Đang tải... (xem toàn văn)
Diện tích núi đá vôi toàn quốc là 1.152.200 ha, chiếm 3,5% diện tích tự nhiên của cả nước, trong đó diện tích núi đá vôi có rừng là 619.064 ha, nhưng chủ yếu là rừng thứ sinh nghèo (Viện Điều tra Quy hoạch rừng, 1995). Rừng trên núi đá vôi vừa cung cấp nhiều lâm sản quý giá vừa có khả năng đảm bảo an toàn sinh thái và kiến tạo cảnh quan cho đất nước. Nó là nơi nuôi dưỡng nhiều loài động, thực vật quý hiếm đặc trưng mà ở núi đất không có hoặc không thể thay thế được như Nghiến, Trai lý, Hoàng đàn,... Một khi hệ sinh thái rừng trên núi đá vôi bị tàn phá, khả năng tự phục hồi trở lại gặp rất nhiều khó khăn, đặc điểm này khác hẳn hệ sinh thái rừng núi đất
1 Đặt vấn đề Nghiên cứu cấu trúc tái sinh rừng nhiệm vụ quan trọng nhà lâm nghiệp Nắm đặc điểm cấu trúc tái sinh rừng, nhà lâm nghiệp chủ động việc xác lập kế hoạch biện pháp kỹ thuật tác động xác vào rừng, góp phần quản lý kinh doanh rừng lâu bền Trên quan điểm sinh thái, đặc điểm cấu trúc tái sinh rừng thể rõ nét mối quan hệ qua lại thành phần hệ sinh thái rừng chúng với môi trường Việc nghiên cứu cấu trúc tái sinh rừng nhằm trì rừng hệ sinh thái ổn định, có hài hoà nhân tố cấu trúc, lợi dụng tối đa tiềm điều kiện lập địa phát huy bền vững chức có lợi rừng kinh tế, xã hội sinh thái Như vậy, để kinh doanh rừng có hiệu cơng việc khơng thể thiếu nghiên cứu cấu trúc tái sinh rừng Mặc dù vậy, nghiên cứu cấu trúc tái sinh rừng chưa thể bao quát cho khu rừng, chưa thể làm bật điển hình đặc thù loại hình rừng khu vực cụ thể, đặc biệt rừng núi đá vôi số địa phương miền Bắc Việt Nam Diện tích núi đá vơi tồn quốc 1.152.200 ha, chiếm 3,5% diện tích tự nhiên nước, diện tích núi đá vơi có rừng 619.064 ha, chủ yếu rừng thứ sinh nghèo (Viện Điều tra - Quy hoạch rừng, 1995) Rừng núi đá vôi vừa cung cấp nhiều lâm sản quý giá vừa có khả đảm bảo an toàn sinh thái kiến tạo cảnh quan cho đất nước Nó nơi ni dưỡng nhiều lồi động, thực vật quý đặc trưng mà núi đất khơng thể thay Nghiến, Trai lý, Hoàng đàn, Một hệ sinh thái rừng núi đá vôi bị tàn phá, khả tự phục hồi trở lại gặp nhiều khó khăn, đặc điểm khác hẳn hệ sinh thái rừng núi đất Trong thời gian qua, việc khai thác sử dụng mức, công tác quản lý bảo vệ rừng hiệu nhiều địa phương khiến khu rừng, đặc biệt rừng núi đá vôi giảm sút nhanh chóng số lượng chất lượng Những tác động ảnh hưởng lớn đến khả tồn rừng, làm xáo trộn quy luật cấu trúc tái sinh tự nhiên rừng, diễn rừng theo chiều hướng tiêu cực thiếu hụt lồi có giá trị, đất đai bị thối hố, rừng có sức sản xuất thấp ổn định Sự rừng kéo theo suy thoái nguồn tài nguyên thiên nhiên khác, đặc biệt nguồn tài nguyên nước Tại nhiều khu vực thường xuyên xảy tình trạng thiếu nước nghiêm trọng Từ đó, sống phát triển kinh tế cộng đồng dân cư khu vực bị ảnh hưởng, gây khó khăn cho công tác phát triển rừng Những địa phương nghiên cứu đề tài, nơi tồn khu rừng núi đá vơi tình trạng Vì xác định biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp nhằm phục hồi phát triển diện tích rừng núi đá vơi nhiệm vụ quan trọng Tuy nhiên, để có biện pháp kỹ thuật tác động xác hiệu hiểu biết đặc điểm lâm học, có đặc điểm cấu trúc tái sinh tự nhiên xem sở quan trọng Do thiếu nghiên cứu hệ thống cấu trúc tái sinh rừng, nhiều nơi người ta không dám tác động vào rừng biện pháp kỹ thuật nào, có hiệu biện pháp tác động không cao, gây nhiều hậu tiêu cực rừng Giải pháp kỹ thuật áp dụng cho loại hình núi đá vôi chủ yếu khoanh nuôi phục hồi tự nhiên mà có biện pháp tác động mang tính đột phá nhằm phát huy tối đa sức sản xuất chức có lợi khác rừng, đồng thời bảo tồn nguồn gen tính đa dạng sinh vật nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài: "Nghiên cứu số đặc điểm cấu trúc tái sinh tự nhiên quần xã thực vật rừng núi đá vôi ba địa phương miền Bắc Việt Nam"được thực nhằm góp phần bổ sung hiểu biết cấu trúc tái sinh tự nhiên quần xã thực vật rừng, tính đa dạng sinh vật hướng phát triển bền vững hệ sinh thái rừng núi đá vôi miền Bắc Việt Nam CHƯƠNG Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1 Trên giới 1.1.1 Nghiên cứu cấu trúc rừng - Về sở sinh thái cấu trúc rừng: Cấu trúc rừng hình thức biểu bên mối quan hệ qua lại bên thực vật rừng với chúng với môi trường sống Nghiên cứu cấu trúc rừng để biết mối quan hệ sinh thái bên quần xã, từ có sở để đề xuất biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp Trong thời gian dài, vấn đề trì điều tiết cấu trúc rừng bàn luận có nhiều quan điểm khác nhau, đặc biệt việc đề xuất tác động xử lý rừng tự nhiên nhiệt đới Nhiều phương thức lâm sinh đời thử nghiệm nhiều nơi giới phương thức chặt cải thiện tái sinh (RIF, 1927), phương thức rừng tuổi Malaysia (MUS, 1945), T.S.S Nigeria (1944, 1961), Baur G.N (1962) [21] nghiên cứu vấn đề sở sinh thái học nói chung sở sinh thái học kinh doanh rừng mưa nói riêng, sâu nghiên cứu nhân tố cấu trúc rừng, kiểu xử lý mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên Theo tác giả, phương thức xử lý có hai mục tiêu rõ rệt: "Mục tiêu thứ nhằm cải thiện rừng ngun sinh vốn thường hỗn lồi khơng đồng tuổi cách đào thải thành thục vơ dụng để tạo khơng gian thích hợp cho lại sinh trưởng Mục tiêu thứ hai tạo lập tái sinh cách xúc tiến tái sinh, thực tái sinh nhân tạo giải phóng lớp tái sinh sẵn có trạng thái ngủ để thay cho lấy khỏi rừng khai thác chăm sóc ni dưỡng rừng sau đó" Từ tác giả đưa tổng kết phong phú nguyên lý tác động xử lý lâm sinh nhằm đem lại rừng tuổi, rừng không tuổi phương thức xử lý cải thiện rừng mưa Catinot (1965) [28] nghiên cứu cấu trúc hình thái rừng thông qua việc biểu diễn phẫu đồ rừng, nghiên cứu nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo khái niệm dạng sống, tầng phiến Odum E.P (1971) [47] hoàn chỉnh học thuyết hệ sinh thái sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) Tansley A.P, năm 1935 Khái niệm hệ sinh thái làm sáng tỏ sở để nghiên cứu nhân tố cấu trúc quan điểm sinh thái học Khi nghiên cứu tổ thành rừng tự nhiên nhiệt đới thành thục, Evans, J (1984) [44] xác định, có tới 70-100 lồi gỗ 1ha, có lồi chiếm 10% tổ thành lồi - Về mơ tả hình thái cấu trúc rừng: Kraft (1884) [10] tiến hành phân chia rừng lâm phần thành cấp dựa vào khả sinh trưởng, kích thước chất lượng rừng Phân cấp Kraft phản ánh tình hình phân hố rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản dễ áp dụng phù hợp với rừng loài tuổi Richards P.W (1952) [48] sâu nghiên cứu cấu trúc rừng mưa nhiệt đới mặt hình thái Theo tác giả này, đặc điểm bật rừng mưa nhiệt đới tuyệt đại phận thực vật thuộc thân gỗ Rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có ba tầng, ngoại trừ tầng bụi tầng thân cỏ) Trong rừng mưa nhiệt đới gỗ lớn, bụi lồi thân cỏ cịn có nhiều lồi leo đủ hình dáng kích thước, nhiều thực vật phụ sinh thân cành "Rừng mưa thực quần lạc hoàn chỉnh cầu kỳ mặt cấu tạo phong phú mặt loài cây" Khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên nhiệt đới, nhiều tác giả có ý kiến khác việc xác định tầng thứ, có ý kiến cho rằng, kiểu rừng có tầng gỗ mà Richards (1952) [48] phân rừng Nigeria thành tầng với giới hạn chiều cao 6-12m, 12-18m, 18-24m, 24-30m, 30*36m 36-42m, thực chất lớp chiều cao Odum E.P (1971) [47] nghi ngờ phân tầng rừng rậm nơi có độ cao 600m Puecto Rico cho khơng có tập trung khối tán tầng riêng biệt Như vậy, hầu hết tác giả nghiên cứu tầng thứ thường đưa nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính giới nên chưa phản ánh phân tầng phức tạp rừng tự nhiên nhiệt đới - Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng: Khi chuyển đổi từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng, nhiều tác giả sử dụng cơng thức hàm tốn học để mơ hình hố cấu trúc rừng, xác định mối quan hệ nhân tố cấu trúc rừng Raunkiaer (1934) [33] đưa công thức xác định phổ dạng sống chuẩn cho hàng nghìn lồi khác Theo đó, cơng thức phổ dạng sống chuẩn xác định theo tỷ lệ phần trăm số lượng cá thể dạng sống so với tổng số cá thể khu vực Để biểu thị tính đa dạng lồi, số tác giả xây dựng công thức xác định số đa dạng loài Simpson (1949), Margalef (1958), Menhinik (1964), để đánh giá mức độ phân tán hay tập trung loài, đặc biệt lớp thảm tươi, Drude đưa khái niệm độ nhiều cách xác định Đây nghiên cứu mang tính định lượng xuất phát từ sở sinh thái nên đề tài lựa chọn vận dụng Các nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng phát triển mạnh mẽ hàm tốn học đưa vào sử dụng để mơ quy luật kết cấu lâm phần Rollet B L (1971) biểu diễn mối quan hệ chiều cao đường kính hàm hồi quy, phân bố đường kính ngang ngực, đường kính tán dạng phân bố xác suất, Belly (1973) sử dụng hàm Weibull để mơ hình hố cấu trúc đường kính thân lồi Thơng, Tuy nhiên, việc sử dụng hàm tốn học khơng thể phản ánh hết mối quan hệ sinh thái rừng với chúng với hoàn cảnh xung quanh, nên phương pháp nghiên cứu cấu trúc rừng theo hướng không vận dụng đề tài Một vấn đề có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng việc phân loại rừng theo cấu trúc ngoại mạo Cơ sở phân loại rừng theo xu hướng đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ số đặc điểm hình thái khác quần xã thực vật rừng Đại diện cho hệ thống phân loại rừng theo hướng có Humbold (1809), Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973) Nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này, nghiên cứu ngoại mạo quần xã thực vật không tách khỏi hồn cảnh sinh thái nó, từ hình thành xu hướng phân loại rừng theo ngoại mạo sinh thái Tóm lại, giới, cơng trình nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng nói chung rừng nhiệt đới nói riêng phong phú, đa dạng, có nhiều cơng trình nghiên cứu cơng phu đem lại hiệu cao kinh doanh rừng Tuy nhiên, chưa thấy cơng trình nghiên cứu đầy đủ đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên núi đá vôi Cấu trúc rừng núi đá vôi thường đề cập với đối tượng rừng khác nên chưa làm bật đặc điểm khác biệt cấu trúc loại rừng so với loại rừng khác Do đó, sở khoa học cho việc đề xuất biện pháp kỹ thuật cho rừng núi đá vơi cịn nhiều vấn đề chưa làm sáng tỏ 1.1.2 Nghiên cứu tái sinh rừng Do phát triển công nghiệp kỷ XIX, ngành lâm nghiệp giới hình thành xu hướng thay rừng tự nhiên rừng nhân tạo suất cao nhằm đáp ứng yêu cầu kinh tế Nhưng sau thất bại tái sinh nhân tạo Đức số nước nhiệt đới mà Beard (1947) [21] gọi "bệnh sởi trồng rừng"do thiếu sinh tố sinh thái học, nhiều nhà khoa học nghĩ tới việc quay trở lại với tái sinh tự nhiên Khi đề cập vấn đề điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống Lowdermilk (1927), với ô đo đếm điều tra tái sinh có diện tích từ đến m2 Do diện tích điều tra nhỏ nên việc đo đếm gặp nhiều thuận lợi số lượng ô phải đủ lớn trải diện tích khu rừng phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng Trong phương thức rừng tuổi Malaysia (MUS, 1945) [21], nhiệm vụ ghi lịch trình điều tra tái sinh theo ô vuông 1/1000 mẫu Anh (4 m2), để biết xem tái sinh có đủ hay khơng sau tiến hành tác động Richards P.W (1952) [48] tổng kết việc nghiên cứu tái sinh ô dạng phân bố tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới Để giảm sai số thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1955) [46] đề nghị phương pháp "điều tra chẩn đốn" mà theo kích thước đo đếm thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển tái sinh Một số tác giả nghiên cứu tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới châu Á Bara (1954), Budowski (1956), có nhận định, tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ lượng tái sinh có giá trị kinh tế, nên việc đề xuất biện pháp lâm sinh để bảo vệ lớp tái sinh cần thiết Nhờ nghiên cứu nhiều biện pháp tác động vào lớp tái sinh xây dựng đem lại hiệu đáng kể Van Steenis (1956) [50] nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến rừng nhiệt đới tái sinh phân tán liên tục tái sinh vệt (tái sinh lỗ trống) Hai đặc điểm không thấy rừng nguyên sinh mà thấy rừng thứ sinh - đối tượng rừng phổ biến nhiều nước nhiệt đới Khi nghiên cứu ảnh hưởng nhân tố sinh thái đến tái sinh tự nhiên, nhân tố ánh sáng (thông qua độ tàn che rừng), độ ẩm đất, kết cấu quần thụ, bụi, thảm tươi đề cập thường xuyên Baur G.N., (1962) [21] cho rằng, rừng nhiệt đới thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến phát triển nảy mầm phát triển mầm, ảnh hưởng thường khơng rõ ràng Ngồi ra, tác giả nhận định, thảm cỏ bụi có ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển tái sinh Mặc dù quần thụ kín tán, thảm cỏ bụi phát triển chúng có ảnh hưởng đến tái sinh Đối với rừng nhiệt đới, số lượng loài đơn vị diện tích mật độ tái sinh thường lớn Nhưng số lượng lồi có giá trị kinh tế thường không nhiều ý hơn, cịn lồi có giá trị kinh tế thấp lại quan tâm chúng có vai trị sinh thái quan trọng Vì vậy, nghiên cứu tái sinh tự nhiên cần phải đề cập cách đầy đủ tất loài xuất lớp tái sinh để có đánh giá xác tình hình tái sinh rừng có biện pháp tác động phù hợp Như đề cập, mục tiêu thứ hai tác động xử lý rừng mưa nhiệt đới tạo lập tái sinh cách nhằm thực tái sinh thành công Việc áp dụng hàng loạt biện pháp kỹ thuật nhằm gây dựng trì lớp tái sinh tình trạng lành mạnh, đưa lớp tái sinh tới tuổi thành thục coi tảng phương thức lâm sinh Tón lại, cơng trình nghiên cứu đề cập phần làm sáng tỏ việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tái sinh rừng tự nhiên nói chung rừng nhiệt đới nói riêng Đó sở để lựa chọn cho việc nghiên cứu cấu trúc tái sinh rừng đề tài Việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tái sinh tự nhiên việc làm quan trọng nên với đối tượng cụ thể, cần có phương pháp nghiên cứu phù hợp 1.1.3 Một số nghiên cứu rừng núi đá vôi: Viện Lâm nghiệp Quảng Tây Quảng Đông (Trung Quốc) tiến hành nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng số loài núi đá vơi như: Tơng dù, Mắc rạc (Dầu chng), Xoan nhừ, Lát hoa, Nghiến, thời kỳ 19851998 Những nghiên cứu tổng kết sơ sau nhiều hội thảo khoa học Học viện Lâm nghiệp Bắc Kinh với tham gia nhiều nhà khoa học lâm nghiệp đầu ngành nước hướng dẫn tạm thời kỹ thuật phục hồi rừng núi đá vôi xây dựng Tuy nhiên, nguyên lý phục hồi phát triển rừng núi đá vôi chưa tổng kết cách có hệ thống nên việc áp dụng hướng dẫn cho nhiều quốc gia khác, có Việt Nam khiêm tốn giai đoạn thử nghiệm 1.2 Việt Nam 1.2.1 Phân vùng núi đá vôi Việt Nam Theo kết điều tra năm 1995 (Viện Điều tra - Quy hoạch rừng) [39], tổng diện tích núi đá vơi tồn quốc 1.152.200 ha, chiếm 3,5% diện tích tồn quốc tập trung chủ yếu ba vùng là: a) Vùng Đông Bắc: Tổng diện tích núi đá vơi vùng 639.900ha, chiếm 55,54% tổng diện tích núi đá vơi tồn quốc Theo địa hình cấu tạo địa chất vùng chia thành vùng nhỏ: Bắc Sơn, Bắc Hà, Đồng Văn - Trùng Khánh, Quản Bạ - Phia Phương vùng quần đảo b) Vùng Tây Bắc: Chủ yếu dạng địa hình núi cao ngun đá vơi, có vùng cao ngun đá vơi là: Tả Phình - Sìn Chải, Sơn La, Mộc châu với diện tích 229.700ha, chiếm 19,94% c) Vùng Trường Sơn Bắc: Điển hình vùng núi đá vôi Kẻ Bàng - Khe Ngang kéo dài Đây vùng núi đá vôi rộng lớn, hiểm trở bị tác động người với diện tích 249.800ha, chiếm 21,68% Dựa vào phân bố địa lý cấu tạo núi đá vơi phân chia theo vùng sinh thái: Vùng Cao Bằng - Lạng Sơn (Vùng Đơng Bắc): Diện tích núi đá vơi phân bố tập trung Địa hình núi trung bình thấp, bao gồm số cao nguyên đá vơi khối uốn nếp có hoạt động Karst kiểu địa mạo chủ yếu Hệ thực vật đặc trưng luồng thực vật địa Bắc Việt Nam - Nam Trung Hoa 10 Vùng Tuyên Quang - Hà Giang (vùng Trung tâm): Núi đá vôi tạo thành khối lớn Độ cao vùng lớn vùng Cao Bằng - Lạng Sơn Hệ thực vật chịu nhiều ảnh hưởng luồng thực vật Hymalaya - Vân Nam - Quí Châu Vùng Tây Bắc - Tây Thanh Hoá - Nghệ An (Vùng Tây Bắc): Đây vùng tương đối rộng lớn kéo dài, chịu ảnh hưởng chế độ khí hậu khác nên có đầy đủ vành đai từ nhiệt đới, nhiệt đới Tiêu biểu loài ngành Hạt trần Pơ mu, Thơng Pà cị, Thơng nàng, Thơng tre, ngồi cịn xuất số lồi đặc trưng vùng phía Nam Chị chỉ, Táu nước, Sang lẻ… Vùng Trường Sơn Bắc: Núi đá vôi chủ yếu tập trung Kẻ Bàng Khe Ngang, nơi gặp gỡ hai luồng thực vật từ Hymalaya qua Vân Nam xuống từ Indonesia lên Do vậy, thực vật núi đá vôi vùng có nét khác biệt, thành phần thực vật chủ yếu họ phân bố rộng rừng nhiệt đới họ Xoan, họ Đậu, họ Mộc lan, họ Dầu, họ Bồ hòn, họ Dâu tằm, họ Thị 1.2.2 Lược sử nghiên cứu thảm thực vật rừng núi đá vơi Việt Nam Trong q trình phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam, Thái Văn Trừng (1978) [33] xem xét loại hình thực vật núi đá vơi Theo rừng núi đá vôi xác định thuộc kiểu phụ thổ nhưỡng kiệt nước đất đá vôi xương xẩu (Đk) nằm kiểu thảm thực vật sau: - Kiểu rừng kín thường xanh, mưa ẩm nhiệt đới (Rkx) Đây kiểu thảm thực vật chủ yếu rừng núi đá vôi với ưu hợp Nghiến + Trai lý (Burretiodendron hsienmu + Garcinia fragraoides) xuất lèn, sườn núi đá vơi có độ dốc lớn, đặc trưng cảnh quan Karst, có nhiều khoảng trống lớn để lộ đá gốc, sườn núi thường lởm chởm thấp 700m thuộc số tỉnh miền Bắc Việt Nam (Cao Bằng, Lạng Sơn, Hà Giang, Tuyên Quang, Bắc Cạn, Ninh Bình) Tuy nhiên trình khai thác sử dụng mức nên diện tích rừng nguyên sinh bị tác động lại ít, thường nằm VQG KBTTN Cúc Phương, Pù Lng, Loại thực bì niện chủ yếu khu rừng thứ sinh núi đá vôi, phân bố chủ yếu vùng gần dân cư, ven trục đường, nơi mà việc khai thác vận chuyển gặp nhiều thuận lợi Tại nhiều nơi, khai thác mạnh cháy, rừng