở lên. Đây là thành phần quyết định khả năng phục hồi tự nhiên của rừng mà không cần tốn kém chi phí trồng mới.

Độ tàn che của tán rừng ảnh hưởng ra sao đến mật độ cây tái sinh? Độ tàn che tối ưu cho cây tái sinh sinh trưởng dao động từ 0,5 đến 0,6. Khi độ tàn che quá cao trên 0,7, mật độ cây con giảm trên 30% do thiếu ánh sáng quang hợp. Ngược lại, khi độ tàn che dưới 0,4, thảm cỏ dại phát triển mạnh lấn át khiến cây tái sinh khó vượt qua cấp chiều cao 1m.

Phương án chặt nuôi dưỡng rừng nào mang lại hiệu quả cao nhất? Phương án kỹ thuật tối ưu dựa trên chỉ số beta là chặt nuôi dưỡng với cường độ từ 15% đến 20%, thực hiện 2 đến 3 lần với chu kỳ giãn cách 8 đến 12 năm. Phương thức này cho phép lâm phần đạt trữ lượng đích 150 m3/ha sau khoảng 25 đến 30 năm, rút ngắn 10 đến 15 năm so với để rừng tự phục hồi.

Điều kiện thổ nhưỡng tại Uông Bí có đảm bảo cho rừng tự phục hồi không? Đất feralit trên đá mẹ sạn kết tại khu vực có độ dày tầng đất trung bình từ 75 cm đến 121 cm, độ xốp đạt từ 57,29% đến 65,98% và hàm lượng mùn tầng mặt từ 2,90% đến 4,05%. Đây là điều kiện lý hóa học rất thuận lợi, cung cấp đầy đủ dưỡng chất và độ ẩm cho thảm thực vật phục hồi nhanh chóng.

Kết luận

• Đã đánh giá toàn diện đặc điểm địa hình, đất đai và cấu trúc quần xã thực vật của 3 trạng thái rừng thứ sinh nghèo tại Uông Bí trên 18 ô tiêu chuẩn và 90 ô dạng bản.
• Đã lượng hóa quy luật tái sinh tự nhiên với tỷ lệ tái sinh hạt đạt trên 85% và chỉ ra sự thiếu hụt nghiêm trọng của lớp cây tái sinh có triển vọng cao trên 2m.
• Đã xác định độ tàn che từ 0,5 đến 0,6 và mức độ che phủ thảm tươi là hai nhân tố sinh thái chi phối then chốt tới quá trình phục hồi của lâm phần.
• Đã xây dựng bộ 72 phương án nuôi dưỡng rừng định lượng, xác định phương án tối ưu với cường độ chặt 15% đến 20% qua 2 đến 3 lần luân kỳ để đạt trữ lượng 150 m3/ha.
• Đã đề xuất hệ thống 4 giải pháp lâm sinh đồng bộ từ chặt nuôi dưỡng, luỗng phát thảm tươi, tra dặm cây bản địa đến bảo vệ nghiêm ngặt chống chặt phá trái phép.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là chuyển đổi phương thức quản lý từ khoanh nuôi thụ động sang tác động kỹ thuật lâm sinh chủ động có định lượng cho rừng thứ sinh nhiệt đới. Trong giai đoạn 2012-2020 và các thập niên tiếp theo, các đơn vị quản lý tài nguyên rừng tại Quảng Ninh cần áp dụng ngay các giải pháp kỹ thuật nuôi dưỡng này để nhanh chóng phục hồi hệ sinh thái rừng tự nhiên bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Thành quả nghiên cứu  Nghiên cứu về cấu trúc rừng Đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu nhằm xây dựng cơ sở khoa học phục vụ cho kinh doanh rừng. Có thể thống kê một số nghiên cứu có liên quan đến cấu trúc rừng như sau: Nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng, tiêu biểu như: Baur G. Các tác giả đã tập trung nghiên cứu về các vấn đề sinh thái nói chung và cơ sở sinh thái cho kinh doanh rừng mưa nói riêng, tạo cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu cấu trúc rừng.

Hình thái và tính đa dạng của cây rừng có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc của cả hệ sinh thái rừng ‘Dưới con mắt của các nhà thực vật học ở miền ôn đới, những cây cỏ ở miền nhiệt đới được xem là những kỳ quan, những sinh vật sai quy cách, mà đáng lẽ ra phải xem chúng là những sinh vật bình thường, đại diện cho một bộ phận to lớn của thế giới thực vật’ (Vann Stenis, 1956) [81]. Tầng thứ là chỉ tiêu cấu trúc phản ánh hình thái theo mặt phẳng đứng của lâm phần, thể hiện sự cạnh tranh sinh tồn giữa các loài cây trong quần xã với nhau và với hoàn cảnh xung quanh trong quá trình sinh trưởng và phát triển. Với đối tượng nghiên cứu là rừng tự nhiên, cấu trúc tầng thứ phản ánh bản chất sinh thái nội bộ hệ sinh thái rừng và phản ánh các mối quan hệ giữa các tầng rừng với nhau, giữa các loài cây khác nhau. Đã có một số tác giả nghiên cứu về vấn đề này, điển hình như Richards P.W (1933 - 1934) đã mô phỏng cấu trúc tầng thứ thông qua trắc đồ đứng.

Tuy nhiên cách mô phỏng của ông chỉ minh hoạ được cách sắp xếp theo hướng thẳng đứng của các loài cây gỗ trong một diện tích có hạn. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.W (1952) [78] đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mưa thành hai loại: Rừng mưa hỗn hợp có tổ thành loài phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài đơn giản chỉ bao gồm một vài loài cây. Theo tác giả, rừng mưa thường có nhiều tầng (thường là 3 tầng, trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ). Trong rừng mưa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các cây thân cỏ còn có nhiều loại dây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây hình thành nên nhóm thực vật ngoại tầng.

Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo hay ngoại mạo sinh thái [19]. Cơ sở phân loại rừng theo xu hướng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng. Tiêu biểu cho hệ thống phân loại rừng theo hướng này có Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973). Trên cơ sở nghiên cứu rừng ở trạng thái động Melekhov đã nhấn mạnh sự biến đổi của rừng theo thời gian, đặc biệt là sự biến đổi của tổ thành loài cây trong lâm phần qua các giai đoạn khác nhau trong quá trình phát sinh và phát triển của rừng.

Như vậy, những nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ của các tác giả nêu trên mới mang tính chất định tính, chưa phản ánh hết tính phức tạp của cấu trúc rừng nhiệt đới. Do vậy, các nghiên cứu cấu trúc rừng được chuyển dần từ mô tả định tính sang định lượng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học, trong đó việc mô hình hoá cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả. Vấn đề về cấu trúc không gian và thời gian của rừng được các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất. Có thể kể đến một số tác giả tiêu biểu như: B.Rollet (1971) đã biểu diễn các quan hệ chiều cao- đường kính ngang ngực, đường kính tán - đường kính ngang ngực bằng các hàm hồi quy; phân bố đường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng các phân bố xác suất; Balley (1973) mô hình hoá cấu trúc thân cây với phân bố số cây theo cỡ kính ( N-D) bằng hàm Weibull.

Nhiều tác giả khác dùng hàm Schumacher, hyperbol, hàm mũ, Poisson, Charlier,. để mô hình hoá cấu trúc rừng (dẫn theo Trần Văn Con, 2001) [14]. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 4  Nghiên cứu về tái sinh rừng Lịch sử nghiên cứu tái sinh rừng trên thế giới đã trải qua hàng trăm năm, nhưng với rừng nhiệt đới, vấn đề này mới được tiến hành chủ yếu từ những năm 30 đến nay. Có nhiều quan điểm, nội dung nghiên cứu của các tác giả về tái sinh tự nhiên nhưng có thể tóm tắt như sau: Về đặc điểm tái sinh: TSTN rừng nhiệt đới là vấn đề cực kỳ phức tạp bởi tính đa dạng sinh học cao trong cùng QXTVR và có nhiều khác biệt với rừng ôn đới và còn ít được nghiên cứu.

Vansteenis (1956) [81] đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là: tái sinh phân tán, liên tục của các loài cây chịu bóng tạo tiền đề tạo thành rừng hỗn loài khác tuổi và tái sinh vệt của các loài cây ưa sáng tiên phong, mọc nhanh để lấp các lỗ trống do cây già đổ. Về xác định thời gian nghiên cứu tái sinh: Đa số các nhà nghiên cứu thống nhất rằng trong nghiên cứu tái sinh rừng cần phải nghiên cứu quá trình tái sinh rừng kể từ khi hình thành cơ quan sinh sản, sự hình thành hoa, quả, các tác nhân phát tán hạt, sự phù hợp của mùa vụ hạt giống với điều kiện khí hậu. Phần lớn các nhà lâm học Liên Xô cũ lại đề nghị chỉ nên nghiên cứu quá trình TSR bắt đầu từ cây có hoa quả, thậm chí từ thời gian cây mạ trở đi (dẫn theo Đinh Quang Diệp, 1993)[16]. Về ảnh hưởng của một số nhân tố sinh thái đến tái sinh rừng: Cho đến nay, có rất nhiều công trình nghiên cứu tập trung xác định ảnh hưởng của các nhân tố ngoại cảnh đến tái sinh rừng và được phân thành 2 nhóm: nhóm các nhân tố ảnh hưởng không có sự tác động của con người và có sự tác động của con người.

Quá trình sinh trưởng của cây rừng nói chung và cây tái sinh nói riêng chịu tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái như ánh sáng, đất, lượng mưa.và mỗi loài cây chỉ có thể tồn tại và sinh trưởng trong một giới hạn nhất định của các nhân tố sinh thái trên. Khi một trong các nhân tố thay đổi làm cho môi trường thay đổi và sinh trưởng của chúng sẽ bị ảnh hưởng [82]. Để làm rõ mức độ ảnh hưởng của các nhân tố và xác định được tổ hợp thích hợp cho mỗi loài cây các nhà sinh thái học đã tập trung LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 5 nghiên cứu các nhân tố ảnh hưởng chủ yếu như: ánh sáng, đất, cây bụi thảm tươi, nguồn hạt giống, thảm mục, các nhân tố khí hậu, động vật và vi sinh vật rừng. Thứ nhất, nhân tố ánh sáng.

Đây là nhân tố sinh thái được nhiều tác giả qua tâm bởi đa số các loài cây, ánh sáng là nhân tố giới hạn có ảnh hưởng rất lớn tới thành công của quá trình tái sinh [82]. Theo đó có hai hướng nghiên cứu: Một là tái sinh dưới tán, để phân biệt nhu cầu ánh sáng giữa các loài cây, H. Lamprecht (1989) [74] đã phân cây rừng thành 3 nhóm: chịu bóng, ưa sáng và trung tính dựa theo nhu cầu ánh sáng tối thiểu cho quá trình quang hợp của chúng. Dưới tán rừng, khi lượng ánh sáng chiều xuống bị thiếu hụt mức độ chịu bóng của cây rừng sẽ là đặc điểm quyết định khả năng tái sinh của chúng [1], [82].

Hơn nữa, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng chủ yếu đến sự phát triển của cây con, còn đối với sự nảy mầm và phát triển của mầm non thường không rõ [78].Yurkevich (1960) đã chứng minh độ tàn che tối ưu cho sự phát triển bình thường của đa số các loài cây gỗ là 0,6 - 0,7. Hai là, tái sinh lỗ trống. Odum (1971) [77] khi nghiên cứu về nội cân bằng của hệ sinh thái cho rằng: Hệ sinh thái có khả năng tự duy trì và tự điều chỉnh, có khả năng chống chịu sự biến đổi và duy trì trạng thái cân bằng. Hệ sinh thái rừng nhiệt đới cũng có đặc điểm này, thể hiện rõ nhất ở việc tái sinh lỗ trống khi cây cổ thụ trong rừng tự nhiên bị bão đổ, chết; tùy theo độ lớn của lỗ trống, lỗ trống lớn sẽ xuất hiện cây tái sinh của loài ưa sáng mọc nhanh, lấp kín lỗ trống nhanh chóng, sau mới đến cây tái sinh của các loài có giá trị, chiếm tầng ưu thế trong rừng nhưng ưa bóng trong giai đoạn đầu.

Thứ hai, nhân tố đất không chỉ là giá thể cho cây đứng vững mà con cung cấp nước, các chất dinh dưỡng, muối khoáng và ô xy cho cây sinh trưởng và phát triển. Khác với cây cao, bộ rễ của cây tái sinh chủ yếu tập trung ở tầng đất mặt. Do vậy, khi định lượng mối quan hệ giữa cây rừng và đất, các nhà khoa học không chỉ tập trung vào các tính chất của đất mà còn chú trọng nghiên cứu biến động nhiệt độ và độ ẩm tầng đất mặt bởi chúng có liên quan trực tiếp tới khả năng hấp thụ nước, LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 6 muối khoáng và các chất dinh dưỡng khác trong đất của cây. Theo Tamari (1975) [80] hàm lượng mùn, độ xốp, nhiệt độ và độ ẩm của tầng đất mặt có ảnh hưởng rất lớn tới khả năng nẩy mầm và sinh trưởng của cây tái sinh.

Độ khép tán của quần thụ ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và sức sống của cây con. Trong công trình nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa cây con và quần thụ, V. Karpov (1969) đã chỉ ra đặc điểm phức tạp trong quan hệ cạnh tranh về dinh dưỡng khoáng của đất, ánh sáng, ẩm độ và tính chất không thuần nhất của quan hệ qua lại giữa các thực vật tuỳ thuộc đặc tính sinh vật học, tuổi và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật. Thứ ba, cây bụi, thảm tươi và nguồn hạt giống: Đây là nhân tố có ảnh hưởng rất lớn tới khả năng tiếp cận của hạt giống với đất, chi phối lượng ánh sáng chiếu xuống, ảnh hưởng đến độ ẩm đất và là đối thủ cạnh tranh sinh tồn của cây mạ.