nghiên cứu hiện trạng thảm thực vật và quá trình phục hồi rừng tự nhiên ở huyện vị xuyên, tỉnh hà giang

Khái niệm về phục hồi rừng tự nhiên Phục hồi rừng là quá trình biến đổi tuần tự theo hướng đi lên của các kiểu thảm thực vật để hình thành một quần xã rừng tương đối ổn định.. Thái Văn T

ĐỖ KHẮC HÙNG

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG THẢM THỰC VẬT

VÀ QUÁ TRÌNH PHỤC HỒI RỪNG TỰ NHIÊN

Ở HUYỆN VỊ XUYÊN, TỈNH HÀ GIANG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

THÁI NGUYÊN - 2014

ĐỖ KHẮC HÙNG

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG THẢM THỰC VẬT

VÀ QUÁ TRÌNH PHỤC HỒI RỪNG TỰ NHIÊN

Ở HUYỆN VỊ XUYÊN, TỈNH HÀ GIANG

Chuyên ngành: Sinh thái học

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận án đều đã được chỉ

rõ nguồn gốc

Tác giả luận án

Đỗ Khắc Hùng

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS Lê Ngọc Công, người hướng dẫn thứ nhất; GS.TSKH Trần Đình Lý, người hướng dẫn thứ hai đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án

Tác giả xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo Khoa Sinh-KTNN, Phòng đào tạo Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên; Các cơ quan đơn vị: phòng Động vật đất (Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật), phòng Di truyền Vi sinh (Viện Công nghệ Sinh học), phòng Khoa học và Kỹ thuật phân tích (Viện Hóa học), Ban Giám hiệu Trường THPT Việt Lâm, Ban Giám hiệu Trường Cao đẳng Sư phạm Hà Giang, Lãnh đạo Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Hà Giang, Chi cục Kiểm lâm tỉnh Hà Giang, Hạt Kiểm lâm huyện Vị Xuyên, Hạt Kiểm lâm Khu bảo tồn thiên nhiên Tây Côn Lĩnh; Cán bộ và nhân dân địa phương đã tạo mọi điều kiện

và giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án

Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của gia đình, bạn bè và đồng nghiệp, đó là nguồn cổ vũ, động viên to lớn để tôi hoàn thành công trình này

Tác giả luận án

Đỗ Khắc Hùng

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Phạm vi nghiên cứu 2

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

5 Những đóng góp mới của luận án 3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Một số khái niệm liên quan 4

1.1.1 Khái niệm thảm thực vật 4

1.1.2 Khái niệm tái sinh rừng 5

1.1.3 Khái niệm về phục hồi rừng tự nhiên 6

1.2 Những nghiên cứu về phân loại thảm thực vật 6

1.2.1 Các nguyên tắc phân loại thảm thực vật 6

1.2.2 Một số hệ thống phân loại thảm thực vật trên thế giới và ở Việt Nam 10

1.3 Những nghiên cứu về tái sinh, diễn thế và phục hồi rừng 15

1.3.1 Những nghiên cứu về tái sinh 15

1.3.2 Những nghiên cứu về diễn thế 21

1.3.3 Những nghiên cứu về phục hồi rừng 25

1.4 Những nghiên cứu về ảnh hưởng qua lại giữa thảm thực vật và đất 31

1.4.1 Những nghiên cứu về ảnh hưởng của đất tới thảm thực vật 31

1.4.2 Những nghiên cứu về ảnh hưởng của thảm thực vật tới đất 32

1.4.3 Những nghiên cứu về tác dụng cải tạo đất của thảm thực vật 35

1.5 Những công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài ở tỉnh Hà Giang 37

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38

2.1 Đối tượng nghiên cứu 38

2.2 Nội dung nghiên cứu 38

2.3 Thời gian nghiên cứu 38

2.4 Phương pháp nghiên cứu 38

2.4.1 Phương pháp luận 38

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 39

Chương 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 46

3.1 Điều kiện tự nhiên 46

3.1.1 Vị trí địa lý và ranh giới 46

3.1.2 Địa hình 46

3.1.3 Khí hậu 48

3.1.4 Thủy văn 51

3.1.5 Đá mẹ, thổ nhưỡng 52

3.1.6 Tài nguyên thiên nhiên 53

3.2 Điều kiện kinh tế, xã hội 54

3.2.1 Điều kiện kinh tế 54

3.2.2 Điều kiện xã hội 55

3.3 Đánh giá chung về thuận lợi và khó khăn của khu vực nghiên cứu 57

3.3.1 Thuận lợi 57

3.3.2 Khó khăn 59

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 61

4.1 Hiện trạng thảm thực vật ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang 61

4.1.1 Hiện trạng sử dụng đất lâm nghiệp ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang 61

4.1.2 Hiện trạng thảm thực vật ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang 62

4.1.3 Các nguyên nhân làm suy thoái rừng ở huyện Vị Xuyên tỉnh Hà Giang 78

4.2 Những thay đổi các yếu tố chủ yếu trong quá trình diễn thế đi lên từ thảm cỏ đến thảm cây bụi thấp, thảm cây bụi cao và đến rừng thứ sinh ở huyện Vị

Xuyên, tỉnh Hà Giang 83

4.2.1 Đặc điểm các kiểu thảm thực vật nghiên cứu 83

4.2.2 Sự thay đổi về thành phần thực vật trong các kiểu thảm thực vật 85

4.2.3 Sự thay đổi số lượng các loài cây trong các kiểu thảm thực vật 86

4.2.4 Sự thay đổi mật độ, phẩm chất và nguồn gốc cây tái sinh trong các kiểu thảm thực vật 89

4.2.5 Sự thay đổi về cấu trúc quần xã trong kiểu thảm thực vật 90

4.2.6 Sự thay đổi về tốc độ sinh trưởng của các loài cây gỗ chính 94

4.2.7 Sự thay đổi đặc điểm phẫu diện đất trong các kiểu thảm thực vật 96

4.2.8 Mức độ xói mòn đất 98

4.2.9 Sự thay đổi về một số tính chất vật lý của đất trong các kiểu thảm thực vật 99

4.2.10 Sự thay đổi một số tính chất hoá học cơ bản của đất trong các kiểu thảm thực vật 102

4.2.11 Sự thay đổi của vi sinh vật đất trong các kiểu thảm thực vật 109

4.2.12 Sự thay đổi thành phần, số lượng và phân bố của động vật đất trong các kiểu thảm thực vật 115

4.3 Đánh giá khả năng và đề xuất một số giải pháp phục hồi rừng tự nhiên ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang 121

4.3.1 Đánh giá khả năng phục hồi rừng tự nhiên ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang 121

4.3.2 Đề xuất một số giải pháp phục hồi rừng tự nhiên ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang 122

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 126

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 128

TÀI LIỆU THAM KHẢO 129

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1 D1,3 Đường kính ngang ngực

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Hệ thống phân loại thảm thực vật của Braun - Blanquet 7

Bảng 3.1: Khí hậu huyện Vị Xuyên giai đoạn 2010-2012 49

Bảng 4.1: Hiện trạng đất lâm nghiệp theo 3 loại rừng của huyện Vị Xuyên 61

Bảng 4.2: Sự phân bố của các taxon thực vật ở KVNC 73

Bảng 4.3: Số lượng họ, chi và loài trong ngành Mộc lan ở KVNC 74

Bảng 4.4: Các họ thực vật có từ 10 loài trở lên ở KVNC 75

Bảng 4.5: Các chi thực vật có từ 4 loài trở lên ở KVNC 76

Bảng 4.6: Danh lục các loài thực vật quý hiếm ở KVNC 77

Bảng 4.7: Thống kê các loại lâm sản bị tịch thu do khai thác trái phép 79

Bảng 4.8: Các loại lâm sản đã khai thác ở huyện Vị Xuyên (2010 – 2013) 81

Bảng 4.9: Số vụ cháy rừng và mức độ thiệt hại ở huyện Vị Xuyên (2005-2012) 82

Bảng 4.10: Số lượng các loài, chi và họ ở các kiểu thảm thực vật 85

Bảng 4.11: Thay đổi về số lượng loài/OTC trong các kiểu thảm thực vật 87

Bảng 4.12: Biến động về số loài cây ở các kiểu thảm thực vật 87

Bảng 4.13: Mật độ, phẩm chất và nguồn gốc cây gỗ tái sinh ở các kiểu thảm thực vật 89

Bảng 4.14: Phân bố chiều cao (m) của cây gỗ ở các kiểu thảm thực vật 91

Bảng 4.15: Phân bố cấp đường kính (D1,3) của cây gỗ ở các kiểu thảm thực vật 93

Bảng 4.16: Tốc độ tăng trưởng về chiều cao của một số loài cây gỗ chính 94

Bảng 4.17: Tốc độ tăng trưởng về đường kính của một số loài cây gỗ chính 95

Bảng 4.18: Mức độ xói mòn đất ở các kiểu thảm thực vật 99

Bảng 4.19: Một số tính chất lý học của đất ở các kiểu thảm thực vật 100

Bảng 4.20: Một số tính chất hoá học của đất ở các kiểu thảm thực vật 102

Bảng 4.21: Sự thay đổi mật độ của các nhóm VSV đất ở các kiểu thảm thực vật (2011 - 2013) 110

Bảng 4.22: Sự thay đổi mật độ của các nhóm VSV đất theo chức năng ở các kiểu thảm thực vật (2011 - 2013) 111

Bảng 4.23: Thành phần vi sinh vật đất ở các kiểu thảm thực vật 113

Bảng 4.24: Thành phần loài và độ phong phú của Giun đất ở các kiểu thảm thực vật 117

Bảng 4.25: Độ phong phú của các nhóm Mesofauna khác ở các kiểu thảm thực vật 119

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí ODB 40

Hình 3.1 Bản đồ hành chính huyện Vị Xuyên 47

Hình 3.2: Sự thay đổi nhiệt độ theo năm 48

Hình 3.3: Sự thay đổi lượng mưa theo năm 50

Hình 3.4: Sự thay đổi độ ẩm theo năm 50

Hình 3.5: Sự thay đổi số giờ nắng theo năm 51

Hình 4.1: Gỗ Nghiến bị khai thác trái phép ở xã Phong Quang huyện Vị Xuyên 80

Hình 4.2: Những cây Nghiến được cắt thành thớt để bán qua biên giới 80

Hình 4.3: Tỷ lệ (%) loài, chi, họ ở các kiểu thảm thực vật 85

Hình 4.4: Phân bố của cây gỗ theo cấp chiều cao ở các kiểu thảm thực vật 91

Hình 4.5: Sự phân bố của cây gỗ theo cấp đường kính ở các kiểu thảm thực vật 93

Hình 4.6: Độ pHKCl trong đất ở các kiểu thảm thực vật 103

Hình 4.7: Hàm lượng đạm tổng số (%) trong đất ở các kiểu thảm thực vật 104

Hình 4.8: Hàm lượng mùn trong đất ở các kiểu thảm thực vật 105

Hình 4.9: Hàm lượng lân dễ tiêu trong đất ở các kiểu thảm thực vật 106

Hình 4.10: Hàm lượng kali dễ tiêu trong đất ở các kiểu thảm thực vật 107

Hình 4.11: Hàm lượng Ca2+ trong đất ở các kiểu thảm thực vật 108

Hình 4.12: Hàm lượng Mg2+ trong đất ở các kiểu thảm thực vật 109

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Bước vào thế kỷ XXI nhân loại đang đứng trước thách thức rất lớn về hiện tượng biến đổi khí hậu toàn cầu Theo công ước khung về biến đổi khí hậu của Liên hợp quốc năm 1992, có nhiều nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu nhưng chủ yếu đều do các hoạt động của con người làm tăng lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính

và khai thác cạn kiệt nguồn tài nguyên rừng, làm giảm khả năng điều hòa không khí của các hệ sinh thái rừng Chúng ta đã và đang chứng kiến những hậu quả khủng khiếp do biến đổi khí hậu gây ra như: hiện tượng ấm lên của trái đất, sự gia tăng và xuất hiện bất thường của những trận bão, lũ lụt với cường độ và sức tàn phá lớn, sự suy thoái đất đai, dịch bệch phát sinh, đa dạng sinh học bị suy giảm, làm ảnh hưởng đến cuộc sống của hàng trăm triệu người trên trái đất

Ở Việt Nam, biến đổi khí hậu cũng đã có những biểu hiện rất rõ rệt như: hạn hán kéo dài, bão, lũ lụt xảy ra trên diện rộng và cường độ ngày càng tăng Số liệu quan trắc cho thấy, trong 50 năm qua nhiệt độ nước ta tăng trung bình 0,7oC, nước biển dâng 20cm đã đe dọa đến đời sống, kinh tế và sức khỏe của hành chục triệu người [13]

Nhận thức rõ tác hại nghiêm trọng do biến đổi khí hậu gây ra, ngày 17/8/2004 Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt “Định hướng chiến lược phát triển bền vững ở Việt Nam – còn gọi là chương trình nghị sự 21 của Việt Nam” [11] Chương trình này đề cập đến nhiều nội dung, trong đó có nhiệm vụ bảo vệ và phát triển rừng Mục tiêu đến năm 2020 độ che phủ rừng nước ta đạt 45% Điều đó cho thấy, rừng không chỉ có vai trò cung cấp nguồn tài nguyên quý giá mà rừng còn có vai trò quan trọng trong điều hòa khí hậu, duy trì cân bằng sinh thái và làm chậm

quá trình nóng lên của trái đất

Vị Xuyên là một huyện vùng thấp của tỉnh Hà Giang có tổng diện tích rừng

là 102.072,06 ha chiếm 68% diện tích tự nhiên Tuy diện tích rừng hiện nay là khá lớn nhưng do hậu quả của tập quán du canh, du cư, phá rừng làm nương rãy, khai thác tài nguyên rừng,…của đồng bào các dân tộc thiểu số diễn ra trong thời gian

khá dài nên chất lượng rừng ở huyện Vị Xuyên đã suy giảm nghiêm trọng, diện tích rừng hiện nay chủ yếu là rừng non, rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên

Quá trình phục hồi rừng tự nhiên có thể trải qua các giai đoạn khác nhau và phụ thuộc vào điều kiện khác nhau ở từng vùng Ở huyện Vị Xuyên quá trình phục hồi thảm thực vật cũng có xu hướng phát triển qua các giai đoạn từ thảm cỏ đến thảm cây bụi thấp, thảm cây bụi cao và rừng thứ sinh Tuy nhiên, đến nay ở huyện

Vị Xuyên chưa có công trình nào nghiên cứu về khả năng tái sinh và phục hồi rừng

tự nhiên

Xuất phát từ những lý do như trên chúng tôi lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu

hiện trạng thảm thực vật và quá trình phục hồi rừng tự nhiên ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định và phân tích được một số đặc điểm của các kiểu thảm thực vật ở

huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang

Làm sáng tỏ sự khác biệt về tính chất vật lý, hóa học, vi sinh vật và động vật đất của các kiểu thảm thực vật khác nhau làm cơ sở đề xuất các biện pháp phục hồi rừng ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang

3 Phạm vi nghiên cứu

- Về thực vật và môi trường đất: Nghiên cứu các kiểu thảm thực vật cây lá

rộng trên núi đất, hệ thực vật bậc cao có mạch và môi trường đất dưới các kiểu thảm thực vật nghiên cứu

- Về nguyên nhân gây suy thoái rừng: Tập trung nghiên cứu những hoạt động

làm suy thoái rừng (khai thác gỗ, khai thác lâm sản ngoài gỗ, cháy rừng )

- Địa điểm chọn nghiên cứu (thu thập số liệu về thực vật, về đất) đều có đặc điểm tương đồng như địa hình, khí hậu, hướng phơi, đá mẹ, sự tác động của con người

- Đề tài chỉ nghiên cứu các kiểu thảm thực vật mà xu hướng biến động theo chiều diễn thế đi lên phục hồi rừng tự nhiên

- Đề tài không nghiên cứu khí hậu thực vật quần do thời gian và thiết bị hạn chế

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Kết quả của luận án cung cấp những dẫn liệu phục vụ cho hoạt động giảng dạy và nghiên cứu chuyên ngành ở các trường Đại học và Cao đẳng

5 Những đóng góp mới của luận án

Nghiên cứu một cách có hệ thống về thảm thực vật và hệ thực vật huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang

Cung cấp các dẫn liệu khoa học về quá trình phục hồi rừng tự nhiên ở huyện

Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Một số khái niệm liên quan

có định ngữ kèm theo như: thảm thực vật cây bụi, thảm thực vật rừng ngập mặn…

Chúng ta đều biết thành phần chủ yếu của thảm thực vật là những cá thể của các loài cây cỏ, nhưng đối tượng nghiên cứu của thảm thực vật là những tập thể cây cối được hình thành do một số lượng lớn hay nhỏ những cá thể của các loài tập hợp lại Tuy nhiên không phải các nhà nghiên cứu về thảm thực vật đều nhất trí với nhau

về đơn vị nghiên cứu cơ bản Do đó trên thế giới có hai chiều hướng nghiên cứu khác nhau Chiều hướng thứ nhất gồm một số ít các nhà nghiên cứu: Negri (Italia); Gleason, Curtis (Mỹ); Whitaker, Brown (Anh); Fournier, Lenoble (Pháp) và Ramenxki (Liên Xô cũ, trước 1953) [95] cho rằng cá thể các loài cây là thực thể duy nhất trong thiên nhiên và phủ nhận sự tồn tại của các quần thể Theo quan điểm này – còn gọi là quan điểm cá thể thì thảm thực vật là một biến trạng liên tục, có nghĩa là bao gồm những tập hợp ngẫu nhiên của cá thể các loài cây luôn luôn thay đổi thành phần và không có ranh giới rõ nét Chiều hướng thứ hai gồm đa số các nhà khoa học có uy tín của nhiều nước trên thế giới như: Braun - Blanquet, Pavillard (Pháp); Du Rietz, Rubel (Scandinavi); Weavar, Clements (Anh); Walter

(Đức); Shoo, Tuxen (Hungari); Pavlovxki (Ba Lan); Sukasov, Lavrenko (Liên Xô cũ) , đều nhất trí cho rằng đối tượng nghiên cứu cơ bản của thảm thực vật là những quần thể thực vật Theo quan điểm này – còn gọi là quan điểm quần thể thì thảm thực vật bao gồm những đơn vị cụ thể có hình dáng, cấu trúc, thành phần, ranh giới, trạng mùa, động thái và vùng phân bố , đều dựa trên cở sở sinh thái học và địa lý học thực vật [95]

kiểu thảm thực vật trong tự nhiên Một quan điểm cho rằng, thảm thực vật không được xem như những đơn vị riêng biệt, mà chúng thay đổi không ngừng khi ở cùng khu vực, điều kiện hoàn cảnh sống thay đổi hoặc khu vực phân bố của các loài thay đổi Chỉ có cá thể loài cây là thực thể duy nhất tồn tại trong thiên nhiên Ngược lại với quan điểm nói trên, phần lớn các nhà nghiên cứu cho rằng, thảm thực vật bao gồm các đơn vị cụ thể, mà ngoại mạo, cấu trúc, thành phần, ranh giới, động thái, đặc điểm phân bố đều dựa trên cơ sở sinh thái học và địa lý học thực vật Tuy nhiên, nguyên tắc và phương pháp phân chia thảm thực vật của các nhà khoa học thuộc trường phái này lại rất khác nhau

1.1.2 Khái niệm tái sinh rừng

Tái sinh rừng (forestry regeneration) là một thuật ngữ được nhiều nhà khoa học sử dụng để mô tả sự tái tạo (phục hồi) của lớp cây con dưới tán rừng Theo Phùng Ngọc Lan (1986) [44] “Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng Biểu hiện đặc trưng của hệ sinh thái rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi có hoàn cảnh rừng”

Theo nghĩa hẹp, tái sinh rừng là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ

Sự xuất hiện lớp cây con mới làm phong phú thêm số lượng và thành phần loài trong quần thể sinh vật Động vật, thực vật, vi sinh vật đóng góp vào việc thay đổi cả quá trình trao đổi vật chất và năng lượng trong hệ sinh thái Do đó theo nghĩa rộng tái sinh rừng là sự tái sinh nhằm đảm bảo cho sự tồn tại liên tục của một hệ sinh thái rừng

1.1.3 Khái niệm về phục hồi rừng tự nhiên

Phục hồi rừng là quá trình biến đổi tuần tự theo hướng đi lên của các kiểu thảm thực vật để hình thành một quần xã rừng tương đối ổn định Theo quan điểm sinh thái học thì phục hồi rừng là một quá trình tái tạo lại một hệ sinh thái mà trong

đó cây gỗ là yếu tố cấu thành chủ yếu Đó là một quá trình sinh địa phức tạp gồm nhiều giai đoạn và kết thúc bằng sự xuất hiện một thảm thực vật cây gỗ bắt đầu khép tán (Trần Đình Lý, 1995) [54]

Phục hồi rừng tự nhiên là quá trình hình thành rừng thứ sinh (secondary forest) do diễn thế đi lên ở nơi rừng đã bị mất hoặc bị khai thác cạn kiệt

Chỉ tiêu định lượng xác định rừng non thứ sinh phục hồi đối với rừng gỗ, chúng tôi sử dụng quan điểm của Trần Đình Lý (1995): Độ tàn che của cây gỗ có chiều cao từ 3m trở lên đạt 0,3 [54]

1.2 Những nghiên cứu về phân loại thảm thực vật

1.2.1 Các nguyên tắc phân loại thảm thực vật

Thảm thực vật trên trái đất vô cùng phong phú và đa dạng, chúng hình thành, tồn tại và phát triển trong các điều kiện và các mối tương tác khác nhau như địa lý - địa hình, đá mẹ - thổ nhưỡng, khí hậu – thủy văn, các yếu tố hệ thực vật, động vật

và vi sinh vật…Cho đến nay các nhà khoa học vẫn chưa tìm được những tiêu chuẩn

có sự thống nhất chung để phân loại thảm thực vật Dựa trên quan điểm và phương pháp nghiên cứu khác nhau người ta đã đưa ra những nguyên tắc phân loại và xây dựng hệ thống phân loại khác nhau Có những nhà khoa học lấy tổ thành hệ thực vật (chủ yếu là các loài thực vật) làm yếu tố chủ đạo để phân loại thảm thực vật Một số nhà khoa học khác lại căn cứ vào những đặc trưng ngoại mạo và cấu trúc thảm thực vật để phân loại hoặc có quan điểm lại căn cứ vào đặc điểm khí hậu, thổ nhưỡng làm tiêu chuẩn phân loại Có người căn cứ vào phân bố không gian làm tiêu chuẩn phân loại Mỗi quan điểm dựa trên những căn cứ hợp lý riêng rẽ của nó, chứ chưa phản ánh được bản chất toàn diện của thảm thực vật Tuy vậy, hiện nay có 4 trường phái chính thường được các nhà khoa học áp dụng trong nghiên cứu thảm thực vật như sau:

1.2.1.1 Nguyên tắc lấy thành phần thực vật làm yếu tố chủ đạo

Nguyên tắc này được đặt nền móng bởi Hult R (1881) và được các tác giả Schroter J và Brockmann - Jerosch (1916) bổ sung hoàn thiện Về sau được các nhà thực vật Pháp mở rộng, bổ sung và xây dựng thành nguyên tắc phân loại thảm thực vật đã được áp dụng khá rộng rãi trong thế kỷ XX Tiêu biểu cho trường phái này là Braun - Blanquet (1928)

Đơn vị phân loại cơ bản thảm thực vật theo nguyên tắc phân loại này là quần hợp (Association) Thuật ngữ được Humboldt A F đề xướng đầu tiên vào năm 1807

để chỉ nhóm thực vật nhất định trong không gian Về sau được trường phái Blanquet bổ sung, làm sáng tỏ thêm và nó được sử dụng làm đơn vị phân loại cơ sở của thảm thực vật Trong hệ thống này bậc phân loại cao nhất là lớp quần hợp, dưới lớp là bộ quần hợp, liên quần hợp, quần hợp, phân quần hợp, biến thể và đơn vị cuối cùng là diện Cấu trúc của hệ thống phân loại này được trình bày ở bảng 1.1

Braun-Bảng 1.1 Hệ thống phân loại thảm thực vật của Braun - Blanquet

(Theo Trần Đình Lý, 1998 [58])

Bộ quần hợp – Order - etalia Arrhenatheretalia Liên quần hợp – Alliance - ion Arrhenatherion Quần hợp – Association - etum Arrhenatheretum Phân quần hợp – Subassociation - etosum Brizeetosum

Biến thể - Variant Không có đuôi riêng

1.2.1.2 Nguyên tắc lấy đặc điểm ngoại mạo làm yếu tố chủ đạo

Đại diện cho trường phái này là Humboldt A F (1804 - 1859), Grisebach A

H R (1838), Warming E (1896), Schimper A F W (1898), Rubell E (1926), Clements F E (1928), Schmithusen J (1939), Walter H (1960) và nhiều tác giả khác (dẫn theo Trần Đình Lý, 1998 [58])

Theo nguyên tắc phân loại này thì hình dạng bề ngoài của quần thể thực vật (quần chủng hoặc quần xã) là một nhóm nhân tố cơ bản trong bức tranh chung của

cảnh quan thiên nhiên Các đặc điểm ngoại mạo được thể hiện tập trung ở dạng sống Bởi vì dạng sống không chỉ nói lên vẻ bề ngoài, mà nó là kết quả của quá trình tác động qua lại lâu dài giữa cơ thể thực vật với môi trường, trước hết là các dấu ấn tạo ra do tác động của khí hậu và thổ nhưỡng Vì vậy, trong một đơn vị phân loại thảm thực vật có thể có nhiều loài thực vật rất xa nhau về hệ thống học, nhưng do

sự tương đồng về điều kiện nơi sống mà dẫn đến những đồng quy về ngoại mạo Hình thái ngoài của thảm thực vật cũng phản ánh khá rõ đặc tính sinh thái của chúng

Đơn vị phân loại cơ bản của nguyên tắc này là quần hệ (Formation) tương ứng với thuật ngữ kiểu thảm thực vật hay kiểu quần lạc thực vật Khái niệm về quần

hệ được Grisebach A H R định nghĩa năm 1838 (Thái Văn Trừng, 1970 [95])

1.2.1.3 Nguyên tắc phân loại thảm thực vật dựa trên phân bố không gian của chúng làm yếu tố chủ đạo

Cơ sở của nguyên tắc phân loại này là mối quan hệ nhân quả giữa thảm thực vật và không gian phân bố của chúng Vì vậy, việc nghiên cứu các quy luật và nguyên nhân phân bố của chúng phải bắt đầu từ việc nghiên cứu từng đơn vị phân loại của thảm thực vật (quần hợp, liên quần hợp, quần hệ…)

Các nhà nghiên cứu cho rằng có 3 nguyên nhân chính chi phối sự phân bố không gian của thảm thực vật là:

- Sự phân ly của giới thực vật do các nguyên nhân sinh học mang tính di truyền

có liên quan đến lịch sử trái đất

- Phân bố không gian của nơi sống và những khác biệt giữa các khoảng không gian tiềm năng, nơi sinh sống của thảm thực vật do các nhân tố sinh học

- Tác động của con người, nhờ các tác động này mà thảm thực vật địa phương thường mang những nét đặc biệt có liên quan đến lịch sử của nền văn hóa con người

Phân chia thảm thực vật theo không gian được đề xuất chủ yếu bởi các nhà nghiên cứu thành lập bản đồ địa thực vật Đối tượng nghiên cứu chủ yếu của hướng nghiên cứu này là các vùng lãnh thổ đã được xác định với mục đích nghiên cứu sự phân bố của các quần xã thực vật khác nhau trên các vùng lãnh thổ đó, vạch ra được cấu trúc của các lớp phủ thực vật và mối tương quan tồn tại giữa các quần thể với nhau và với môi trường

Theo nguyên tắc này có 3 cách phân chia thảm thực vật:

- Phân chia thảm thực vật thực tế đang tồn tại theo các quần xã thực vật, vì chúng được phân ranh giới với nhau trên cơ sở tổ hợp các loài tiêu biểu, nên có thể phân biệt các vùng thực vật theo các quần xã ưu thế, chủ đạo và ổn định, đó là các

tổ hợp quần xã

Căn cứ vào các tổ hợp quần xã và phân bố không gian của chúng, người ta có thể phân biệt được các đơn vị không gian tự nhiên nhỏ nhất của thảm thực vật là các tiểu khu thực vật (wuchsdistrikte) Các tiểu khu lại hợp thành các đơn vị lớn hơn: Khu (berirke), vùng (provinzen), miền (region), khu hệ (reich)

- Phân chia các quần xã thực vật đang tồn tại theo đặc tính các quần hệ mà tên của quần hệ thường là biểu tượng cho các tổ hợp ấy (savan ẩm, rừng mưa…)

- Phân chia theo thảm thực vật tự nhiên tiềm năng Các khoảng không gian sống tự nhiên của thảm thực vật có thể được xác định và giới hạn hoặc là về mặt hệ thực vật theo quần xã tự nhiên tiềm năng dựa trên cơ sở thảm thực vật cực đỉnh thực

tế đang tồn tại, hoặc về mặt sinh thái ngoại mạo dựa theo đặc tính của các quần xã cực đỉnh

1.2.1.4 Nguyên tắc dựa trên yếu tố phát sinh quần thể thực vật làm yếu tố chủ đạo

Trong nguyên tắc phân loại này, các yếu tố phát sinh thảm thực vật như: địa

lý – địa hình, khí hậu – thủy văn, đá mẹ - thổ nhưỡng, yếu tố sinh vật, khu hệ thực vật… được chọn làm yếu tố chủ đạo Do đó, mỗi bậc phân loại đều gắn liền với yếu

tố phát sinh này

Kiểu thảm thực vật là đơn vị cở sở của nguyên tắc phân loại này Kiểu thảm thực vật được coi là tương đương với quần hệ trong nguyên tắc phân loại theo cấu trúc ngoại mạo (Thái Văn Trừng, 1970 [95]) Trên kiểu thảm là các nhóm kiểu thảm (hay nhóm quần hệ) Dưới các kiểu thảm là kiểu phụ, kiểu trái và thấp nhất là quần hợp thực vật

Nguyên tắc phân loại lấy yếu tố phát sinh quần thể thực vật làm yếu tố chủ đạo là sự kết hợp giữa các nguyên tắc phân loại đã nêu trên Vì thế mà tên gọi của các bậc phân loại trên đều dựa theo nguyên tắc này Ví dụ: kiểu thực vật phân loại

theo đới khí hậu như rừng nhiệt đới, rừng á nhiệt đới, rừng ôn đới…hay phân loại kiểu thảm thực vật theo đặc điểm cấu trúc ngoại mạo như rừng kín thường xanh, rừng kín nửa rụng lá…

Trong thời gian gần đây các hệ thống phân loại thảm thực vật thường được các tác giả áp dụng đồng thời các nguyên tắc trên Ở các bậc phân loại từ quần hệ trở lên, các trạng thái hay các kiểu rừng thường được áp dụng theo nguyên tắc cấu trúc ngoại mạo, còn các bậc phân loại thấp hơn dưới quần hệ, các kiểu phụ, kiểu trái, ưu hợp thực vật được phân biệt dựa vào tổ thành loài cây trong quần xã

1.2.2 Một số hệ thống phân loại thảm thực vật trên thế giới và ở Việt Nam

1.2.2.1 Trên thế giới

Theo Schmithusen J (1976) [73], ở châu Âu có hai hệ thống phân loại thảm thực vật chủ yếu Đó là hệ thống phân loại các quần xã thực vật mà đơn vị cơ bản là quần hợp (association) của Braun – Blanquet (1928) được các nhà thực vật học theo trường phái của Pháp áp dụng và hệ thống phân loại lấy quần hệ thực vật làm đơn vị

cơ bản, chủ yếu do các nhà địa thực vật người Đức áp dụng Ở Liên Xô cũ, ngay từ đầu thế kỷ XX Morodov G F là người đầu tiên đặt nền móng vững chắc cho trường phái phân loại rừng phục vụ kinh doanh Trên quan điểm coi rừng là một sinh địa quần lạc, Sukasov V N đã phát triển và xây dựng nên trường phái phân loại kiểu rừng, dựa vào những đặc điểm tổng hợp để phân loại (địa hình, thực bì, thổ nhưỡng) Tác giả chủ trương dùng đơn vị cơ bản phân loại thảm thực vật là quần hợp Học thuyết phân loại kiểu rừng của Sukasov V N dựa trên nguyên lý sinh địa quần lạc đã có tác dụng phục vụ thiết thực cho công tác kinh doanh rừng ở Liên Xô cũ và các nước Đông Âu trước đây

Theo Thái Văn Trừng (1970) [95], hệ thống phân loại đầu tiên về thảm thực vật rừng nhiệt đới là của Schimper A F (1898) Trong hệ thống này Schimper A F đã chia thảm thực vật thành 3 quần hệ: quần hệ khí hậu, quần hệ thổ nhưỡng và quần hệ vùng núi Trong mỗi quần hệ tác giả còn phân biệt các kiểu rừng khác nhau

Sau Schimper A F có một số hệ thống phân loại của các tác giả như: Rubel, Ilinxki, Burt – Davy, Beard, Aubreville trong đó đáng chú ý là hệ thống của

Aubreville đã làm nổi bật giá trị của tiêu chuẩn độ tàn che trên mặt đất của tầng ưu thế sinh thái và đã phân hoá được những kiểu quần thể thưa như kiểu rừng thưa và kiểu truông cỏ

Ở vùng nhiệt đới gió mùa châu Á có hệ thống của Champion H G (1936) là

hệ thống nổi bật và tương đối hoàn chỉnh, đã phân chia được 4 đai thảm thực vật lớn theo nhiệt độ: nhiệt đới, á nhiệt đới, ôn đới và núi cao

Ở vùng Nam Mỹ, Beard J S (1944) đề nghị một hệ thống phân loại cho những quần thể thực vật ở vùng này gồm 3 cấp: quần hợp, quần hệ và loạt quần hệ Đây là hệ thống được xem là hoàn chỉnh nhất ở châu Mỹ nhiệt đới Năm 1956, Richards P W đề nghị áp dụng rộng rãi hệ thống này cho các vùng nhiệt đới khác

Tuy nhiên, nhược điểm của các hệ thống phân loại thảm thực vật nói trên là không thấy rõ mối quan hệ nhân quả giữa các yếu tố sinh thái với thảm thực vật hoặc là không làm nổi bật mối quan hệ qua lại giữa các nhân tố sinh thái với nhau

Năm 1973, UNESCO [114] đã công bố khung phân loại cho thảm thực vật

trên trái đất dựa trên những tiêu chuẩn chung nhất để có thể so sánh được các kết quả nghiên cứu ở các vùng khác nhau và có thể được thể hiện trên bản đồ có tỷ lệ 1:1.000.000 hay bé hơn Bản đồ phân loại này không dựa vào một nguyên tắc hay

hệ thống đã có, mà nó kết hợp các nguyên tắc lại với nhau ở những mức độ khác nhau Tiêu chuẩn cơ bản của hệ thống phân loại này là cấu trúc ngoại mạo với sự bổ sung của các thông tin về sinh thái, địa lý Đây là bảng phân loại tuy còn mang tính chất nhân tạo, nhưng lại cần thiết theo yêu cầu thực tế hiện nay Bậc phân loại cao nhất của hệ thống này là lớp quần hệ và bậc thấp nhất là phân quần hệ (hay quần hệ phụ) Hệ thống này được sắp xếp như sau:

I Lớp quần hệ (Formation class)

I.A Phân lớp quần hệ ( Formation subclass)

I.A.1 Nhóm quần hệ ( Formation group)

I.A.1.1.Quần hệ (Formation)

I.A.1.1.1 Phân quần hệ (Subformation)

I.A.1.1.1.1 Các bậc nhỏ khác (Further subdivisions)

1.2.2.2 Ở Việt Nam

* Hệ thống phân loại rừng theo hiện trạng

Từ năm 1960 Cục điều tra quy hoạch rừng đã áp dụng cách phân loại rừng theo trạng thái của Loschau để đề xuất các biện pháp lâm sinh phù hợp Theo hệ thống này, thảm thực vật Việt Nam được phân chia thành 4 loại hình lớn sau:

- Loại I : Đất trống đồi núi trọc chưa có rừng hoặc không có rừng

- Loại II: Rừng non mới mọc

- Loại III: Rừng tự nhiên đã bị tác động ở các mức độ khác nhau và đang trong giai đoạn phân hóa

- Loại IV: Rừng nguyên sinh chưa bị tác động hoặc bị tác động chưa đáng kể

Hệ thống phân loại này đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất lâm nghiệp

từ giữa thế kỷ XX cho tới ngày nay và đã được ngành lâm nghiệp bổ sung và hoàn thiện dần theo nhu cầu phát triển của ngành Tuy nhiên hệ thống phân loại này chỉ nhằm mục đích phục vụ việc phân loại rừng theo hiện trạng trữ lượng gỗ để kinh doanh rừng, khai thác gỗ, mà không dựa vào cơ sở sinh thái, phát sinh, phát triển, hoặc cấu trúc tổ thành của các thảm thực vật

* Phân loại thảm thực vật rừng theo các nhân tố sinh thái phát sinh

Thái Văn Trừng (1970) [95] đã căn cứ vào quan điểm sinh thái phát sinh quần thể thực vật để phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam thành 14 kiểu thảm thực vật có trên đất lâm nghiệp như sau: (1) Kiểu rừng kín thường xanh, mưa ẩm nhiệt đới; (2) Kiểu rừng kín nửa rụng lá, ẩm nhiệt đới; (3) Kiểu rừng kín rụng lá, hơi ẩm nhiệt đới; (4) Kiểu rừng kín lá cứng, hơi khô nhiệt đới; (5) Kiểu rừng thưa cây lá rộng, hơi khô nhiệt đới; (6) Kiểu rừng thưa cây lá kim, hơi khô nhiệt đới; (7) Kiểu rừng thưa cây lá kim, hơi khô á nhiệt đới núi thấp; (8) Kiểu trảng cây to, cây bụi, cỏ cao khô nhiệt đới; (9) Kiểu truông bụi gai, hạn nhiệt đới; (10) Kiểu rừng kín thường xanh, mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp; (11) Kiểu rừng kín hỗn hợp cây lá rộng

lá kim, ẩm á nhiệt đới núi thấp; (12) Kiểu rừng kín cây lá kim, ẩm ôn đới ấm núi vừa; (13) Kiểu quần hệ khô vùng cao; (14) Kiểu quần hệ lạnh vùng cao

Trong mỗi kiểu thảm thực vật tác giả lại chia thành các kiểu phụ miền (phụ thuộc vào tổ thành thực vật), kiểu phụ thổ nhưỡng (phụ thuộc vào điều kiện đất),

kiểu phụ nhân tác (phụ thuộc vào tác động của con người) và trong mỗi kiểu phụ đó tuỳ theo độ ưu thế của loài cây mà hình thành nên những phức hợp, ưu hợp và quần hợp tự nhiên khác nhau Như vậy, bức tranh hệ sinh thái rừng nước ta rất đa dạng và phong phú

* Phân chia các hệ sinh thái rừng theo đai cao và điều kiện sinh thái

Trần Ngũ Phương (1970) [66] đề xuất bảng phân loại rừng miền bắc Việt Nam, tác giả đã tổng hợp các yếu tố đất đai, khí hậu, độ cao và nhân tố đặc trưng của rừng để phân loại rừng miền Bắc Việt Nam thành 3 đai rừng Trong mỗi đai, chứa đựng một hoặc một số kiểu rừng cơ bản: (1) Đai rừng nhiệt đới mưa mùa gồm: Kiểu rừng nhiệt đới lá rộng thường xanh ngập mặn, kiểu rừng nhiệt đới mưa mùa lá rộng thường xanh, kiểu rừng nhiệt đới ẩm lá rộng thường xanh, kiểu rừng nhiệt đới

lá rộng thung lũng, kiểu rừng nhiệt đới lá rộng thường xanh núi đá vôi; (2) Đai rừng

á nhiệt đới mưa mùa gồm: Kiểu rừng á nhiệt đới lá rộng thường xanh, kiểu rừng á nhiệt đới lá kim trên núi đá vôi, kiểu rừng á nhiệt đới lá kim trên núi đất; (3) Đai

rừng á nhiệt đới mưa mùa núi cao gồm 3 loại hình: Pơ mu (Fokienia hodginsii), Sa mộc (Cunninghamia lanceolata), Đỗ quyên (Rhododendron simsii)

Bảng phân loại rừng này cụ thể, đơn giản, bước đầu được vận dụng trong quy trình tu bổ rừng ở nước ta Nhược điểm rõ nhất của bảng phân loại này cũng chỉ

là bảng thống kê tên các kiểu quần hệ và xã hợp, ưu hợp thực vật điều tra được mà không làm nổi bật được quan hệ nhân quả giữa thảm thực vật với các điều kiện của môi trường

* Hệ thống phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam theo khung phân loại của UNESCO (1973)

Nguyễn Nghĩa Thìn (1997) [83] đã dựa vào khung phân loại thảm thực vật của UNESCO (1973) để phân chia thảm thực vật Việt Nam thành 4 lớp quần hệ: rừng rậm, rừng thưa, trảng cây bụi và trảng cỏ

* Phân loại hệ sinh thái rừng tự nhiên Việt nam theo Cẩm nang ngành Lâm nghiệp (2006)

Trên cơ sở 5 nhóm nhân tố sinh thái đã phân chia thảm thực vật rừng Việt Nam thành 8 hệ sinh thái chủ yếu Các hệ sinh thái rừng tự nhiên được ghi nhận theo

cách phân loại này là: (1) Rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới; (2) Rừng kín nửa rụng lá ẩm nhiệt đới; (3) Rừng lá rộng thường xanh trên núi đá vôi; (4) Rừng lá kim tự nhiên; (5) Rừng thưa cây họ dầu; (6) Rừng ngập mặn; (7) Rừng tràm; (8) Rừng tre nứa

Hệ thống phân loại thảm thực vật rừng theo Cẩm nang ngành Lâm nghiệp có

cơ sở khoa học, được nghiên cứu sâu, phương pháp tiếp cận cũng không quá phức tạp Các hệ sinh thái này lại được phân cấp thành các kiểu phụ đủ chi tiết và dễ áp dụng cho mục tiêu phân vùng sinh thái lâm nghiệp, làm cơ sở xây dựng đường phát thải tham khảo và hệ thống giám sát, đánh giá khả năng hấp thụ carbon của các kiểu rừng cơ bản ở Việt Nam

* Nhận xét: Trên thế giới và ở Việt Nam, các công trình khoa học nghiên cứu

về thảm thực vật rất phong phú kể cả về số lượng công trình, cũng như nguyên tắc

và phương thức phân chia thảm thực vật

Chỉ riêng ở nước ta, cũng có khá nhiều bảng phân loại thảm thực vật, với những nguyên tắc và phương pháp phân loại khác nhau Mỗi một hệ thống phân loại đều có những ưu điểm và nhược điểm Vì vậy, việc sử dụng hệ thống phân loại thảm thực vật nào, cần phải căn cứ vào điều kiện và mục đích của việc phân loại Cho đến nay, ở Việt Nam, bảng phân chia thảm thực vật của Loschau (1960) và của Thái Văn Trừng (1970) được sử dụng khá phổ biến, với những ưu điểm của mỗi hệ thống phân loại Nếu như hệ thống phân loại của Loschau (1960) chỉ nhằm mục đích phục vụ việc phân loại rừng theo hiện trạng trữ lượng gỗ để kinh doanh rừng, khai thác gỗ, mà không dựa vào cơ sở sinh thái, phát sinh, phát triển, hoặc cấu trúc

tổ thành của các thảm thực vật, thì hệ thống phân loại của Thái Văn Trừng (1970) lại căn cứ vào quan điểm sinh thái phát sinh quần thể thực vật Có thể nói, hệ thống phân loại thảm thực vật của Thái Văn Trừng (1970) mang tính thứ bậc rõ ràng (vì các chỉ tiêu phân loại thảm thực vật được đánh giá dựa trên mức độ ảnh hưởng khác nhau của chúng đến sự hình thành thảm thực vật), khung phân loại thảm thực vật của tác giả không chỉ là một đóng góp to lớn cho khoa học, mà còn là một đóng góp quan trọng cho ngành Lâm nghiệp nước nhà Tuy nhiên, hệ thống phân loại này

cũng có nhược điểm nhất định, bởi vì rất khó áp dụng cho những vùng lãnh thổ có diện tích không lớn (một tỉnh, một huyện)

Khác với hệ thống phân loại của Loschau (1960) và của Thái Văn Trừng (1970), khung phân loại thảm thực vật cho toàn thế giới của UNESCO (1973) lại không dựa vào một nguyên tắc hay hệ thống đã có, mà nó kết hợp các nguyên tắc lại với nhau ở những mức độ khác nhau Tiêu chuẩn cơ bản của hệ thống phân loại này là cấu trúc ngoại mạo Chính vì vậy, hệ thống phân loại này rất dễ áp dụng Ngoài ra, kết quả phân loại dựa trên khung phân loại của UNESCO (1973) còn có

ưu điểm là có thể được thể hiện trên bản đồ đối với vùng nghiên cứu có diện tích không lớn Với những lý do nói trên, chúng tôi lựa chọn khung phân loại thảm thực vật của UNESCO (1973) để làm cơ sở phân loại thảm thực vật ở huyện Vị Xuyên, tỉnh Hà Giang

1.3 Những nghiên cứu về tái sinh, diễn thế và phục hồi rừng

1.3.1 Những nghiên cứu về tái sinh

Tái sinh trong hệ sinh thái rừng không chỉ là hiện tượng sinh học mà còn là một hiện tượng địa lý Xét về bản chất sinh học, tái sinh trong hệ sinh thái rừng diễn

ra dưới ba hình thức: tái sinh hạt, tái sinh chồi và tái sinh thân ngầm (các loại tre nứa) Mỗi hình thức tái sinh trên lại có quy luật riêng và trải qua nhiều giai đoạn khác nhau [83] Trên thế giới và trong nước có rất nhiều công trình nghiên cứu về quá trình tái sinh rừng:

* Trên thế giới

Lịch sử nghiên cứu về tái sinh rừng tự nhiên đã được nghiên cứu từ lâu, nhưng những nghiên cứu về tái sinh rừng nhiệt đới chỉ được tiến hành chủ yếu từ những năm 30 của thế kỷ XX trở lại đây

Khi nghiên cứu tái sinh ở rừng nhiệt đới Châu Phi, Aubreville A (1938) nhận thấy cây con của các loài cây ưu thế trong rừng mưa là rất hiếm Tác giả đã khái quát hoá các hiện tượng tái sinh ở rừng nhiệt đới Châu Phi để đúc kết lên lí luận bức khảm tái sinh, nhưng phần lí giải các hiện tượng đó còn bị hạn chế Vì vậy, lí luận của tác giả còn ít sức thuyết phục và chưa cung cấp cho thực tiễn các biện pháp kĩ

thuật điều khiển tái sinh rừng theo những mục tiêu kinh doanh đã đề ra Tuy nhiên, những kết quả quan sát của Davis và Richards P W (1933), Bowt (1946), Sun (1960), Role (1969) ở rừng mưa nhiệt đới Nam Mĩ lại khác hẳn với nhận định của Aubreville A Đó là hiện tượng tái sinh tại chỗ và liên tục của các loài cây, tổ thành loài cây có khả năng giữ nguyên không đổi trong một thời gian dài [72]

Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng tự nhiên vô cùng phức tạp và còn ít được quan tâm nghiên cứu Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng ít nhiều

đã bị biến đổi Van Steenis J (1956) [116] đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là tái sinh phân tán liên tục của các loài cây chịu bóng

và tái sinh vệt của các loài cây ưa sáng

Năm 1960, Yurkevich I D nghiên cứu về tái sinh rừng, đã chứng minh độ tàn che tối ưu cho sự phát triển bình thường của đa số loài cây gỗ là 0,6 - 0,7 Độ khép tán của quần thụ cũng ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và sức sống của cây con (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992 [80])

Khi nghiên cứu về rừng nhiệt đới Richards P W (1964) [72] đã nhận xét: Ở rừng nhiệt đới sự phân bố số lượng cá thể các loài cây trong các lớp là rất khác nhau Các loài cây ưu thế ở tầng trên trong rừng nguyên sinh có rất ít, thậm chí không có ở những tầng thấp hay cấp thể tích nhỏ Trong khi ở những rừng đơn ưu

như rừng Mora gongijpii ở Guana hay rừng Mora exelsa ở Guana và Trinidat lại

có đầy đủ các đại diện ở các lớp kích thước Theo tác giả thì hiện tượng này là do tính chất di truyền của các loài cây được thể hiện ở khả năng sinh sản và tập tính của chúng trong các giai đoạn phát triển

Trong nghiên cứu tái sinh rừng các tác giả Xannikov (1967), Vipper (1973) đều nhận thấy: tầng cỏ quyết và cây bụi có ảnh hưởng xấu đến cây con tái sinh của các loài cây gỗ Đối với những lâm phần thưa, rừng đã qua khai thác thì thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh, trong điều kiện này chúng là nhân tố gây trở ngại lớn cho cây con tái sinh, do đó có ảnh hưởng đến tái sinh rừng Đối với những quần thụ kín tán, đất khô và nghèo dinh dưỡng, thảm cỏ và cây bụi sinh trưởng kém nên ảnh hưởng của nó đến các cây gỗ tái sinh không đáng kể (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992 [80])

Năm 1969, Karpov V G đã chỉ ra mối quan hệ phức tạp trong việc cạnh tranh về dinh dưỡng, ánh sáng, độ ẩm và mối quan hệ qua lại phức tạp của thực vật tuỳ thuộc vào đặc tính sinh học, tuổi và điều kiện ánh sáng của quần thể thực vật (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992 [80])

Đối với rừng nhiệt đới thì các nhân tố sinh thái như ánh sáng (thông qua độ tàn che của rừng), độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi là những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tái sinh rừng, cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu đến vấn đề này Tác giả Baur G N (1976) [3] cho rằng, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến phát triển của cây con, còn đối với sự nảy mầm

và phát triển của cây mầm ảnh hưởng này thường không rõ ràng và thảm cỏ, cây bụi

có ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây tái sinh Ở những quần thụ kín tán, thảm cỏ

và cây bụi kém phát triển nhưng chúng vẫn có ảnh hưởng đến cây tái sinh Nhìn chung ở rừng nhiệt đới, tổ thành và mật độ cây tái sinh thường khá lớn nhưng số lượng loài cây có giá trị kinh tế thường không nhiều và được chú ý hơn, còn các loài cây có giá trị kinh tế thấp thường ít được nghiên cứu, đặc biệt là đối với tái sinh

ở các trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy

Lamprecht H (1989) [111], căn cứ vào nhu cầu sử dụng ánh sáng của các loài cây, tác giả đã phân chia rừng nhiệt đới gồm các nhóm cây ưa sáng, nhóm cây nửa chịu bóng và nhóm cây chịu bóng

Saldarriaga (1991) khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rãy tại rừng nhiệt đới ở Colombia và Venezuela nhận xét: Sau khi bỏ hoá, số lượng loài thực vật tăng dần đến rừng thành thục Thành phần của các loài cây trưởng thành phụ thuộc vào tỷ lệ các loài nguyên thuỷ mà nó được sống sót từ giai đoạn đầu của quá trình tái sinh, thời gian phục hồi khác nhau phụ thuộc vào mức

độ, tần số canh tác của khu vực đó (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000 [2])

* Ở Việt Nam

Quá trình nghiên cứu tái sinh rừng nhiệt đới được tiến hành từ những năm 60 của thế kỷ XX Từ năm 1962 – 1967, Viện điều tra và Quy hoạch rừng đã thực hiện chuyên đề: “Tái sinh tự nhiên rừng” tại một số khu vực rừng trọng điểm thuộc tỉnh

Quảng Ninh (Tiên Yên, Ba Chẽ, Yên Hưng), Yên Bái (Văn Bàn), Nghệ An (Quỳnh Châu, Nghĩa Đàn), Hà Tĩnh (Hương Sơn, Hương Khê), Quảng Bình (Long Đại) Kết quả nghiên cứu đã được Nguyễn Vạn Thường (1991) [93] tổng kết và bước đầu đưa ra kết luận về tình hình tái sinh tự nhiên của một số khu rừng miền Bắc Việt Nam, hiện tượng tái sinh dưới tán rừng của các loài cây gỗ đã tiếp diễn liên tục, không mang tính chất chu kỳ Sự phân bố số cây tái sinh không đồng đều, số cây

mạ (h< 20cm) chiếm ưu thế rõ rệt so với lớp cây ở các cấp kích thước khác

Thái Văn Trừng (1970) [95] khi nghiên cứu thảm thực vật rừng Việt Nam đã nhấn mạnh ý nghĩa của điều kiện ngoại cảnh đến các giai đoạn phát triển của cây con và nhận định rằng: trong các nhân tố sinh thái thì ánh sáng là nhân tố quan trọng khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên cả ở rừng nguyên sinh và rừng thứ sinh

Nguyễn Văn Trương (1983) [97] đã nghiên cứu mối quan hệ giữa lớp cây tái sinh với tầng cây gỗ và qui luật đào thải tự nhiên dưới tán rừng

Vũ Tiến Hinh (1991) [30] khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên của rừng

tự nhiên ở Hữu Lũng (Lạng Sơn) và vùng Ba Chẽ (Quảng Ninh), đã nhận xét hệ số

tổ thành tính theo % số cây của tầng tái sinh và tầng cây cao có liên quan chặt chẽ Các loài có hệ số tổ thành ở tầng cây cao càng lớn thì hệ số tổ thành ở tầng tái sinh cũng vậy

Nguyễn Văn Thêm (1992) [80] khi nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên của

Dầu song nàng (Dipterocarpus dyeri) ở Đồng Nai đã kết luận: tái sinh tự nhiên theo

lỗ trống là kiểu tái sinh phổ biến của Dầu song nàng, khi đã có cây con hai năm trở lên dưới tán rừng nếu mở lỗ trống kịp thời sẽ rút ngắn được thời kỳ cây con bị ức chế

Đinh Quang Diệp (1993) [21] khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên ở rừng khộp vùng Easup, DakLak đã kết luận độ tàn che, độ dày rậm của thảm tươi, thảm mục, lửa rừng và điều kiện lập địa là những nhân tố có ảnh hưởng lớn đến số lượng và chất lượng của cây tái sinh dưới tán rừng, lửa rừng là nguyên nhân gây lên hiện tượng cây chồi Quy luật phân bố cây trên mặt đất theo tác giả là khi tăng diện tích lên thì lớp cây tái sinh có phân bố cụm

Nguyễn Ngọc Lung, Võ Đại Hải (1994) [51] khi nghiên cứu về khoanh nuôi

và phục hồi rừng đã cho rằng, nghiên cứu quá trình tái sinh phải nắm chắc các yếu

tố môi trường và các quy luật tự nhiên tác động lên thảm thực vật, qua đó xác định các điều kiện cần và đủ để tác động của con người đi đúng hướng Quá trình đó được gọi là xúc tiến tái sinh tự nhiên

Trần Xuân Thiệp (1995) [81] khi nghiên cứu về vai trò của tái sinh phục hồi rừng tự nhiên ở miền Bắc tác giả đã đưa ra nhận xét: số lượng các loài cây gỗ tái sinh tự nhiên trong các trạng thái rừng vùng Đông bắc biến động bình quân từ 8000

- 1200 cây/ha và lớn hơn các vùng khác

Trần Đình Lý, Đỗ Hữu Thư (1995) [53] nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng ở đảo Kế Bào, lâm trường Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh Qua kết quả nghiên cứu thu được, các tác giả đã đề xuất Quy phạm tạm thời về khoanh nuôi phục hồi rừng tại Quảng Ninh Các tác giả đã xây dựng nhiều quan điểm về phục hồi rừng và cơ sở lựa chọn đối tượng khoanh nuôi phục hồi rừng dựa trên các vùng sinh thái

Đỗ Hữu Thư và cộng sự (1995) [92] khi nghiên cứu về lớp cây tái sinh tự nhiên ở núi Phanxipăng đã xác định được quy luật phân bố cây tái sinh ở vùng này

Lâm Phúc Cố (1994) [17] nghiên cứu rừng thứ sinh sau nương rẫy ở Púng Luông, Mù Căng Chải, tỉnh Yên Bái đã phân chia thành 5 giai đoạn và kết luận diễn thế thứ sinh sau nương rẫy ở Púng Luông theo hướng đi lên tiến tới rừng cao đỉnh

Tổ thành loài tăng dần theo các giai đoạn phát triển, từ 4 loài ở giai đoạn I (dưới 5 năm), tăng lên 5 loài ở giai đoạn IV (trên 25 năm) Rừng phục hồi có 1 tầng cây gỗ giao tán ở giai đoạn 10 tuổi và đạt độ tàn che 0,4

Lê Đồng Tấn (2000) [75] khi nghiên cứu quá trình phục hồi rừng tự nhiên một số quần xã thực vật sau nương rẫy tại Sơn La đã kết luận: mật độ cây tái sinh giảm dần từ chân đồi lên đỉnh đồi, tổ hợp loài cây ưu thế trên ba vị trí địa hình và ba cấp độ dốc là giống nhau, sự khác nhau chính là tổ thành các loài trong tổ hợp đó

Phạm Ngọc Thường (2003) [94] khi nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên phục hồi rừng sau nương rẫy tại hai tỉnh Thái Nguyên và Bắc Cạn, đã cho thấy khả

năng tái sinh của thảm thực vật trên đất rừng còn nguyên trạng có số lượng loài cây

gỗ tái sinh là nhiều nhất, chỉ số đa dạng loài của thảm cây gỗ là khá cao

Lê Ngọc Công (2004) [18] khi nghiên cứu về quá trình phục hồi rừng bằng khoanh nuôi trên một số thảm thực vật ở Thái Nguyên, đã có nhận xét: quá trình diễn thế phục hồi rừng diễn ra chậm chạp trên đất rừng bị thoái hoá nặng và nguồn giống

ít do phải trải qua giai đoạn trảng cỏ cao Trong giai đoạn đầu của diễn thế phục hồi rừng bằng khoanh nuôi, số lượng loài cây và mật độ cây tái sinh giảm từ chân đồi lên sườn đồi tới đỉnh đồi Ở giai đoạn đầu của quá trình diễn thế (1 - 6 năm), mật độ cây tái sinh tăng lên sau đó giảm xuống Giai đoạn này cây tái sinh có phân bố cụm, sau

đó chuyển dần sang phân bố ngẫu nhiên Quá trình này bị chi phối bởi các quy luật tái sinh tự nhiên, quá trình nhập cư và quá trình đào thải của các loài cây

Ma Thị Ngọc Mai (2007) [60] khi nghiên cứu quá trình diễn thế đi lên của thảm thực vật ở Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh (Vĩnh Phúc) và vùng phụ cận đã kết luận: Trong giai đoạn đầu của quá trình diễn thế, số lượng các cây trong các OTC và mật độ cây tái sinh giảm dần từ chân đồi lên sườn đồi tới đỉnh đồi

Võ Đại Hải (2008) [29] khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên của cây Vối thuốc đã kết luận Vối thuốc là loài cây tái sinh chồi và hạt rất mạnh, đặc biệt là sau nương rãy với mật độ rất cao từ 1.100 – 5.000 cây/ha

Nguyễn Văn Hoàn (2011) [34] khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh và phục hồi rừng tự nhiên tại khu bảo tồn Tây Yên Tử - Bắc Giang đã kết luận đặc điểm tái sinh

tự nhiên ở các thảm thực vật phục hồi theo thời gian

Ma Thị Ngọc Mai và cộng sự (2013) [61] khi nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rãy tại xã Ký Phú (Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên) đã kết luận: quá trình tái sinh tự nhiên phục hồi rừng sau nương rãy chịu tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái như địa hình, độ dốc, mức độ thoái hóa đất Các nhân tố sinh thái này đã ảnh hưởng đến số lượng, mật độ và chất lượng cây tái sinh

* Nhận xét: Trên thế giới và ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu

về tái sinh rừng, chủ yếu là các nghiên cứu về khả năng tái sinh trong điều kiện tự nhiên Tuy nhiên, những nghiên cứu về tái sinh phục hồi rừng tự nhiên ở huyện Vị Xuyên tỉnh Hà Giang hầu như chưa có công trình nào

1.3.2 Những nghiên cứu về diễn thế

Diễn thế rừng là sự thay thế thế hệ cây rừng này bằng thế hệ cây rừng khác

mà trong đó tổ thành các loài cây gỗ nhất là loài cây ưu thế sinh thái, có sự thay đổi

cơ bản Theo Odum (1956), diễn thế là quá trình phát triển theo thứ bậc của các quần thể liên quan tới những biến đổi về cấu trúc của các loài và của các quá trình tiến triển trong quần thể theo thời gian Mọi quá trình diễn thế đều có liên hệ cơ bản của dòng năng lượng nhằm duy trì một hệ thống ổn định (dẫn theo Trần Đình Lý, 1998 [58])

Các nghiên cứu về diễn thế thảm thực vật đã được tiến hành từ lâu nhưng mạnh mẽ nhất là từ những năm đầu thế kỷ XIX

* Trên thế giới

Đã có nhiều công trình nghiên cứu về diễn thế thảm thực vật được công bố Năm

1860, Henry David Thoreau đã công bố bài báo về "diễn thế cây rừng", trong đó ông đã

mô tả diễn thế sinh thái của rừng Oak - Pine (dẫn theo Ma Thị Ngọc Mai, 2007 [60])

Cotteau (1886, 1902), Ernst (1906) và nhiều nhà khoa học khác đã nghiên cứu diễn thế thảm thực vật trên đảo núi lửa Krakatau (Indonesia) sau khi thảm thực vật ở đây bị phá hủy bởi các kì phun nham thạch vào năm 1883 (dẫn theo Lê Ngọc Công, 2004 [18])

Clements (1916) khi nghiên cứu về diễn thế của những hồ và bãi lầy được bồi tụ ở Ai Len Tác giả cho rằng, diễn thế là sự phát triển của thảm thực vật qua các giai đoạn tiến lên quần xã đỉnh cực (dẫn theo Lê Ngọc Công, 2004 [18])

Richards P W (1964, 1967, 1968) [72] trong cuốn “Rừng mưa nhiệt đới”

đã mô tả quá trình diễn thế nguyên sinh, thứ sinh cả trên cạn và dưới nước của một số vùng nhiệt đới châu Á, châu Phi và châu Mỹ Theo tác giả thì quá trình diễn thế thứ sinh trên cạn lặp lại quá trình tái sinh tự nhiên trên các lỗ trống trong rừng nguyên sinh

Bazzaz F A (1968) [104] nghiên cứu quá trình diễn thế phục hồi thảm thực vật trên đất sau trồng trọt bị bỏ hoang ở vùng núi cao Shawnee, Illions (Mỹ) đã đi đến kết luận: Xói mòn đất có ảnh hưởng lâu dài đến diễn thế và được thể hiện ở mật

độ cây và tổng diện tích ngang của rừng phục hồi

Cũng vào năm 1968 Habeck J R [107] nghiên cứu sự phát triển của thảm thực vật từ rừng thứ sinh có tuổi phục hồi từ 50 tuổi đến rừng cao đỉnh 400 tuổi, đã

phân chia sự phát triển của thảm thực vật ra làm 6 phân đoạn để nghiên cứu và dùng chỉ số đa dạng loài để mô tả quá trình diễn thế

Hibbs E D (1983) [108] đã nghiên cứu và đưa ra số liệu về sự thay đổi thành phần, cấu trúc, tính đa dạng của các quần xã thực vật trong chuỗi diễn thế

phục hồi rừng Thông (Pinus strobus) bị phá huỷ do cơn bão mạnh năm 1938 ở

Harvard - New England Theo tác giả, thì đa số các loài cây xuất hiện ở tuổi 40 (tính

từ khi rừng bị bão phá huỷ) đều là những loài cây xuất hiện trước tuổi 10 Phần lớn các loài cây này đều có số lượng cá thể tăng lên ở giai đoạn đầu và giảm xuống ở giai đoạn sau, về quá trình tỉa thưa tác giả cho rằng liên quan đến tuổi thọ của các loài cây Stuart D J (1993) [113] cũng có nhận xét tương tự đối với quá trình diễn thế rừng hỗn giao cây lá rộng, lá kim ở vùng California là đa số các loài cây xuất hiện trong các quần thụ già thì đều xuất hiện ở 12 năm đầu sau khi đất bị bỏ hoang

Yucheng L , Shili M (1992) [115] khi nghiên cứu diễn thế thứ sinh phục hồi rừng lá rộng thường xanh ở vùng núi cao Jing un (Trung Quốc) đã phân chia các loài cây thành 3 nhóm: loài diễn thế tiên phong, loài tiên phong đỉnh cực, loài cực đỉnh

Karlowski U (1995) nghiên cứu diễn thế rừng thứ sinh ở vùng rừng núi cao Châu Phi và xác định được rằng ban đầu ngân hàng hạt trong đất đóng vai trò lớn cả

về số lượng cũng như phổ loài đối với quá trình diễn thế, ảnh hưởng của ngân hàng hạt trong đất giảm đi khi diễn thế đến giai đoạn cuối Chim chóc chủ yếu hỗ trợ sự phát tán của các loài thực vật rừng thứ sinh Quá trình diễn thế bị chậm lại dưới ảnh hưởng của việc chăn thả gia súc (dẫn theo Ma Thị Ngọc Mai, 2007 [60])

* Ở Việt Nam

Dương Hữu Thời (1968) [90] khi nghiên cứu diễn thế đồng cỏ trong hệ thống thực bì miền Bắc Việt Nam, tác giả đã chỉ ra quá trình diễn thế của chúng Theo tác giả, đồng cỏ miền Bắc Việt Nam là kết quả của sự tác động thường xuyên không có

kế hoạch của con người như chặt đốt rừng, chăn thả quá mức làm cho đất thoái hoá

mà hình thành Ngoài ra tác giả đã có nhiều công trình nghiên cứu trong lĩnh vực sinh thái học như các hệ sinh thái rừng ở Cúc Phương (1960); những quần hợp thực vật trên bãi cát sông Hồng (1961)

Trần Ngũ Phương (1970) [66] nghiên cứu về rừng miền Bắc Việt Nam đã đưa ra sơ đồ diễn thế suy thoái và tiến hoá của một số kiểu rừng ở miền Bắc nước

ta Theo tác giả, diễn thế là một quá trình lâu dài, gồm nhiều giai đoạn mỗi giai đoạn là một mắt xích, tập hợp các mắt xích đó thành một chuỗi diễn thế Đất càng thoái hoá thì mắt xích đó càng dài, đất ít thoái hoá thì các mắt xích đó sẽ ngắn hơn

Phan Nguyên Hồng (1991) [38] đã mô tả các hệ sinh thái rừng ngập mặn và các loại diễn thế sinh thái rừng ngập mặn ven biển nước ta Theo tác giả, mỗi giai đoạn của quá trình diễn thế đều gắn với sự thay đổi về môi trường, về địa mạo, địa chất và thổ nhưỡng Ở các quần xã thực vật nội địa, trong điều kiện môi trường khác nhau, diễn thế xảy ra theo hai hướng: tiến hoá và thoái hoá Còn đối với quần

xã thực vật ngập mặn thì nhiều khi hai quá trình này xảy ra trên cùng một vị trí và nối tiếp nhau

Lê Trần Chấn, Huỳnh Nhung (1994) [10] nghiên cứu về diễn thế thứ sinh ở vùng Lương Sơn (Hoà Bình) đã mô tả sự thay đổi của thành phần thực vật và cấu trúc (phổ dạng sống) của các quần xã rừng thứ sinh

Lê Trọng Cúc, Phạm Hồng Ban (1996) [19] đã tổng kết các xu hướng diễn thế trên nương rãy bị bỏ hoang ở vùng núi phía Bắc Việt Nam Trên diện tích này hình thành các quần xã thực vật như: rừng thứ sinh với các loài tiên phong, rừng tre, trảng cỏ cao và trảng cây bụi thấp

Trần Đình Lý, Đỗ Hữu Thư, Lê Đồng Tấn (1997) [56] khi nghiên cứu diễn thế thảm thực vật sau cháy rừng ở Fanxipan đã cho rằng quá trình diễn thế ở đây diễn ra rất chậm và có thể kéo dài tới 200 - 300 năm

Lê Đồng Tấn (2000) [75] khi nghiên cứu quá trình phục hồi tự nhiên của một

số quần xã thực vật sau nương rẫy ở Sơn La đã nhận xét: Trong quá trình diễn thế mật độ cây tăng lên ở giai đoạn 1 – 5 năm sau đó giảm xuống Quá trình diễn thế này bị tác động bởi các quy luật tái sinh tự nhiên, quá trình tỉa thưa và sự cạnh tranh của các loài cây khác

Lê Ngọc Công (2004) [18] khi nghiên cứu diễn thế phục hồi rừng bằng khoanh nuôi (trên đất sau nương rãy thoái hoá nặng và trung bình) ở tỉnh Thái

Nguyên đã nhận xét: số lượng loài cây gỗ thay đổi rõ rệt, thấp nhất ở tuổi 1 (9 -10 loài), sau đó tăng cao nhất ở tuổi 3 (19 – 21 loài), giảm ở tuổi 5 (17 – 19 loài) và tuổi 15 (13 – 16 loài) và tiến tới ổn định

Lê Đồng Tấn, Đỗ Hoàng Chung (2005) [77] khi nghiên cứu diễn thế phục hồi rừng trên các ô định vị từ thảm cỏ đến rừng thứ sinh đã có nhận xét: Thảm thực vật từ thảm cỏ đến thảm cây bụi có cây gỗ là 6 năm, từ thảm cây bụi có cây gỗ đến rừng non với độ tàn che 0,3 là 5 năm và từ rừng non đến rừng thứ sinh với độ tàn che 0,6 là 5 năm

Ma Thị Ngọc Mai (2007) [60] khi nghiên cứu quá trình diễn thế di lên của thảm thực vật ở Trạm Đa dạng sinh học Mê Linh (Vĩnh Phúc) và vùng phụ cận đã kết luận: quá trình diễn thế tự nhiên ở khu vục nghiên cứu diễn ra chậm, nguyên nhân chủ yếu do đất rừng đã bị thoái hóa và thiếu nguồn gieo giống Đây chính là hậu quả của các hoạt động khai thác gỗ củi quá mức diễn ra trước đây

Đinh Thị Phượng (2010) [69] khi nghiên cứu tính đa dạng phổ dạng sống của thực vật trong các kiểu thảm thực vật rừng ở một số khu vực tỉnh Thái Nguyên đã nhận xét: Trong quá trình diễn thế phục hồi của thảm thực vật thì các nhóm dạng sống có sự thay đổi rõ rệt Tỷ lệ các nhóm cây có chồi trên giảm dần từ rừng thứ sinh xuống thảm cây bụi và thảm cỏ Các nhóm cây có chồi nửa ẩn và cây một năm giảm dần từ thảm cỏ, thảm cây bụi đến rừng thứ sinh

Nguyễn Đăng Hội và cộng sự (2013) [37] khi nghiên cứu hiện trạng và diễn thế thực vật trong các hệ sinh thái thứ sinh huyện Gio Linh, tỉnh Quảng Trị hình thành sau tác động của chất diệt cỏ trong chiến tranh đã kết luận: Theo xu hướng diễn thế, khả năng phục hồi các quần xã thực vật rừng là hoàn toàn có thể diễn ra tại những đới chuyển tiếp giữa rừng và trảng cỏ, cây bụi, song tốc độ rất chậm chạp Nguyên nhân là do trong các hệ sinh thái bị phá hủy đang tồn tại những yếu tố giới hạn mà thảm thực vật rừng không có khả năng phát sinh và tồn tại, trong đó có chế độ nhiệt - ẩm của không khí và đất, độ chiếu sáng và sự biến đổi các yếu tố theo mùa

* Nhận xét: trên Thế giới và ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu

về diễn thế thảm thực vật Những nghiên cứu này đã hình thành lý thuyết về diễn thế và xác định các giai đoạn cở bản của diễn thế ở các vùng khác nhau trên trái đất

Tuy nhiên, ở huyện Vị Xuyên tỉnh Hà Giang đến nay chưa có công trình nào nghiên cứu về diễn thế phục hồi thảm thực vật Vì vậy, đây là vấn đề mà luận án sẽ đề cập đến ở chương 4

1.3.3 Những nghiên cứu về phục hồi rừng

Phục hồi rừng được hiểu là quá trình tái tạo lại rừng trên những diện tích đã

bị mất rừng Để tái tạo lại rừng người ta có thể sử dụng các giải pháp khác nhau tuỳ theo mức độ tác động của con người mà chia thành các hình thức: phục hồi nhân tạo (trồng rừng), phục hồi tự nhiên và phục hồi tự nhiên có tác động của con người (xúc tiến tái sinh)

Hiện nay, do diện tích rừng ngày càng giảm nên phục hồi rừng là một trong những nội dung nghiên cứu quan trọng nhất của ngành lâm nghiệp Việt Nam cũng như của các nước nhiệt đới Có rất nhiều công trình nghiên cứu về khả năng phục hồi rừng

Hội nghị lâm nghiệp thế giới lần thứ 7 (10/1972) tại Buenos - Aires đã khẳng định cần phải đẩy mạnh việc trồng rừng Nhưng hội nghị cũng lưu ý là trồng rừng chỉ cho hiệu quả khi phối hợp chặt chẽ các biện pháp kỹ thuật tạo điều kiện cho cây rừng sinh trưởng (Vorobiev, 1981 [103])

Bên cạnh những nghiên cứu về phục hồi bằng trồng rừng thì phương thức phục hồi rừng bằng tái sinh tự nhiên được các nhà nghiên cứu quan tâm và được sử dụng rộng rãi ở Tây Ban Nha, Liên Xô (cũ) và một số nước châu Âu khác (Vorobiev, 1981 [103])

Richards (1964) P W [72] trong cuốn "Rừng mưa nhiệt đới" đã nhận định rằng tất cả các quần xã thực vật sinh ra từ rừng mưa nhiệt đới qua quá trình diễn thế thứ sinh như rừng thứ sinh, trảng cây bụi, trảng cỏ, nếu được bảo vệ không chặt phá, đốt lửa thì sau một thời gian qua các giai đoạn trung gian chúng đều có thể phục hồi trở lại thành rừng cao đỉnh Đây cũng là quan điểm chung của các nhà khoa học khác như Lamprech H (1989) [111], Baur G (1976) [3], Godt M C và Hadley M (1991) [106], Bratawinata A (1994) [105]

Như vậy ngành lâm nghiệp thế giới đã có rất nhiều các phương pháp để xúc tiến tái sinh rừng và trồng rừng Những hiệu quả của việc sử dụng phương pháp này

là rất khả quan và đã được Baur G (1976) [3] làm sáng tỏ trong cuốn "Cơ sở sinh thái học của kinh doanh rừng mưa"

Phùng Ngọc Lan (1991) [45] đã nêu rõ nhược điểm của rừng trồng thuần loài (Mỡ, Bồ đề, Thông, Bạch đàn ) thường hay xuất hiện dịch bệnh, nạn cháy rừng, tác dụng cải tạo đất của rừng Thông và rừng Bạch đàn diễn ra rất chậm Theo tác giả cần phải phát triển các mô hình rừng trồng hỗn loài và mô hình nông lâm kết hợp

Lâm Phúc Cố (1994) [17] nghiên cứu phục hồi lại rừng đầu nguồn sông Đà tại Mù Căng Chải cho rằng: ở những nơi đất khó có tái sinh tự nhiên thì trồng rừng

là một biện pháp kỹ thuật lâm sinh cần thiết Theo tác giả nên chọn phương thức trồng rừng hỗn giao nhiều loài với các loài cây thích nghi với điều kiện đồi núi trọc

Những nơi còn tính chất của đất rừng thì theo Trần Đình Lý, Đỗ Hữu Thư (1995) [53] nên khoanh nuôi phục hồi Tác giả đã xác định thời gian khoanh nuôi là

5 - 8 năm (đối với rừng sản xuất) Kết thúc thời kỳ khoanh nuôi phải có ít nhất 5.000 cây mục đích/ha, có chiều cao trung bình 3m, độ tàn che là 0,3

Nguyễn Tiến Bân (1997) [4] cho rằng cần phải phục hồi hệ sinh thái rừng nhiệt đới bằng các loài cây bản địa để duy trì bảo vệ nguồn gen và tạo ra hệ sinh thái rừng hỗn loài bền vững

Các tác giả Nguyễn Ngọc Lung, Lâm Phúc Cố (1994) [50]; Trần Đình Lý,

Đỗ Hữu Thư (1995) [53]; Trần Xuân Thiệp (1995) [81]; Lê Đồng Tấn, Trần Đình

Lý (1996) [74]; Đinh Hữu Khánh (1999) [40], khi nghiên cứu về tình hình tái sinh của thảm thực vật sau nương rẫy và sau khai thác đã khẳng định tiềm năng tái sinh

tự nhiên trên đất rừng nhiệt đới và khả năng phục hồi tự nhiên thảm thực vật là rất

rõ ràng và có triển vọng

Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng phục hồi tự nhiên tuy có năng suất thấp hơn rừng trồng, nhưng khả năng bảo vệ môi trường lại có tác dụng tốt hơn, vì rừng tự nhiên

là những quần thể hỗn loài, nhiều tầng nên có tính bền vững cao hơn (Phùng Ngọc Lan,

1991 [45]; Nguyễn Ngọc Lung, Võ Đại Hải, 1994 [51]; Trần Đình Lý, 1995 [54])

Nguyễn Ngọc Lung (1991) [48] cho rằng, quy luật diễn thế thứ sinh từ thảm cây tái sinh tới rừng cao đỉnh thường diễn ra rất chậm so với các chu kỳ kinh doanh rừng Vì vậy, bằng các giải pháp lâm sinh tác động tích cực để rút ngắn giai đoạn thành rừng ổn định, bền vững và đáp ứng mục tiêu phục hồi rừng tự nhiên hỗn loài thường xanh nhiệt đới Việt Nam

Theo Nguyễn Ngọc Lung (1994) [49] để cung cấp nguyên liệu cho sản xuất công nghiệp giấy, gỗ trụ mỏ , thì để ra một tỷ lệ diện tích đất đai để trồng rừng thuần loại và đều tuổi là hợp lý và có hiệu quả kinh tế cao, nhưng cần có biện pháp thâm canh, luân canh để bảo vệ đất và sự bền vững của hệ sinh thái rừng trồng

Trần Đình Lý, Đỗ Hữu Thư (1995) [53] đã xác định đối tượng khoanh nuôi phục hồi rừng là những nơi đất đã bị mất rừng do khai thác cạn kiệt, nương rẫy đã

bị bỏ hoá nhưng còn tính chất của đất rừng, trảng cây bụi xen cây gỗ

Lê Đồng Tấn (2000) [75] khi nghiên cứu quá trình phục hồi tự nhiên một số quần xã thực vật sau nương rãy tại Sơn La đã kết luận rằng mật độ cây tăng lên (ở giai đoạn 1 – 5 năm) sau đó giảm dần Quá trình đó bị chi phối bởi các quy luật tái sinh tự nhiên, quá trình tỉa thưa và sự cạnh tranh của các loài cây

Nguyễn Thế Hưng (2003) [32] khi nghiên cứu thảm thực vật cây bụi và xu hướng phục hồi rừng trên những thảm đó tại Quảng Ninh có nhận xét: Rừng non phục hồi từ thảm cây bụi có thành phần loài và cấu trúc đơn giản với độ che phủ còn thấp (70%), nhưng khả năng tái sinh tương đối tốt Đối với thảm cây bụi, nếu quá 6 năm, mà độ che phủ dưới (50%), mật độ cây gỗ dưới 500 cây/ha chỉ nên phục hồi nhân tạo (trồng rừng) mà không nên đưa vào đối tượng khoanh nuôi phục hồi rừng

Lê Ngọc Công (2004) [18] khi nghiên cứu về quá trình phục hồi rừng bằng khoanh nuôi trên một số thảm thực vật ở Thái Nguyên đã kết luận: Ở giai đoạn đầu của rừng phục hồi bằng khoanh nuôi (sau nương rãy), rừng có khả năng tăng trưởng

ở mức trung bình: 0,52 – 0,80m/năm về chiều cao, 0,57 – 0,78cm/năm về đường kính và dưới 2,5m3/ha/năm về thể tích

Đặng Hữu Nghị (2007) [63] trong kết quả nghiên cứu phục hồi rừng sau nương rãy ở Vườn Quốc gia Bến En có nhận xét: số lượng cây gỗ gia tăng theo thời gian, tương ứng với số loài cây gỗ cũng tăng theo thời gian tái sinh năm sau cao hơn năm trước Theo tác giả thảm thực vật ở đây chỉ cần khoanh nuôi

Nguyên Văn Hoàn (2011) [34] khi nghiên cứu quá trình phục hồi của một số kiểu thảm thực vật cây gỗ tại khu bảo tồn Tây Yên Tử - Bắc Giang đã có nhận xét theo thời gian phục hồi rừng thì số loài, mật độ cây bụi, thảm tươi giảm dần, cùng với độ tàn che của cây gỗ ngày một kín hơn

Như vậy, phục hồi rừng là quá trình bao gồm nhiều biện pháp kỹ thuật lâm sinh áp dụng liên hoàn nhằm mục đích thiết lập lại hệ sinh thái rừng Tuy nhiên theo nhiều nhà nghiên cứu thì phải tuỳ vào điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội ở mỗi vùng, mỗi địa phương mà lựa chọn các giải pháp thích hợp để mang lại hiệu quả cao nhất [3], [50], [54]

- Các giải pháp phục hồi rừng

Tuỳ theo mức độ tác động của con người vào quá trình phục hồi rừng mà người ta chia thành các giải pháp khác nhau: phục hồi nhân tạo bằng cách trồng rừng, phục hồi rừng bằng khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên và phục hồi rừng tự nhiên

* Phục hồi bằng trồng rừng

Phục hồi bằng trồng rừng là phương pháp phục hồi nhân tạo do tác động trực tiếp của con người Trồng rừng sẽ nâng cao độ che phủ, bù đắp diện tích rừng đã mất, song rừng trồng không thể so sánh với rừng tự nhiên về chủng loại gỗ, về sinh khối và về tác dụng phòng hộ [16]

Xác định mật độ trồng rừng, phương thức, phương pháp trồng hợp lý là dựa trên cơ sở mối quan hệ của sinh vật với môi trường, sinh vật với sinh vật Trong kinh doanh rừng, việc điều tiết mật độ, xác định phương thức hỗn giao sẽ đảm bảo không gian dinh dưỡng cho cây rừng, ổn định dòng năng lượng, chu trình các chất dinh dưỡng trong hệ sinh thái rừng, do đó góp phần ổn định hệ sinh thái rừng

*Phục hồi rừng bằng khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên

Dựa trên quan điểm "rừng là một hệ sinh thái", vì vậy phục hồi rừng chính là phục hồi các thành phần của hệ sinh thái đó Hệ thống tác động vào rừng nhằm thỏa mãn các mục tiêu của con người trên cơ sở tôn trọng quy luật sống tự nhiên của hệ sinh thái rừng

Việc bảo vệ, xúc tiến tái sinh để phục hồi rừng theo các quy luật tái sinh tự nhiên và diễn thế của thảm thực vật chính là nội dung kỹ thuật cơ bản của giải pháp khoanh nuôi phục hồi rừng, một giải pháp lâm sinh gắn với tự nhiên Đây là một giải pháp quan trọng để thực hiện phục hồi rừng bằng khoanh nuôi xúc tiến tái sinh Các giải pháp kỹ thuật lâm sinh gắn với tự nhiên chính là lựa chọn các loài cây bản địa có giá trị trong kỹ thuật xúc tiến tái sinh, phục hồi rừng vì những loài cây này có tính thích ứng cao đối với điều kiện hoàn cảnh nơi mọc

Mục đích của khoanh nuôi phục hồi rừng là trong một khoảng thời gian nhất định phải tạo ra được một quần thể rừng vừa có tác dụng bảo vệ môi trường vừa có hiệu quả kinh tế Do vậy, đa số các nhà nghiên cứu cho rằng phục hồi rừng tự nhiên phải áp dụng các giải pháp kỹ thuật lâm sinh, nhằm tái sinh các loài cây có giá trị kinh tế để nâng cao chất lượng rừng được phục hồi

Trong tái sinh rừng, có hai giải pháp kỹ thuật lâm sinh được nghiên cứu và ứng dụng ở nhiều nơi, đó là việc khai thác rừng đảm bảo tái sinh và nghiên cứu xây dựng

mô hình làm giàu rừng bằng lựa chọn các loài cây bản địa có giá trị và áp dụng kỹ thuật xúc tiến tái sinh phục hồi rừng Bởi vì, những loài cây này có tính thích ứng cao với điều kiện hoàn cảnh nơi mọc [27], [62], [64], [65], [76], [86], [97], [98]

Các kết quả nghiên cứu về thảm thực vật tái sinh trên đất nương rẫy và trên đất rừng nhiệt đới sau khai thác là rất lớn Khả năng phục hồi thảm thực vật tự nhiên là hiện thực, rừng phục hồi tự nhiên có trữ lượng thấp nhưng tính đa dạng cao, nhiều tầng do vậy tính bền vững cao có tác dụng bảo vệ môi trường tốt Để nâng cao chất lượng rừng phục hồi tự nhiên, đa số các nhà nghiên cứu cho rằng, song song với việc tái sinh tự nhiên của thảm thực vật, cần phải áp dụng các giải pháp kỹ thuật lâm sinh, nhằm tái sinh các loài cây có giá trị kinh tế, để nâng cao năng suất và chất lượng rừng được phục hồi [48], [55], [56], [75], [76], [81], [95]

Các nghiên cứu về tái sinh phục hồi rừng tập trung chủ yếu vào tìm hiểu quy luật của quá trình diễn thế, những kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học chắc chắn cho việc xác định các giải pháp kỹ thuật lâm sinh trong việc xúc tiến tái sinh phục hồi rừng

* Nhận xét: trên Thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về những biện

pháp phục hồi rừng Các nghiên cứu tập trung chủ yếu vào các giải pháp kỹ thuật lâm sinh như làm giàu rừng, khoanh nuôi tái sinh, còn một số khác lại chú trọng về ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến khả năng tái sinh của một số loài cây hoặc nhóm loài cây ưu thế tái sinh tự nhiên trong rừng Ở nước ta, những năm gần đây

do rừng bị giảm cả về diện tích và chất lượng, nên số lượng những công trình nghiên cứu về quá trình phục hồi rừng tự nhiên hoặc quá trình xúc tiến tái sinh và