Chương 1 TONG QUAN VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về cấu trúc rừng 1. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng Duy trì và phát triển các hệ sinh thái rừng theo hướng bền vững là mục tiêu chính của quản lý rừng hiện đại, mục tiêu này có thé đạt được hay không phụ thuộc phần lớn vào sự 6n định của cau trúc không gian rừng (Yu, 2019). Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc không gian và phi không gian, là những yếu tố có thé điều chỉnh được trong quá trình quản lý tài nguyên rừng (Tao và cs, 2020).
Trong đó, cau trúc phi không gian mô ta các đặc điểm cơ ban của lâm phần như cấu trúc tổ thành, đường kính, chiều cao. Cấu trúc không gian không chỉ phản ánh các thuộc tinh không gian của cây rừng mà còn có thé cho biết mối quan hệ loài, sự tương tác của loài với môi trường và các quá trình hình thành quần xã thực vật (Liu và cs, 2021; Yan va cs, 2021). Phân loại trang thái rừng là một việc làm cần thiết trong quan lý rừng tự nhiên. Tùy theo điều kiện lập địa, hiện trạng thảm thực vật mà các nhà khoa học đã phân chia tài nguyên rừng thành các trạng thái khác nhau.
(1968), 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 cấu, cấu trúc và chức năng của những thành phần hình thành rừng. Phân loại được cấu trúc rừng là cơ sở quan trọng dé đánh giá và kiểm soát hệ sinh thái rừng. Cho đến nay, các nhà lâm học trên thế giới đã thực hiện rất nhiều nghiên cứu về cau trúc rừng. (1968) đã nghiên cứu cấu trúc rừng mưa nhiệt đới về mặt hình thái và phân biệt tô thành thực vật của rừng mưa thành hai loại, đó là rừng mưa hỗn hợp có tô thành loài cây phức tạp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản.
(1964) đã nghiên cứu về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa, tác giả đã đi sâu vào nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các biện pháp kỹ thuật lâm sinh áp dụng vào từng rừng mưa tự nhiên. Nghiên cứu tìm hiểu những cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả, phân loại và đưa ra những khái niệm về dạng sống, về tầng phiến. Ngoài ra còn biểu điễn các đặc trưng cấu trúc rừng mưa và hình thái của chúng bằng những phẫu đồ rừng Catinot R. (1971; trích dẫn bởi Phạm Ngọc Giao, 1995), đã mô tả cấu trúc hình thái rừng mưa bằng các phẫu đồ rừng, biểu diễn các mối tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực, tương quan giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực bằng các hàm hồi quy.
Rừng tự nhiên Việt Nam thuộc kiểu rừng nhiệt đới rất phong phú và đa dạng về thành phần loài, phức tạp về cấu trúc. Vấn đề nghiên cứu về cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả quan tâm. Trần Ngũ Phương (1970) đã chỉ ra những đặc điểm cấu trúc của các thảm thực vật rừng miền Bắc Việt Nam. Thái Văn Trừng (1978) đã xây dựng hệ thống phân loại thảm thực vật rừng trên quan điểm sinh thái.
Ông chia rừng tự nhiên ở nước ta thành 14 kiểu thảm thực vật. Vũ Dinh Hué (1984) đã lay kiểu rừng làm don vi phân loại trên co sở 2 chỉ tiêu là trang thai và loại hình xã hợp thực vật. Vũ Đình Phương (1985 - 1988) dựa vào 5 nhóm nhân tố là nhóm nhân tố sinh thái tự nhiên, các giai đoạn phát triển và suy thoái rừng, khả năng tái tạo của rừng bằng con đường tái sinh tự nhiên, đặc điểm địa hình và thổ nhưỡng dé phân chia các lô khác nhau, phục vụ cho công tác điều chế rừng. Bảo Huy (1993) và Đào Công Khanh (1996) nghiên cứu tổ thành loài cây đối với rừng tự nhiên ở Dak Lak và Hương Sơn - Hà Tĩnh qua đó đã xác định tỷ lệ tô thành của các nhóm loài cây mục đích, nhóm loài cây hỗ trợ và nhóm loài cây phi mục đích.
Lê Sáu (1996) và Trần Cẩm Tú (1999) nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ở Kon Hà Nừng - Gia Lai và Hương Sơn - Hà Tĩnh. Đỗ Văn Thông (2019) đã nghiên cứu đặc điểm lâm học của rừng tự nhiên nghéo trên những lập địa khác nhau ở tỉnh Bình Thuận. Phương pháp phân tích kết cấu loài cây gỗ Thành phần loài cây gỗ là một trong những vấn đề được các nhà lâm học quan tâm trong QXTV. Kết cấu loài cây gỗ biểu thị thành phần loài cây gỗ và tỷ lệ 6 của chúng trong QXTV (Nguyễn Văn Thêm, 2002).
Phân tích vai trò của các loài cây gỗ thông qua chỉ số giá trị quan trong (Important Value Index - IVI) được các tác giả (Curtis và Mclntosh, 1951; trích dẫn bởi Nguyễn Văn Thêm, 2010) áp dụng dé biểu thị cấu trúc, mối tương quan và trật tự ưu thế giữa các loài trong một quan thé thực vat. Chi số IVI biểu thị tốt hơn, toàn diện hơn cho các tính chất tương đối của hệ sinh thái so với các giá trị đơn tuyệt đối của mật độ, tần suất, độ ưu thế. Chỉ số IVI của mỗi loài được tính bằng một trong hai công thức sau đây: 1.TVI= RD + RF + RC (Rastogi, 1999; Sharma, 2003), 2. IVI=RD + RF + RBA (Mishra, 1968) Trong đó: RD là mật độ tương đối, RF là tần xuất xuất hiện tương đối, RC là độ tàn che tương đối va RBA là tổng tiết diện thân tương đối của mỗi loài (Rastogi, 1999; Sharma, 2003; Pandey và cs, 2002).
Chỉ số IVI của một loài dat giá trị tôi đa là 300 khi hiện trường nghiên cứu chỉ có duy nhất loài cây đó. Mật độ tương đối (RD) được xác định bằng tỷ số giữa mật độ trung bình (tổng số cá thể của một loài nghiên cứu xuất hiện ở tất cá các ô mẫu nghiên cứu chia cho tổng số các ô mẫu nghiên cứu) của loài nghiên cứu và tổng mật độ của tất cả các loài. Tần suất xuất hiện tương đối (RF) là tỷ lệ % giữa tần suất xuất hiện của một loài nghiên cứu (tỷ số % giữa số lượng các ô mẫu có loài xuất hiện và tổng số các ô mẫu nghiên cứu) và tổng số tần xuất xuất hiện của tất cả các loài. Mức hay gap là > 50%; mức thường gặp: 25% - 50%; mức ít gặp là < 25%.
Nhược điểm của chỉ số IVI% của Curtis và McIntosh (1951) là thay đổi tùy theo kích thước và số lượng ô mẫu (trích dẫn bởi Thái Văn Trừng, 1999; Nguyễn Văn Thêm, 2010). Phương pháp phân tích cấu trúc rừng Khi nghiên cứu về rừng tự nhiên nhiệt đới, những vấn đề được các nhà lâm học quan tâm là thành phần loài cây gỗ, kết cấu loài cây gỗ. cấu trúc quan thụ của các loài cây gỗ và tái sinh tự nhiên. Những thông tin này là căn cứ khoa học để xây dựng những biện pháp quản lý rừng và những phương thức lâm sinh.
Trong đó, cấu trúc rừng biểu thị thành phần và sự tô chức, sắp xếp của các thành phần theo không gian (chiều đứng và chiều ngang) và thời gian (Nguyễn Văn Thêm, 2002). Đã có nhiêu công trình nghiên cứu về câu trúc rừng như: 7 Davis và Richards (1934; 1936; trích dẫn bởi Thái Văn Trừng, 1999) đã mô tả cau trúc rừng hỗn loài tự nhiên nhiệt đới bằng phương pháp biéu đồ rừng (biểu đồ phẫu diện rừng. trắc điện rừng, phẫu đồ rừng). Ở Việt Nam, Thái Van Trừng (1999) cũng đã áp dụng phương pháp này dé phân tích và so sánh những kiểu rừng khác nhau, đã phân chia tầng thứ của rừng hỗn loài nhiệt đới thành 5 tầng: tầng vượt tán, tang ưu thé sinh thái, tầng dưới tán, tang cây bụi và tang cỏ quyết.
Sau này nhiều nhà lâm học áp dụng những mô hình toán học để mô tả cấu trúc rừng. Đồng Sĩ Hiền (1974) đã mô tả phân bố N/D của rừng tự nhiên hỗn loài ở Việt Nam bằng hàm phân bố Meyer và họ đường cong Pearson. Nguyễn Hải Tuất (1982) và Nguyễn Văn Trương (1984) đã áp dụng hàm phân bố Meyer và hàm phân bố khoảng cách dé mô tả phân bố N/D và phân bố N/H tùy theo trang thái rừng. Quy luật phân bố số cây theo đường kính là quy luật cơ bản nhất của kết cau lâm phần.
Hầu hết các tác giả đều sử dụng hàm toán học để mô phỏng cho quy luật phân bố này. Có thé kế đến một số công trình nghiên cứu tiêu biéu như sau: Meyer (1934), sử dụng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục để mô tả phân bố số cây theo cỡ đường kính, về sau gọi là phương trình Meyer hay hàm Meyer. sử dung phân bố Gamma dé biểu thị phân bố số cây theo cỡ đường kính lâm phần Thông ôn đới. (1973), đã dùng hàm Beta còn J.
Bailey (1973; trích dẫn bởi Nguyễn Minh Cảnh, 2018), đã mô hình hoá cấu trúc thân cây với phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D) bằng hàm Weibull. Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao dùng dé biểu thị quy luật kết cau lâm phan theo chiều thang đứng. Phương pháp kinh điển được nhiều nhà khoa học sử dụng là vẽ phẫu đồ đứng mà điển hình là công trình của Richards P. Có nhiều dang hàm toán học khác nhau dùng dé nắn phân bố N/H.
Việc sử dụng hàm nào là tùy thuộc vào kinh nghiệm của từng tác giả, tùy thuộc vào đối tượng 8 nghiên cứu cụ thê. Tổng quan về đa dạng sinh vật 1. Khái niệm đa dạng sinh vật Đa dang sinh học có nghĩa là tinh đa dạng biến thiên giữa các sinh vật sống của tất cả các nguồn bao gồm các hệ sinh thái tiếp giáp, trên cạn, biển, các hệ sinh thái thủy vực khác và các tập hợp sinh thái mà chúng là một phần. Tính đa dạng này thể hiện ở trong mỗi bộ loài, giữa các loài và các hệ sinh học (Công ước đa dạng sinh học, 1992).
Đa dang sinh học là sự phong phú về nguồn gen, về loài sinh vật và hệ sinh thái trong tự nhiên (Vụ Khoa học Công nghệ, Bộ Lâm nghiệp, 1996). Da dang sinh học bao gồm đa dạng di truyền (tính da dạng về mặt di truyền trong một loài) và đa dang sinh thái (số lượng các loài trong một quan xã sinh vật) (Kimmins, 1998). Đa dạng sinh vật là thuật ngữ chỉ sự phong phú của sự sống trên trái đất (Phạm Nhật, 2001).