Đặt vấn đề Từ xưa tới nay, ông cha ta đã có câu tục ngữ “rừng vàng, biển bạc”, quả là rừng đã đem lại cho con người những lợi ích lớn lao. Con người không thể sống thiếu rừng. Cây rừng là lá phổi xanh của trái đất. Cây cung cấp cho chúng ta O₂ và hút khí CO₂ do chúng ta thải ra.
Cây rừng rất quan trọng đối với sự sống của nhân loại. Cây rừng ngăn lũ lụt, thiên tai thất thường. Khi nước lũ dâng cao, cây rừng cản sức nước và rễ cây sẽ hút phần nào nước lũ. Cây rừng còn chắn gió, từng tán lá, cành cây sum xuê mở rộng chắn từng làn gió lớn của bão giúp hạn chế và làm suy yếu sức mạnh tại những vùng bão đi qua….
Diện tích rừng ở Việt Nam năm 2017, diện tích rừng đạt 14,4 triệu hecta với độ che phủ là 41,45%. Do nhiều nguyên nhân đã làm cho diện tích rừng tự nhiên bị suy giảm trong thời gian qua và kéo theo sự suy giảm về đa dạng sinh học đối với các hệ sinh thái rừng nói chung. Diện tích rừng tự nhiên đang có chiều hướng suy giảm cả về số lượng và chất lượng. Thực tiễn đã chứng minh rằng các giải pháp nhằm phục hồi rừng, quản lý rừng bền vững chỉ có thể giải quyết thoả đáng một khi có sự hiểu biết đầy đủ về bản chất quy luật sống của hệ sinh thái rừng.
Do đó nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng được xem là cơ sở quan trọng nhất, giúp các nhà lâm nghiệp có thể chủ động trong việc xác lập các kế hoạch và biện pháp kỹ thuật tác động chính xác vào rừng, góp phần quản lý và kinh doanh rừng lâu bền. Khu BTTN Thần Sa - Phượng Hoàng được thành lập theo Quyết định số 3841/ QĐ - UB của Ủy ban nhân dân tình Thái Nguyên, ngày 01 tháng 12 năm 1999 với tổng diện tích là 11. Khu vực này có hệ sinh thái rừng núi đá độc đáo, có tính ĐDSH phong phú với nhiều nguồn gen động thực vật quý hiếm và nhiều hệ sinh thái chuẩn của vùng núi đá. 2 Ngày 10/7/2014 UBND tỉnh Thái Nguyên có Quyết định số 1518/QĐ- UBND về việc phê duyệt điều chỉnh quy hoạch 3 loại rừng tỉnh Thái Nguyên năm 2003 và đến năm 2020, Khu BTTN Thần Sa – Phượng Hoàng được quy hoạch theo ranh giới mới trên địa bàn 7 xã và 1 thị trấn gồm: Cúc Đường, Vũ Chấn, Nghinh Tường, Sảng Mộc, Thượng Nung, Thần Sa, Phú Thượng và thị trấn Đình Cả với tổng diện tích tự nhiên là 19.
Hiện nay nguồn tài nguyên rừng của chúng ta đang bị suy giảm nghiêm trọng, kéo theo đa dạng sinh học cũng bị giảm trong đó có cả cây có giá trị chưa kịp nghiên cứu cũng đã mất dần, việc nghiên cứu phát hiện và bảo tồn tiến đến sử dụng bền vững tài nguyên cây rừng là một vấn đề rất cần thiết trong giai đoạn hiện nay. Đối với khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa – Phượng Hoàng cũng đang phải đối mặt với sự suy giảm tài nguyên nghiêm trọng, đòi hỏi phải củng cố thêm công tác bảo vệ và phát triển một cách lâu dài và bền vững hơn xuất phát từ lý do trên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên trạng thái rừng phục hồi tại Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa – Phượng Hoàng, tỉnh Thái Nguyên”. Mục đích nghiên cứu Nhằm nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên trạng thái rừng phục hồi tại Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng, từ đó làm cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp lâm sinh, xúc tiến tái sinh trên trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu 1. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định được các đặc điểm cấu trúc tổ thành loài và mật độ tầng cây gỗ - Xác định được một số đặc điểm tái sinh tự nhiên trạng thái rừng phục hồi - Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh thúc đẩy quá trình tái sinh tự nhiên trạng thái rừng phục hồi.
Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa khoa học - Qua việc thực hiện đề tài sẽ giúp sinh viên làm quen với việc nghiên cứu khoa học, cũng cố kiến thức đã học, vận dụng lý thuyết vào thực tế, biết cách thu thập, phân tích và xử lý thông tin cũng như kỹ năng tiếp cận và làm việc với cộng đồng thôn bản và người dân. - Các kết quả nghiên cứu và đề xuất của đề tài có thể áp dụng vào việc quản lý và bảo tồn thảm thực vật rừng tại khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng và các điạ bàn có điều kiện tương tự. Ý nghĩa thực tiễn Đề tài nhằm bổ sung những hiểu biết về đặc điểm tái sinh tự nhiên trạng thái rừng phục tại Khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa – Phượng Hoàng.
Là cơ sở giúp Ban quản lý Khu BTTN tham khảo xây dựng kế hoạch quản lý bảo vệ, phát triển rừng một cách có hiệu quả hơn. 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu Tái sinh rừng: Là một quá trình mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng. Biểu hiện đặc trưng của tái sinh rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở các nơi có hoàn cảnh rừng: Dưới tán rừng, lỗ trống trong rừng, rừng sau khi khai thác, trên đát rừng làm nương rẫy.
Vai trò của thế hệ cây con là thay thế thế hệ cây gỗ già cỗi. Vì vậy tái sinh rừng theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Sự xuất hiện của lớp cây con là nhân tố mới làm phong phú thêm số lượng và thành phần loài trong quần lạc sinh vật đóng góp vào việc hoàn thành tiểu hoàn cảnh rừng làm thay đổi quá trình trao đổi vật chất và năng lượng diễn ra trong hệ sinh thái. Do đó tái sinh rừng có thể hiểu theo nghĩa rộng là sự tái sinh của một hệ sinh thái rừng.
Tái sinh rừng thúc đẩy việc hình thành cân bằng sinh học, đảm bảo cho rừng tồn tại liên tục, đảm bảo cho việc sử dụng rừng thường xuyên. Phục hồi rừng: Được hiểu là quá trình tái tạo lại rừng trên những diện tích rừng đã bị mất. Đó là một quá trình sinh địa phức tạp và nhiều giai đoạn kết thúc bằng sự xuất hiện của một thảm thực vật cây gỗ. Để tái tạo phục hồi rừng có rất nhiều cách khác nhau phụ thuộc vào mức độ tác động của con người mà người ta có thể phân ra là: Phục hồi tự nhiên, phục hồi nhân tạo, phục hồi tự nhiên có sự tác động của con người.
Cấu trúc rừng: Là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau có thể cùng sinh sống hòa thuận trong một khoảng không gian nhất định 5 trong một giai đoạn phát triển của rừng. Cấu trúc rừng vừa là kết quả vừa là sự xuất hiện các mối quan hệ đấu tranh sinh tồn và thích ứng lẫn nhau giữa các thành 5 phần trong hệ sinh thái. Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi. Khôi phục (restoration): Hiểu một cách chính xác về mặt lý thuyết thì khôi phục lại một khu rừng bị suy thoái (rừng nghèo) là đưa khu rừng đó trở về nguyên trạng ban đầu của nó.
Đưa về nguyên trạng bao gồm cả các thành phần thực vật, động vật và toàn bộ các quá trình sinh thái dẫn đến sự khôi phục lại hoàn toàn tính tổng thể của hệ sinh thái. - Phục hồi (rehabilitation): Khái niệm phục hồi rừng được định nghĩa như là gạch nối (trung gian) giữa cải tạo và khôi phục. Trong trường hợp này, một vài cố gắng có thể được thực hiện để thay thế thành phần dễ thấy nhất của thảm rừng gốc, đó thường là tầng cây cao bao gồm cả các loài bản địa được thay thế bằng các loài có giá trị kinh tế và sinh trưởng nhanh hơn. - Cải tạo hay là thay thế (reclamation or replacement): Khái niệm này được hiểu là sự tái tạo lại năng suất và độ ổn định của một lập địa bằng cách thiết lập một thảm thực vật hoàn toàn mới để thay thế cho thảm thực vật gốc đã bị thoái hoá mạnh.
Ở vùng nhiệt đới, các xã hợp thực vật được thay thế này thường đơn giản nhưng lại có năng suất cao hơn thảm thực vật gốc. Các lập địa rừng nghèo kiệt, trảng cây bụi… là đối tượng của hoạt động này và cũng là những cơ hội cho việc thiết lập các rừng công nghiệp sử dụng các loài cây nhập nội sinh trưởng nhanh hơn và có giá trị kinh tế cao hơn so với thảm thực vật gốc. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước 2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Trên thế giới, việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã được tiến hành từ lâu nhằm xác định cơ sở khoa học cho việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và môi trường của rừng.(1976) [2] 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.
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. (1965) [4]; Plaudy J [24] đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến. (1989) [34] căn cứ vào nhu cầu ánh sáng của các loài cây trong suốt quá trình sống để phân chia cây rừng nhiệt đới thành nhóm cây ưa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng. Kết cấu của quần thụ lâm phần có ảnh hưởng đến tái sinh rừng.
Yurkevich (1960) đã chứng minh độ tàn che tối ưu cho sự phát triển bình thường của đa số các loài cây gỗ là 0,6 - 0,7. Độ khép tán của quần thụ ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và sức sống của cây con. Trong công trình nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa cây con và quần thụ, V.