Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Rừng Rừng là quần xã sinh vật trong đó cây rừng là thành phần chủ yếu.
Quần xã sinh vật phải có diện tích đủ lớn. Giữa quần xã sinh vật và môi trường, các thành phần trong quần xã sinh vật phải có mối quan hệ mật thiết để đảm bảo khác biệt giữa hoàn cảnh rừng và các hoàn cảnh khác. Theo quan điểm học thuyết về hệ sinh thái rừng được xem như là hệ sinh thái điển hình trong hệ sinh quyển (Temslay, 1935; Vili, 1997; Odum, 1966). Mặt khác trên cơ sở học thuyết về rừng của Morodov,Sukasov thì rừng được coi là một sinh địa quần lạc.
Rừng có vai trò quan trọng trong đơi sống của con người, nếu như tất cả thực vật trên Trái Đất đã tạo ra 53 tỷ tấn sinh khối (ở trạng thái khô tuyệt đối là 64%) thì rừng chiếm 37 tỷ tấn (70%). Và các cây rừng sẽ thải ra 52,5 tỷ tấn (hay 44%) oxy để phục vụ cho hô hấp của con người, động vật và sâu bọ trên Trái Đất trong khoảng 2 năm (S. Rừng là thảm thực vật của những cây thân gỗ trên bề mặt Trái Đất, giữ vai trò to lớn đối với con người như: cung cấp nguồn gỗ, củi, điều hòa khí hậu, tạo ra oxy, điều hòa nước, nơi cư trú động thực vật và tàng trữ các nguồn gen quý hiếm. Một hecta rừng hàng năm tạo nên sinh khối khoảng 300 – 500 kg, 16 tấn oxy (rừng thông 30 tấn, rừng trồng 3 - 10 tấn).
Mỗi người một năm cần 4.000kg O2 tương ứng với lượng oxy do 1.000 m² cây xanh tạo ra trong một năm. Nhiệt độ không khí rừng thường thấp hơn nhiệt độ đất trống khoảng 3 - 5°C. Rừng bảo vệ và ngăn chặn gió bão.Lượng đất xói mòn của vùng đất có rừng chỉ bằng 10% lượng đất xói mòn của vùng đất không có rừng. Rừng là nguồn gen vô tận của con người, là nới cư trú của các loài động thực vật quý hiếm.
Vì vậy tỷ lệ đất có rừng che phủ của một quốc gia là một chỉ tiêu an ninh môi trường quan trọng (diện tích đất có rừng đảm bảo an toàn môi trường của một quốc gia tối ưu là ≥ 45% tổng diện tích). Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 5 1. Tái sinh và phục hồi rừng Tái sinh từng là một quá trình sinh học mang đặc thù của hệ sinh thái rừng. Đó là sự xuất hiện các thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng như dưới tán rừng, khoảng trống trong rừng, trên dết rừng sau khi khai thác hoặc sau khi làm nương rẫy, các cây con sẽ thay thế các cây già cỗi.
Theo nghĩa hẹp, tái sinh rừng là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ.Theo nghĩa rộng, tái sinh rừng là sự thái sinh nhằm đảo bào cho sự tồn tại liên tục của một hệ sinh thái rừng. Tái sinh rừng có thể diễn ra bằng nhiều cách thức khác nhau. Xét về mặt sinh học thì tái sinh rừng diễn ra theo 3 hình thức: tái sinh hạt, tái sinh chồi và tái sinh thân ngầm: - Tái sinh hạt là hình thức mà thế hệ cây mới được hình thành từ các hạ giống. Quá trình tái sinh được trải qua 3 giai đoạn : ra hoa kết quả; phân tán hạt giống; hạt giống nảy mầm và sinh trưởng của cây tái sinh.
- Tái sinh chồi là quá trình vô tính cây con được phát triển từ một phần của cây mẹ - Tái sinh thân ngầm là trường hợp cây con được phát triển từ thân ngầm như tre, nứa Xét về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội có ba hình thức tái sinh cơ bản là tái sinh tự nhiên, tái sinh nhân tạo và xúc tiến tái sinh tự nhiên. - Tái sinh tự nhiên là quá trình tạo thành thế hệ cây rừng mới bằng con đường tự nhiên, về cơ bản không có sự tác động của con người. - Tái sinh nhân tạo là phương thức tái sinh có tác động trực tiếp của con người từ gieo trồng, chăm sóc để tạo rừng mới trên đất có rừng. - Xúc tiến tái sinh tự nhiên là phương thức trung gian giữa tái sinh nhân tạo và tái sinh tự nhiên.
Trong đó tận dụng triệt để những ưu điểm của tái sinh tự nhiên với sự tham gia tích cực của con người để tái sinh rừng đạt hiệu quả cao hơn. Quá trình hình thành nên rừng thứ sinh (Secondary forest) là do diễn thế thứ sinh (Secondary succession) ở nơi đã bị mất rừng là phục hồi rừng Theo quá trình diễn thế, sau khi phải chịu những tác động phi tự nhiên phá vỡ cân bằng sinh thái thì nó có xu hướng vận động thiệt lập một trạng thái cân bằng mới, quá trình này được gọi là diễn thế phục hồi, Nhưng với những tác động quá mạnh vượt qua ngưỡng điều chỉnh của hệ thống sinh thái rừng thì quá trình phục hồi sẽ rất chậm hoặc không xảy ra. Lúc này những hoạt động của con người nhằm thúc đẩy quá trình đó hoạt động mạnh nhất trong thời gian ngắn nhất. Vậy, hoạt động phục hồi rừng được hiểu là Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 6 các hoạt động có ý thức của con người nhằm làm đảo ngược quá tình suy thoái rừng, để phục hồi lại các hệ sinh thái rừng đã thoái hóa.
Lamb và Gilmour (2003) đã đưa ra ba nhóm hành động nhằm làm đảo ngược quá trình suy thoái rừng là cái tạo hay thay thế (reclamation or replacement), khôi phục (restoration) và phục hồi (rehabilitation). Ngoài ba nhóm hành động này, việc phục hồi rừng còn bao gồm: trồng rừng (afforestation), trồng lại rừng (reforestation). Sự khác nhau giữa trồng lại rừng và trồng rừng nằm ở thời gian không có rừng của đối tượng có thời gian rất lâu không phải là rừng thì gọi là trồng rừng; còn hoạt động đó trên đối tượng mới không có rừng trong thời gian ngắn thì gọi là trồng lại rừng. Trong nhiều trường hợp, trồng rừng, trồng lại rừng được hiểu đồng nghĩa với sự cải tạo.
Phục hồi rừng có thể được giải thích như một phương pháp phối hợp giữa các hoạt động thay thế, phục hồi và khôi phục. Theo Trần Đình Lý và cs (1995) phục hồi rừng là một quá trình sinh địa phức tạp gồm nhiều thời gian và kết thúc bằng sự xuất hiện một thảm thực vật cây gỗ (hoặc tre nứa) bắt đầu khép tán. Nói một cách khác, rừng phục hồi là quá trình tái tạo lại một hệ sinh thái, một quần xã sinh vật mà trong đó cây gỗ là yếu tố cấu thành chủ yếu, nó chi phối các quá trình biến đổi tiếp theo. Như vậy, phục hồi rừng là một quá trình bao gồm nhiều các biện pháp kỹ thuật lâm sinh áp dụng liên hoàn nhằm mục đích thiết lập lại hệ sinh thái rừng.
Các biện pháp kỹ thuật phục hồi rừng Khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp trồng bổ sung : là giải pháp sử dụng triệt để khả năng diễn thế tái sinh tự nhiên để phục hồi rừng thông qua các biện pháp khoán bảo vệ, biện pháp kỹ thuật lâm sinh và trồng bổ sung khi cần thiết. Kỹ thuật làm giàu rừng: là một biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm cải thiện tỷ lệ cây mục đích ở rừng nghèo mà không loại bỏ thảm thực vật cũ và các cây con của loài cây mục đích có sẵn. Với mục đích là tạo ra một lâm phần mới với cây trồng làm giàu chiếm ưu thế được trồng hỗn giao với các loài cây có giá trị kinh tế có sẵn trong thảm rừng cũ. Đối tượng làm giàu rừng là rừng nghèo kiệt thuộc trạng thái rừng IIIA1.
Cải tạo rừng: là việc thay thế thảm thực vật gốc bằng một thảm thực vật hoàn toàn mới có năng suất và chất lượng cao hơn thảm thực vật gốc. Cũng tương tự như làm giàu rừng, cải tạo rừng có thể dựa vào thảm thực vật cũ đề điều chính ánh sáng cho cây trồng và cũng có thể đề lại các cây có giá trị kinh tế của thảm thực vật cũ. Tuy nhiên sự khác nhau là cải tạo rừng thay thế hoàn toàn thảm thực vật cũ. Khai thác đảm bảo tái sinh: Bản chất của việc khai thác rừng là lấy ra khỏi rừng những thế hệ già cỗi dựa theo quá trình chết đi tự nhiên để tác động sớm hơn nhằm tận dụng gỗ và tạo điều kiện cho thế hệ cây tái sinh phát triển.
Luan van PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.com to remove the waterma 7 1. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1. Về tái sinh rừng Tái sinh (Regeneration) là một thuật ngữ chỉ khả năng tự tái tạo, hay sự hồi sinh từ mức độ tế bào đến một quần lạc sinh vật trong tự nhiên, các tác giả như Jordan, Peter và Allan (1998) sử dụng thuật ngữ này để diễn tả sự lặp lại của quần xã sinh vật giống như nó đã xuất hiện trong tự nhiên.
Tái sinh rừng (Forestry regeneration) cũng để mô tả sự tái tạo của lớp cây con dưới tán rừng. Lịch sử nghiên cứu về tái sinh rừng trên thế giới đã trải qua hằng tram năm, tái sinh rừng nhiệt đới được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu như P. Haibara và cs (1989) đã mô tả sự khác biệt giữa tái sinh tự nhiên và tái sinh nhân tạo, trồng rừng ở đất vùng rìa nên tập trung phát triển những loài cây có giá trị kinh tế cao và tạo môi trường sống cho các loài động vật. Theo Holmgren và cs (2012), Pawson và cs (2013) đã chỉ ra những hoạt động kinh tế của con người làm giảm lượng mưa, tăng nhiệt độ, hạn hán kéo dài là một trong những điều kiện ảnh hưởng xấu nhất đến nỗ lực trồng rừng.
Lượng mưa ít cùng với việc lượng nước ngầm đang giảm là nguyên nhân dẫn đến tăng tỷ lệ chết ở cây non và chết mầm ở một số loài (Valladares và Niinemets (2008); Hoffman và cs (2011)), và một số loài khác bị ảnh hưởng (Klopcic và Bocia (2012)) Theo Gimmi và cs (2010) thì những tình tiết nhỏ như chế độ mưa thay đổi cũng đủ khả năng làm thay đổi mãi mãi thành phần và sự sống trong một mảng rừng. Theo Hayes và cs (2005) việc tăng nhu cầu về sản phẩm gỗ đã khuyến khích người trồng rừng lựa chọn việc khai thác trắng cho việc khai thác rừng dẫn đến việc phá vỡ mối tương tác giữa các loài cây trưởng thành và cây non (Lawson and Michler 2014).