Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia thành ba dạng cấu trúc là cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian. 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.N (1962) 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 mưa 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 mưa tự nhiên.
Từ đó tác giả này đã đưa 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 phương thức xử lý cải thiện rừng mưa [1]. (1965) đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng phẫu diện đồ, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo khái niệm dạng sống, tầng, phiến. Khái niệm hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học [12]. Việc nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng đã có từ lâu, trong đó việc mô hình hoá cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả.
Vấn đề về cấu trúc không gian và thời gian của rừng được các tác giả tập trung nghiên cứu nhiều nhất. Có thể kể đến một số tác giả tiêu biểu như: Rollet B (1971) [31], Brung c 4 (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 dùng các mô hình toán để mô phỏng các quy luật cấu trúc. Rollet B (1971) [31] đã mô tả mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính bằng các hàm hồi quy, phân bố đường kính bằng các dạng phân bố xác suất.
Nhiều tác giả còn sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính loài thông theo mô hình của Schumarcher và Coil (Belly, 1973). Bên cạnh đó các dạng hàm Meyer, Kyperbol, hàm mũ, Pearson, poisson,.cũng được nhiều tác giả sử dụng để mô hình hoá cấu trúc rừng. 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 hay ngoại mạo sinh thái. Cơ sở phân loại rừng theo xu hướng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng.
Đại diện cho hệ thống phân loại rừng theo hướng này có Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973).Trong nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này khi nghiên cứu ngoại mạo của quần xã thực vật đã không tách rời khỏi hoàn cảnh của nó và do vậy hình thành một hướng phân loại theo ngoại mạo sinh thái. Những nghiên cứu về sinh trưởng rừng trồng hỗn loài Nghiên cứu về rừng trồng hỗn loài đã được thực hiện tại Úc từ những năm đầu thế kỷ 19. Điển hình là công trình nghiên cứu trồng hỗn loài Quercus và Ulmus campestris với tên kiểu hỗn loài Donsk của tác giả Tikhanop (1872). Trong mô hình này do đặc tính sinh vật học và mối quan hệ qua lại giữa các loài cây chưa được nghiên cứu kỹ, do đó loài Ulmus campestris với đặc tính sinh trưởng nhanh hơn nên sau khi trồng vài năm đã lấn át loài Quercus.
Để giải quyết sự cạnh tranh này năm 1884 Polianxki đã cải tiến kiểu hỗn loài Donsk, song vẫn không thành công [30]. Một số tác giả khác như c 5 Kharitonovis (1950); Grixenco (1951); Timofeev (1951); Encova (1960) và các cộng sự đã phân tích nguyên nhân thất bại của kiểu Donsk và chỉ ra rằng các Phitonxit của loài Ulmus campestris đã tác động xấu đến loài cây Quercus nên chúng sinh trưởng rất kém. Nghiên cứu về ảnh hưởng tương hỗ giữa các loài, các tác giả cho rằng sự cảm nhiễm tương hỗ là yếu tố quan trọng khi lý giải cơ chế cạnh tranh sinh học của thực vật [29]. Trên cơ sở nghiên cứu tạo rừng hỗn loài giữa Quercus và Fraxnus, tác giả JB.J Wormald (1994) cho thấy sinh trưởng của Quercus trồng hỗn loài tốt hơn Quercus trồng thuần loài.
Ngoài ra, khi trồng Quercus hỗn loài với các loài cây khác theo băng hẹp (3 - 4 hàng) hoặc theo hàng cũng cho thấy sinh trưởng của Quercus tốt hơn [28]. Đặc điểm nổi bật của rừng hỗn loài là có kết cấu nhiều tầng tán. Vì thế nghiên cứu tạo rừng hỗn loài nhiều tầng đã được một số nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Khi nghiên cứu về cấu trúc tầng tán của lâm phần hỗn loài, Bernar Dupuy (1995) [27] đã cho thấy rằng kết cấu tầng tán của rừng trồng hỗn loài phụ thuộc vào đặc điểm sinh trưởng và tính hợp quần của các loài cây trong lâm phần.
Điều này cho thấy để tạo được các mô hình rừng trồng hỗn loài có cấu trúc hợp lý, tận dụng được tối đa không gian dinh dưỡng thì cần phải dựa vào đặc điểm sinh thái cũng như phải quan tâm đến mối quan hệ qua lại giữa các loài cây để lựa chọn các loài cây trồng cho phù hợp. Đây là những cơ sở quan trọng quyết định đến sự thành công hay thất bại của các mô hình rừng trồng hỗn loài. Những nghiên cứu về các loài cây gỗ đề tài nghiên cứu 1. Nghiên cứu về cây Vối thuốc Trên thế giới, những nghiên cứu về cây Vối thuốc được tiến hành khá toàn diện, có thể tổng hợp những kết quả nghiên cứu theo các khía cạnh sau đây: - Tên gọi và phân loại: Vối thuốc (Schima wallichii Choisy) là cây gỗ c 6 lớn, thuộc họ Chè (Theaceae), bộ Chè (Theales) là 1 trong 15 loài thuộc chi Schima (S.
Tên chi Schima được xuất phát từ tiếng Hy Lạp là Skiasma, có nghĩa là che bóng hoặc có liên quan đến vương miện trong cung đình cổ xưa (Lahiri AK, 1987). Trên thị trường gỗ thế giới, Vối thuốc có 4 tên thương mại là Chilaini, Mang tan, Neeđlewood và Simartolu, được mang mã số S5884 (Crescent Bloom, 2006). Như vậy tên loài Schima wallichii Choisy đã được thống nhất sử dụng trên phạm vi toàn thế giới, tương ứng với tên loài theo tiếng Việt là Vối thuốc. - Các nghiên cứu về hình thái: Vối thuốc đã được mô tả khá kỹ về hình thái bên ngoài.
Đây là cơ sở khoa học cho việc định loại và phân biệt Vối thuốc với những loài khác, đặc biệt là với những loài cùng chi với nó. Việc mô tả hình thái loài nhìn chung có sự thống nhất cao giữa các tác giả ở nhiều quốc gia và tổ chức nghiên cứu khoa học khác nhau. Theo Trung tâm Nông lâm kết hợp thế giới (World Agroforestry Centre, 2006) [32], Anon(1996), Keble và Sidiyasa (1994) thì Vối thuốc là cây thường xanh, kích thước từ trung bình đến lớn, có thể đạt tới chiều cao 47 m, chiều cao dưới cành có thể đạt 25 m, đường kính D1.3 đạt tới 125 cm. Vỏ dày, bề mặt xù xì, màu nâu đến xám đen, mặt trong của vỏ có màu đỏ nhạt, trong vỏ có sợi gây ngứa.
Lá hình thuôn đến elip rộng, kích thước lá từ 6 - 13 cm x 3 - 5 cm, đáy lá hình nêm, đỉnh lá nhọn, có từ 6 - 8 đôi gân, cuống lá dài khoảng 3 mm. Hoa mọc tại nách lá nơi đầu cành với 2 lá bắc, đài hoa đều nhau, cánh hoa có màu trắng hồng, có nhiều nhị. Nhụy hoa lớn, có 5 ngăn với từ 2 - 6 noãn mỗi ngăn. Quả nang hình bán cầu, đường kính từ 2 - 3 cm, vỏ quả nhẵn.
Vối thuốc có thể ra hoa từ tuổi 4, hoa và quả xuất hiện quanh năm, tuy nhiên hoa ra tập trung theo mùa. Quả có cánh và phát tán nhờ gió. - Về đặc tính sinh vật học: Vối thuốc là cây ưa sáng mọc nhanh, khả năng đâm chồi mạnh, lúc nhỏ có khả năng chịu bóng. Vối thuốc là loài cây c 7 chịu rét tốt.
Cây có thể sống được ở nhiệt độ không khí -3oC, nếu nhiệt độ thấp duy trì trong thời gian dài thì ngưỡng sinh thái nhiệt là 0 - 5oC. Nếu ngẫu nhiên có sương giá 3 ngày liên tục thì chỉ những cây non mới bị hại ở đỉnh ngọn (Biswas và công sự, 2004). Vối thuốc chịu được nhiệt độ cao. Giới hạn sinh thái nhiệt của cây lên tới 34 - 45oC.
Do trong tế bào thịt vỏ của Vối thuốc chứa nhiều nước, nên độ ẩm và điểm bốc cháy của cây cao, khả năng chịu nhiệt và chịu lửa cháy của loài cây này rất tốt (Biswas và công sự, 2004). Vối thuốc có khả năng đâm chồi mạnh sau cháy rừng hoặc sau khi rừng bị sương giá huỷ hoại. Vối thuốc có thể bị bệnh lở cổ rễ ở giai đoạn tuổi nhỏ do nấm Armillaria mellea gây ra. Cây còn có thể bị sâu đục thân (Trachylophus approximator) phá hoại.
Nghiên cứu về cây Pơ mu Cây Pơ mu đã được nghiên cứu khá kỹ lưỡng về mặt phân loại thực vật và phân bố trên thế giới Tên gọi và phân loại: Chi Pơ mu (danh pháp khoa học: Fokienia) là một chi trong họ Hoàng Đàn (Cupressaceae). Trong các đặc trưng của nó, chi Fokienia là trung gian giữa hai chi Chamaecyparis và Clocedrus, mặc dù về mặt di truyền học thì nó gần gũi hơn với chi thứ nhất. Chi này chỉ có một loài còn sống là cây Pơ mu (Fokienia hodginsii (Dunn) A.H Thomas), trong các tài liệu bằng tiếng nước ngoài như trong tiếng anh gọi là Fujian cypress (tạm dịch là Bách Phúc Kiến) và một loài chỉ còn ở dạng hóa thạch là Fokienia ravenscragensis. Loài hóa thạch Fokienia ravenscragensis đã được miêu tả là có từ thời kỳ đầu của thế Paleocen (60-65 Ma).
Loài này có ở miền Tây Nam Saskatchewan và vùng phụ cận Alberta, Canada. Về phân bố sinh thái, yêu cầu nơi sống (Habitat) của cây Pơ mu cho thấy Fokienia hodginsii là loài cây có nguồn gốc thực vật từ Đông Nam Trung c 8 Quốc đến Bắc Việt Nam (Hà Bắc, Hà Giang, Hà Tĩnh, Hòa Bình, Sơn La, Nghệ An, Lào Cai, Lai Châu, Thanh Hóa, Tuyên Quang, Yên Bái và Vĩnh Phú) đến Tây Nguyên (Đăk Lắc, Gia Lai, Lâm Đồng) và Bắc Lào. Đây là loài cây không cần bóng che, sống trong điều kiện lượng mưa cao trong năm. Xuất hiện trên đất mùn trên núi, đó là habitat của Pơ mu.
Ở Việt Nam, Pơ mu xuất hiện trên đất hình thành trên đá limestone hoặc granite ở độ cao trên 900 m so với mặt nước biển.