So sánh một số đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài cho rừng tự nhiên tại khu vực miền Trung Việt Nam

• Tác giả: Võ Hiền Tuân
• Người hướng dẫn: TS. Cao Thị Thu Hiền
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Lâm Học
• Đề tài: So Sánh Một Số Đặc Điểm Cấu Trúc Và Đa Dạng Loài Cho Rừng Tự Nhiên Tại Khu Vực Miền Trung Việt Nam
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Trên thế giới
• 1.2. Nghiên cứu về cấu trúc lâm phần
• 1.2.1. Nghiên cứu phân loại trạng thái rừng
• 1.2.2. Cấu trúc tổ thành
• 1.2.3. Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N/D1.3)
• 1.2.4. Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn)
• 1.2.5. Quy luật tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực (Hvn - D1.3)
• 1.3. Nghiên cứu về tái sinh rừng
• 1.4. Nghiên cứu về đa dạng loài tầng cây gỗ
• 2. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 2.1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 2.2. MỤC TIÊU, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2.2.2. Phạm vi nghiên cứu về nội dung
• 2.2.2.3. Phạm vi nghiên cứu về không gian
• 2.2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.2.3.1. Nghiên cứu cấu trúc tổ thành
• 2.2.3.2. Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc lâm phần
• 2.2.3.3. Nghiên cứu tính đa dạng loài tầng cây cao
• 2.2.3.4. Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh góp phần quản lý và phát triển tài nguyên rừng bền vững
• 2.2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.4.1. Kế thừa tài liệu
• 2.2.4.2. Phương pháp thu thập số liệu
• 2.2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu
• 2.3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 2.3.1. Điều kiện tự nhiên
• 2.3.1.1. Vị trí địa lý
• 2.3.1.2. Đặc điểm địa hình
• 2.3.1.3. Khí hậu, thủy văn
• 2.3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 2.3.2.1. Dân số, lao động
• 2.4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 2.4.1. Phân loại trạng thái rừng
• 2.4.1.1. Trạng thái IIIA1
• 2.4.1.2. Trạng thái IIIA2
• 2.4.1.3. Trạng thái IIIB
• 2.4.2. Đặc điểm cấu trúc lâm phần
• 2.4.3. Đặc điểm cấu trúc tổ thành
• 2.4.4. Kết quả nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng
• 2.4.4.1. Tổ thành cây tái sinh
• 2.4.4.2. Mật độ tái sinh và phẩm chất cây tái sinh
• 2.4.4.3. Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao
• 2.4.4.4. Phân bố cây tái sinh trên mặt đất
• 2.4.5. Nghiên cứu tính đa dạng loài tầng cây cao
• 2.4.5.1. Đa dạng loài của tầng cây cao theo chỉ số đa dạng
• 2.4.5.2. Mối quan hệ giữa loài và diện tích
• 2.4.6. Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm góp phần quản lý tài nguyên rừng bền vững trên khu vực nghiên cứu
• 3. KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ BIỂU

I. Tổng quan về cấu trúc và đa dạng loài rừng tự nhiên miền Trung Việt Nam

Rừng tự nhiên miền Trung Việt Nam là một trong những hệ sinh thái phong phú và đa dạng nhất của đất nước. Với sự kết hợp giữa các loại cây gỗ, thực vật và động vật, khu vực này đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng sinh thái. Nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên và đa dạng sinh học miền Trung giúp hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển và bảo tồn tài nguyên rừng.

1.1. Đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên miền Trung

Cấu trúc rừng tự nhiên miền Trung được hình thành từ nhiều tầng cây khác nhau, bao gồm tầng cây cao, tầng cây bụi và thảm thực vật dưới đất. Mỗi tầng có vai trò riêng trong việc duy trì sự đa dạng sinh học và ổn định hệ sinh thái.

1.2. Đa dạng loài thực vật rừng miền Trung

Khu vực miền Trung Việt Nam có sự đa dạng về loài thực vật, với nhiều loài cây gỗ quý hiếm. Việc bảo tồn và phát triển đa dạng sinh học là cần thiết để duy trì các chức năng sinh thái của rừng.

II. Vấn đề suy giảm đa dạng sinh học rừng tự nhiên miền Trung

Sự suy giảm đa dạng sinh học tại miền Trung Việt Nam đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng. Nhiều nguyên nhân như khai thác rừng bừa bãi, biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường đã dẫn đến sự giảm sút về số lượng và chất lượng của các loài thực vật và động vật trong rừng.

2.1. Nguyên nhân suy giảm đa dạng sinh học

Các hoạt động khai thác gỗ, nông nghiệp và đô thị hóa đã làm giảm diện tích rừng tự nhiên, dẫn đến sự mất mát của nhiều loài thực vật và động vật. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến cấu trúc rừng tự nhiên mà còn làm suy giảm các dịch vụ sinh thái mà rừng cung cấp.

2.2. Tác động của con người đến rừng tự nhiên

Con người có tác động lớn đến cấu trúc rừng tự nhiên thông qua các hoạt động như khai thác gỗ, phát triển nông nghiệp và xây dựng cơ sở hạ tầng. Những tác động này không chỉ làm giảm đa dạng sinh học mà còn ảnh hưởng đến khả năng phục hồi của rừng.

III. Phương pháp nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên miền Trung

Để nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên, các nhà khoa học thường sử dụng các phương pháp định lượng và định tính. Việc thu thập dữ liệu từ các ô đo đếm giúp xác định các chỉ số như mật độ cây, chiều cao và đường kính của cây.

3.1. Phương pháp thu thập số liệu

Sử dụng các ô đo đếm có diện tích từ 1-4 m2 để thu thập số liệu về cấu trúc rừng. Phương pháp này giúp đảm bảo tính chính xác và đại diện cho toàn bộ khu vực nghiên cứu.

3.2. Phân tích dữ liệu cấu trúc rừng

Dữ liệu thu thập được sẽ được phân tích để xác định các chỉ số như mật độ cây, tỷ lệ loài và cấu trúc tuổi. Những thông tin này rất quan trọng trong việc đánh giá tình trạng rừng và đề xuất các biện pháp bảo tồn.

IV. Ứng dụng thực tiễn từ nghiên cứu cấu trúc rừng

Nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong quản lý và bảo tồn tài nguyên rừng. Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để xây dựng các chính sách bảo vệ rừng hiệu quả.

4.1. Đề xuất biện pháp bảo tồn đa dạng sinh học

Các biện pháp bảo tồn như thiết lập khu bảo tồn, quản lý khai thác bền vững và phục hồi rừng sẽ giúp duy trì đa dạng sinh học và cải thiện cấu trúc rừng tự nhiên.

4.2. Tác động của chính sách đến quản lý rừng

Chính sách quản lý rừng cần được xây dựng dựa trên các nghiên cứu khoa học để đảm bảo tính bền vững. Việc áp dụng các biện pháp quản lý hiệu quả sẽ giúp bảo vệ tài nguyên rừng cho các thế hệ tương lai.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu cấu trúc rừng

Nghiên cứu về cấu trúc và đa dạng loài rừng tự nhiên miền Trung Việt Nam là rất cần thiết để hiểu rõ hơn về hệ sinh thái rừng. Tương lai của nghiên cứu này phụ thuộc vào việc áp dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn quản lý và bảo tồn tài nguyên rừng.

5.1. Tương lai của nghiên cứu cấu trúc rừng

Nghiên cứu cần tiếp tục được mở rộng để bao quát nhiều khu vực khác nhau, từ đó đưa ra các giải pháp quản lý rừng hiệu quả hơn.

5.2. Vai trò của cộng đồng trong bảo tồn rừng

Cộng đồng địa phương cần được tham gia vào các hoạt động bảo tồn và quản lý rừng. Sự tham gia này sẽ giúp nâng cao nhận thức và trách nhiệm của mọi người đối với tài nguyên rừng.

Tổng quan nghiên cứu

Rừng tự nhiên là nguồn tài nguyên quý giá, đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế, bảo vệ môi trường và duy trì cân bằng sinh thái. Tại khu vực miền Trung Việt Nam, diện tích rừng đã bị suy giảm nhanh chóng về cả số lượng và chất lượng trong những năm gần đây, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến phát triển kinh tế và phòng hộ môi trường. Khu vực này có địa hình đa dạng với dãy Trường Sơn kéo dài khoảng 1.200 km, khí hậu phân hóa rõ rệt theo mùa và địa điểm, tạo nên sự đa dạng sinh học phong phú, đặc biệt là tài nguyên rừng. Tuy nhiên, các nghiên cứu về cấu trúc và đa dạng loài rừng tự nhiên tại miền Trung còn hạn chế, mang tính chung chung và chưa thể áp dụng hiệu quả cho từng địa phương cụ thể.

Luận văn thạc sĩ này nhằm so sánh một số đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài của rừng tự nhiên tại miền Trung Việt Nam, tập trung vào các trạng thái rừng khác nhau tại ba tỉnh Hà Tĩnh, Thừa Thiên Huế và Bình Định. Mục tiêu cụ thể là xác định đặc điểm cấu trúc tầng cây cao, tính đa dạng loài, đặc điểm tái sinh rừng và đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm bảo tồn và phát triển bền vững tài nguyên rừng. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở khoa học cho quản lý và phát triển rừng bền vững, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường tại khu vực miền Trung.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu cấu trúc rừng, tái sinh rừng và đa dạng sinh học. Cấu trúc rừng được hiểu là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần trong hệ sinh thái rừng, bao gồm cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng, cấu trúc tuổi, mật độ, đường kính và chiều cao cây. Các quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3), chiều cao (N/Hvn) và mối tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực (Hvn - D1.3) được mô hình hóa bằng các hàm toán học như hàm Weibull, hàm Meyer, phân bố khoảng cách và các phương trình hồi quy (logarith, bậc 2, bậc 3,...).

Tái sinh rừng được đánh giá qua mật độ, tổ thành loài, chất lượng cây tái sinh và phân bố theo chiều cao, với hình thái phân bố trên mặt đất được phân tích bằng phân bố Poisson để xác định dạng phân bố cụm, ngẫu nhiên hay đều. Đa dạng loài tầng cây cao được đánh giá qua chỉ số Shannon-Wiener, Simpson và mối quan hệ giữa số loài và diện tích mẫu, mô hình hóa bằng các hàm toán học như hàm mũ, hàm power.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ Viện Điều tra – Quy hoạch rừng, với cỡ mẫu gồm 3 ô đo đếm (ODD) mỗi ô 1 ha, thuộc 3 trạng thái rừng (IIIA1, IIIA2, IIIB) tại 3 tỉnh miền Trung. Mỗi ô đo đếm được chia thành 25 phân ô 400 m2 để điều tra tầng cây cao (cây có đường kính ≥ 6 cm) và 13 phân ô lẻ để điều tra cây tái sinh trong ô dạng bản 25 m2. Số liệu thu thập gồm tên loài, đường kính ngang ngực, chiều cao vút ngọn, chiều cao dưới cành, đường kính tán, phẩm chất cây và tọa độ.

Phân loại trạng thái rừng dựa trên tiêu chí tổng tiết diện ngang, trữ lượng và điều kiện thực địa theo hệ thống phân loại của Loetschau. Phân tích dữ liệu sử dụng các mô hình phân bố xác suất (Weibull, Meyer, phân bố khoảng cách), kiểm định phù hợp bằng chi bình phương (χ²), và các phương trình hồi quy để mô tả mối quan hệ Hvn - D1.3. Chỉ số đa dạng sinh học được tính bằng phần mềm SPSS và Excel, với mức ý nghĩa kiểm định 0,05.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phân loại trạng thái rừng:

   • Trạng thái IIIA1 (Hà Tĩnh): Mật độ cây trung bình 437-457 cây/ha, đường kính trung bình 19,04-20,89 cm, chiều cao vút ngọn 11,07-15,36 m, tổng tiết diện ngang 18,56-19,54 m²/ha.
   • Trạng thái IIIA2 (Bình Định): Mật độ cây 989-1372 cây/ha, đường kính 16,01-18,21 cm, chiều cao 12,5-13,96 m, tổng tiết diện ngang 35,61-36,87 m²/ha.
   • Trạng thái IIIB (Thừa Thiên Huế): Mật độ cây 929-1086 cây/ha, đường kính 17,08-18,24 cm, chiều cao 12,5-13,56 m, tổng tiết diện ngang 36,44-37,77 m²/ha.

2. Cấu trúc tổ thành tầng cây cao:

   • Trạng thái IIIA1 có 6-7 loài tham gia công thức tổ thành với hệ số tổ thành (Ki) từ 0,5 đến 1,26, ưu thế là Cồng sữa, Ngát vàng, Lá nến.
   • Trạng thái IIIA2 có 7 loài với Ki từ 0,36 đến 1,36, ưu thế là Chò chỉ, các loài phụ như Thị rừng, Trâm tía.
   • Trạng thái IIIB có 7 loài với Ki từ 0,31 đến 0,8, ưu thế là Trám trắng, Trâm trắng.

3. Phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3):

   • Mật độ cây dao động từ 437 đến 1372 cây/ha tùy trạng thái.
   • Đường kính trung bình từ 16,01 đến 20,89 cm.
   • Độ lệch phân bố (Sk) từ 1,63 đến 2,88, cho thấy phân bố lệch phải, phù hợp với mô hình phân bố Weibull.

4. Đa dạng loài và mối quan hệ loài - diện tích:

   • Chỉ số Shannon-Wiener và Simpson cho thấy đa dạng loài tầng cây cao ở mức trung bình đến cao, với số loài tham gia công thức tổ thành từ 6 đến 7 loài chính.
   • Mối quan hệ giữa số loài và diện tích mẫu tuân theo hàm power, số loài tăng khi diện tích tăng, phản ánh sự phong phú đa dạng sinh học tại các trạng thái rừng.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy các trạng thái rừng tại miền Trung có sự khác biệt rõ rệt về mật độ, kích thước cây và cấu trúc tổ thành, phản ánh mức độ phục hồi và tác động khai thác khác nhau. Trạng thái IIIA1 có mật độ cây thấp nhất và tổng tiết diện ngang nhỏ nhất, phù hợp với đặc điểm rừng mới khai thác chọn kiệt, đang phục hồi. Trạng thái IIIA2 và IIIB có mật độ và trữ lượng cao hơn, thể hiện rừng phục hồi tốt hoặc ít bị tác động.

Cấu trúc tổ thành cho thấy các loài ưu thế có khả năng phòng hộ tốt như Cồng sữa, Chò chỉ, Trám trắng chiếm tỷ lệ lớn, phù hợp với chức năng rừng phòng hộ tại khu vực. Phân bố số cây theo cỡ đường kính và chiều cao phù hợp với mô hình Weibull, tương đồng với các nghiên cứu trước đây về rừng nhiệt đới và rừng tự nhiên Việt Nam.

Đa dạng loài tầng cây cao được duy trì ở mức độ tương đối cao, tuy nhiên số loài ưu thế không nhiều, phản ánh sự chi phối của một số loài chính trong cấu trúc rừng. Mối quan hệ loài - diện tích cho thấy sự phong phú đa dạng sinh học tăng theo diện tích điều tra, phù hợp với quy luật sinh thái.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố số cây theo cỡ đường kính, biểu đồ tổ thành theo hệ số Ki và IVI%, cũng như bảng tổng hợp các chỉ số đa dạng sinh học để minh họa rõ ràng các đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường bảo vệ và phục hồi rừng trạng thái IIIA1: Thực hiện các biện pháp kỹ thuật lâm sinh như mở tán, phát dọn dây leo, cây bụi nhằm thúc đẩy tái sinh tự nhiên, nâng cao mật độ cây và cải thiện chất lượng rừng trong vòng 3-5 năm, do các cơ quan quản lý rừng địa phương phối hợp với cộng đồng dân cư thực hiện.

2. Quản lý khai thác hợp lý tại trạng thái IIIA2 và IIIB: Áp dụng khai thác chọn lọc, bảo vệ các loài ưu thế có giá trị phòng hộ và kinh tế, duy trì cấu trúc rừng ổn định, đảm bảo trữ lượng gỗ bền vững trong 5-10 năm tới, do các đơn vị lâm nghiệp và chính quyền địa phương thực hiện.

3. Phát triển hệ thống giám sát đa dạng sinh học và cấu trúc rừng: Thiết lập mạng lưới quan trắc định kỳ để theo dõi biến động mật độ, đa dạng loài và tái sinh rừng, sử dụng công nghệ GIS và phần mềm phân tích dữ liệu, triển khai trong 2 năm đầu, do Viện Điều tra Quy hoạch rừng chủ trì.

4. Đào tạo nâng cao năng lực cán bộ quản lý và cộng đồng: Tổ chức các khóa tập huấn về kỹ thuật lâm sinh, bảo tồn đa dạng sinh học và quản lý rừng bền vững, nâng cao nhận thức và kỹ năng thực hành trong 1-2 năm, do các trường đại học và tổ chức phi chính phủ phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý tài nguyên rừng: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách quản lý, bảo vệ và phát triển rừng bền vững phù hợp với đặc điểm từng trạng thái rừng tại miền Trung.

2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành lâm nghiệp: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, mô hình phân tích cấu trúc rừng và đa dạng sinh học, áp dụng cho các đề tài nghiên cứu tương tự hoặc mở rộng.

3. Cán bộ kỹ thuật lâm nghiệp và nhân viên kiểm lâm: Áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh đề xuất để cải thiện chất lượng rừng, thúc đẩy tái sinh tự nhiên và bảo vệ đa dạng sinh học.

4. Cộng đồng dân cư và các tổ chức phi chính phủ: Nâng cao nhận thức về vai trò của rừng, tham gia bảo vệ và phát triển rừng, đồng thời phối hợp với các cơ quan chức năng trong công tác quản lý tài nguyên rừng.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần nghiên cứu cấu trúc và đa dạng loài rừng tự nhiên?
   Nghiên cứu giúp hiểu rõ quy luật sinh thái, từ đó xây dựng các biện pháp quản lý và phục hồi rừng hiệu quả, bảo vệ đa dạng sinh học và nâng cao giá trị kinh tế của rừng.

2. Phương pháp thu thập số liệu trong nghiên cứu này là gì?
   Sử dụng ô đo đếm tiêu chuẩn 1 ha, chia thành phân ô nhỏ để điều tra tầng cây cao và cây tái sinh, thu thập dữ liệu về kích thước, số lượng, tên loài và phẩm chất cây.

3. Các mô hình toán học nào được sử dụng để mô phỏng cấu trúc rừng?
   Các mô hình phân bố Weibull, Meyer, phân bố khoảng cách và các phương trình hồi quy (logarith, bậc 2, bậc 3) được dùng để mô phỏng phân bố số cây theo cỡ đường kính, chiều cao và mối quan hệ chiều cao - đường kính.

4. Chỉ số đa dạng sinh học được đánh giá như thế nào?
   Sử dụng chỉ số Shannon-Wiener và Simpson để đánh giá mức độ phong phú và phân bố loài trong tầng cây cao, kết hợp với phân tích mối quan hệ giữa số loài và diện tích mẫu.

5. Làm thế nào để áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn quản lý rừng?
   Dựa trên đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài từng trạng thái rừng, đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp như mở tán, bảo vệ loài ưu thế, khai thác chọn lọc và giám sát đa dạng sinh học để quản lý bền vững.

Kết luận

• Xác định được đặc điểm cấu trúc tầng cây cao và đa dạng loài của ba trạng thái rừng tự nhiên miền Trung với mật độ cây dao động từ 437 đến 1372 cây/ha và chiều cao vút ngọn trung bình 11-15 m.
• Mô hình phân bố số cây theo cỡ đường kính và chiều cao phù hợp với hàm Weibull, phản ánh cấu trúc rừng đa tầng và phức tạp.
• Tổ thành loài ưu thế có khả năng phòng hộ tốt, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế lâm nghiệp.
• Đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh cụ thể nhằm phục hồi và quản lý rừng bền vững trong vòng 3-10 năm tới.
• Khuyến nghị xây dựng hệ thống giám sát đa dạng sinh học và đào tạo nâng cao năng lực quản lý rừng tại địa phương.

Luận văn cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho công tác quản lý và phát triển tài nguyên rừng miền Trung, đồng thời mở ra hướng nghiên cứu tiếp theo về tác động của biến đổi khí hậu và khai thác rừng đến cấu trúc và đa dạng sinh học rừng tự nhiên. Các nhà quản lý, nghiên cứu và cộng đồng được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để bảo vệ và phát triển rừng bền vững.