Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Một số khái niệm dùng trong luận án 1. Khái niệm về đa dang sinh học Thuật ngữ "đa dang sinh học" được đưa ra lần đầu tiên bởi hai nhà khoa học Norse và McManus vào năm 1980. Định nghĩa này bao gồm hai khái niệm có liên quan với nhau là: đa dạng di truyền (tính đa dạng về mặt di truyền trong một loài) và đa dạng sinh thái (số lượng các loài trong một quần xã sinh vật).
Cho đến nay đã có hơn 25 định nghĩa cho thuật ngữ "đa dạng sinh học", trong đó định nghĩa của tổ chức FAO: "đa dạng sinh học là tính đa dạng của sự sống dưới mọi hình thức, mức độ và mọi tổ hợp, bao gồm đa dạng gen, đa dạng loài và đa dạng hệ sinh thái" được sử dụng rộng rãi hơn cả. Công ước đa dạng sinh học đã định nghĩa “Đa dạng sinh học” có nghĩa là tính biến thiên giữa các sinh vật sống của tất cả các nguồn bao gồm các hệ sinh thái tiếp giáp, trên cạn, biển, các hệ sinh thái thủy vực khác và các tập hợp sinh thái mà chúng là một phần. Tính đa dạng này thể hiện ở trong mỗi bộ loài, giữa các loài và các hệ sinh thái [22]. Đa dạng sinh học bao gồm sự đa dạng trong loài (đa dạng di truyền hay đa dạng gen), giữa các loài (đa dạng loài) và các hệ sinh thái (đa dạng hệ sinh thái) (Từ điển Đa dạng sinh học và phát triển bền vững, 2001) [7].
Đa dạng sinh học là sự phong phú về gen, loài sinh vật và hệ sinh thái trong tự nhiên (Luật Đa dạng sinh học, 2008) [52]. Từ những định nghĩa trên cho thấy Đa dạng sinh học chỉ sự phong phú của thế giới sinh vật ở ba cấp độ gen, loài và hệ sinh thái. Khái niệm về cấu trúc rừng Husch B. (1982), cấu trúc rừng là sự phân bố kích thước của loài và cá thể trên diện tích rừng.
Cấu trúc rừng vừa là kết quả vừa là sự thể hiện quan hệ đấu tranh và thích ứng lẫn nhau giữa các sinh vật rừng với môi trường sinh thái và giữa các sinh vật rừng với nhau. Cấu trúc rừng là một khái niệm chung để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên QXTV rừng theo không gian và thời gian (Phùng Ngọc Lan, 1986) [38]. Ngô Quang Đê và cs (1992) [23], cấu trúc rừng 7 là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật 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. Cấu trúc lâm phần là kết quả tổng hợp của đặc tính sinh trưởng loài cây, điều kiện môi trường và biện pháp tác động (Vũ Tiến Hinh, 2012) [28].
Khái niệm về thực vật thân gỗ Theo Huxley, A (1992) [89] cây thân gỗ là thực vật thân có thớ gỗ sống lâu năm. Cây bao gồm một thân gỗ phát triển trên mặt đất, trên thân có nhiều nhánh cấp 2 và có ngọn hướng lên trên. (1999) [97] Chiều cao thấp nhất của cây trưởng thành thay đổi từ 3 - 6m và đường kính thân cây nhỏ nhất là 10 cm. Các cây thân gỗ có thân không đạt được những yếu tố trên thì được gọi là cây bụi.
Như vậy, thực vật thân gỗ là những cây có đường kính D 1,3 từ 10 cm và chiều cao từ 3 đến 6 mét. Trên thế giới 1. Nghiên cứu về thảm thực vật rừng Thực vật rừng hay lớp phủ cây cỏ trên mặt trái đất, gồm các quần thể thực vật thân gỗ, thân thảo nó có vai trò không những cung cấp lâm sản phục vụ cho đời sống con người mà còn có tác dụng bảo vệ môi trường sinh thái, hạn chế tác hại của thiên tai như lũ lụt, hạn hán, bão. Phân loại thảm thực vật là một nội dung quan trọng được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm.
Thảm thực vật rừng được hình thành, tồn tại và phát triển trên nhiều điều kiện khác nhau. Vì vậy, sắp xếp và phân loại thảm thực vật là vấn đề rất khó và đã có nhiều hệ thống phân loại khác nhau. - Phân loại thảm thực vật theo các điều kiện sinh thái Schimper A. (1918) đã phân chia thảm thực vật thành quần hệ khí hậu, quần hệ thổ nhưỡng và quần hệ vùng núi.
Sennhicop (1964) [57] đã đưa ra quan điểm phân loại thảm thực vật rừng theo điều kiện nơi sống và quần xã thực vật, trong đó có các kiểu thảm thực vật đặc trưng. Kiểu phân loại này được dùng nhiều với loại đồng cỏ sử dụng làm cơ sở chăn nuôi và các quần xã cây trồng. Trong quần 8 hệ khí hậu lại được phân chia thành 4 kiểu: rừng thưa, rừng gió mùa, rừng trảng và rừng gai. Ngoài ra, còn có thêm 2 kiểu là thảo nguyên nhiệt đới và hoang mạc nhiệt đới (Thái Văn Trừng, 1978) [66].
- Phân loại thảm thực vật theo cấu trúc ngoại mạo UNESCO (1973) [106] đã đưa ra khung phân loại chung cho thảm thực vật thế giới thể hiện trên bản đồ tỷ lệ 1:1. Tiêu chuẩn cơ bản của hệ thống phân loại này là cấu trúc, ngoại mạo. Bậc phân loại cao nhất của hệ thống này là lớp quần hệ bậc thấp nhất ở dưới phân quần hệ. Theo Udvardi (Walters và Hamilton, 1993) trên thế giới bao gồm nhiều chỉnh thể sinh vật.
Sự phân chia đó tùy thuộc vào điều kiện khí hậu và các sinh vật sống trên đó. Mỗi một chỉnh thể được xem là một hệ sinh thái lớn bao gồm nhiều hệ sinh thái nhỏ tập hợp lại. Sự phân bố đó tùy thuộc vào nhiều hệ sinh thái khác nhau và được phân chia thành 14 kiểu rừng (Cao Thị Lý và cs, 2002) [40]. - Phân loại thảm thực vật theo động thái và nguồn gốc phát sinh Patrotski (1925) [47], đã đưa ra hệ thống phân loại trên cơ sở xác định nguồn gốc hệ thực vật, hệ thống phân loại quan trọng nhất của các quần xã thực vật.
Ở Hoa Kỳ, phân loại rừng chủ yếu theo học thuyết cực đỉnh (Climax) của Clement. Theo đó, trên cơ sở phân loại Climax đã tạo cho quần xã thực vật ổn định trong quá trình phát triển lâu dài trên những vùng lãnh thổ rộng lớn với đất đai đã được hình thành từ lâu, trong đó khí hậu là nhân tố để xác định Climax. Dựa vào các đặc điểm khác nhau của thảm thực vật ở các trạng thái như quần xã đỉnh cao, quần xã dẫn xuất, hay quần xã ở các giai đoạn của quá trình hình thành quần xã cao đỉnh, các quần xã có sự giống nhau về loài ưu thế, về trạng thái của các loài ưu thế trong cấu trúc của quần xã. Theo trường phái này khẳng định tính liên tục của thảm thực vật.
Đại diện cho trường phái này là Ramenski (1938) [54], Whittaker (1953) [108], Sotrava (1972) [58], Whittaker (1975) [109], lớp phủ thực vật phức tạp không phải bởi các quần xã mà bởi các quần thể, nghĩa là tập hợp các cá thể của loài. Gần đây các nhà sinh thái và địa thực vật Đức đã phân chia thảm thực vật trên cạn thành 16 kiểu quần hệ, bao gồm rừng mưa nhiệt đới, rừng mưa á nhiệt đới, 9 rừng mưa lạnh ôn đới, rừng xanh mưa mùa, rừng lá rộng xanh mùa hè, rừng lá kim rộng ôn đới, kiểu quần hệ cây gỗ có gai, kiểu cây gỗ có lá rộng, kiểu thảo nguyên rừng, kiểu trảng cỏ nhiệt đới, kiểu thảo nguyên ôn đới, kiểu đầm lầy, kiểu hoang mạc nóng và kiểu hoang mạc khô lạnh (Thái Văn Trừng, 1978) [66].Ngoài ra, các nhà lâm học Hoa Kỳ còn đưa ra khái niệm tiền đỉnh cực (á đỉnh cực), đơn đỉnh cực, đa đỉnh cực (Nguyễn Nghĩa Thìn, 2004) [62]. - Phân loại thảm thực vật theo thành phần hệ thực vật Ở châu Âu có 2 hệ thống phân loại thảm thực vật chủ yếu: (i) hệ thống phân loại các quần xã thực vật của Braun - Blanquet (1928) [112] theo trường phái của Pháp (ii) hệ thống phân loại các quần xã thực vật bởi những nhà địa thực vật của Đức (Nguyễn Nghĩa Thìn, 2004) [62]. Nguyên tắc cơ bản của trường phái này là dựa vào loài đặc trưng để phân chia quần hợp thực vật.
Yếu điểm của trường phái này là chỉ chú ý đến loài thực vật, ít chú ý đến các yếu tố khác, hơn nữa phương pháp này cần một số lượng rất lớn các bảng mô tả ô tiêu chuẩn nên rất tốn kém và khó thực hiện. Nghiên cứu về phân loại thảm thực vật trên thế giới đã được tiến hành từ lâu, hầu hết các nghiên cứu về phân loại thảm thực vật đều hướng vào việc xây dựng khung phân loại, trên cơ sở đó xác định các kiểu thảm thực vật phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo như kinh doanh rừng, đánh giá hiện trạng, phân bố của thảm thực vật. Đối với lĩnh vực nghiên cứu về đa dạng thực vật và cấu trúc rừng thì việc nghiên cứu thảm thực vật là một nội dung cần thiết nhằm xác định đối tượng, môi trường, cảnh quan và các yếu tố sinh thái liên quan đến nơi sống, điều kiện sinh trưởng phát triển của thực vật làm cơ sở cho việc xây dựng chiến lược bảo tồn loài, bảo tồn sinh cảnh. Nghiên cứu về đa dạng và các chỉ số đa dạng sinh học Nghiên cứu đa dạng sinh học và bảo tồn nguồn gen sinh vật trên thế giới được bắt đầu từ rất sớm bằng những công trình phân loại về thực vật và động vật.
Vấn đề này ngày nay đã trở thành một chiến lược trên thế giới. Nhiều tổ chức quốc tế đã ra đời để hướng dẫn, giúp đỡ và tổ chức việc đánh giá, bảo tồn và phát triển đa 10 dạng sinh học trên phạm vi toàn cầu. Đa dạng sinh học (ĐDSH) của hệ sinh thái đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp các dịch vụ hệ sinh thái. Tuy nhiên, ĐDSH ngày càng bị đe dọa bởi nạn phá rừng và suy thoái rừng do nhiều nguyên nhân trực tiếp hoặc gián tiếp khác nhau.
Vì vậy, nghiên cứu, bảo tồn ĐDSH đã trở thành một nhiệm vụ quan trọng ở cấp địa phương, quốc gia và toàn cầu. Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu định lượng đa dạng thực vật thông qua việc tính toán các chỉ số đa dạng bằng phương pháp sử dụng ô định vị, ô mẫu với các kích thước khác nhau.