CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Cấu trúc rừng là sự sắp xếp của các thành phần tạo nên rừng và là nhân tố quan trọng. Vì vậy, cấu trúc tự nhiên được nhiều tác giả trong và ngoài nước đề cập đến. Các công trình nghiên cứu về vấn đề cấu trúc rừng nhằm xây dựng các cơ sở khoa học phục vụ quản lý, bảo vệ, kinh doanh rừng hợp lý, hiệu quả cao, đạt yêu cầu về kinh tế và môi trường sinh thái. Những nghiên cứu về cấu trúc phát triển từ thấp đến cao bước đầu là định tính và mô tả nay chuyển sang định lượng, chính xác với sự ứng dụng của toán thống kê thuật phù hợp.
Tuy nhiên, 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. Nghiên cứu về cấu trúc rừng. Cấu trúc rừng là hình thức thể hiện bên ngoài của những mối quan hệ bên trong của thực vật với nhau giữa chúng với môi trường.
Nghiên cấu trúc rừng 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 được chia thành ba dạng cấu trúc: cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và thời gian. Cơ sở sinh thái về cấu trúc rừng. Quy luật về cấu trúc rừng là cơ sở quan trọng để nghiên cứu sinh thái học, sinh thái rừng và đặc biệt là để xây dựng những mô hình lâm sinh cho hiệu quả sản xuất cao.
Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia ra làm 3 dạng cấu trúc: cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian. Cấu trúc thảm thực vật là kết quả của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật giữa thực vật với hoàn cảnh sống. Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của sinh thái rừng, thực tế cấu trúc rừng có tính quy luật và theo trật tự của quần xã. 3 Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái rừng mưa nhiệt đới đã được P.
Những nghiên cứu này đã nêu lên quan điểm, các khái niệm và mô tả định tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng. Baur (1964)[1] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng nói riêng, trong đó đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Từ đó tác giả đưa ra các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh cải thiện rừng. Khái niệm sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học.
Công trình nghiên cứu của R. Plaudy (1987) đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu cấu trúc sinh thái. Thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến. Mô tả về hình thái cấu trúc rừng Hiện tượng thành tầng là sự sắp xếp không gian phân bố của các thành phần sinh vật rừng trên cá thể mặt bằng và theo chiều thẳng đứng.
Phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do P. Richards (1952) đề xướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guam đến nay vẫn là phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng thứ của rừng. Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm chỉ minh họa cách sắp xếp theo chiều thẳng đứng của các loại gỗ trong diện tích có hạn. Cusen (1953) đã khắc phục bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đưa lại một hình tượng về không gian ba chiều.
Richards (1959, 1968, 1970) đã phân biệt tổ thành rừng mưa nhiệt đới là hai loại rừng mưa hỗn hợp và rừng mưa ôn đới có tổ thành loài cây đơn giản. Cũng theo tác giả thì rừng mưa thường có nhiều tầng ( thường có 3 tầng, trừ tầng cây bụi và tầng cây cỏ). Trong rừng mưa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, 4 cây bụi và các loại cây thân thảo còn có nhiều loài cây dây leo cùng nhiều loài 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 trưng cấu trúc dạng sống, độ ưu thế, kết cấu hệ thực vật hoặc năng suất thảm thực vật.
Ngay từ đầu thế kỉ 19, Humboldt và Grinsebach đã sử dụng dạng sinh trưởng của các loài cây ưu thế và kiểu môi trường sống của chúng để biểu thị cho các nhóm thực vật. Phương pháp của Humbold và Grinsebach được các nhà sinh thái học Đan Mạch ( Warming, 1094; Raunkiaer, 1934) tiếp tục phát triển. 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 trưởng của Humboldt và Grinsebach. Trong các loại rừng dựa theo cấu trúc và dạng sống của thảm thực vật, phương pháp dựa vào hình thái bên ngoài của thảm thực được sử dụng nhiều nhất.
Kraft (1884) lần đầu tiên đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng, ông phân chia cây rừng thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng cây rừng. Phân cấp của Kraft phản ánh được tình hình phân hóa cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản dễ áp dụng nhưng chỉ phù hợp với rừng thuần loài đều tuổi. Việc phân cấp cây rừng cho rừng tự nhiên hỗn loài nhiệt đới là một vấn đề phức tạp, cho đến nay vẫn chưa có tác giả nào đưa ra phương án phương cấp cây rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiên được chấp nhận rộng rãi. Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thường đưa ra những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới nên chưa phản ánh được sự phân tầng của rừng tự nhiên nhiệt đới.
Tóm lại, trên thế giới các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú, có nhiều công trình nghiên cứu đã đem lại hiệu quả cao trong bảo vệ, phát triển và bảo tồn rừng. Nghiên cứu về tái sinh rừng. 5 Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, 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, lỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác và đất rừng sau nương rẫy. Vai trò của lớp cây tái sinh là thay thế thế hệ cây 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 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 biệt là phân bố. Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây con và tầng cây gỗ đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbre-ad, 1930; Richards, 1952; Baur G. Do tính phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài cây có giá trị nên trong thực tiễn người ta chỉ khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định.
Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng tự nhiên vô cùng phức tạp và ít được nhiều quan tâm nghiên cứu. Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng ít nhiều đã được biến đổi.Van Steenis (1956) đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là tái sinh phân tán liên tục của các loại cây chịu bóng và tái sinh vệt của các loài cây ưu sáng. Vấn đề tái sinh rừng nhiệt đới được thảo luận nhiều nhất là hiệu quả các cách xử lý lâm sinh liên quan đến tái sinh của các loại cây mục đích ở các kiểu rừng. Từ đó các nhà lâm sinh học đã xây dựng thành công nhiều phương thức chặt tái sinh.
Công trình của Walton, A,B, Bemard, R, C- Wyatt Smith (1950) với phương thức rừng đồng tuổi ở Mã Lai; Taylor (1954), Jones (1960) với phương thức chặt dần tái sinh dưới tán rừng ở Nigêria và Gana. Nội dung hiệu quả của từng phương thức đối với tái sinh đã được G. Baur (1976) [1] tổng kết trong tác phẩm cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng. Trong nghiên cứu tái sinh rừng người ta nhận thấy rằng tầng cây cỏ và cây bụi qua thu nhận ánh sáng, độ ẩm và các nguyên tố dinh dưỡng khoáng của tầng đất mặt đã ảnh hưởng xấu đến cây con tái sinh của các loài cây gỗ.
Những 6 quần thụ kín tán, đất khô và nghèo dinh dưỡng khoáng do đó thảm cỏ và cây bụi sinh trưởng kém nên ảnh hưởng của nó đến các cây gỗ tái sinh không đáng kể. Ngược lại, những lâm phần thưa, rừng đã qua khai thác thì thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh mẽ. Trong điều kiện này chúng là nhân tố gây trở ngại rất lớn cho tái sinh rừng (Xannikov, 1967; Vipper, 1973) (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992)[29]. Tái sinh tự nhiên của thảm thực sau nương rẫy được một số tác giả nghiên cứu Saldarriaga (1991) nghiên cứu tại rừng nhiệt đới Colombia và Venezuela nhận xét.
Sau khi bỏ hoá số lượng thực vật tăng dần từ ban đầu đến rừng thành thục. Thanh phần của các loài cây trưởng thành phụ thuộc vào tỷ lệ các loài nguyên thủy mà nó được sống sót từ thời gian đầu của quá trình tái sinh, thời gian phụ thuộc khác nhau phục thuộc vào mức độ, tần số canh tác của khu vực đó ( dân theo Phạm Hồng Ban, 2000). Tóm lại, kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới cho chúng ta những hiểu biết các phương pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh tự nhiên ở một số nơi. Đặc biệt, sự vận dụng của các hiểu biết về quy luật tái sinh để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý nhằm quản lý tài nguyên rừng bền vững.
Phân loại trạng thái rừng Mục đích chủ yếu của phân loại rừng là nhằm xác định các đối tượng rừng với những đặc trưng cấu trúc cụ thể, từ đó lựa chọn, đề xuất các biện pháp lâm sinh thích hợp để điều khiển, dẫn dắt rừng đạt trạng thái chuẩn. Loestchau (1966) đã phân loại rừng theo trạng thái hiện tại trong công trình: Phân chia kiểu trạng thái và phương hướng kinh doanh rừng hỗn giao lá rộng thường xanh nhiệt đới.