ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng là tài nguyên vô cùng quý giá. Rừng không chỉ cung cấp các sản phẩm gỗ và lâm sản ngoài gỗ mà còn có vai trò to lớn trong việc điều hoà khí hậu, bảo vệ đất và điều tiết nguồn nƣớc. Rừng càng có ý nghĩa to lớn hơn đối với các tỉnh miền núi phía Bắc. Điện Biên là một trong những tỉnh nằm ở khu vực Tây Bắc với tổng diện tích đất tự nhiên là 956.290 ha (Nguồn: Cổng thông tin điện tử tỉnh Điện Biên, 2016), trong đó chủ yếu là đất đồi núi, do địa hình chia cắt phức tạp vì vậy mà rừng đặc biệt là rừng tự nhiên càng có vai trò quan trọng hơn.
Ban quản lý khu bảo tồn thiên nhiên Mƣờng Nhé (sau đây gọi tắt là KBT) đƣợc Ủy ban nhân dân tỉnh Điện Biên thành lập tại Quyết định số 1019/QĐ- UBND ngày 03/10/2005, nhằm bảo tồn 45.581 ha rừng nằm trên địa bàn năm xã biên giới của huyện Mƣờng Nhé bao gồm: Sín Thầu, Leng Su Sìn, Chung Chải, Nậm Kè và Mƣờng Nhé. KBT nằm ở phía thƣợng nguồn của Sông Đà tiếp giáp với đƣờng biên giới quốc gia với chức năng duy trì và phát triển hệ động, thực vật rất phong phú, đa dạng trong vùng. KBT là kho lƣu giữ nhiều nguồn gen quý hiếm, có tầm ảnh hƣởng lớn đến môi trƣờng sinh thái, phát triển kinh tế xã hội khu vực và có ý nghĩa quan trọng về mặt an ninh quốc phòng. Hệ sinh thái rừng ở đây mang nhiều nét đặc trƣng cho hệ sinh thái rừng vùng núi cao Tây Bắc với hai kiểu chính đó là kiểu rừng kín thƣờng xanh mƣa ẩm nhiệt đới và kiểu rừng kín thƣờng xanh mƣa ẩm á nhiệt đới núi thấp.
Tuy nhiên, rừng nguyên sinh còn lại rất ít mà chủ yếu là thảm thực vật thứ sinh với các trạng thái IA, IB, IC, IIA, IIB, IIIA1, IIIA2, IIIA3. Cho đến nay, do khai thác thiếu kiểm soát, đặc biệt do những hạn chế của công tác quản lý bảo vệ rừng đã làm cho rừng giảm mạnh về trữ lƣợng, diện tích, chất lƣợng đặc biệt là tầng cây gỗ bị phá hoại; mặt khác nạn đốt nƣơng làm rẫy và lấn chiếm làm nƣơng rẫy, đất thổ cƣ, đất vƣờn, mở đƣờng ô tô vào các bản trong xã càng làm gia tăng tốc độ phá rừng. Vì vậy, để phục hồi và phát triển rừng tại KBT một cách bền vững hơn nhất thiết phải có những nghiên cứu đầy đủ về đặc điểm lâm học của hệ sinh thái rừng, từ đó đề xuất những biện pháp kỹ thuật và quản lý hợp lý. Tuy LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2 nhiên, cho đến nay chƣa có một công trình nghiên cứu nào đƣợc thực hiện để tìm hiểu về hệ sinh thái rừng nơi đây.
Do đó, việc đi sâu nghiên cứu một cách có hệ thống về đặc trƣng lâm học của các quần xã thực vật tại KBT là thực sự cần thiết. Xuất phát từ thực trạng trên, đề tài: “Nghiên cứu một số đặc điểm lâm học của quần xã thực vật rừng tự nhiên tại Khu bảo tồn thiên nhiên Mường Nhé, Điện Biên” đƣợc đặt ra nhằm cung cấp những hiểu biết về đặc điểm lâm học của quần xã thực vật rừng đồng thời là căn cứ khoa học cho việc đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm phục hồi và phát triển bền vững tài nguyên rừng tại Khu bảo tồn thiên nhiên Mƣờng Nhé, Điện Biên. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1.
Nghiên cứu về cấu trúc rừng Cấu trúc rừng là một khái niệm dùng để chỉ quy luật sắp xếp, tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian (Phùng Ngọc Lan, 1986) [22]. Cấu trúc rừng là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, là sản phẩm của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và 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 hệ sinh thái rừng. Hệ sinh thái rừng, đặc biệt là các hệ sinh thái rừng tự nhiên nhiệt đới là những hệ sinh thái có cấu trúc phức tạp nhất.
Bởi vậy, những nghiên cứu về cấu trúc rừng này luôn là con đƣờng đầy chông gai đối với các nhà khoa học.N (1979) [1], đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mƣa, tác giả đã đi sâu vào nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các biện pháp kỹ thuật lâm sinh đƣợc áp dụng vào từng rừng mƣa tự nhiên. - Mô tả hình thái cấu trúc rừng Hiện tƣợng thành tầng là một trong những đặc trƣng cơ bản về cấu trúc hình thái của quần xã thực vật rừng và là cơ sở để tạo nên cấu trúc tầng thứ.Risa (1933-1934) đã đề xƣớng và sử dụng phƣơng pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng trong nghiên cứu cấu trúc tầng thứ của rừng. Cho đến nay, phƣơng pháp này vẫn có hiệu quả, tuy nhiên nhƣợc điểm của nó là chỉ minh họa đƣợc cách sắp xếp theo chiều thẳng đứng của các loài cây gỗ trong một diện tích có hạn. Cusen (1951) đã khắc phục nhƣợc điểm trên bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đƣa lại một hình tƣợng về không gian ba chiều.
David và Richards (1933-1934) đã đề xuất phƣơng pháp biểu đồ trắc diện khi nghiên cứu cấu trúc rừng nhiệt đới theo chiều nằm ngang và chiều thẳng đứng (Dẫn theo Nguyễn Thị Thoa, 2003) [33]. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Catinot R (1965) [3] đã nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả, phân loại theo các khái niệm, dạng sống, tầng phiến. Ngoài ra, tác giả còn biểu diễn cấu trúc hình thái rừng mƣa bằng những phẫu đồ rừng. Meyer (1952) đã mô tả phân bố N/D1.3 bằng phƣơng trình toán học có dạng đƣờng cong giảm liên tục và đƣợc gọi là phƣơng trình Meyer hay gọi là hàm Meyer.W (1952) [28] cũng đã đề cập đến phân bố số cây theo cấp đƣờng kính.
Tác giả coi dạng phân bố này là một dạng đặc trƣng của rừng tự nhiên. Roollet (1971) đã biểu diễn các mối tƣơng quan giữa đƣờng kính ngang ngực và chiều cao vút ngọn, giữa đƣờng kính tán và đƣờng kính ngang ngực bằng các năm hồi quy, đồng thời mô tả cấu trúc hình thái rừng mƣa bằng các phẫu đồ (theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [10] Bally (1973) đã sử dụng hàm Weibull, Schiffel biểu thị đƣờng cong cộng dồn phần trăm số cây bằng đa thức bậc ba khi nghiên cứu về quy luật N/D (dẫn theo Vũ Tiến Hinh, Phạm Ngọc Giao, 1997) [15] Nhìn chung, các công trình nghiên cứu về mô tả hình thái cấu trúc rừng trên thế giới, các tác giả đều đƣa ra những nhận xét mang tính định tính, chƣa mang tính định lƣợng nên chƣa thực sự phản ánh đƣợc sự phức tạp về cấu trúc của rừng tự nhiên nhiệt đới. - Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng Để khắc phục nhƣợc điểm của các công trình nghiên cứu về mô tả hình thái cấu trúc rừng, cùng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học giúp cho việc nghiên cứu cấu trúc rừng chuyển dần từ mô tả định tính sang định lƣợng. 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.
Raunkiaer (1934) đã tìm ra công thức xác định phổ dạng sống chuẩn theo tỷ lệ phần trăm giữa số lƣợng cá thể của từng dạng sống so với tổng số cá thể trong một khu vực. Từ đó, tác giả đã xây dựng công thức xác định phổ dạng sống chuẩn cho hàng nghìn loài cây khác nhau. Để biểu thị tính đa dạng về loài, một số tác giả đã LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 xây dựng các công thức xác định chỉ số đa dạng loài nhƣ Simpson (1949), Margalef (1958), Menhinik (1964)… Khi các hàm toán học đƣợc đƣa vào sử dụng để mô phỏng các quy luật kết cấu lâm phần thì các nghiên cứu định lƣợng cấu trúc rừng càng phát triển mạnh mẽ hơn. Nhiều tác giả đã tập trung nghiên cứu cấu trúc rừng theo không gian và thời gian, tiêu biểu nhƣ Rollet B.
(1981) [43] đã chứng minh cấu trúc rừng có ảnh hƣởng tới tái sinh rừng thông qua việc xác định độ đầy tối ƣu cho sự phát triển bình thƣờng cây gỗ là 0,6 – 0,7. Tác giả cho rằng độ khép tán của rừng có quan hệ với mật độ và sức sống của cây con. Tóm lại, trên thế giới các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú, đa dạng, có nhiều công trình nghiên cứu công phu và đã đem lại hiệu quả cao trong kinh doanh rừng. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên nhiệt đới còn rất ít nên cơ sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp kỹ thuật cho rừng tự nhiên nhiệt đới vẫn còn nhiều vấn đề chƣa đƣợc làm sáng tỏ.
Nghiên cứu về tái sinh rừng Tái sinh rừng là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Hiểu theo nghĩa rộng tái sinh rừng là sự tái sinh của một hệ sinh thái rừng. Nó có biểu hiện là sự xuất hiện của một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng, dƣới tán rừng, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nƣơng rẫy… Vai trò lịch sử của lớp cây con này là thay thế thế hệ cây gỗ già cỗi. Do đó, tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng đƣợc xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lƣợng cây tái sinh và đặc điểm phân bố. Lowdermilk (1927), đã xây dựng phƣơng pháp điều tra tái sinh tự nhiên. Tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống, với ô đo đếm điều tra tái sinh có diện tích từ 1 – 4 m2. Do diện tích điều tra nhỏ nên việc đo đếm có nhiều thuận lợi nhƣng số lƣợng ô phải đủ lớn và trải đều trên diện tích khu rừng mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng.
Cho đến nay, nhiều tác giả đã sử dụng phƣơng pháp này khi điều tra tái sinh tự nhiên. Barnard (1950), đã đề nghị một phƣơng pháp “ điều tra chuẩn đoán” để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên.