ĐẶT VẤN ĐỀ Trái đất của chúng ta đang nóng l n từng ngày, một trong những nguyên nhân chính là rừng bị tàn phá quá nhiều khiến ánh nắng mặt trời chiếu xuống trái đất không có tầng lá xanh của cây chặn lại nên chiếu trực tiếp xuống mặt đất, hình thành những vùng đất khô cằn, nóng nhƣ hoang mạc. Mùa mƣa không có rừng giữ nƣớc nên xảy ra lũ lụt tới mùa khô thì hết nƣớc nên hạn hán. Những hậu quả do mất rừng càng cho con ngƣời thấy rõ vai trò quan trọng của rừng, hiện nay rừng đã đƣợc chú trọng hơn, ngoài việc gia tăng diện tích rừng thì việc duy trì một hệ sinh thái ổn định là rất quan trọng. Nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong lâm nghiệp.
Việc nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng nhằm mục đích duy trì rừng nhƣ một hệ sinh thái ổn định, có sự hài hòa của các nhân tố cấu trúc, lợi dụng tối đa mọi tiềm năng của điều kiện lập địa và phát huy tối đa các chức năng có lợi của rừng cả về kinh tế - xã hội và sinh thái. Tr n quan điểm sinh thái, cấu trúc rừng thể hiện rõ nét mối quan hệ qua lại giữa các thành phần của hệ sinh thái rừng và giữa chúng với môi trƣờng. Do vậy, để phát triển bền vững hệ sinh thái rừng đòi hỏi phải nắm bắt đƣợc đặc điểm của nó, trong đó, đặc điểm cấu trúc và tái sinh của rừng là quan trọng. Tuy vậy, cho đến nay những nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng vẫn chƣa thể bao quát cho mọi khu rừng, chƣa thể làm nổi bật những điển hình và đặc thù của mọi loại hình rừng ở một khu vực cụ thể, để từ đó có thể đề xuất những biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp tác động vào rừng nhằm đem lại hiệu quả tổng hợp của rừng, đặc biệt là rừng tự nhiên ở những khu vực chịu sự tác động với cƣờng độ khác nhau của con ngƣời [4].
Hòa Bình là một tỉnh miền núi, năm 2009 diện tích đất lâm nghiệp tr n địa bàn tỉnh Hòa Bình là 251,315 ha, chiếm 54,7% diện tích đất đự nhi n, c 2 trong đó rừng tự nhi n là 151,949 ha, rừng trồng là 98,250ha. Hòa Bình có 4 khu bảo tồn thiên nhiên, trong đó phải kể đến khu bảo tồn thi n nhi n Ngọc Sơn - Ngổ Luông, với tổng diện tích tự nhi n của khu bảo tồn là 19.254 ha, diện tích rừng đặc dụng 15.890,63 ha, trong đó, phân khu bảo vệ rừng nghi m ngặt 12.171 ha, phân khu phục hồi sinh thái 3.719, 63 ha trải dài tr n 7 xã thuộc 2 huyện Tân Lạc, Lạc Sơn. B n cạnh hệ thực vật khá phong phú, đa dạng bao gồm 667 loài thực vật thuộc 373 chi của 140 họ, trong đó có nhiều loài thực vật quý hiếm và đặc hữu, tuy nhi n hiện nay các loài động thực vật đang có xu hƣớng suy giảm. Khu bảo tồn thi n nhi n Ngọc Sơn - Ngổ Luông Hòa Bình có tổng diện tích đất rừng là 12992,44ha, độ che phủ là 88,64%, chủ yếu là rừng tự nhi n.
Đây là nguồn tài nguy n thi n nhi n có giá trị để bảo tồn, là nơi có các hệ sinh thái rừng, nơi phân bố, cƣ trú và môi trƣờng sống của các loài động vật rừng, những sinh cảnh cần đƣợc bảo tồn. Tuy nhi n rừng đã bị tác động nhiều làm suy giảm các nguồn gen quý về động thực vật rừng. Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc và tái sinh của khu bảo tồn thiên nhiên Ngọc Sơn - Ngổ Luông Hòa Bình thật sự cần thiết.Sự hiểu biết về cấu trúc hiện tại, khả năng tái sinh đáp ứng thế hệ tƣơng lai là một trong những tiền đề quan trọng, thông qua đó đề xuất một số giải pháp tác động nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế, sinh thái của rừng cũng nhƣ các chức năng khác của rừng Xuất phát từ thực tiễn đó tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh trên một số trạng thái rừng thuộc khu bảo tồn thiên nhiên Ngọc Sơn - Ngổ Luông tỉnh Hòa Bình”. c 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẦN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.
Trên thế giới 1. Nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là hình thức biểu hiện bên ngoài mối quan hệ qua lại bên trong giữa thực vật rừng với nhau và giữa chúng với môi trƣờng sống. Nghiên cứu cấu trúc rừng để tìm hiểu những mối quan hệ sinh thái bên trong của quần xã, từ đó có cơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp, là rất cần thiết. [11] Cấu trúc quần xã thực vật rừng bao gồm cấu trúc tổ thành, cấu trúc nằm ngang, cấu trúc thẳng đứng và cấu trúc tuổi.
Tổ thành loài và tuổi cây quyết định phân bố thẳng đứng, cấu trúc tổ thành và tuổi lại do tỷ lệ số loài cây của quần xã thực vật, nguồn gốc cây và thời gian nuôi dƣỡng quyết định. Cấu trúc rừng tự nhiên lại dựa vào nhân tố tự nhi n, nhƣng cũng thông qua một loạt các biện pháp tác động của con ngƣời để thực hiện một số sự khống chế hiệu quả hơn. Catinot (1965) [2]; Plaudy J [15] 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 về dạng sống, tầng phiến…của quần xã thực vật rừng. Các tác giả đi nghi n cứu cấu trúc lâm phần theo chiều cao thẳng đứng đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao.
Phƣơng pháp kinh điển nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu diện đồ đứng với các kích thƣớc khác nhau tuỳ theo phƣơng pháp nghi n cứu. Nghiên cứu về cấu trúc hình thái rừng mƣa,theo Richards P.W (1952) [16] đặc điểm nổi bật của rừng mƣa nhiệt đới là tuyệt đại bộ phận thực vật đều thuộc thân cây gỗ và tác giả đã phân biệt tổ thành thực vật của rừng mƣa c 4 thành hai loại là rừng mƣa hỗn hợp có tổ thành loài cây phức tạp và rừng mƣa đơn ƣu có tổ thành loài cây đơn giản.Nhƣ vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thƣờng đƣa ra những nhận xét mang tính định tính, chƣa thực sự phản ánh đƣợc sự phân tầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới. Chính vì vậy, những nghiên cứu sau này dần chuyển sang nghiên cứu định lƣợng cấu trúc rừng. Nhiều tác giả đã sử dụng các công thức và các hàm toán học để mô hình hóa cấu trúc rừng, xác định mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng.
Baur (1976) [5] đã nghi n 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 ri ng, trong đó đã đi sâu nghi n cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mƣa tự nhiên. Theo tác giả, các phƣơng thức xử lý đều có hai mục tiêu rõ rệt: “Mục tiêu thứ nhất là nhằm cải thiện rừng nguyên sinh vốn thƣờng hỗn loài và không đồng tuổi bằng cách đào thải những cây quá thành thục và vô dụng để tạo không gian thích hợp cho các cây còn lại sinh trƣởng. Mục tiêu thứ hai là tạo lập tái sinh bằng cách xúc tiến tái sinh, thực hiện tái sinh nhân tạo hoặc giải phóng lớp cây tái sinh sẵn có đang ở trạng thái rừng ngủ để thay thế cho những cây đã lấy ra khỏi rừng trong khai thác hoặc trong chăm sóc nuôi dƣỡng rừng sau đó”. Từ đó, tác giả này đã đƣa ra những tổng kết hết sức phong phú về các nguy n 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.
W (1952) [16], trong rừng nhiệt đới có mùa khô hạn thật rõ, dựa vào vòng năm đôi khi có thể xác định đƣợc tuổi cây gỗ đại khái gần đúng và có thể dùng phƣơng pháp này đối với một số ít loài cây trong rừng phân mùa thƣờng xanh. Do xác định tuổi cây trong rừng mƣa nhiệt đới có nhiều khó khăn, ông đã đi sâu nghi n cứu về tình hình đại biểu cấp thể tích thấy rằng: trong các loài cây ƣu thế thƣờng gặp, có sự biến đổi rất lớn về độ c 5 nhiều trong các giai đoạn còn non, một loài cây mà trong các tầng trên chiếm tỷ lệ lớn, có thể có rất nhiều đại biểu mầm non và cây non, trong khi đó một loài cây khác ở tầng tr n cũng có nhiều không kém gì, lại có rất ít đại biểu trong số cây mầm, cây non. Đôi khi một loài cây trong lúc là mầm non thì có nhiều, nhƣng đến khi là cây lớn thì vắng hẳn. Khi nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên nhiệt đới, nhiều tác giả có ý kiến khác nhau trong việc xác định tầng thứ, trong đó có ý kiến cho rằng, kiểu rừng này chỉ có một tầng cây gỗ mà thôi.
Richards (1952) [16] phân rừng ở Nigeria thành 6 tầng với các giới hạn chiều cao là 6 – 12m, 12 – 18m, 18 - 24m, 24 - 30m, 30 - 36m và 36 - 42m, nhƣng thực chất đây chỉ là các lớp chiều cao. (1971) [12] nghi ngờ sự phân tầng rừng rậm nơi có độ cao dƣới 600m ở Puecto - Rico và cho rằng không có sự tập trung khối tán ở một tầng riêng biệt nào cả. Nhƣ vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thƣờng đƣa ra những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới n n chƣa phản ánh đƣợc sự phân bố phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới. Khi chuyển đổi từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lƣợng cấu trúc rừng, nhiều tác giả đã sử dụng các công thức và hàm toán học để mô hình hoá cấu trúc rừng, xác định mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc của rừng.
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 đặc trƣng của tái sinh rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở các nơi có hoàn cảnh rừng. Vì vậy, tái sinh rừng, hiểu theo nghĩa hẹp, là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ.