ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tính cấp thiết của đề tài Rừng kín thƣờng xanh ẩm nhiệt đới (Rkx) ở Khu bảo tồn thiên nhiên văn hóa (KBTTNVH) Đồng Nai là nguồn tài nguyên thiên nhiên có ý nghĩa to lớn về kinh tế, quốc phòng, bảo tồn thiên nhiên và văn hóa. Hiện nay kiểu Rkx tại khu vực này có diện tích 27.497 ha, che phủ khoảng 83,4 % diện tích đất tự nhiên [13]. Kiểu Rkx này có khoảng 900 loài cây gỗ phân bố trong 77 họ [4, 17, 18, 19].
Kiểu Rkx ở KBTTNVH Đồng Nai bao gồm nhiều trạng thái rừng khác nhau; trong đó hai trạng thái rừng IIA và IIB theo phân chia trạng thái rừng của Loeschau (1966)[15] là đối tƣợng cần đƣợc nuôi dƣỡng. Để nuôi dƣỡng tốt những trạng thái rừng này, khoa học và thực tiễn cần phải có những kiến thức tốt về tổ thành rừng, cấu trúc và tình trạng tái sinh rừng. Mặt khác, để bảo tồn rừng, khoa học và thực tiễn cũng cần phải hiểu rõ về đa dạng loài cây gỗ của hai trạng thái rừng này. Thế nhƣng, cho đến nay khoa học và thực tiễn vẫn chƣa có những hiểu biết đầy đủ về tổ thành loài cây gỗ, cấu trúc rừng, tình trạng tái sinh và đa dạng loài cây gỗ đối với hai kiểu trạng thái rừng này.
Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, đề tài này đƣợc đặt ra nhằm làm rõ tổ thành loài cây gỗ, cấu trúc quần thụ, tình trạng tái sinh tự nhiên và đa dạng loài cây gỗ của trạng thái rừng IIA và IIB thuộc kiểu Rkx ở KBTTNVH Đồng Nai. Ý nghĩa của đề tài (1) Về lý luận, đề tài cung cấp những thông tin để làm rõ đặc điểm lâm học của kiểu rừng kín thƣờng xanh hơi ẩm nhiệt đới ở khu vực Mã Đà tỉnh Đồng Nai. (2) Về thực tiễn, đề tài cung cấp những thông tin để làm cơ sở cho việc xây dựng những biện pháp quản lý rừng 2 Chƣơng 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1.
Nghiên cứu về cấu trúc rừng 1.1 Quan niệm về 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. [3] Quần xã thực vật rừng (QXTVR) là một tập hợp gồm các quần thể thực vật rừng cùng sống trong một vùng lãnh thổ (hay sinh cảnh) nhất định, đƣợc hình thành trong quá trình lịch sử lâu dài, chúng có liên hệ với nhau bởi những đặc trƣng chung về mặt sinh thái học. Các đặc trƣng đó là của chung quần xã, không đại diện cho từng loài, ở các loài riêng biệt không có.
[3] Nghiên cứu cấu trúc quần xã thực vật rừng hợp lý là cơ sở quan trọng nhất để phát huy tối ƣu hiệu ích của rừng. 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 nhiên, 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.2 Các hướng nghiên cứu về cấu trúc rừng Hiện nay, trên thế giới có 3 khía cạnh chính đƣợc đề cập khi nghiên cứu về cấu trúc rừng gồm: - Nghiên cứu cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng Trong một thời gian dài, vấn đề duy trì và điều tiết cấu trúc rừng đã đƣợc bàn luận và có nhiều quan điểm khác nhau, đặc biệt là việc đề xuất các tác động 3 xử lý đối với rừng tự nhiên nhiệt đới.
Nhiều phƣơng thức lâm sinh ra đời và đƣợc thử nghiệm ở nhiều nơi trên thế giới nhƣ phƣơng thức chặt cải thiện tái sinh (RIF, 1927), phƣơng thức rừng đều tuổi của Malaysia (MUS, 1945), T. (1962) [21] đã nghiên 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 riêng, trong đó đã đi sâu nghiên 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 nguyên 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. Catinot (1965) [28] nghiên cứu cấu trúc hình thái rừng thông qua việc biểu diễn các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến… Odum E. Khái niệm hệ sinh thái đƣợc làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học. Khi nghiên cứu tổ thành rừng tự nhiên nhiệt đới thành thục, Evans, J.
(1984) [52] xác định cơ tới 70 – 100 loài cây gỗ trên 1 ha, nhƣng hiếm có loài nào chiếm hơn 10% tổ thành loài. - Nghiên cứu mô tả hình thái và định lƣợng cấu trúc rừng 4 Kraft (1884) [10] đã tiến hành phân chia những cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trƣởng, kích thƣớc và chất lƣợng của cây rừng. Phân cấp của Kraft phản ánh đƣợc tình hình phân hoá cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản và dễ áp dụng nhƣng chỉ phù hợp với rừng thuần loài đều tuổi. W (1952) [55] đã đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng mƣa nhiệt đới về mặt hình thái.
Theo tác giả này, một đặc điểm nổi bật của rừng mƣa nhiệt đới là tuyệt đại bộ phận thực vật đều thuộc thân gỗ. Rừng mƣa thƣờng có nhiều tầng (thƣờng có ba tầng, ngoại trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ). Trong rừng mƣa nhiệt đới ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân cỏ còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thƣớc, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây. “Rừng mƣa thực sự là một quần lạc hoàn chỉnh và cầu kỳ nhất về mặt cấu tạo và cũng phong phú nhất về mặt loài cây”.
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) [55] 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) [54] 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 nên chƣa phản ánh đƣợc sự phân phức tạp của rừng tự nhiên nhiệt đới.
5 Khi chuyển đổi từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lƣợng cấu trúc rừng, nhiều tác giả đã sữ 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. Raunkiaer (1934) [33] đã đƣa ra công thức xác định phổ dạng sống chuẩn cho hàng nghìn loài cây khác nhau. Theo đó, công thức phổ dạng sống chuẩn đƣợc xác định theo tỷ lệ phần trăm giữa số lƣợng cá thể của từng dạng sống so với tổng số cá thể trong một khu vực. Để biểu thị tính đa dạng về loài, một số tác giả đã xây dựng các công thức xác định chỉ số đa dạng loài nhƣ Simpson (1949), Margalef (1958), Menhinik (1964),…và để đánh giá mức độ phân tán hay tập trung của các loài, đặc biệt là lớp thảm tƣơi, Drude đã đƣa ra khái niệm độ nhiều và cách xác định.
Đây là những nghiên cứu mang tính định lƣợng nhƣng xuất phát từ những cơ sở sinh thái nên đƣợc đề tài lựa chọn và vận dụng. Các nghiên cứu định lƣợng cấu trúc rừng còn phát triển mạnh mẽ khi các hàm toán học đƣợc đƣa vào sử dụng để mô phỏng các quy luật kết cấu lâm phần. (1971) đã biểu diễn mối quan hệ giữa chiều cao và đƣờng kính bằng các hàm hồi quy, phân bố đƣờng kính ngang ngực, đƣờng kính tán bằng các dạng phân bố xác suất, Belly (1973) sự dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đƣờng kính thân cây loài Thông,… Tuy nhiên, việc sử dụng các hàm toán học không thể phản ánh hết những mối quan hệ sinh thái giữa các cây rừng với nhau và giữa chúng với hoàn cảnh xung quanh, nên các phƣơng pháp nghiên cứu cấu trúc rừng theo hƣớng này không đƣợc vận dụng trong đề tài. - Nghiên cứu phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo.
Cơ sở phân loại rừng theo xu hƣớng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ƣu thế, cấu trúc tầng thứ và một đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng. Đại diện cho hệ thống phân loại rừng theo hƣớng này có Humbold (1809), Shimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973)… Nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hƣớng này, khi nghiên cứu 6 ngoại mạo của quần xã thực vật đã không tách khỏi hoàn cảnh sinh thái của nó, từ đó hình thành xu hƣớng phân loại rừng theo ngoại mạo sinh thái.