CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU n 13 1. Cơ sở khoa học Khái niệm về tái sinh rừng: Tái sinh rừng 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 đất rừng sau khi khai thác hoặc sau khi làm nương rẫy, các cây con sẽ thay thế các cây già cỗi (Nguyễn Xuân Cự và Đỗ Đình Sâm, 2010) [10]. 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 tái sinh nhằm đảm bảo cho sự tồn tại liên tục của một hệ sinh thái rừng. Tái sinh rừng có thể diễn ra theo các cách khác nhau. Theo quan điểm triết học: Tái sinh rừng được xem như một quá trình phủ định biện chứng, cây con thay thế cây già trên cơ sở được thừa hưởng hoàn cảnh thuận lợi do thế hệ rừng ban đầu tạo nên. Về mặt kinh tế có thể coi, tái sinh rừng là một quá trình tái sản xuất mở (Nguyễn Xuân Cự và Đỗ Đình Sâm, 2010) [10].
Đặc điểm cấu trúc và phân loại rừng: Cấu trúc rừng là sự sắp xếp nội bộ của các thành phần sinh vật trong hệ sinh thái rừng. Nghiên cứu quy luật về cấu trúc rừng là cơ sở rất quan trọng để nghiên cứu sinh thái học và để xây dựng những mô hình lâm sinh đạt hiệu quả sản xuất cao, đảm bảo yêu cầu phát triển bền vững và ổn định sinh thái. Để xác định các trạng thái rừng, tác giả đã dựa vào tiêu chuẩn phân loại của Loeschau [27]. Tiêu chuẩn phân loại như sau: - Kiểu I: Đất không có rừng, có thể có cây bụi hoặc cây tái sinh mọc rải rác.
+ Kiểu IA: Đất trống và tràng cỏ. + Kiểu IB: Tràng cỏ và cây bụi. + Kiểu IC: Tràng cỏ và cây bụi đã xuất hiện một số loài cây tái sinh. - Kiểu II: Là rừng thứ sinh phục hồi sau khai thác hoặc sau nương rẫy, bao gồm các cây tiên phong ưa sáng mọc nhanh và rừng đang tiếp tục phát n 14 triển.
+ Kiểu IIA: Là trạng thái rừng phục hồi rừng còn non, bao gồm những 2 cây tiên phong ưa sáng hoặc có D 1.3 ≤ 10cm và∑ G < 10 m /ha. + Kiểu IIB: Là rừng phục hồi bao gồm những cây tiên phong ưa sáng 2 hoặc có tính chất tiên phong ưa sáng có D 1.3 ≥ 10cm và ∑ G < 10 m /ha. - Kiểu III: Rừng đã bị tác động ở nhiều mức độ khác nhau, kết cấu rừng bị phá vỡ và khả năng cung cấp ít nhiều bị phá vỡ. + Kiểu IIIA: Tổng tiết diện ngang < 21m2/ha.
- Kiểu IIIA1: Rừng nghèo kiệt, kết cấu bị phá vỡ hoàn toàn, tầng trên còn một số cây mẹ kém phẩm chất, cong queo sâu bệnh, tầng dưới chủ yếu là dây leo, bụi rậm, tre nứa xen lẫn và có độ tàn che < 0,3. Tổng tiết diện 2 ngang < 10 m /ha. Tổng tiết diện ngang của những cây có D1.3 ≥ 40cm là ≤ 2 2 m /ha. - Kiểu IIIA2: Là rừng bị khai thác kiệt nhưng đã có thời gian phục hồi nên đã hình thành tầng cây tương lai, có độ tàn che 0,3-0,5.
Tổng tiết diện ngang từ 10-16 m2/ha. Tổng tiết diện ngang của những cây có D1.3 ≥ 40cm là ≤ 2 2 m /ha. - Kiểu IIIA3: Là rừng bị khai thác mạnh, cấu trúc rừng ít nhiều đã bị phá vỡ, rừng có 2 tầng trở lên, rừng còn chất lượng khai thác, có độ tàn che 0,5-0,7. Tổng tiết diện ngang từ 16-21 m2/ha.
+ Kiểu IIIB: Là trạng thái rừng bị tác động rất ít, cấu trúc rừng chưa bị phá vỡ, rừng có 2 tầng trở lên, rừng còn giàu về trữ lượng, có độ tàn che >0,7. Tiết diện ngang > 21m2/ha, tổng tiết diện ngang của những cây có D1.3 ≥ 40cm là 2-5m2/ha. - Kiểu IV: Là trạng thái rừng nguyên sinh hoặc thứ sinh phục hồi đã phát triển đến giai đoạn ổn định. Cơ sở thực tiễn Tái sinh rừng diễn ra thường xuyên và liên tục, tuỳ theo điều kiện, loài cây cụ thể mà nó diễn ra theo các cách và các phương thức khác nhau.
Xét về mặt sinh học, tái sinh rừng diễn ra theo 3 cách: Tái sinh hạt, tái sinh chồi và tái sinh thân ngầm. n 15 Phương thức tái sinh rừng gồm: Tái sinh tự nhiên, tái sinh nhân tạo và xúc tiến tái sinh. Tuỳ theo điều kiện cụ thể và mục đích tái sinh mà áp dụng phương thức tái sinh cho phù hợp (Nguyễn Xuân Cự và Đỗ Đình Sâm, 2010) [10]. Tuy nhiên để rừng tái sinh được cần có những biện pháp bảo vệ và phát triển rừng hợp lý.
Theo Luật Bảo vệ và Phát triển rừng 2004 quy định: “Bảo vệ rừng là trách nhiệm của mọi cơ quan, tổ chức, hộ gia đình, cá nhân. Hoạt động bảo vệ và phát triển rừng phải bảo đảm nguyên tắc quản lý rừng bền vững; kết hợp bảo vệ và phát triển rừng với khai thác hợp lý để phát huy hiệu quả tài nguyên rừng; kết hợp chặt chẽ giữa trồng rừng, khoanh nuôi tái sinh phục hồi rừng, làm giàu rừng với bảo vệ diện tích rừng hiện có; kết hợp lâm nghiệp với nông nghiệp và ngư nghiệp; đẩy mạnh trồng rừng kinh tế gắn với phát triển công nghiệp chế biến lâm sản nhằm nâng cao giá trị sản phẩm rừng” (Luật bảo vệ và Phát triển rừng năm 2004). Như vậy trong luật Bảo vệ và phát triển rừng quy định là phải có tái sinh rừng thì mới phát triển được rừng, làm giàu rừng…[26]. Tình hình nghiên cứu 1.
Tình hình nghiên cứu trên thế giới Trong lĩnh vực sinh thái học, các chuyên gia đã khẳng định rừng là một hệ sinh thái hoàn chỉnh nhất. Thực vật rừng có sự biến động cả về chất và lượng khi các yếu tố ngoại cảnh thay đổi. Rừng cây và con người có quan hệ mật thiết với nhau. Vì vậy, cây rừng được con người quan sát, xem xét, nghiên cứu từ xa xưa.
Một trong khía cạnh con người nghiên cứu để phục hồi lại rừng là tái sinh rừng. Nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên đã trải qua hàng trăm năm, nhưng ở rừng nhiệt đới, vấn đề này được đề cập từ năm 1930 trở lại đây. Từ đầu thế kỷ 19 khi công nghiệp phát triển mạnh, nhu cầu gỗ ngày một lớn, con người phải tập trung khai thác rừng tự nhiên và tiến hành tái sinh nhân tạo. Nhưng từ những thất bại tái sinh rừng nhân tạo ở Đức nhiều nhà khoa học ủng hộ và đồng nhất quan điểm “Hãy quay trở lại với tái sinh tự nhiên”.
Van steenis (1956, khi nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên nhiệt đới đã nêu hai đặc điểm tái sinh phổ biến: Tái sinh phân tán liên tục của các loài cây chịu bóng và kiểu tái sinh vệt của các loài cây ưa sáng. Những nghiên cứu của A. n 16 Thế hệ cây tái sinh có tổ thành giống hay khác biệt với lớp cây mẹ là đặc điểm tái sinh rừng được nhiều nhà lâm sinh quan tâm đến, Richards (1965) [35]. Ở rừng nhiệt đới số lượng loài cây trên một đơn vị diện tích quá lớn, nên kinh doanh tất cả các loài cây đó rất khó có thể mang lại hiệu quả mong muốn.
Trong thực tiễn lâm sinh, người ta chỉ khảo sát những loài cây có giá trị kinh tế và đáp ứng nhu cầu thị trường. Có rất nhiều công trình nghiên cứu đã đề cập những nguyên nhân ảnh hưởng tới tái sinh tự nhiên và có thể chia thành hai nhóm tác động chính: * Nhóm nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến tái sinh rừng không có sự can thiệp con người: Nhân tố sinh thái bao gồm nhiều nhân tố khác nhau (ánh sáng, ẩm độ, nhiệt độ…) và mỗi nhân tố có ảnh hưởng khác nhau đến tái sinh rừng. Sự thiếu hụt ánh sáng của cây con dưới tán rừng là nhân tố sinh thái được nhiều tác giả quan tâm và tìm hiểu. Nếu ở trong rừng, cây con chết vì thiếu nước thì cũng không nên loại trừ do thiếu ánh sáng.
Trong rừng mưa nhiệt đới, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng chủ yếu đến phát triển cây con, còn đối với sự nảy mầm và phát triển mầm non thường không rõ (Baur 1962) [3]. Nghiên cứu về tái sinh tự nhiên (TSTN) của rừng, các tác giả nhận định tầng cây cỏ và cây bụi đã ảnh hưởng tới cây tái sinh các loài cây gỗ. Ở quần tụ kín tán, tuy thảm cỏ phát triểm kém nhưng cạnh tranh dinh dưỡng và ánh sáng của chúng vẫn ảnh hưởng đến cây tái sinh. Những lâm phần đã qua khai thác, thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh mẽ sẽ là trở ngại lớn cho tái sinh rừng.
Ngoài ra Ghent (1969) còn nhận xét: Thảm mục, chế độ thủy nhiệt, tầng đất mặt quan hệ với tái sinh rừng cũng cần được làm rõ. Hiển nhiên, trong những trường hợp cụ thể ảnh hưởng của động vật và lửa rừng có thể gây những tác hại đến TSTN ở mức độ khác nhau [39]. Sự ảnh hưởng của cấu trúc quần tụ tới tái sinh đã được Andel (1981), chứng minh độ dầy tối ưu cho sự phát triển bình thường cây gỗ là 0,6-0,7m. Độ khép tán của quần tụ có quan hệ với mật độ và sức sống của cây con.
Trong sự cạnh tranh giữa thực vật về dinh dưỡng khoáng, ánh sáng, ẩm độ tùy thuộc vào đặc tính sinh vật học, tuổi của mỗi loài và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật [38]. n 17 Khi nghiên cứu về mối quan hệ qua lại giữa cây con và quần thụ Karpov (1969) đã chỉ ra đặc điểm phức tạp trong quan hệ cạnh tranh về dinh dưỡng của đất, ánh sáng, độ ẩm và tính chất thuần nhất của quan hệ qua lại giữa các thực vật tùy thuộc đặc tính sinh vật học, tuổi và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật. Nakhteenko (1973) thì cho rằng sự trùng hợp cao của sự hấp thụ dinh dưỡng giữa 2 loài có thể gây cho nhau sự kìm hãm sinh trưởng và làm tăng áp lực cạnh tranh giữa 2 loài. Nhiều nghiên cứu tái sinh tự nhiên của rừng đều nhận thấy rằng cỏ và cây bụi, qua thu nhận ánh sáng, độ ẩm và các nguyên tố dinh dưỡng khoáng của tầng đất mặt đã ảnh hưởng xấu đến cây tái sinh của các loài cây gỗ.
Những quần thụ kín tán, đất khô và nghèo dinh dưỡng khoáng, thảm cỏ phát triển kém nên ảnh hưởng của nó đến các cây gỗ non không đáng kể.