Chương 1 TONG QUAN VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU 1. Những nghiên cứu trên thế giới 1. Nghiên cứu về cau trúc rừng Đến nay đã có nhiều hệ thống phân loại thảm thực vật rừng chủ yếu dua vào các đặc trưng cơ bản như: Cấu trúc và dạng sống, độ ưu thế, kết cấu hệ thực vật hoặc năng suất thảm thực vật. Việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã được thực hiện từ lâu và được chuyên dần từ mô tả định tính sang định lượng với sự hỗ trợ của các chỉ số về thống kê toán học và tin học, trong đó việc mô hình hoá cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân tổ cấu trúc rừng đã được các tác giả nghiên cứu có kết quả.W (1952), khi phân tích những đặc trưng lâm học của rừng, nhà lâm học cần phải làm rõ những điều kiện hình thành (khí hậu, địa hình, địa chất, hoạt động của con người và sinh vật) kết cau, cau trúc va chức năng của những thành phần hình thành rừng.
Nghiên cứu về cấu trúc rừng theo không gian và thời gian được các tác giả tập trung nghiên cứu. Có thé kế đến một số tác giả tiêu biéu như: Rollet B (1971), Brung (1970), Loeth et al (1967). rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu cấu trúc không gian và thời gian của rừng theo hướng định lượng và sử dụng các mô hình toán dé mô phỏng các qui luật cấu trúc (trích dẫn bởi Trần Văn Con, 1991). Theo Melekhov (1989), trong lâm học, khi nói đến đặc điểm lâm học của rừng người ta thường đề cập đến thành phan và tô thành loài cây, cau trúc tuôi, cấu trúc đường kính, cấu trúc chiều cao, cau trúc trữ lượng và tiết diện ngang của rừng, phương hướng quá trình tái sinh và hình thành rừng, điều kiện môi trường rừng (khí hậu, thé nhưỡng, địa hình.) đặc điểm lớp cây bụi và thảm cỏ.
Khi nghiên cứu về rừng, các nhà lâm học đặc biệt quan tâm đến thành phần loài và vai trò của chúng trong quần xã. Dựa vào các loài cây hình thành rừng, Richards P.W (1952) đã phân chia rừng mưa nhiệt đới thành hai nhóm, một là rừng mưa hỗn hợp với nhiều loài cây ưu thế và hai là rừng mưa đơn ưu thế. - Về thành phan và tổ thành loài cây Tổ thành loài thực vật là một chỉ tiêu quan trọng dé đánh giá sự phong phú của hệ thực vật rừng tại các vùng địa lý khác nhau. Tổ thành loài cây khác nhau sẽ dẫn đến sự khác nhau tương ứng về các đặc trưng cau trúc khác của rừng.
Vì vậy, nghiên cứu thành phần loài và cấu trúc tổ thành trong rừng tự nhiên nhiệt đới âm được xem như công việc đầu tiên và quan trọng trong nghiên cứu lâm học của rừng.W (1952), khi nghiên cứu tổ thành loài cây rừng ở rừng nhiệt đới cho thấy thường có ít nhất 40 loài trở lên trên một hecta, có trường hợp còn ghi nhận được trên 100 loài. - Nghiên cứu về phân bồ số cây theo đường kính (N/D,3) Phân bồ số cây theo đường kính là quy luật cau trúc cơ bản của lâm phan và được nhiều nhà lâm học quan tâm nghiên cứu. Các tác giả đã đưa ra các hàm phân bố khác nhau dé xây dựng dang phân bố thực nghiệm cho N/D, 3. Tuy nhiên, một dạng phân bồ thực nghiệm có thé phù hop cho một dang hàm số, cũng có thé phù hợp cho nhiều hàm số ở các mức xác xuất khác nhau.W (1952), trong cuốn “Rừng mưa nhiệt đới” cũng đã đề cập đến phân bố số cây theo đường kính, tác giả đã xem dang phân bồ này là một dang đặc trưng của rừng tự nhiên hỗn loài.
Ngoài ra, một số tác giả đã sử dụng các hàm Hyperbol, họ đường cong Pearson, họ đường cong Poisson, hàm Logarith. dé mô phỏng qui luật phân bố này. - Phân bồ số cây theo chiều cao (N/Hvn) Khi nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên nhiệt đới, hầu hết tác giả có ý kiến mang tính định tính trong việc xác định tầng thứ. Có ý kiến cho rằng rừng tự nhiên nhiệt đới chỉ có một tầng cây gỗ, còn Richards P.W (1952) đã phân rừng tự nhiên nhiệt đới thành 5 - 6 tầng.
Việc phân chia các tầng rừng theo chiều cao cũng mang tính chất cơ giới chứ chưa phản ánh được thực sự phân tầng phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới. Khi nghiên cứu cau trúc lâm phan theo chiều thang đứng, các tác giả đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao. Phương pháp kinh điển nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu đồ đứng với các kích thước khác nhau tùy theo mục đích nghiên cứu. Các phẫu đồ mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thăng đứng, từ đó rút ra các nhận xét và đề xuất ứng dụng trên thực tế.
Phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng; đáng chú ý là công trình nghiên cứu của Richards P. Một trong những đặc trưng nổi bật nhất của cấu trúc rừng nhiệt đới là hiện tượng phân chia thành tầng, phương pháp kinh điển nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu diện đứng với các kích thước khác nhau tùy theo mục đích nghiên cứu. Các phẫu diện đứng đã mang lại những hình ảnh khái quát về cấu trúc tang tán, phân bố cây theo chiều thang đứng. Từ đó rút ra các nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế.
Phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng mà điền hình là các nghiên cứu của Richards P. Nhìn chung, các phương trình nghiên cứu về đặc điểm lâm học và cấu trúc rừng nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú và đa dạng. Trên đây chỉ mới điểm qua một số nghiên cứu về cơ sở sinh thái rừng, về mô tả hình thái cấu trúc rừng cũng như các nghiên cứu định lượng giữa các nhân tổ điều tra có liên quan đến luận văn. Những kết luận của các tác giả trên đây sẽ được luận văn tham khảo có chọn lọc trong việc đề xuất những biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động khi nghiên cứu đặc điểm lâm học rừng tự nhiên tại khu vực nghiên cứu.
Nghiên cứu về tái sinh rừng Tái sinh rừng là một vấn đề được quan tâm trong các nghiên cứu về đặc điểm lâm học của rừng. Công trình nghiên cứu về phân bố tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới đáng chú ý là công trình nghiên cứu của Richards P.W (1952), tổng kết kết quả nghiên cứu về phân bồ số cây tái sinh tự nhiên đã nhận xét: trong các ô có kích thước nhỏ (1 x 1 m; 1 x 1,5 m) cây tái sinh tự nhiên có dạng phân bố cụm, một số ít có phân bố Poisson. Tái sinh rừng là một qua trình sinh học mang tinh đặc thù của hệ sinh thai rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiện của một thé hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn rừng như: dưới tán rừng, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng bỏ hoang sau nương rẫy. Vai trò của quá trình tái sinh là quá trình thay thế những thế hệ cây già coi thành những cây non có sức sống tốt.
Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ. tổ thành loài cây, cau trúc tuổi, chat lượng cây con, đặc điểm phân bố. Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây tái sinh và tầng cây gỗ lớn đã được nhiều nhà khoa học quan tâm. Do tính chất phức tạp về tô thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài có gia tri nên trong thực tiễn, người ta chỉ khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định.
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 rừng của các loài cây mục đích ở các kiểu rừng. Từ đó các nhà lâm sinh học đã xây dựng thành công nhiều phương pháp chặt tái sinh. Savan (1937) đã nghiên cứu một số nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh rừng, ông cho rằng phải nghiên cứu từ giai đoạn hình thành cơ quan di truyền đến giai đoạn cây con phát triển ôn định. Do thiếu những phương pháp nghiên cứu trong các giai đoạn đầu tiên của quá trình tái sinh rừng nên trong thực tế người ta quan tâm đến thời kỳ từ cây mạ phát sinh đến lúc cây con đạt đường kính < 8 cm (dẫn theo Baur.
Nhìn chung ở rừng nhiệt đới, tổ thành và mật độ cây tái sinh thường khá lớn. Nhưng số lượng loài cây có giá trị kinh tế thường không nhiều và được chú ý hơn, còn các loài cây có giá tri kinh tế thấp thường ít được nghiên cứu, đặc biệt là đối với tái sinh ở các trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy. Qua những nghiên cứu về tình hình tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới chỉ ra cho chúng ta thấy được các phương pháp nghiên cứu của một số tác giả cũng như quy luật tái sinh ở một số nơi. Đồng thời các tác giả đã chỉ ra được một số biện pháp lâm sinh tác động phù hợp nhằm thúc đây quá trình tái sinh theo hướng có lợi.
Việc áp dụng hàng loạt các biện pháp tái sinh trong tình trạng lành mạnh, đưa lớp cây tái sinh này tới tuổi thành thục được coi là nền tang dé xây dựng các phương thức xử lý lâm sinh hợp lý và có hiệu quả cao. Tóm lại, kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới cung cấp 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 các hiểu biết về quy luật tái sinh để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý, bảo vệ nguồn tài nguyên rừng bền vững. Nghiên cứu về đa dạng cây gỗ Đa dạng thực vật được hiểu là trong một phạm vi nghiên cứu thì xuất hiện có bao nhiêu loài, số lượng loài càng nhiều thì tính đa dạng càng cao.
Sự đa dạng về loài trên thé giới được thé hiện bằng tổng số loài có mặt trên toàn cau, trong các nhóm đơn vị phân loại. Dự đoán sé luong cac loai sinh vat trén thé gidi khoang 5 dén 50 triéu loài, số loài được định danh đầy đủ tên kép La tinh khoảng 1,5 triệu loài, trong đó có 2/3 số loài ở vùng nhiệt đới (May R. Năm 2009, Chapman (2009) đã dua ra số liệu thống kê, trên thế ĐIỚI CÓ gần 11 triệu loài tại cuốn “Số lượng loài đang sống te} Australia va trén thé gidi”.