Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới Theo Oliver và Larson (1990) [36], các khoảng trống trong rừng là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của lớp cây tái sinh và sự mở rộng tán của những cây xung quanh. Tuy nhiên, trong không ít trường hợp sự mở rộng tán của những cây xung quanh vào khoảng trống thường diễn ra chậm chạp hơn nhiều so với sự phát triển của cây tái sinh, nhất là các loài cây tiên phong ưa sáng trong quá trình lấp kín khoảng trống đó. Sự cạnh tranh giữa các loài cây tái sinh và lớp cây bụi thảm tươi dưới tán rừng có thể rất quyết liệt và đây chính là một trong những nguyên nhân cơ bản làm tăng tỷ lệ chết của cây tái sinh (Bi và cộng sự, 2007) [34].
Tiểu hoàn cảnh rừng chịu ảnh hưởng nhiều bởi các lỗ trống của tán rừng. Sự tăng cường độ ánh sáng tiếp đến mặt đất là một trong những điều kiện quan trọng nhất ảnh hưởng tới sự nẩy mầm của hạt giống và sự sinh trưởng của cây tái sinh. Tuy nhiên, cần thấy rằng trong cả 2 trường hợp: quá nhiều ánh sáng cũng như sự che bóng quá mức đều không có lợi cho sinh trưởng của cây non (Girma và cộng sự, 2010) [33]. Vì vậy, điều chỉnh độ tàn che của rừng là một trong những tác nghiệp lâm sinh quan trọng nhất đảm bảo tái sinh diễn ra theo đúng yêu cầu đã được xác định trước.Alecxeep (1975) cho rằng ánh sáng dưới tán rừng là một trong những nhân tố chủ yếu để xác định tình trạng cây tái sinh, từ mật độ, phân bố cây đến sinh trưởng của cây.
Thông thường khi tuổi cây tái sinh tăng lên thì nhu cầu ánh sáng của nó cũng tăng theo. Một số loài cây ưa sáng, cây tái sinh có thể chết ở điều kiện ánh sáng 10 - 12% ( ở tuổi dưới 2), và 25 - 30% ở tuổi lớn hơn 5 - 10 tuổi (dẫn theo Hoàng Kim Ngũ và Phùng Ngọc Lan, 2005) [18]. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 Xét về mặt tổng thể, việc nghiên cứu chế độ ánh sáng theo chiều nằm ngang và theo chiều thẳng đứng là nghiên cứu cơ bản nhằm hiểu rõ kết cấu và sinh thái của rừng mưa. Ngoài ra, trong công trình nghiên cứu của mình, tác giả cũng chỉ ra rằng: ánh sáng như một nhân tố có tác dụng quyết định chủ yếu đến kết cấu và thành phần của tầng lâm hạ trong rừng.
Tuy nhiên, đó không phải là yếu tố ảnh hưởng đơn độc như trước đây các nhà lâm học vẫn nghĩ mà nhiều thí nghiệm của ông đã chỉ ra rằng sự khác biệt của lớp cây tầng dưới còn do tính chất của hệ rễ các loài cây gỗ lớn. Những nghiên cứu sau này đã khẳng định ánh sáng là yếu tố ảnh hưởng rõ rệt và chủ yếu đến sự sinh trưởng và phát triển của lớp cây bên dưới tán. Mặc dù vậy, ngoài ánh sáng còn nhiều nhân tố khác đã được xem xét như các yếu tố về đất đai thổ nhưỡng, điều kiện địa hình và cả các yếu tố về sinh vật như tầng cây cao. Những chuyên gia đầu tiên nghiên cứu về nhóm nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến tái sinh rừng mà không có sự can thiệp của con người là Baur (1962) đã chỉ ra rằng sự thiếu hụt ánh sáng dưới tán rừng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây tái sinh.
Nếu ở trong rừng cây con có thể chết vì thiếu nước thì cũng không loại trừ cây chết do thiếu ánh sáng. Trong rừng mưa nhiệt đới, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng chủ yếu đến sức sinh trưởng của cây con, còn đối với sự nảy mầm và phát triển mầm non thì ảnh hưởng này có thể được phản ánh chưa rõ (Baur, 1962) [2]. Hiện nay, trên thế giới có nhiều phương pháp để xác định yêu cầu ánh sáng cây rừng như phương pháp dựa vào đặc trưng hình thái của cây, phương pháp nghiên cứu quang hợp của các cây con dưới các độ tàn che khác nhau trong giai đoạn vườn ươm của I. Nghiên cứu tính ưa sáng hay chịu bóng của cây rừng dựa theo tỷ lệ mô dậu, mô khuyết của Uxurai (1891) và nhiều phương pháp xác định khác (Hoàng Kim Ngũ, Phùng Ngọc Lan, 2005) [18].
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Kết cấu của quần thụ lâm phần có ảnh hưởng đến tái sinh rừng. Nghiên cứu một cách gián tiếp thông qua độ tàn che, các tác giả đã chỉ ra yêu cầu ánh sáng cho sự phát triển bình thường của đa số loài cây gỗ. Edwin (1996) [32] đã chỉ ra rằng ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ và vật rơi rụng là các yếu tố có ảnh hưởng rõ rệt nhất trong quá trình tái sinh lớp cây dưới tán rừng. Sự nảy mầm của hạt để phát triển thành cây tái sinh phụ thuộc vào tổ hợp các điều kiện về ánh sáng, độ ẩm và nhiệt độ điều đó phản ánh một phần rất quan trọng của nhân tố ánh sáng trong quá trình tái sinh.
Về phương pháp điều tra tái sinh, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống do Lowdermilk (1972) đề nghị, với diện tích ô dạng bản thông thường từ 1 - 4m2. Bên cạnh đó cũng có nhiều tác giả đề nghị sử dụng phương pháp điều tra theo dải hẹp với các ô đo đếm có diện tích biến động từ 10 - 100m2. Phương pháp này trong điều tra tái sinh sẽ khó xác định được quy luật (Nguyễn Thị Thu Trang, 2009) [25]. Khi nghiên cứu về tái sinh tự nhiên nhiệt đới Châu Á các tác giả Bava (1954), Budowski (1956), Kationt (1965) [32] đã nhận định rằng dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung số lượng các cây có giá trị kinh tế tương đối nhiều, vì vậy nhiệm vụ đặt ra là bảo vệ và phát triển cây tái sinh có sẵn dưới tán rừng.
Ánh sáng không chỉ là yếu tố của sự sống mà còn là yếu tố giới hạn, đối với các nhà sinh thái học, ánh sáng là một yếu tố lý thú nhất. Khi quyết định một giải pháp kỹ thuật nào đó nhằm xúc tiến tái sinh, làm giàu rừng, yếu tố được xem xét đầu tiên vẫn là ánh sáng. Khái quát về đặc điểm hình thái và sinh thái của Dẻ ăn quả Theo Lê Mộng Chân và Lê Thị Huyên (2000) [5], các đặc điểm về hình thái và sinh thái của Dẻ ăn quả được khái quát như sau: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 Dẻ ăn quả (Castanopsis boisii Hickel et A. Camus) hay còn gọi là Dẻ yên thế thuộc chi Dẻ gai (Castanopsis) thuộc họ Dẻ (Fagaceae) là cây gỗ nhỡ, chiều cao thường từ 10 - 15m, đường kính có thể đạt từ 30 - 40cm, thân tròn thẳng, hơi xù xì, vỏ dầy, màu xám trắng, nứt dọc nhỏ, cành nhánh dài, tán lá xum xuê (Hình 1.1: Lá và quả của cây Dẻ ăn quả (Ảnh: Kiều Thị Dương, 2010) Loài Dẻ ăn quả có lá đơn, mọc cách, hình ngọn giáo hoặc trái xoan, mép nguyên, đầu lá nhọn dần và hơi lệch, đuôi nêm, lá kèm hình kim sớm rụng, mặt trên xanh đậm, nhẵn bóng, mặt dưới nhiều vảy nhỏ, màu bạc.
Hoa đơn tính cùng gốc mọc đầu cành, hoa tự đực hình bông đuôi sóc, dựng đứng nghiêng. Hoa tự cái có lá bắc ngắn. Hoa dài từ 4 - 7cm, phủ lông mềm, hoa cái thưa, đầu nhụy xẻ 3. Quả kiên hình cầu, được bọc kín trong đấu, có gai phân nhánh tập hợp thành cụm, mỗi đấu có 1 quả hình bầu dục, quả hơi vẹo.
Dẻ có thể bắt đầu ra hoa kết quả từ tuổi 4 - 5 trở đi, đạt sản lượng cao ở tuổi 20 - 35 sau đó giảm dần cho đến 40 - 50 tuổi. Hoa Dẻ nở rộ từ tháng 9 đến hết tháng 11 và quả chín vào tháng 8 đến tháng 9 năm sau. Mùa sai quả phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện thời tiết đặc biệt là gió hại và các đợt rét đậm, rét hại. Thông thường mùa sai quả là 2 năm.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Quần thể Dẻ thường tập trung ưu thế ở chân và sườn đồi, tái sinh hạt tốt trên đất trống hoặc dưới tán rừng thưa. Khả năng tái sinh chồi mạnh, là loài cây tiên phong ở rừng sau khai thác kiệt. Một số công trình trong nước liên quan đế n vấ n đề nghiên cứu của đề tài Hoàng Kim Ngũ và Phùng Ngọc Lan (2005) [18] đã chỉ ra rằng trong rừng, việc đo đếm cường độ ánh sáng ở các mức chiều cao khác nhau là công việc phức tạp và khó khăn. Cường độ ánh sáng theo chiều thẳng đứng phụ thuộc nhiều vào độ tàn che, thành phần loài cây của rừng… Từ lý luận như vậy, có thể thấy chúng ta hoàn toàn có thể sử dụng độ tàn che, yếu tố có tính ổn định cao để phản ánh yêu cầu ánh sáng của lớp cây tái sinh dưới tán rừng.
Sinh trưởng của cây tái sinh, trong giai đoạn cây mạ, hệ rễ mới hình thành, khả năng đồng hóa còn yếu, cây thường có tính chịu bóng cao, thường bị cạnh tranh với cây bụi thảm tươi về ánh sáng, chất dinh dưỡng và độ ẩm đất. Đến giai đoạn cây con, khả năng đồng hóa cao hơn, tính chịu bóng đã giảm nhưng vẫn còn khả năng tồn tại dưới tán rừng, lúc này cây tái sinh đã bắt đầu tham gia vào tầng thảm tươi của rừng (Ngô Quang Đê, 1992) [8]. Trong quá trình tồn tại, mật độ cây tái sinh phụ thuộc vào điều kiện ánh sáng trong rừng và chế độ ánh sáng có liên quan chặt chẽ với độ khép tán. Trên một khoảnh rừng có độ khép tán như nhau, thì phân bố số lượng cây tái sinh sẽ giảm dần khi kích thước của cây tái sinh tăng lên.
Nguyên nhân của hiện tượng này là do nhu cầu ánh sáng của cây tái sinh tăng dần theo tuổi (Ngô Quang Đê, 1992) [8]. Khi nghiên cứu về đặc điểm tái sinh lỗ trống dưới tán rừng trạng thái IIIA1 tại Huyện Lục Nam Bắc Giang, Nguyễn Thị Kha (2009) [16] đã sử dụng phương pháp dùng máy Luximet để đo cường độ ánh sáng. Mỗi cấp độ tàn che, tác giả lập 5 ô tiêu chuẩn, mỗi ô tiêu chuẩn đo 1 điểm ở tâm giữa. Mỗi ngày đo 2 lần vào lúc 12 -13 h và 15 - 16h.
Kết quả cho thấy cường độ ánh sáng tỷ lệ nghịch với độ tàn che. Sự phát triển của cây bụi thảm tươi tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng. Về cây tái sinh, khi có sự thay đổi về cường độ chiếu sáng thì số loài cây tham gia trong công LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 thức tổ thành tăng lên và mật độ cây tái sinh cũng tăng lên.