ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của con người, rừng không những cung cấp lâm sản cho nền kinh tế quốc dân mà còn có tác dụng phòng hộ, bảo vệ đất, điều hòa nguồn nước, duy trì cân bằng sinh thái, bảo vệ môi trường sống. Song rừng là một hệ sinh thái phức tạp và nhạy cảm, bao gồm nhiều thành phần với các quy luật sắp xếp khác nhau theo không gian và thời gian. Trong quản lý tài nguyên rừng, tác động lâm sinh là biện pháp kỹ thuật then chốt để cải thiện chất lượng rừng, làm cho rừng có cấu trúc phù hợp với mục đích quản lý và đáp ứng được các yêu cầu đặt ra cho từng loại hình kinh doanh rừng. Thực tiễn đã cho thấy, các giải pháp phục hồi rừng, quản lý rừng bền vững chỉ có thể giải quyết thỏa đáng khi có sự hiểu biết đầy đủ về bản chất, quy luật sống của hệ sinh thái rừng.Nghiên cứu đặc điểm quy luật cấu trúc và tái sinh rừng là một trong những nhiệm vụ quan trọng của các nhà lâm nghiệp.
Nắm được các đặc điểm về cấu trúc và tái sinh rừng, chúng ta có thể xây dựng cấu trúc tối ưu, là cơ sở đề xuất các biện pháp lâm sinh hợp lý “dẫn dắt rừng” theo ý muốn của con người nhằmtận dụng tối đa tiềm năng của điều kiện lập địa, có sự kết hợp hài hòa giữa các nhân tố cấu trúc để tạo ra một quần thể rừng có số lượng và chất lượng cao, bảo đảm chức năng phòng hộ cao nhất, đáp ứng mục tiêu kinh doanh, góp phần quản lý kinh doanh rừng bền vững. Khu vực miền Trung Việt Nam là một dải cong gồm có núi, đồng bằng và vùng đồng bằng ven biển nơi tập trung nhiều loại sinh cảnh nhất trong cả nước.Đặc điểm địa hình nổi bật nhất của miền Trung Việt Nam là dãy Trường Sơn. Đây là một dãy núi và cao nguyên bị chia cắt bởi nhiều đèo và các vùng đồng bằng dài xấp xỉ 1.200km và rộng 50-75km. Khí hậu cũng có sự khác nhau cả nhiệt độ và lượng mưa giữa các mùa và các địa điểm trong khu vực.
Chính điều đó đã tạo cho miền Trung có sự đa dạng về thiên nhiên, đặc biệt kể đến là tài nguyên rừng vô cùng phong phú với sự pha trộn của khu hệ động thực vật vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của Việt Nam. Trong những năm gần đây, diện tích rừng tại khu vực miền Trung bị suy giảm nhanh chóng cả về số lượng và chất lượng do nhiều nguyên nhân khác nhau, 2 điều này đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng về phát triển kinh tế, phòng hộ môi trường tại khu vực này. Cho đến nay đã có nhiều nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng tại khu vực miền Trung. Song những nghiên cứu này vẫn còn hạn chế và mang tính chung chung nên không thể áp dụng vào thực tiễn sản xuất cho từng địa phương cụ thể.
Xuất phát từ thực tiễn trên, luận văn “So sánh một số đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài cho rừng tự nhiên tại khu vực miền Trung Việt Nam” được thực hiện nhằm góp phần bổ sung cơ sở lý luận cho các đặc điểm về quy luật cấu trúc rừng tự nhiên khu vực miền Trung Việt Nam, làm cơ sở đề xuất các giải pháp quản lý tài nguyên rừng bền vững trên địa bàn. 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Hiện nay, nhiều quan điểm khác nhau về cấu trúc rừng đã được đưa ra. Theo quan điểm các nhà lâm sinh, cấu trúc rừng (forest structure)là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc tính sinh thái khác nhau có thể chung sống hài hòa và đạt tới sự ổn định tương đối trong một giai đoạn phát triển nhất định của tự nhiên [24]. Cũng theo quan điểm này, Phùng Ngọc Lan (1986) [20] cho rằng: cấu trúc rừng là một khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian.
Còn trên quan điểm sản lượng, Husch, B. (1982) [12], cấu trúc là sự phân bố kích thước của loài và cá thể trên diện tích rừng. Như vậy, có thể thấy cấu trúc 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. Do đó, cấu trúc phản ánh mối quan hệ giữa sinh vật với nhau và giữa sinh vật với môi trường, ở đây là mối quan hệ giữa cây rừng với cây rừng và giữa cây rừng với hoàn cảnh sống.
Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái. Trên quan điểm sản lượng thì cấu trúc rừng phản ánh sức sản xuất của rừng theo điều kiện lập địa. Cấu trúc quần xã thực vật rừng bao gồm cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng, cấu trúc tuổi, cấu trúc mật độ, cấu trúc đường kính và chiều cao… Nhìn chung, nghiên cứu cấu trúc đã chuyển từ mô tả định tính sang định lượng dưới dạng mô hình toán học nhằm khái quát hoá các quy luật của tự nhiên, chủ yếu tập trung vào nghiên cứu qui luật phân bố, tương quan của một số nhân tố điều tra. Trên thế giới 1.
Nghiên cứu về cấu trúc lâm phần 1. Nghiên cứu phân loại trạng thái rừng Phân loại trạng thái rừng là một việc làm cần thiết trong quản lý và kinh doanh rừng tự nhiên. Tùy theo điều kiện lập địa, hiện trạng thảm thực vật mà các nhà khoa học đã phân chia tài nguyên rừng thành các trạng thái khác nhau. Một 4 trong những công trình tiêu biểu cho đối tượng rừng mưa nhiệt đới là Richard P.W (1952) [28] đã nghiên cứu cấu trúc rừng mưa nhiệt đới về mặt hình thái.
Theo ông, đặc điểm nổi bật của rừng mưa nhiệt đới là đại bộ phận thực vật là thân gỗ nên ông đã chia rừng mưa nhiệt đới ở Nigieria thành 6 tầng dựa trên các tiêu chí như dạng sống, tầng phiến, tầng thứ,… 1. Cấu trúc tổ thành Tổ thành là nhân tố quan trọng vì nó biểu thị mức độ xuất hiện của các loài cây khác nhau.W (1925)[28]đã nghiên cứu cấu trúc tổ thành loài cây cho đối tượng rừng mưa nhiệt đới.Tổ thành càng phong phú thì cấu trúc rừng càng phức tạp. Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N/D1.3 ) Đây là quy luật cơ bản nhất của kết cấu lâm phần.Hầu hết các tác giả đều sử dụng hàm toán học để mô phỏng cho quy luật phân bố này. Có thể điểm qua một số công trình tiêu biểu như sau: Meyer (1934), sử dụng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục để mô tả phân bố số cây theo cỡ đường kính, về sau gọi là phương trình Meyer hay hàm Meyer (dẫn theo Hoàng Thị Phương Lan, 2004 [21]).N sử dụng phân bố Gamma để biểu thị phân bố số cây theo cỡ đường kính lâm phần Thông ôn đới.
Loetsch (1973), đã dùng hàm Beta còn J. 5 Ngoài ra, một số tác giả sử dụng các hàm Hyperbol, họ đường cong Pearson, họ đường cong Poisson, hàm Charlier kiểu B… để mô phỏng qui luật phân bố này 1. Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn ) Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao dùng để biểu thị qui luật kết cấu lâm phần theo chiều thẳng đứng. Phương pháp kinh điển được nhiều nhà khoa học sử dụng là vẽ phẫu đồ đứng mà điển hình là công trình của Richards (1952) [28].
Có nhiều dạng hàm toán học khác nhau dùng để nắn phân bố N/Hvn. Việc sử dụng hàm nào tuỳ thuộc vào kinh nghiệm của từng tác giả, phụ thuộc vào đối tượng nghiên cứu cụ thể. Quy luật tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực (Hvn - D1.3 ) Giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực của các cây trong lâm phần luôn tồn tại mối quan hệ chặt và tuân theo qui luật: khi tuổi tăng thì đường kính và chiều cao tăng theo và giữa chúng tồn tại mối quan hệ theo dạng đường cong. Và cùng với tuổi tăng lên thì đường cong có xu hướng dịch chuyển lên trên Tiurin D.
Ngoài ra thì độ dốc của đường cong chiều cao giảm theo tuổi (Prodan, 1965) [12]. Một số tác giả đã sử dụng các hàm toán học khác nhau để biểu thị mối quan hệ này. Có thể điểm qua một vài công trình nghiên cứu điển hình sau: Tovstolesse, DI (1930) đã lấy cấp đất làm cơ sở để nghiên cứu quan hệ Hvn - D1.Mỗi cấp đất tác giả lập một đường cong chiều cao bình quân ứng với mỗi cỡ đường kính để có dãy tương quan cho loài và cấp chiều cao. Sau đó dùng phương pháp biểu đồ để nắn dãy tương quan theo dạng đường thẳng của Gehrhardt và Kopetxki (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [8].A (1952) đã đề nghị các dạng phương trình: h a b1 .4) Petterson, H (1955) (dẫntheo Nguyễn Trọng Bình, 1996 [1]) đề xuất sử dụng phương trình: 1 b a (1.O (1967) (dẫn theo Hoàng Văn Dưỡng, 2000 [7])đã mô phỏng quan hệ giữa chiều cao với đường kính và tuổi theo dạng phương trình: 1 1 1 Log h d b1.
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, 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 gỗ già 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. 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 tái sinh và đặc điểm phân bố. Khi đề cập đến điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927), với ô đo đếm điều tra tái sinh có diện tích từ 1 – 4 m2.
Do diện tích điều tra nhỏ nên việc đo đếm có nhiều thuận lợi nhưng số lượng ô phải đủ lớn và trải đều trên diện tích khu rừng mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng. Richards (1952) [28]đã tổng kết việc nghiên cứu tái sinh trên các ô dạng bản và phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới.