Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Một số thông tin về rừng họ Dầu 1. Tình hình chung Những quần xã thực vật rừng (QXTV) với ưu thế cây gỗ của họ Dầu được gọi là rừng Sao Dầu (Dipterocarp Forest) [117]. Tại khu vực Đông Nam Á, rừng cây họ Dầu phân bố từ vùng ẩm Sumatra thuộc Indonesia đến những đảo của Malaysia, Thailand, Lào, Việt Nam và Campuchia.
Rừng Sao Dầu ở khu vực Đông Nam Á là rừng thường xanh. Cấu trúc tán của rừng Sao Dầu hình thành 5 lớp (A – E); trong đó cây họ Dầu chiếm ưu thế ở tầng ưu thế sinh thái [117]. Thành phần thực vật của rừng cây họ Dầu thay đổi tùy theo địa phương. Rừng cây họ Dầu ở Borneo (Indonesia) và Peninsular (Malaysia) có khoảng 200 loài/ha với D ≥ 10 cm.
Rừng cây họ Dầu ở khu bảo tồn Pasoh (Peninsular thuộc Malaysia) bắt gặp 820 loài cây gỗ (D ≥ 10 cm) thuộc 294 chi và 78 họ trên diện tích 50 ha [62],[84],[117]. Theo Ashton [62], họ Dầu có 16 chi (Anisoptera, Cotylelobium, Dipterocarpus, Dryobananops, Hopea, Marquesia, Molotes, Neobananocarpus, Pakaraimaea, Parashorea, Pseudomonotes, Shorea, Stemonoporus, Upuna, Vateria, Vateriopsis, Vatica ) với 515 loài; trong đó ở châu Á có 13 chi và 470 loài. Họ Dầu được phân chia thành ba họ phụ: Pakaraimoideaee, Monotoideae và Dipterocarpoideae. Họ phụ Pakaraimoideae chỉ có 1 chi Pakaraimaea, 1 loài Pakaraimaea roraimae.
Chi này phân bố ở phía nam British Guyana (Nam Mỹ) trên độ cao dưới 1. Họ phụ Monotoideae phân bố ở Africa và Madagascar. Họ Monotoideae bao gồm 36 loài thuộc chi Monotes và Marquesia. Họ phụ Dipterocarpoideae là phân họ lớn nhất; trong đó bao gồm 13 chi và khoảng 470 - 650 loài.
Họ Dipterocarpoideae phân bố rộng rãi tại Sri Lanka, phía Đông India, Bangladesh, Myanma, Thailand, Lào, Campuchia, Việt Nam, 5 phía nam Trung Quốc, Malaysia, Indonesia, Philippines, New Guinea và Solomons. Những loài cây gỗ thuộc họ Dầu đóng vai trò to lớn về sinh thái và kinh tế. Phần lớn những cây họ Dầu ở khu vực Đông Nam Á thuộc chi Shorea, Dipterocarpus, Hopea và Vatica. Rừng mưa nhiệt đới ở Peninsuna (Malaysia), Sumatra và Borneo (Indonesia) có 15 loài thuộc chi Shorea, 6 loài thuộc ba chi Dipterocarpus, Hopea và Vatica.
Nhiều loài cây gỗ thuộc họ Dầu ở khu vực Đông Nam Á thường mọc hỗn giao với những loài cây gỗ thuộc chi Syzygium của họ Myrtaceae (họ Sim), Diospyros của họ Ebenaceae (họ Mun). Cây họ Dầu thường ra hoa vào mùa khô và quả rụng vào đầu mùa mưa [62]. Cây họ Dầu ở Việt Nam Ở Việt Nam, họ Dầu bao gồm 6 chi (Anisoptera, Dipterocarpus, Hopea, Parashorea, Shorea, Vatica ); trong đó chi Dipterocarpus là chi điển hình (14 loài). Cây họ Dầu phân bố ở độ cao dưới 1000 m.
Chúng là những loài ưu thế sinh thái trong rừng kín thường xanh hơi ẩm nhiệt đới và rừng thưa nửa rụng lá hơi khô nhiệt đới. Một số loài cây gỗ ưu thế và có giá trị kinh tế cao như Sao đen (Hopea odorata), Sao xanh (Hopea dealbata), Kiền kiền (Hopea pierrai), Sâng sao (Hopea ferrei), Táu mặt quỷ (Vatica astrotricha), Táu lá nhỏ (Vatica tonkinensis), Táu muối (Vatica fleuryana), Chò chỉ (Parashorea stellata), Dầu song nàng (Dipterocarpus dyeri), Sến mủ (Dipterocarpus alatus) [55], [40]. Giới thiệu về cây Sến mủ Theo Nguyễn Hoàng Nghĩa [40], Sến mủ là cây gỗ rụng lá theo mùa. Chiều cao thân cây 20 - 30m.
Thân thẳng, có bạnh nhỏ. Vỏ dày, màu xám đen, nứt sâu; thịt màu vàng nâu. Cành non có lông sau nhẵn. Lá đơn mọc cách, phiến lá hình bầu dục hay mác thuôn, đỉnh nhọn hay lõm, gốc tròn, rộng, dài 15 - 18 cm, rộng 6 – 7 cm, nhẵn cả 2 mặt.
Gân bên 14 - 18 đôi. Cuống là dài 1,4 – 4 cm, lá kèm hình trái xoan-mác, sớm rụng. 6 Cụm hoa chùm, dài 8 - 10cm, ở nách những lá đã rụng. Hoa có cuống ngăn.
Cánh đài 5, hình mác gân tam giác, có lông, khi khô màu đen nhạt, cánh tràng 5 màu trắng, dài 14,5 mm. Bầu và vòi nhẵn, núm 3 răng. Quả hình trứng dài 12 mm, rộng 5,5mm, có 3 cánh lớn dài 8,5 cm, rộng 1cm, với 11- 14 gân; 2 cánh nhỏ dài 4 cm, Sến mủ ra hoa vào tháng 1 - 2; quả chín và rụng vào tháng 3 – 5 [20],[40]. Sến mủ phân bố ở Việt Nam, Campuchia, Thái Lan.Ở Cành, lá và quả Sến mủ Việt Nam, Sến mủ thường gặp ở nhiều tỉnh Gia Lai, Kontum, Đắc Lắc, Lâm Đồng, Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ.
Sến mủ mọc trong rừng rậm và rừng thưa, ưa đất sâu và nhiều mùn, song chịu được cả đất bị thoái hóa và đất cát khô cằn ven biển. Nên được gọi là Sến cát [40]. Gỗ Sến mủ có màu vàng nhạt, sau thành vàng sậm hay nâu đỏ nhạt; gỗ dác và gỗ lõi ít phân biệt. Trên mặt gỗ thường có những sợi sẫm có dầu.
Gỗ khá cứng và nặng, tỉ trọng 0,8 - 0,93. Gỗ Sến mủ thuộc gỗ nhóm II, dễ cưa xẻ và chế biến, làm gỗ xây dựng và làm các đồ mộc gia dụng. Nhựa Sến mủ màu xám nhạt. Sến mủ đã được đưa vào sách đỏ thế giới IUCN năm 2000 ở mức nguy cấp A1cd.
Trên thế giới: 1. Nghiên cứu cấu trúc và đa dạng loài thực vật trong quần xã TVR (1) Nghiên cứu cấu trúc rừng Theo Spies [108], Cấu trúc rừng ảnh hưởng đến rừng năng suất, sự đa 7 dạng của các loài cây và môi trường sống và quyết định chất lượng dịch vụ hệ sinh thái rừng [108]. Cấu trúc rừng là động lực cho rừng quá trình tăng trưởng, các quá trình lý sinh, sinh thái và có liên quan trực tiếp đến các sản phẩm và dịch vụ của hệ sinh thái rừng [100]. Cấu trúc lâm phần không chỉ là một yếu tố quan trọng trong phân tích rừng mà còn là đối tượng để làm cơ sở thực hiện các hoạt động quản lý khác nhau [95].
Cải thiện sự đa dạng của cấu trúc rừng là nền tảng để duy trì và tăng tính đa dạng sinh học của hệ sinh thái rừng [79] và một cách tiếp cận hiệu quả để cải thiện chất lượng rừng, từ lâu đã là một vấn đề quan trọng trong nghiên cứu quản lý rừng. Điều tra và phân tích cấu trúc rừng có thể giúp chúng ta hiểu được lịch sử, hiện trạng và sự phát triển trong tương lai của hệ thống rừng [100],[79]. Vì vậy, việc hiểu biết sâu sắc về mối quan hệ giữa thực vật rừng với môi trường cũng như các quy luật sinh trưởng, phát triển, tái sinh và diễn thế của rừng là vô cùng quan trọng. Hơn nữa, thông qua nghiên cứu và phân tích, chúng ta có thể đưa ra cơ sở lý luận để hình thành các biện pháp quản lý một cách khoa học.
Điều đặc biệt quan trọng là nghiên cứu cấu trúc rừng, đặc biệt là cấu trúc không gian rừng, để hiểu được các đặc điểm của quần xã thực vật rừng và đưa ra các ý nghĩa đối với quản lý bảo vệ rừng. Một số phương pháp có được phát triển để mô tả cấu trúc rừng, bao gồm các phương pháp cổ điển, phân tích láng giềng gần nhất, phương pháp phân tích mẫu điểm. trong những năm gần đây [100],[98]. Rừng là hệ thống phức tạp và mở mà sự phức tạp đó là do sự đa dạng của cấu trúc rừng, cụ thể là đa dạng về các kiểu phân bố không gian, loài và đa dạng về kích thước [108],[72],[79],[99].
Mục tiêu của quản lý rừng là điều chỉnh cấu trúc rừng để cải thiện sự cạnh tranh của cây và chất lượng rừng thông qua điều chỉnh cấu trúc [100]. 8 Nghiên cứu cấu trúc quần xã thực vật rừng bao gồm nghiên cứu về cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng thứ, cấu trúc tuổi, cấu trúc mật độ, cấu trúc theo mặt phẳng nằm ngang… Nhìn chung, nghiên cứu cấu trúc đã chuyển từ mô tả định tính sang phân tích định lượng dưới dạng mô hình hóa toán học nhằm khái quát hóa các quy luật của tự nhiên. Trong đó, các quy luật phân bố, tương quan của một số nhân tố điều tra được quan tâm nghiên cứu [76]. Có rất nghiều nghiên cứu trước đây đã thực hiện về phân tích cấu trúc rừng [99],[75],[76].
Rõ ràng mối quan hệ giữa thực vật có ý nghĩa quan trọng đối với biến cấu trúc cây đứng. Các nghiên cứu về sinh thái thường dựa trên các biến mật độ cây đứng, thành phần loài cây và kiểu phân bố để nghiên cứu cấu trúc rừng. Còn trong nghiên cứu lâm nghiệp lại sử dụng các biến số như phân bố kích thước cây, phân bố đường kính, phân bố về chiều cao cây và phân bố tầng tán. Trong các biến số mô tả về cấu trúc rừng, biến về mật độ phân bố, phân bố cấu trúc theo chiều ngang, phân bố số cây theo đường kính, cấu trúc tổ thành loài cây, phân bố kích thước cây là đặc biệt có ý nghĩa đặc biệt và có vai trò quan trọng trong cấu trúc, chức năng và chu trình vật chất của rừng.
Trong khi, cấu trúc thẳng đứng của một quần xã là một trong những đặc điểm cơ bản của cấu trúc quần xã thực vật và là đặc điểm đầu tiên được quan sát khi điều tra thực địa [87]. Cấu hình thẳng đứng của một quần xã thực vật được chia thành nhiều cấp độ, thường được chia thành ba đến năm tầng. Hiện nay, cấu trúc thẳng đứng của rừng được coi là chỉ số cơ bản về sự ổn định và tự nhiên của rừng hệ sinh thái. Có rất nhiều phương pháp xác định cấu trúc lâm phần đã được đề xuất nhưng chủ yếu được chia thành hai loại lớn: phương pháp không gian và phi không gian [83].
Các thông số phi không gian mô tả các đặc điểm trung bình của lâm phần, bao gồm thành phần loài cây, cấu trúc DBH, cấu trúc tuổi, mật độ lâm phần và cấu trúc phân cấp quần xã. Phương pháp không gian mô tả cấu trúc quần thụ rừng bằng việc tính toán liên quan vị trí của các cây trong không gian theo chiều ngang và theo cấu trúc thẳng. 9 Lan và cs., [86] đã sử dụng mô hình điểm để phân tích mô hình phân bố không gian của 20 loài cây ưu thế, sự liên kết không gian giữa các loài và sự thay đổi qua các giai đoạn sống của chúng trong diện tích ô định vị rộng 20 ha của rừng mưa nhiệt đới theo mùa ở Xishuangbanna, Trung Quốc. Kết quả cho thấy: (1) Mười bốn trong số hai mươi loài cây có liên quan tiêu cực (hoặc tích cực) với một hoặc hai trong số các biến địa hình.
(2) Nghiên cứu về đa dạng loài thực vật Trên Thế giới hiện nay có khoảng 480.000 loài thực vật, trong đó có khoảng 322.311 loài thực vật đã được định danh [65]. Rừng nhiệt đới với diện tích khoảng 1.700 triệu ha, rất đa dạng về các loài thực vật, theo thống kê của Pullaiah [102].