Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Một số khái niệm liên quan 1. Khái niệm thảm thực vật Thảm thực vật (vegetation) là khái niệm phổ biến trong nghiên cứu sinh thái học, đã có nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước đưa ra các định nghĩa khác nhau về thảm thực vật. (1976) [73] thì thảm thực vật là lớp thực bì của trái đất và các bộ phận hợp thành khác nhau của nó.
Thái Văn Trừng (1999) [96] cho rằng thảm thực vật là các quần hệ thực vật phủ trên mặt đất như một tấm thảm xanh. Trần Đình Lý (1998) [58] đưa ra khái niệm thảm thực vật là toàn bộ lớp phủ thực vật ở một vùng cụ thể hay toàn bộ lớp phủ thảm thực vật trên toàn bộ bề mặt trái đất. Theo tác giả, thảm thực vật là một khái niệm chung chưa chỉ rõ đặc trưng hay phạm vi không gian của đối tượng cụ thể. Nó chỉ có ý nghĩa và giá trị cụ thể khi có định ngữ kèm theo như: thảm thực vật cây bụi, thảm thực vật rừng ngập mặn… Chúng ta đều biết thành phần chủ yếu của thảm thực vật là những cá thể của các loài cây cỏ, nhưng đối tượng nghiên cứu của thảm thực vật là những tập thể cây cối được hình thành do một số lượng lớn hay nhỏ những cá thể của các loài tập hợp lại.
Tuy nhiên không phải các nhà nghiên cứu về thảm thực vật đều nhất trí với nhau về đơn vị nghiên cứu cơ bản. Do đó trên thế giới có hai chiều hướng nghiên cứu khác nhau. Chiều hướng thứ nhất gồm một số ít các nhà nghiên cứu: Negri (Italia); Gleason, Curtis (Mỹ); Whitaker, Brown (Anh); Fournier, Lenoble (Pháp) và Ramenxki (Liên Xô cũ, trước 1953) [95] cho rằng cá thể các loài cây là thực thể duy nhất trong thiên nhiên và phủ nhận sự tồn tại của các quần thể. Theo quan điểm này – còn gọi là quan điểm cá thể thì thảm thực vật là một biến trạng liên tục, có nghĩa là bao gồm những tập hợp ngẫu nhiên của cá thể các loài cây luôn luôn thay đổi thành phần và không có ranh giới rõ nét.
Chiều hướng thứ hai gồm đa số các nhà khoa học có uy tín của nhiều nước trên thế giới như: Braun - Blanquet, Pavillard (Pháp); Du Rietz, Rubel (Scandinavi); Weavar, Clements (Anh); Walter 5 (Đức); Shoo, Tuxen (Hungari); Pavlovxki (Ba Lan); Sukasov, Lavrenko (Liên Xô cũ)., đều nhất trí cho rằng đối tượng nghiên cứu cơ bản của thảm thực vật là những quần thể thực vật. Theo quan điểm này – còn gọi là quan điểm quần thể thì thảm thực vật bao gồm những đơn vị cụ thể có hình dáng, cấu trúc, thành phần, ranh giới, trạng mùa, động thái và vùng phân bố., đều dựa trên cở sở sinh thái học và địa lý học thực vật [95]. *Nhận xét: Trên thế giới, có hai quan điểm trái ngược nhau về sự tồn tại của kiểu thảm thực vật trong tự nhiên. Một quan điểm cho rằng, thảm thực vật không được xem như những đơn vị riêng biệt, mà chúng thay đổi không ngừng khi ở cùng khu vực, điều kiện hoàn cảnh sống thay đổi hoặc khu vực phân bố của các loài thay đổi.
Chỉ có cá thể loài cây là thực thể duy nhất tồn tại trong thiên nhiên. Ngược lại với quan điểm nói trên, phần lớn các nhà nghiên cứu cho rằng, thảm thực vật bao gồm các đơn vị cụ thể, mà ngoại mạo, cấu trúc, thành phần, ranh giới, động thái, đặc điểm phân bố đều dựa trên cơ sở sinh thái học và địa lý học thực vật. Tuy nhiên, nguyên tắc và phương pháp phân chia thảm thực vật của các nhà khoa học thuộc trường phái này lại rất khác nhau. Khái niệm tái sinh rừng Tái sinh rừng (forestry regeneration) là một thuật ngữ được nhiều nhà khoa học sử dụng để mô tả sự tái tạo (phục hồi) của lớp cây con dưới tán rừng.
Theo Phùng Ngọc Lan (1986) [44] “Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng. Biểu hiện đặc trưng của hệ sinh thái rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi có hoàn cảnh rừng”. Theo nghĩa hẹp, tái sinh rừng là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Sự xuất hiện lớp cây con mới làm phong phú thêm số lượng và thành phần loài trong quần thể sinh vật.
Động vật, thực vật, vi sinh vật đóng góp vào việc thay đổi cả quá trình trao đổi vật chất và năng lượng trong hệ sinh thái. Do đó theo nghĩa rộng tái sinh rừng là sự tái sinh nhằm đảm bảo cho sự tồn tại liên tục của một hệ sinh thái rừng. Khái niệm về phục hồi rừng tự nhiên Phục hồi rừng là quá trình biến đổi tuần tự theo hướng đi lên của các kiểu thảm thực vật để hình thành một quần xã rừng tương đối ổn định. Theo quan điểm sinh thái học thì phục hồi rừng là một quá trình tái tạo lại một hệ sinh thái mà trong đó cây gỗ là yếu tố cấu thành chủ yếu.
Đó là một quá trình sinh địa phức tạp gồm nhiều giai đoạn và kết thúc bằng sự xuất hiện một thảm thực vật cây gỗ bắt đầu khép tán (Trần Đình Lý, 1995) [54]. Phục hồi rừng tự nhiên là quá trình hình thành rừng thứ sinh (secondary forest) do diễn thế đi lên ở nơi rừng đã bị mất hoặc bị khai thác cạn kiệt. Chỉ tiêu định lượng xác định rừng non thứ sinh phục hồi đối với rừng gỗ, chúng tôi sử dụng quan điểm của Trần Đình Lý (1995): Độ tàn che của cây gỗ có chiều cao từ 3m trở lên đạt 0,3 [54]. Những nghiên cứu về phân loại thảm thực vật 1.
Các nguyên tắc phân loại thảm thực vật Thảm thực vật trên trái đất vô cùng phong phú và đa dạng, chúng hình thành, tồn tại và phát triển trong các điều kiện và các mối tương tác khác nhau như địa lý - địa hình, đá mẹ - thổ nhưỡng, khí hậu – thủy văn, các yếu tố hệ thực vật, động vật và vi sinh vật…Cho đến nay các nhà khoa học vẫn chưa tìm được những tiêu chuẩn có sự thống nhất chung để phân loại thảm thực vật. Dựa trên quan điểm và phương pháp nghiên cứu khác nhau người ta đã đưa ra những nguyên tắc phân loại và xây dựng hệ thống phân loại khác nhau. Có những nhà khoa học lấy tổ thành hệ thực vật (chủ yếu là các loài thực vật) làm yếu tố chủ đạo để phân loại thảm thực vật. Một số nhà khoa học khác lại căn cứ vào những đặc trưng ngoại mạo và cấu trúc thảm thực vật để phân loại hoặc có quan điểm lại căn cứ vào đặc điểm khí hậu, thổ nhưỡng làm tiêu chuẩn phân loại.
Có người căn cứ vào phân bố không gian làm tiêu chuẩn phân loại. Mỗi quan điểm dựa trên những căn cứ hợp lý riêng rẽ của nó, chứ chưa phản ánh được bản chất toàn diện của thảm thực vật. Tuy vậy, hiện nay có 4 trường phái chính thường được các nhà khoa học áp dụng trong nghiên cứu thảm thực vật như sau: 7 1. Nguyên tắc lấy thành phần thực vật làm yếu tố chủ đạo Nguyên tắc này được đặt nền móng bởi Hult R.
(1881) và được các tác giả Schroter J. và Brockmann - Jerosch (1916) bổ sung hoàn thiện. Về sau được các nhà thực vật Pháp mở rộng, bổ sung và xây dựng thành nguyên tắc phân loại thảm thực vật đã được áp dụng khá rộng rãi trong thế kỷ XX. Tiêu biểu cho trường phái này là Braun - Blanquet (1928).
Đơn vị phân loại cơ bản thảm thực vật theo nguyên tắc phân loại này là quần hợp (Association). Thuật ngữ được Humboldt A. đề xướng đầu tiên vào năm 1807 để chỉ nhóm thực vật nhất định trong không gian. Về sau được trường phái Braun- Blanquet bổ sung, làm sáng tỏ thêm và nó được sử dụng làm đơn vị phân loại cơ sở của thảm thực vật.
Trong hệ thống này bậc phân loại cao nhất là lớp quần hợp, dưới lớp là bộ quần hợp, liên quần hợp, quần hợp, phân quần hợp, biến thể và đơn vị cuối cùng là diện. Cấu trúc của hệ thống phân loại này được trình bày ở bảng 1.1 Hệ thống phân loại thảm thực vật của Braun - Blanquet (Theo Trần Đình Lý, 1998 [58]) Bậc phân loại Cấu trúc đuôi Ví dụ Lớp quần hợp – Class - etea Arrhenatheretea Bộ quần hợp – Order - etalia Arrhenatheretalia Liên quần hợp – Alliance - ion Arrhenatherion Quần hợp – Association - etum Arrhenatheretum Phân quần hợp – Subassociation - etosum Brizeetosum Biến thể - Variant Không có đuôi riêng Diện- Facies - osum Brizetosum 1. Nguyên tắc lấy đặc điểm ngoại mạo làm yếu tố chủ đạo Đại diện cho trường phái này là Humboldt A. Theo nguyên tắc phân loại này thì hình dạng bề ngoài của quần thể thực vật (quần chủng hoặc quần xã) là một nhóm nhân tố cơ bản trong bức tranh chung của 8 cảnh quan thiên nhiên.
Các đặc điểm ngoại mạo được thể hiện tập trung ở dạng sống. Bởi vì dạng sống không chỉ nói lên vẻ bề ngoài, mà nó là kết quả của quá trình tác động qua lại lâu dài giữa cơ thể thực vật với môi trường, trước hết là các dấu ấn tạo ra do tác động của khí hậu và thổ nhưỡng. Vì vậy, trong một đơn vị phân loại thảm thực vật có thể có nhiều loài thực vật rất xa nhau về hệ thống học, nhưng do sự tương đồng về điều kiện nơi sống mà dẫn đến những đồng quy về ngoại mạo. Hình thái ngoài của thảm thực vật cũng phản ánh khá rõ đặc tính sinh thái của chúng.
Đơn vị phân loại cơ bản của nguyên tắc này là quần hệ (Formation) tương ứng với thuật ngữ kiểu thảm thực vật hay kiểu quần lạc thực vật. Khái niệm về quần hệ được Grisebach A. Nguyên tắc phân loại thảm thực vật dựa trên phân bố không gian của chúng làm yếu tố chủ đạo Cơ sở của nguyên tắc phân loại này là mối quan hệ nhân quả giữa thảm thực vật và không gian phân bố của chúng. Vì vậy, việc nghiên cứu các quy luật và nguyên nhân phân bố của chúng phải bắt đầu từ việc nghiên cứu từng đơn vị phân loại của thảm thực vật (quần hợp, liên quần hợp, quần hệ…) Các nhà nghiên cứu cho rằng có 3 nguyên nhân chính chi phối sự phân bố không gian của thảm thực vật là: - Sự phân ly của giới thực vật do các nguyên nhân sinh học mang tính di truyền có liên quan đến lịch sử trái đất.
- Phân bố không gian của nơi sống và những khác biệt giữa các khoảng không gian tiềm năng, nơi sinh sống của thảm thực vật do các nhân tố sinh học.