CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên thế giới 1.1 Nghiên cứu về tái sinh rừng Việc nghiên cứu về tái sinh rừng trên thế giới có lịch sử lâu đời. Tuy nhiên việc nghiên cứu về tái sinh rừng nhiệt đới thì mới được đề cập từ những năm 1930. Ở châu Âu, người ta bắt đầu quan tâm đến tái sinh rừng tự nhiên vào thế kỷ 19 do những thất bại về tái sinh nhân tạo ở Đức và Pháp. Trong thời gian này, ở một số nước châu Âu như Pháp và Đức người ta bắt đầu quan tâm đến việc lợi dụng tái sinh tự nhiên ở một số khu rừng ôn đới lá kim và lá rộng.
Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng mưa nhiệt đới rất phức tạp và còn ít được nghiên cứu. Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên ở rừng mưa chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng đã ít nhiều bị biến đổi. Nghiên cứu tái sinh rừng nhiệt đới được đề cập nhiều trong các nghiên cứu của Obrevin (1938), Richards (1952), Van Steenis (1956), và Baur (1964) trên cơ sở các nghiên cứu thực nghiệm chủ yếu được tiến hành ở châu Phi. Các hướng nghiên cứu chính của đại đa số các nghiên cứu về tái sinh ở rừng nhiệt đới trên thế giới là nghiên cứu về cấu trúc (chủ yếu là cấu trúc tổ thành), quy luật phân bố, kiểu tái sinh của lớp cây tái sinh và sau này là các nghiên cứu về ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến tái sinh.
Van Steenis (1956) phát hiện ra hai kiểu tái sinh phổ biến ở rừng nhiệt đới là phân tán liên tục với đặc điểm là sự tái sinh liên tục của lớp cây chịu bóng và tái sinh lỗ trống (hay còn gọi là tái sinh vệt) với tổ thành chủ yếu của lớp cây tái sinh ưu sáng. Obrevin (1938) đưa ra lý luận bức khảm hay còn giọ là lý luận tái sinh tuần hoàn 34. 4 Tuy nhiên, những kết quả quan sát của Daviét và P.W Risa (1933), Bơt (1946), Sun (1960), Role (1969) ở rừng nhiệt đới Nam Mỹ lại khác hẳn với nhận định của A. Đó là hiện tượng tái sinh tại chỗ và liên tục của các loài cây và tổ thành loài cây có khả năng giữ nguyên không đổi trong một thời gian dài.
Một số tác giả nghiên cứu tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới châu Á như Bara (1954), Budowski (1956), có nhận định, dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, nên việc đề xuất các biện pháp lâm sinh để bảo vệ lớp cây tái sinh này là cần thiết. Nhờ những nghiên cứu này nhiều biện pháp tác động vào lớp cây tái sinh đã được xây dựng và đem lại hiệu quả đáng kể. Vấn đề tái sinh nhiệt đới được thảo luận nhiều nhất là hiệu qủa các sử lý lâm sinh liên quan đến tái sinh của các loài cây mục đích ở các kiểu rừng. Từ đó các nhà lâm sinh học đã xây dựng thành công nhiều phương thức chặt tái sinh.
Công trình của Bernard (1954,1959); Wyatt Smith (1961, 1963) với phương thức rừng đều tuổi ở Mã Lai; Nicholson (1958) ở Bắc Borneo; Donis và Maudoux (1951, 1954) với công thức đồng nhất hóa tầng trên ở Zaia; Taylor (1954), Jones (1960) với phương thức chặt dần tái sinh dưới tán ở Nijeria và Gana; Barnarji (1959) với phương thức chặt dần nâng cao vòn lá ở Andamann. Nội dung chi tiết các bước và hiệu quả của từng phương thức đối với tái sinh đã được Baur (1964) tổng kết trong tác phẩm “Cơ sở sinh thái học của kinh doanh rừng mưa” 1 Khi nghiên cứu về giải pháp điều tiết tái sinh, các nhà khoa học ủng hộ và đồng nhất quan điểm “Hãy quay trở lại với tái sinh tự nhiên” sau những thất bại tái sinh rừng nhân tạo ở Đức. Sau đó đã có rất nhiều công trình đề cập đến những nguyên nhân ảnh hưởng tới tái sinh tự nhiên và có thể chia 2 nhóm chính: Nhóm nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến tái sinh rừng không có sự can 5 thiệp của con người và nhóm nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh có sự can thiệp của con người 34. Điều tra đánh giá tái sinh rừng là một nhiệm vụ cần thiết đối với các mục đích kinh tế và lâm học.
Các nhà nghiên cứu đều có quan điểm thống nhất là nghiên cứu tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con v.v… Để xác định mật độ cây con ta dùng các phương pháp: Ô dạng bản (diện tích 14m2), dải hẹp và ô có kích thước lớn (10100 m2). Phổ biến nhất là cách dùng phương pháp thống kê từng phần bằng cách đặt các ô dạng bản trong ô thí nghiệm 0,51ha (Povarnixhun, 1934; Yurkevich, 1938…); V.Jexterov (1954 - 1968) đề nghị dùng 1526 ô kích thước 12m2 thống kê cây con tuổi nhỏ hơn 5 năm; 1015 ô kích thước 45m2 thống kê cây con tuổi 5-10 năm.V, Pooedinxki (1961) đề nghị dùng 25 ô dạng bản 11m2 cho 1 khu tiêu chuẩn 0,51h. Việc phân tích chi tiết lý luận các phương pháp thống kê toán học trong điều tra và đánh giá tái sinh rừng đã được trình bày rõ trong các công trình của Greig Smith, 1967 và V. Trong nghiên cứu tái sinh rừng người ta nhận thấy rằng tầng cỏ và cây bụi qua thu nhận ánh sáng, độ ẩm và dinh dưỡng khoáng của tầng đất mặt đã ảnh hưởng xấu đến cây con tái sinh của các loài cây gỗ.
Những quần thụ kín tán, đất khô và nghèo dinh dưỡng khoáng do đó thảm cỏ và cây bụi sinh trưởng kém nên ảnh hưởng của nó đến các cây gỗ tái sinh không đáng kể. Ngược lại những lâm phần thưa, rừng đã qua khai thác thì thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh mẽ. Trong điều kiện này chúng là nhân tố gây trở ngại rất 6 lớn cho tái sinh rừng (Xannikov, 1967; Vipper, 1973); (Dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992) 29. Các nghiên cứu về ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến tái sinh trên thế giới nhấn mạnh đến vai trò của ánh sáng và ngân hàng hạt giống đến sự hình thành và phát triển của lớp cây tái sinh.
Baur (1964) cho rằng trong rừng nhiệt đới sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến sự phát triển của cây con và nhấn mạnh tầm quan trọng của việc điều tiết ánh sáng thông qua tác động đến lớp cây bụi thảm tươi 1. Cấu trúc của quần thụ ảnh hưởng đến tái sinh rừng đã được Anden. S (1981) chứng minh độ dầy đầy đủ tối ưu cho sự phát triển bình thường cây gỗ là 0,6 – 0,7. Độ khép tán của quần thụ có quan hệ chặt chẽ với mật độ và mức độ sống của cây con.
Trong sự cạnh tranh giữa thực vật về dinh dưỡng, khoáng, ánh sáng, độ ẩm, thì mức độ cạnh tranh tùy thuộc vào đặc tính sinh vật học, tuổi của mỗi loài và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật (Dẫn theo Nguyễn Duy Chuyên) 23.2 Nghiên cứu về tái sinh lỗ trống Nghiên cứu sâu về tái sinh lỗ trống chủ yếu từ bắt đầu cuối những năm 1990. Theo Renato (2004), thì lỗ trống được khái niệm là khoảng trống dưới tán rừng được tạo ra bởi sự đổ gãy hay mất đi (do bị chặt) của các cây ở tầng cây cao. Kết quả là tạo nên sự khác biệt về các nhân tố môi trường (ánh sáng, nhiệt độ.) ở các lỗ trống so với xung quang. Điều này ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển của lớp cây tái sinh [52].
Theo Clark (1990), Denslow (1987), đặc điểm lỗ trống (quan tâm nhất là kích thước lỗ trống) có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc và thành phần lớp cây tái sinh lỗ trống. Fred và cộng sự (2000) khi nghiên cứu tái sinh lỗ trống ở rừng tự nhiên ở Uganda đã chỉ ra rằng kích thước lỗ trống không những ảnh 7 hưởng đến cấu trúc và sinh trưởng của lớp cây gỗ tái sinh mà còn ảnh hưởng lớn đến sự đa dạng và độ nhiều của lớp cây bụi dây leo. Tác giả cho rằng chỉ số đa dạng loài của tầng cây tái sinh và dây leo có quan hệ với kích thước lỗ trống theo dạng hàm Weibull lệch trái. Theo kết quả nghiên cứu của Nicolas (1984) thuộc trường đại học Chicago về quá trình taí sinh lỗ trống ở Panama chỉ ra rằng mật độ cây tái sinh tăng mạnh sau khi lỗ trống hình thành và nhưng sau đó có xu hướng giảm sau 5-6 năm.
Tác giả cho rằng kích thước lỗ trống không phải là nhân tố duy nhất quyết định cấu trúc lớp cây tái sinh do có quá trình diễn thế giũa lớp cây tiên phong ưu sáng và cây định cư và cây chịu bóng sau này. Tuy nhiên cho tới hiện nay vẫn chưa có quy định thống nhất nào trên thế giới về kích thước khoảng trống bao nhiêu được giọ là lỗ trống. Trong nhiều nghiên cứu, khoảng trống có kích thước từ 20m2 đến dưới 1000 m2 được coi là lỗ trống. Nhìn chung các nghiên cứu về tái sinh nói chung trên thế giới là khá nhiều, nhưng các nghiên cứu về tái sinh lỗ trồng vẫn còn ít và mang tính nghiên cứu điểm, chưa đúc rút ra các quy luật nhiều và còn thiếu nghiên cứu về ảnh hưởng của lỗ trống đến nhân tố sinh thái lỗ trống, yếu tố quyết định đến cấu trúc của tái sinh cây rừng ở lỗ trống.1 Nghiên cứu về tái sinh rừng Nghiên cứu về tái sinh rừng tự nhiện ở Việt Nam bắt đầu từ những năm 1960.
Các kết quả nghiên cứu về tái sinh mới chỉ đề cập trong các công trình nghiên cứu về thảm thực vật, trong các báo cáo khoa học hoặc công bố trên các tạp chí lâm nghiệp. Nổi bật là các nghiên cứu về phân loại trạng thái rừng của Loeschau (1963). 8 Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978), trong cuốn “Thảm thực vật rừng Việt Nam”, đã nhấn mạnh ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên ở cả rừng nguyên sinh và thứ sinh. Nếu các điều kiện khác của môi trường như đất rừng, nhiệt độ, độ ẩm dưới tán rừng chưa thay đổi thì tổ hợp các loài cây tái sinh không có những biến đổi lớn và cũng không diễn thế một cách tuần hoàn trong không gian và theo thời gian mà diễn thế theo những phương thức tái sinh có quy luật nhân quả giữa sinh vật và môi trường.