Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Khái quát chung về những nghiên cứu trong lâm học 1. Một số thuật ngữ sử dụng trong đề tài Bảo tồn rừng (Forest Conservation). Sử dụng khôn ngoan tài nguyên rừng.
Quản lý tái nguyên rừng nhằm duy trì những đặc tính cơ bản của rừng theo thời gian. Biên độ sinh thái (Ecological Amplitude). Vùng hoạt động bình thường của sinh vật. Phạm vi tác động của nhân tố sinh thái đảm bảo cho sinh vật sống sót, sinh trưởng và phát triển bình thường.
Biểu đồ khí hậu rừng (Forest Climatic Diagram). Biểu đồ phản ánh mối quan hệ giữa các kiểu rừng với lượng mưa (P, mm/tháng) và nhiệt độ không khí (T0C/tháng). Trục hoành là tháng. Trục tung bên trái là lượng mưa (P, mm/tháng).
Trục tung bên phải là nhiệt độ (≤ 2T/tháng). Cấu trúc rừng (Forest Structure). Sự tổ chức và sắp xếp các thành phần của rừng theo không gian và thời gian. Sự phân bố các lớp cây rừng theo chiều thẳng đứng và chiều nằm ngang.
Những thực vật thân gỗ, một thân chính và nhiều thân phụ, cành phát sinh từ gốc, thân thấp (thường dưới 3 m) và sống dưới tán rừng. Cây gỗ non có kích thước trung gian giữa cây mạ và cây dạng sào. Trong lâm học, cây con là cây tát sinh có chiều cao từ 50 cm đến đường kính ngang ngực khoảng 6 cm. Cây gỗ đồng ưu thế (Co-dominant Tree).
Những cây gỗ có kích thước nhỏ hơn ngay dưới cây ưu thế. Cây đồng ưu thế có 50% tán vượt lên trên tầng ưu thế sinh thái. Cây gỗ phụ thuộc (Depended Tree). Cây gỗ mà sự sống của nó phụ thuộc vào những cây gỗ ở tầng ưu thế sinh thái.
Những cây gỗ phụ thuộc nằm dưới tán những cây gỗ khác. Cây gỗ tái sinh từ chồi (Regenerated Tree From Buds). Cây gỗ hình thành từ chồi trên gốc hoặc rễ và được gọi tắt là cây chồi. Cây gỗ tái sinh từ hạt (Regenerated Tree From Seeds).
Cây gỗ hình thành từ hạt và được gọi tắt là cây hạt. Cây gỗ non bắt đầu hình thành từ hạt; trong đó bao gồm 3 phần: Rễ mầm (Radicle = Embryonic Root), Trụ mầm (Hypocotyl = Embryonic Shoot) và Lá mầm (Cotyledone = Seed Leaves). Trong lâm học, cây mầm dưới tán rừng tự nhiên được quy ước là cây gỗ non có chiều cao dưới 20 cm và tuổi dưới 1 năm. Cây gỗ non sau giai đoạn cây mầm.
Trong lâm học, cây mạ dưới tán rừng tự nhiên được quy ước là cây gỗ non có chiều cao từ 20 – 50 cm. Cây gỗ trưởng thành hoặc cây gỗ đã đến tuổi sinh sản. Cây mẹ là cây gieo giống trên các khoảnh khai thác hoặc dùng để thu hái hạt giống trong trồng rừng. Các thế hệ cây gỗ non mà sự sống của chúng phụ thuộc vào cây mẹ và những cây gỗ khác trong tán rừng.
Những cây gỗ chưa trưởng thành sống dưới tán rừng hoặc trên đất trống sau khai thác trắng hoặc sau nương rẫy bỏ hóa. Cây trưởng thành (Mature Tree). Cây gỗ mà sự sống của nó không còn phụ thuộc vào sự hỗ trợ của cây mẹ và những cây gỗ khác hoặc tán rừng. Trong lâm học và điều tra rừng, cây trưởng thành được quy ước theo đường kính ngang ngực (D, cm) bằng hoặc lớn hơn một trị số nào đó.
Chỉ số cạnh tranh tán của quần thụ (Stand Crown Competiton Index = CCI). Số đo phản ánh mức độ cạnh tranh của những cây gỗ trong quần thụ được tính theo hình chiếu diện tích tán nằm ngang trên mặt đất rừng. Chỉ số này có thể được tính theo tỷ lệ tổng diện tích tán nằm ngang của các cây gỗ so với diện tích có cây gỗ. Chỉ số khô hạn của Thái Văn Trừng (Thai Văn Trung’s Dry Index).
Chỉ số khô hạn bao gồm 3 số: X = S.D; trong đó S = số tháng khô, lượng mưa P ≤ 2T, T = Nhiệt độ trung bình; A = Số tháng hạn, lượng mưa P ≤ T; D = Số tháng kiệt, lượng mưa P ≤ 5mm/tháng). Hệ sinh thái rừng (Forest Ecosystem). Hệ sinh thái ưu thế bởi các loài cây gỗ; trong đó điều kiện vi khí hậu, thủy văn, đất, chu trình khoáng, sự hình thành sinh khối, dự trữ và phân phối các vật chất, các qúa trình của chuỗi dinh dưỡng phản ánh sự ưu thế của thực vật thân gỗ to lớn với đời sống dài. 4 Kết cấu loài cây gỗ (Tree Species Composition).
Thành phần loài cây gỗ và tỷ lệ độ phong phú của mỗi loài cây gỗ trong quần thụ. Tỷ lệ độ phong phú của mỗi loài cây gỗ được phản ánh thông qua tỷ lệ số cây, tiết diện ngang và thể tích. Loài cây gỗ ưu thế (Dominant Tree Species). Loài cây gỗ kiểm soát sự sống của những loài cây gỗ khác hoặc loài cây gỗ ưu thế về sinh thái.
Trong lâm học, loài cây gỗ ưu thế được quy ước là loài có mật độ lớn nhất (N, cây) hoặc tiết diện ngang lớn nhất (G, m2) hoặc thể tích thân lớn nhất (V, m2) hoặc diện tích tán lớn nhất (C, m2) hoặc độ bắt gặp lớn nhất (F) trên một diện tích nào đó, thông thường 1 ha. Trong thực hành, loài cây gỗ ưu thế được quy ước là loài cây gỗ có chỉ số giá trị quan trọng (IVI = Important Value Index) cao nhất (IVIMax). Thông thường, chỉ số IVI (%) là tổng hay giá trị trung bình của ba tham số N%, G% và F% hoặc ba tham số N%, G% và V%. Nguồn gốc cây tái sinh (Regenarative Tree Origin).
Các cây gỗ non phát sinh từ hạt hay chồi. Nhóm sinh thái (Ecological Group). Một nhóm loài có sự thích ứng và chịu đựng giống nhau đối với điều kiện môi trường. Nhóm loài cùng có yêu cầu môi trường sống giống nhau.
Quần thể loài cây gỗ (Tree Species Population). Một nhóm cá thể của một loài cây gỗ có quan hệ với nhau về di truyền. Tập hợp các cây gỗ trong một hệ sinh thái rừng. Tập hợp thành phần loài cây gỗ của một hệ sinh thái rừng nhất định.
Áp dụng những nguyên lý khoa học (Sinh thái rừng, lâm sinh, sản lượng rừng, khí hậu rừng, đất rừng.), kinh tế và xã hội để quản lý rừng nhằm đạt được mục tiêu mong muốn. Rừng kín thường xanh ẩm nhiệt đới (Tropical Moist Evergreen Closed Forest). Rừng có tán kín, lá thường xanh (>75% số cây không rụng lá về mùa khô hoặc mùa lạnh) và xuất hiện ở vành đai nhiệt đới với lượng mưa từ 1.500 mm/năm, 1 – 3 tháng khô (lượng mưa < 50 mm/tháng), 0 – 1 tháng hạn (lượng mưa < 25 mm/tháng), 0 tháng kiệt (lượng mưa < 5 mm/tháng), độ ẩm tương đối trung bình thấp nhất của không khí lớn hơn 85% (Thái Văn Trừng, 1998). 5 Tầng ưu thế sinh thái (Ecological Dominant Canopy).
Tầng tán rừng tập trung hầu hết các cây gỗ. Những cây gỗ có kích thước trung bình hợp thành tầng ưu thế sinh thái. Vai trò sinh thái của loài cây gỗ (Tree Ecological Role) phản ánh mức độ cải biến môi trường của nó trong quần xã thực vật. Phạm vi nghiên cứu trong lâm học Nội dung nghiên cứu chủ yếu trong lâm học là những điều kiện hình thành rừng, kết cấu loài cây gỗ, cấu trúc quần thụ và tình trạng tái sinh dưới tán rừng.
Những điều kiện hình thành rừng bao gồm khí hậu, địa hình – đất, hoạt động của con người và sinh vật. Kết cấu loài cây gỗ chỉ thành phần loài và tỷ trọng của mỗi loài trong QXTV. Cấu trúc rừng biểu thị sự tổ chức và sắp xếp của các thành phần của rừng theo không gian (chiều ngang và chiều đứng) và thời gian (tuổi rừng). Tái sinh rừng biểu thị sự phát sinh và hình thành nhữngthế hệ mới của các loài cây gỗ dưới tán rừng hoặc trên đất trống (Thái Văn Trừng, 1998; Nguyễn Văn Thêm, 2002).
Vai trò sinh thái của các loài cây gỗ trong QXTV rừng Vai trò sinh thái của các loài cây gỗ trong QXTV được đánh giá dựa theo mức độ hình thành và cải biến môi trường của chúng. Hệ sinh thái rừng được hình thành bởi nhiều loài cây khác nhau. Vì thế, xác định thành phần loài và đánh giá vai trò sinh thái của các loài cây gỗ hình thành rừng là một nhiệm vụ quan trọng của lâm học. Curtis và McIntosh (1951; dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2002, 2010) đã đánh giá vai trò của loài cây gỗ trong QXTV theo công thức 1.1; trong đó IVI là chỉ số giá trị quan trọng, F% là độ thường gặp tương đối của loài, N% là mật độ tương đối của loài và G% là tiết diện ngang thân cây tương đối của loài.1) Thái Văn Trừng (1998) đã xác định vai trò của loài cây gỗ (Chỉ số IVI) theo ba tham số: N%, G% và thể tích thân cây tương đối (V%) (Công thức 1.2) 3 Sự tương đồng về thành phần loài cây gỗ giữa các QXTV được phân tích bằng hệ số tương đồng.
Theo Nguyễn Văn Thêm (2010), sự tương đồng về thành phần loài cây gỗ giữa các QXTV rừng thường được đánh giá bằng hệ số tương đồng của Jaccard (1901) (Công thức 1.3) và hệ số tương đồng của Sorensen (1948) (Công thức 1.4, a là số loài cây gỗ bắt gặp ở QXTV rừng i; b là số loài cây gỗ bắt gặp ở QXTV rừng j; c là số loài cây gỗ cùng bắt gặp ở hai QXTV rừng i và j; (a+ b) là tổng số loài cây gỗ cùng bắt gặp ở hai QXTV rừng i và j. Phân tích cấu trúc rừng Cấu trúc rừng biểu thị sự tổ chức và sắp xếp của các thành phần của rừng (loài cây gỗ, đường kính, chiều cao…) theo không gian (chiều ngang và chiều đứng) và thời gian (tuổi rừng). Về mặt lâm học, nghiên cứu cấu trúc rừng nhằm mục đích xác định không chỉ động thái biến đổi của rừng theo thời gian, mà còn cung cấp thông tin để xây dựng những phương thức lâm sinh (Nguyễn Văn Thêm, 2002). Davis và Richards (1934, 1936; dẫn theo Thái Văn Trừng, 1998) đã mô tả tầng thứ của rừng bằng những biểu đồ phẫu diện đứng và ngang (phẫu đồ rừng, trắc đồ rừng).
Theo phương pháp này, Thái Văn Trừng (1998) đã phân chia cấu trúc đứng của rừng tự nhiên hỗn loài nhiệt đới thành 5 tầng: (1) tầng vượt tán (A1), (2) tầng ưu thế sinh thái (A2), (3) tầng dưới tán (A3), (4) tầng cây bụi (B), (5) tầng cỏ quyết (C). Phương pháp trắc đồ rừng có nhược điểm là không thể định lượng chính xác cấu trúc rừng. Để khắc phục những thiếu sót của phương pháp trắc đồ rừng, nhiều nhà lâm học đã ứng dụng các mô hình toán để phân tích cấu trúc rừng. Nguyễn Văn Trương (1984) đã áp dụng mô hình toán để tả phân bố số cây theo cấp đường kính (N/D) đối với rừng hỗn loài tự nhiên.
Tình hình nghiên cứu về loài Cẩm lai Nam Bộ 1.