Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của cây gỗ trong một số quần xã thực vật phục hồi sau nương rẫy tại xã Nà Hẩu, Huyện Văn Yên Tỉnh Yên Bái

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐINH KHÁNH THUẬN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA CÂY GỖ TRONG MỘT SỐ QUẦN XÃ THỰC VẬT PHỤC HỒI SAU NƯƠNG RẪY TẠI XÃ NÀ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐINH KHÁNH THUẬN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH

TỰ NHIÊN CỦA CÂY GỖ TRONG MỘT SỐ QUẦN XÃ THỰC VẬT PHỤC HỒI SAU NƯƠNG RẪY TẠI XÃ NÀ HẨU

HUYỆN VĂN YÊN - TỈNH YÊN BÁI

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

ĐINH KHÁNH THUẬN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH

TỰ NHIÊN CỦA CÂY GỖ TRONG MỘT SỐ QUẦN XÃ THỰC VẬT PHỤC HỒI SAU NƯƠNG RẪY TẠI XÃ NÀ HẨU

- HUYỆN VĂN YÊN - TỈNH YÊN BÁI

Chuyên ngành: Sinh thái học

Mã số: 60.42.01.20

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS Ma Thị Ngọc Mai

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu

và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực Nếu sai tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2014

Đinh Khánh Thuận

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới cô giáo TS Ma Thị Ngọc Mai đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm Khoa Sinh - KTNN và các thầy cô giáo trong khoa đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Sở Nông Nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh Yên Bái, Ban Quản ly khu bảo tồn thiên nhiên Nà Hẩu, đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi tiến hành điều tra, nghiên cứu để hoàn thành luận văn này

Tôi xin cảm ơn Trung tâm GDTX Huyện Bắc Mê - Tỉnh Hà Giang đã động viên, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được đi học và hoàn thành quá trình học tập

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2014

Đinh Khánh Thuận

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các kí hiệu và chữ viết tắt iv

Danh mục các bảng v

Danh mục các hình vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Một số khái niệm có liên quan 4

1.1.1 Khái niệm về thảm thực vật 4

1.1.2 Khái niệm về rừng 4

1.1.3 Tái sinh rừng 4

1.1.4 Phục hồi rừng 5

1.2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 5

1.2.1 Những nghiên cứu trên thế giới 5

1.2.1.1 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng 6

1.2.2 Những nghiên cứu ở Việt Nam 11

1.2.2.1 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng 11

1.2.2.2 Những nghiên cứu về tái sinh rừng 15

1.2.2.3 Những nghiên cứu về thảm thực vật rừng ở Yên Bái 19

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Nội dung nghiên cứu 21

2.2 Phương pháp nghiên cứu 21

2.2.1 Phương pháp luận 21

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 21

2.2.2.1 Thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế- xã hội 21

2.2.2.2 Phương pháp phân chia giai đoạn phục hồi 22

2.2.2.3 Điều tra sơ bộ theo tuyến 22

2.2.2.4 Điều tra chi tiết theo ô tiêu chuẩn 23

2.2.2.5 Phương pháp phân tích mẫu vật 26

Chương 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC

NGHIÊN CỨU 29

3.1 Điều kiện tự nhiên 29

3.1.1 Vị trí địa lý 29

3.1.2 Địa hình 29

3.1.4 Địa chất và thổ nhưỡng 32

3.2 Đặc điểm kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 33

3.2.1 Dân tộc, dân số, lao động và phân bố dân cư 33

3.2.2 Tập quán sinh hoạt, sản xuất 34

3.3 Các loại đất đai ở KVNC 34

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 36

4.2 Các nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến quá trình tái sinh phục hồi rừng 40

4.2.1 Ảnh hưởng của vị trí địa hình 40

4.2.2 Ảnh hưởng của sự thoái hóa đất 44

4.2.3 Ảnh hưởng của tuổi phục hồi rừng 46

4.3 Phân bố tái sinh theo cấp chiều cao và cấp đường kính 47

4.3.1 Phân bố cây theo cấp chiều cao 47

4.3.2 Phân bố cây theo cấp đường kính 49

4.3.3 Phân bố tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang 52

4.4 Nguồn gốc và chất lượng cây tái sinh 54

4.5 Đa dạng về dạng sống 56

4.6 Đề xuất và giải pháp 57

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC 65

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

1 Hvn : Chiều cao vút ngọn

2 D1,3 : Đường kính ngang ngực

3 KVNC : Khu vực nghiên cứu

4 ODB : Ô dạng bản

5 OTC : Ô tiêu chuẩn

6 UNESCO : Tổ chức giáo dục, khoa học và văn hóa của liên hợp quốc

7 OTC : Ô tiêu chuẩn

8 N : Mật độ cây/ha

9 TTV : Thảm thực vật

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Kí hiệu độ nhiều của thực bì theo đúng tiêu chuẩn Drude 26

Bảng 3.1 Số liệu về các chỉ tiêu khí hậu cơ bản 3 năm gần đây (2011-2013) 31

Bảng 3.2 Các loại đất ở KVNC 35

Bảng 4.1 Ảnh hưởng của vị trí địa hình đến tái sinh của cây gỗ 40

Bảng 4.2 Ảnh hưởng của địa hình đến tổ thành cây gỗ tái sinh (tỷ lệ %) 41

Bảng 4.3 Ảnh hưởng của độ dốc đến tái sinh cây gỗ 42

Bảng 4.4 Ảnh hưởng của độ dốc đến tổ thành loài (%) 43

Bảng 4.5 Ảnh hưởng của thoái hóa đất đến cây gỗ tái sinh trong một số quần xã thực vật tại KVNC 45

Bảng 4.6 Ảnh hưởng của tuổi phục hồi rừng đến tái sinh của thảm thực vật 46

Bảng 4.7 Mật độ cây gỗ tái sinh theo cấp chiều cao 47

Bảng 4.8 Phân bố cây gỗ tái sinh theo cấp đường kính ngang ngực 50

Bảng 4.9 Phân bố cây gỗ tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang 53

Bảng 4.10 Đánh giá chất lượng cây tái sinh ở các giai đoạn phục hồi rừng 54

Bảng 4.11 Thành phần dạng sống ở KVNC 56

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí các ô dạng bản trong OTC 23

Hình 4.1 Ảnh hưởng của tuổi phục hồi rừng đến tái sinh của TTV 46

Hình 4.2 Mật độ cây gỗ tái sinh theo cấp chiều cao 48

Hình 4.3 Phân bố cây gỗ tái sinh theo cấp đường kính 51

Hình 4.4 Nguồn gốc cây tái sinh 55

Hình 4.5 Chất lượng cây tái sinh ở các giai đoạn phục hồi rừng 55

Hình 4.6 Phân bố thành phần dạng sống tại KVNC 57

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Rừng là một hệ sinh thái mà quần xã cây rừng giữ vai trò chủ đạo trong mối quan hệ tương tác giữa sinh vật với môi trường Đây là một nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, nó giữ một vai trò rất quan trọng trong quá trình phát triển và sinh tồn của loài người Rừng điều hòa khí hậu (tạo ra oxy, điều hòa nước, ngăn chặn gió bão, chống xói mòn đất.v.v ) bảo tồn đa dạng sinh học, bảo vệ môi trường sống, giữ vai trò đặc biệt quan trọng đối với việc phát triển kinh tế như: cung cấp nguồn gỗ, tre, nứa.Theo thống kê của Liên Hợp Quốc, hàng năm trên thế giới có khoảng 11 triệu ha rừng bị phá huỷ, riêng khu vực Châu Á Thái Bình Dương hàng năm có 1,8 triệu ha rừng bị phá huỷ, tương đương mỗi ngày mất đi 5000 ha rừng nhiệt đới Ở Việt Nam năm 1943 nước ta

có khoảng 14,3 triệu ha rừng với độ che phủ đạt 43 % đến năm 1975 là 11,169 triệu ha rừng với độ che phủ là 33,8 %, năm 1985 còn 9,892 triệu ha rừng, năm

1995 chỉ còn 9,302 triệu ha rừng với độ che phủ 28,2 % Nguyên nhân chủ yếu làm giảm độ che phủ của thảm thực vật rừng ở Việt Nam là do chiến tranh, đốt rừng làm nương rẫy theo Nguyễn Đức Khiển, 2005)[14]

Yên Bái là tỉnh miền núi phía Bắc có tổng diện tích đất tự nhiên là 689.949,1 ha Yên Bái nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, giữa hai vùng sinh thái Đông Bắc và Tây Bắc Việt Nam Tính đến tháng 8 năm 2010, diện tích đất có rừng toàn tỉnh Yên Bái đạt 406.230,9 ha, trong đó: rừng tự nhiên 231.563,7 ha, rừng trồng 174.667,1 ha; đạt độ che phủ trên 58,4% Trong

đó đất rừng quế tập trung có khoảng 20.000 ha Tổng trữ lượng của các loại rừng của Yên Bái có 14.080,719 m3 gỗ Trữ lượng rừng của Yên Bái tập trung chủ yếu ở các huyện: Văn Yên, Văn Chấn, Mù Cang Chải, Trạm Tấu, Trấn Yên, Yên Bình và Lục Yên Nhưng hiện nay số lượng và chất lượng rừng tự nhiên đang bị suy giảm do tập quán đốt rừng làm nương rẫy của đồng bào dân

tộc, sự khai thác gỗ bừa bãi của lâm tặc và sự quản lý chưa đồng bộ của chính quyền

Xã Nà Hẩu cách trung tâm huyện Văn Yên 30 km Hiện chưa có công trình nào nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng mà đặc biệt là cấu trúc và tái sinh tự nhiên của cây gỗ sau nương rẫy tại đây Mà việc tìm hiểu đặc điểm tái sinh tự nhiên của cây gỗ sau nương rẫy là cơ sở cung cấp những kiến thức thực tiễn cũng như cơ sở khoa học cho việc bảo vệ và phục hồi lại rừng tại KVNC

Xuất phát từ những vấn đề trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của cây gỗ trong một số quần xã thực vật phục hồi sau nương rẫy tại xã Nà Hẩu - Huyện Văn Yên - Tỉnh Yên Bái ”

2 Mục tiêu nghiên cứu

2.1 Về lý luận

Bổ xung thêm những hiểu biết về đặc điểm cấu trúc và khả năng tái sinh

tự nhiên của cây gỗ trong một số quần xã thực vật tái sinh sau nương rẫy, làm

cơ sở khoa học cho việc tác động các biện pháp lâm sinh trong việc phục hồi rừng ở KVNC

2.2 Về thực tiễn

Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên của cây gỗ trong một số quần xã rừng phục hồi sau nương rẫy, trên cơ sở đó đề xuất một số biện pháp lâm sinh xúc tiến quá trình tái sinh phục hồi rừng tự nhiên tại KVNC

3 Giới hạn nghiên cứu

3.1 Giới hạn về khu vực nghiên cứu

Nghiên cứu quá trình tái sinh của cây gỗ trong một số quần xã thực vật phục hồi tự nhiên sau nương rẫy tại xã Nà Hẩu - Huyện Văn Yên - Tỉnh Yên Bái

3.2 Giới hạn về đối tượng nghiên cứu

Là rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy tại xã Nà Hẩu, huyện Văn Yên, tỉnh Yên Bái được chia ở 5 giai đoạn

+ Giai đoạn 1: thảm thực vật tái sinh sau nương rẫy từ 1 - 3 năm

+ Giai đoạn 2: thảm thực vật tái sinh sau nương rẫy từ 4 - 6 năm

+ Giai đoạn 3: thảm thực vật tái sinh sau nương rẫy từ 7 - 9 năm

+ Giai đoạn 4: thảm thực vật tái sinh sau nương rẫy từ 10 - 12 năm

+ Giai đoạn 4: thảm thực vật tái sinh sau nương rẫy từ 13 - 15 năm

3.3 Giới hạn về nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu về một số đặc điểm cấu trúc tổ thành (tần số xuất hiện, độ phong phú, độ ưu thế của các loài cây gỗ) để đánh giá vai trò sinh thái của từng loài cây gỗ trong quần xã cây gỗ rừng; quy luật phân bố số loài, số cây theo cấp đường kính và cấp chiều cao; xác định tính đa dạng của quần hợp cây gỗ

Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Một số khái niệm có liên quan

1.1.1 Khái niệm về thảm thực vật

Thảm thực vật là toàn bộ lớp phủ thực vật ở một vùng cụ thể hay trên toàn bộ bề mặt trái đất Như vậy thảm thực vật là một khái niệm chung chưa chỉ rõ đặc trưng hay phạm vi không gian của đối tượng cụ thể nào Nó chỉ có nghĩa và giá trị cụ thể khi có các định ngữ kèm theo như: Thảm thực vật rừng, thảm thực vật đồng cỏ, thảm thực vật cây bụi, thảm thực vật tỉnh Thanh Hóa, thảm thực vật tỉnh Vĩnh Phúc

1.1.2 Khái niệm về rừng

Theo VN Sukhatrep: “Rừng là một quần lạc sinh địa Quần lạc sinh địa

là tổ hợp các yếu tố thiên nhiên đồng nhất trên vùng đất xác định (khí hậu, đá

mẹ, đất, các điều kiện thủy văn, thực vật, động vật, vi sinh vật) Các yếu tố tự nhiên có vai trò thiết lập ra các mối quan hệ cùng với các nhóm sinh vật chúng hình thành nên kiểu trao đổi chất và năng lượng đặc trưng giữa chúng với nhau

và với các yếu tố tự nhiên, nó là một thể thống nhất đang biến động và phát triển” (dẫn theo Hoàng Chung, 2005) [4]

1.1.3 Tái sinh rừng

Tái sinh (Regeneration) là một thuật ngữ dùng để chỉ khả năng tự tái tạo, hay tự hồi sinh từ mức độ tế bào đến mức độ mô, cơ quan, cá thể và thậm chí

cả một quần lạc sinh vật trong tự nhiên

Căn cứ vào nguồn giống, người ta phân chia 3 mức độ tái sinh như sau:

- Tái sinh nhân tạo: nguồn giống do con người tạo ra bằng cách gieo giống trực tiếp

- Tái sinh bán nhân tạo nguồn giống được con người tạo ra bằng cách trồng bổ sung các cây giống, sau đó chính cây giống sẽ là tạo ra nguồn hạt cho quá trình tái sinh

- Tái sinh tự nhiên: nguồn hạt (nguồn giống) hoàn toàn tự nhiên

Tái sinh rừng là một khái niệm chỉ khả năng và quá trình thiết lập lớp cây con dưới tán rừng Đặc điểm cơ bản của quá trình này là lớp cây con đều có nguồn gốc từ hạt và chồi có sẵn, kể cả trong trường hợp tái sinh nhân tạo thì cây con cũng phải mọc từ nguồn hạt do con người gieo trước đó Nó được phân biệt với các khái niệm khác (như trồng rừng) là sự thiết lập lớp cây con bằng việc trồng cây giống đã được chuẩn bị trong vườn ươm.Vì đặc trưng đó nên tái sinh là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của các hệ sinh thái rừng

Ở Việt Nam tái sinh rừng được hiểu theo nghĩa rộng là sự tái sinh của cả

hệ sinh thái rừng Tái sinh rừng được hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng chủ yếu là tầng cây gỗ

1.1.4 Phục hồi rừng

Theo Trần Đình Lý (2008)[20]: Phục hồi rừng được hiểu là quá trình tái tạo lại rừng trên những diện tích đã bị mất rừng 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

1.2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

1.2.1 Những nghiên cứu trên thế giới

Trên thế giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc

và tái sinh của rừng nhằm đưa ra cơ sở khoa học cho việc khoanh nuôi bảo vệ rừng cũng như việc khai thác rừng có hiệu quả

1.2.1.1 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau có thể cùng sinh sống trong một khoảng không gian nhất định trong một giai đoạn phát triển của rừng Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái

và cấu trúc tuổi

* Cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng

Quy luật về cấu trúc rừng là cơ sở quan trọng để nghiên cứu sinh thái học, sinh thái rừng và đặc biệt là để xây dựng những mô hình lâm sinh cho hiệu quả sản xuất cao Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia ra làm 3 dạng cấu trúc là: cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian Cấu trúc của thảm thực vật là kết quả của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng, thực tế cấu trúc rừng nó có tính quy luật và theo trật tự của quần xã

Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt đới đã được P

W Richards (1952)[42], Baur,G N (1964)[40], P Odum (1971) [41].v.v tiến hành Những nghiên cứu này đã nêu lên quan điểm, các khái niệm và mô tả định tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng

Trong công trình của Baur ,G N (1964) [40] đã nghiên cứu các vấn đề

về cơ sở sinh thái nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng nói riêng, trong đó đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên Từ đó tác giả đưa ra các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh cải thiện rừng

Còn công trình của P Odum (1971) [41 ] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley (1935)

Khái niệm sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học

* Hình thái cấu trúc rừng

Hiện tượng thành tầng là sự sắp xếp không gian phân bố của các thành phần sinh vật rừng trên cả mặt bằng và theo chiều thẳng đứng Phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do P.W Richards (1952) [42] đề xướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guam đến nay vẫn là phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng thứ của rừng Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là chỉ minh họa được cách sắp xếp theo chiều thẳng đứng của các loài cây gỗ trong diện tích có hạn

Richards P W (1959, 1968, 1970) [43] đã phân biệt tổ thành rừng mưa nhiệt đới làm hai loại: Rừng mưa hỗn hợp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản Cũng theo tác giả thì rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có

3 tầng, trừ tầng cây bụi và tầng cây cỏ) Trong rừng mưa nhiệt đới, ngoài cây

gỗ lớn, cây bụi và các loài thân thảo còn có nhiều loại dây leo cùng nhiều loài thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây

Raunkiaer (1934)[45] đã phân chia các loài cây hình thành thảm thực vật thành các dạng sống và các phổ sinh học (phổ sinh học là tỉ lệ phần trăm các loài cây trong quần xã có các dạng sống khác nhau) Tuy nhiên, nhiều nhà sinh thái học cho rằng phân loại hình thái, các phổ dạng sống của Raunkiaer kém ý nghĩa hơn các dạng sinh trưởng của Humboldt và Grinsebach Trong các loại rừng dựa theo cấu trúc và dạng sống của thảm thực vật, phương pháp dựa vào hình thái bên ngoài của thảm thực vật được sử dụng nhiều nhất

Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thường đưa ra những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới nên chưa phản ánh được sự phân tầng của rừng tự nhiên

nhiệt đới Hiện nay, nhiều hệ thống phân loại thảm thực vật rừng đã dựa vào các đặc trưng như cấu trúc và dạng sống, độ ưu thế, kết cấu hệ thực vật hoặc năng suất thảm thực vật

* Định lượng về cấu trúc rừng

Nghiên cứu định lượng với sự hỗ trợ của toán học và tin học giúp cho kết quả nghiên cứu cấu trúc rừng mang tính chính xác cao hơn và thực tế hơn Trong đó việc mô hình hóa cấu trúc rừng (cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian), xác lập mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng được các nhà khoa học tập trung nghiên cứu nhiều nhất

Rollet B đã mô tả mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính bằng các hàm hồi quy, phân bố đường kính bằng các dạng phân bố xác suất Nhiều tác giả còn dùng hàm Weibull để mô hình hóa cấu trúc đường kính loài theo mô hình của Schumarcher và coil (Belly, 1973) Ngoài ra các hàm Meyer, Hyperbol.v.v cũng được nhiều tác giả sử dụng để mô hình hóa cấu trúc rừng

Phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo hay ngoại mạo sinh thái dựa trên cơ sở là đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật Trong nhiều hệ thống phân loại rừng theo xu hướng này khi nghiên cứu ngoại mạo của quần xã thực vật đã không tách rời khỏi hoàn cảnh của nó và hình thành một hướng phân loại theo ngoại mạo sinh thái

Khác với hướng phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo mô tả rừng trong trạng thái tĩnh Ở trạng thái động Melkhov đã nhấn mạnh sự biến đổi của

tổ thành loài cây trong lâm phần qua các giai đoạn khác nhau trong quá trình phát triển của rừng

* Tóm lại: Các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng rất đa dạng và phong phú Có nhiều công trình nghiên cứu đem lại hiệu quả cao trong

việc kinh doanh rừng Tuy nhiên các nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy còn ít

1.2.1.2 Những nghiên cứu về tái sinh rừng

Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiện của một thế hệ cây con của những loài cây

gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng như: Dưới tán rừng, lỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy Vai trò lịch sử của lớp cây tái sinh là thay thế thế hệ cây già cỗi Vì vậy, tái sinh rừng được hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng chủ yếu là tầng cây gỗ

Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây con và tầng cây gỗ đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (P.W.Richards (1952) [42]; Baur, G.N (1964) [40]) Do tính phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài cây có giá trị nên trong thực tiễn người ta chỉ khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định

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) [44] 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

Vấn đề tái sinh rừng nhiệt đới được thảo luận nhiều nhất là hiệu qủa các cách xử 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

Các công trình nghiên cứu về phân bố tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới đáng chú ý là công trình nghiên cứu của P.W Richards (1952)[42] tổng kết các kết quả nghiên cứu về phân bố số cây tái sinh tự nhiên đã nhận xét: trong các ô

có kích thước nhỏ (1 m x 1 m; 1 m x 1,5 m) cây tái sinh tự nhiên có dạng phân

bố cụm, một số ít có phân bố Poisson

Đối với rừng nhiệt đới thì các nhân tố sinh thái như nhân tố 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, đề cập đến vấn đề này Baur, G N (1952) [40] 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

Tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy được một số tác giả nghiên cứu Saldarriaga (1991) nghiên cứu tại rừng nhiệt đới ở Colombia và Venezuela nhận xét: Sau khi bỏ hoá, số lượng loài thực vật tăng dần từ ban đầu 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 thời gian 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) [1]

Nghiên cứu khả năng tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy

từ 1 - 20 năm ở vùng Tây Bắc Ấn Độ, Ramakrishnan (1981-1992) đã cho biết chỉ số đa dạng loài rất thấp Chỉ số loài ưu thế đạt đỉnh cao nhất ở pha đầu của quá trình diễn thế và giảm dần theo thời gian bỏ hoá Long Chun và cộng sự (1993) đã nghiên cứu đa dạng thực vật ở hệ sinh thái nương rẫy tại Xishuangbanna tỉnh Vân Nam, Trung Quốc nhận xét: tại Baka khi nương rẫy

bỏ hoá được 3 năm thì có 17 họ, 21 chi, 21 loài thực vật, bỏ hoá 19 năm thì có

60 họ, 134 chi, 167 loài (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000) [1]

*Tóm lại: kết quả nghiên cứu tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới cho chúng ta những hiểu biết các phương pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh tự nhiên ở một số nơi Đặc biệt, sự vận dụng các hiểu biết về quy luật tái sinh để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý nhằm quản lý tài nguyên rừng một cách bền vững

1.2.2 Những nghiên cứu ở Việt Nam

Hiện nay ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng trồng, rừng tự nhiên, rừng sau nương rẫy nhằm đưa ra cơ sở khoa học cũng như biện pháp cho việc khoanh nuôi, bảo vệ và khai thác rừng đạt hiệu quả cao Các tác giả đã đi sâu vào nghiên cứu cả về mặt định tính và nghiên cứu định lượng

1.2.2.1 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng

* Nghiên cứu về phân loại rừng

Năm 1960 Cục điều tra và quy hoạch rừng thuộc tổng cục lâm nghiệp Việt Nam đưa ra bảng phân loại đầu tiên cho nghành lâm nghiệp Việt Nam về thảm thực vật rừng ở Việt Nam Tuy nhiên trong bảng phân loại này không phân biệt được kiểu rừng nguyên sinh với các kiểu phụ thứ sinh và các giai đoạn diễn thế

Trần Ngũ Phương (1970) [22] đưa ra bảng phân loại rừng ở miền bắc Việt Nam chia thành 3 đai lớn theo độ cao: Đai rừng nhiệt đới mưa mùa, đai rừng á nhiệt đới mưa mùa, đai rừng á nhiệt đới mưa mùa núi cao

Thái Văn Trừng (2000) [34] đã đưa ra bảng phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam trên quan điểm sinh thái đây được xem là bảng phân loại thảm thực vật rừng ở Việt Nam phù hợp nhất cho đến nay Theo tác giả thảm thực vật Việt Nam được chia thành 14 kiểu:

- Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới

- Kiểu rừng kín nửa rụng lá ẩm nhiệt đới

- Kiểu rừng kín rụng lá hơi ẩm nhiệt đới

- Kiểu rừng kín lá cứng hơi khô nhiệt đới

- Kiểu rừng thưa cây lá rộng hơi khô nhiệt đới

- Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi khô nhiệt đới

- Kiểu trảng cây to, cây bụi, cây cỏ cao khô nhiệt đới

- Kiểu truông bụi gai hạn nhiệt đới

- Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới

- Kiểu rừng kín hỗn hợp cây lá rộng, lá kim, ẩm á nhiệt đới núi thấp

- Kiểu rừng kín cây lá kim ẩm ôn đới ẩm núi vừa

- Kiểu rừng thưa cây lá kim, hơi khô á nhiệt đới núi thấp

- Kiểu quần hệ khô lạnh vùng núi cao

- Kiểu quần hệ lạnh vùng cao

Phan Kế Lộc (1985) [16] dựa trên bảng phân loại của UNESCO (1973) cũng đã xây dựng thang phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam thành 5 lớp quần hệ, 15 dưới lớp, 32 nhóm quần hệ và 77 quần hệ khác nhau

Vũ Đình Phương (1986) [21] đã đưa ra phương pháp phân chia rừng phục vụ cho công tác điều chế với đơn vị phân chia là lô và dựa vào 5 nhân tố: Nhóm sinh thái tự nhiên, các giai đoạn phát triển và suy thoái của rừng, khả năng tái tạo rừng bằng con đường tái sinh tự nhiên, đặc điểm về địa hình, thổ nhưỡng với một mã bảng hiệu dùng để tra trong quá trình phân chia, Phương pháp phân chia này đã được áp dụng trong khi xây dựng đề án điều chế cho một số lâm trường ở Tây Nguyên và Quảng Ninh đã tỏ ra có nhiều ưu điểm

Đặng Kim Vui (2000) [39] nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên đã phân chia dạng sống thực vật dựa vào hình thái cây: Cây gỗ, cây bụi, cây leo và cây cỏ Đồng thời

đã xác định được có 17 kiểu dạng sống Trong đó có 5 kiểu dạng cây bụi (cây bụi, cây bụi thân bò, cây bụi nhỏ, cây bụi nhỏ thân bò, cây nửa bụi)

Lê Ngọc Công (2004) [9] dựa trên bảng phân loại của UNESCO (1973)

đã phân chia thảm thực vật của tỉnh Thái Nguyên thành 4 lớp quần hệ là: Rừng rậm, rừng thưa, trảng cây bụi và trảng cỏ

* Như vậy việc phân chia loại hình rừng tự nhiên ở Việt Nam là rất cần thiết đối với công tác nghiên cứu và ứng dụng trong sản xuất Nhưng tùy thuộc vào mục tiêu đề ra mà cần xây dựng các phương pháp phân chia khác nhau nhưng đều nhằm mục đích là làm rõ hơn các đối tượng cần quan tâm

* Những nghiên cứu định lượng về cấu trúc rừng

Những năm gần đây đã có nhiều nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng như những công trình nghiên cứu mô hình hóa cấu trúc đường kính D13 và biễu diễn chúng theo các dạng hàm phân số xác suất khác nhau

Đồng Sỹ Hiền (1974) [11] dùng hàm Meyer và hệ đường cong Poisson

để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ đường kính cho rừng tự nhiên làm

cơ sở cho việc lập biểu đồ thân cây đứng cho rừng Việt Nam

Nguyễn Hải Tuất (1981,1986) [36,37] đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh đồng thời cũng áp dụng đường cong Poisson vào nghiên cứu quần thể rừng

Nguyễn Duy Chuyên (1995) [6] cho rằng tái sinh tự nhiên nhiều loài cây dưới tán rừng có thể biểu diễn bằng các hàm toán học Kết quả nghiên cứu cho thấy ở trạng thái rừng IIIA2 có phân bố Poisson

* Nghiên cứu về phân chia tầng thứ trong rừng nhiệt đới

Hiện nay ở Việt Nam có rất ít những công trình nghiên cứu về phân chia tầng thứ trong rừng mưa nhiệt đới nhất là theo xu hướng định lượng hóa

Thái Văn Trừng (1978) [33] khi nghiên cứu kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới nước ta đã đưa ra mô hình cấu trúc tầng vượt tán, tầng ưu thế sinh thái, tầng dưới tán, tầng cây bụi và tầng cỏ quyết

Nguyễn Văn Trương (1983) [35] khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài

đã xem xét sự phân tầng theo hướng định lượng, phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới Từ những kết quả nghiên cứu của các tác giả đi trước

Vũ Đình Phương (1986) [21] đã nhận định, việc xác định tầng thứ của rừng

lá rộng thường xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhưng chỉ trong trường hợp rừng có sự phân tầng rõ rệt có nghĩa là khi rừng đã phát triển ổn định mới sử dụng phương pháp định lượng để xác định giới hạn của các tầng cây

Bùi Thế Đồi (2001) [10] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng trên núi đá vôi tại ba địa phương ở miền Bắc Việt Nam

* Như vậy các tác giả đã đề cập và phân chia tầng thứ trong rừng mưa nhiệt đới ở nước ta bằng các cách khác nhau nhưng đều có chung một quan điểm là: có sự phân tầng trong rừng mưa nhiệt đới và sự phân tầng này cần phải được định lượng thông qua trắc đồ và công cụ toán

1.2.2.2 Những nghiên cứu về tái sinh rừng

Ở Việt Nam, vấn đề tái sinh đã được nghiên cứu vào những năm 60 của thế kỷ XX Từ năm 1962 - 1967 Viện điều tra quy hoạch rừng tiến hành nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên từ tại địa bàn một số tỉnh Quảng Ninh (Tiên Yên, Ba Chẽ, Yên Hưng), Yên Bái (Văn Bàn), Nghệ An (Quỳ Châu, Nghĩa Đàn), Hà Tĩnh (Hương Sơn, Hương Khê), Quảng Bình (Long Đại).v.v Các nhà nghiên cứu đã sử dụng phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn kết hợp với điều tra theo tuyến Dựa trên kết quả thu được các nhà nghiên cứu đã tiến hành phân tích, tính toán những chỉ tiêu cây đứng và cây tái sinh, phân chia các loại hình thực vật rừng Dựa trên cơ sở đó để đưa ra những nhận xét về thực trạng rừng, đánh giá tình hình tái sinh tự nhiên và đề xuất các biện pháp kinh doanh rừng

Phạm Đình Tam (2001) [24] đã làm sáng tỏ hiện tượng tái sinh lỗ trống ở rừng thứ sinh Hương Sơn, Hà Tĩnh Theo tác giả, số lượng cây tái sinh xuất hiện khá nhiều dưới các lỗ trống khác nhau Lỗ trống càng lớn, cây tái sinh càng nhiều và hơn hẳn những nơi kín tán Từ đó tác giả đề xuất phương thức khai thác chọn, tái sinh tự nhiên cho đối tượng rừng khu vực này

Trần Ngũ Phương (1970) [22] khi nghiên cứu về kiểu rừng nhiệt đới mưa mùa lá rộng thường xanh đã đưa ra nhận xét: “Rừng tự nhiên dưới tác động của con người khai thác hoặc làm nương rẫy lặp đi lặp lại nhiều lần thì kết quả cuối cùng là sự hình thành đất trống, đồi núi trọc Nếu chúng ta để thảm thực vật hoang dã tự nó phát triển lại thì sau một thời gian dài trảng cây bụi, trảng cỏ sẽ chuyển dần lên những dạng thực bì cao hơn thông qua quá trình tái sinh tự nhiên và cuối cùng rừng khí hậu sẽ có thể phục hồi dưới dạng gần giống rừng khí hậu ban đầu”

Nguyễn Vạn Thường (1991) [32] tổng kết và kết luận về tình hình tái sinh tựnhiên 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 có h < 20 cm chiếm ưu thế rõ rệt so với lớp cây ở các cấp kích thước khác Những loài cây gỗ mềm, ưa sáng, mọc nhanh có khuynh hướng phát triển mạnh và chiếm ưu thế trong lớp cây tái sinh Những loài cây gỗ cứng sinh trưởng chậm chiếm tỷ lệ thấp và phân bố tản mạn, thậm chí còn vắng bóng trong thế hệ sau trong rừng tự nhiên

Vũ Tiến Hinh (1991) [12] khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên tại Hữu Lũng (Lạng Sơn) và vùng Ba Chẽ (Quảng Ninh) đã nhận thấy rằng, hệ số

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

Phùng Ngọc Lan (1984) [15] khi bàn về vấn đề đảm bảo tái sinh trong khai thác rừng đã nêu kết quả tra dặm hạt Lim xanh dưới tán rừng ở lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn Ngay từ giai đoạn nảy mầm, bọ xít là nhân tố gây ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ nảy mầm

Nguyễn Duy Chuyên (1988) [5] khi nghiên cứu về cấu trúc, tăng trưởng trữ lượng và tái sinh tự nhiên rừng thường xanh lá rộng hỗn loài ở ba vùng kinh

tế là: Sông Hiếu, Yên Bái và Lạng Sơn đã khái quát đặc điểm phân bố của nhiều loài cây có giá trị kinh doanh và biểu diễn bằng các hàm lý thuyết Từ đó làm cơ

sở định hướng các giải pháp lâm sinh cho các vùng sản xuất nguyên liệu

Nguyễn Ngọc Lung (1993) [17] và cộng sự khi nghiên cứu về tái sinh phục hồi sau nương rẫy đã đưa ra nhận định 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 này được gọi là xúc tiến tái sinh tự nhiên Để đánh giá vai trò tái sinh và phục hồi rừng tự nhiên ở các vùng miền Bắc

Trần Xuân Thiệp (1995) [27] nghiên cứu về tái sinh tự nhiên trong rừng chặt chọn ở Lâm trường Hương Sơn - Hà Tĩnh đã định lượng các cây tái sinh tự nhiên trong các trạng thái rừng khác nhau Theo tác giả, rừng thứ sinh có số lượng cây tái sinh lớn hơn rừng nguyên sinh Tác giả còn thống kê các cây tái sinh theo 6 cấp chiều cao, cây tái sinh triển vọng có chiều cao h > 1,5 m

Trần Đình Lý (1995, 1997) [18, 19] và cộng sự khi nghiên cứu về lớp cây tái sinh tự nhiên ở Phanxipăng - Sa Pa - Lao Cai đã xác định được quy luật phân bố cây tái sinh ở vùng này

Thái Văn Trừng (2000) [34] khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng Việt Nam, đã kết luận: ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên trong thảm thực vật rừng 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 qui luật nhân quả giữa sinh vật và môi trường

Trần Cẩm Tú (1998) [36] Khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên sau khai thác chọn tại Lâm trường Hương Sơn- Hà Tĩnh cho rằng áp dụng phương thức xúc tiến tái sinh tự nhiên có thể đảm bảo khôi phục vốn rừng, đáp ứng mục tiêu sử dụng tài nguyên rừng bền vững Tuy nhiên, các biện pháp kỹ thuật tác động phải có tác dụng thúc đẩy cây tái sinh mục đích sinh trưởng và phát triển tốt, khai thác rừng phải đồng nghĩa với tái sinh rừng và phải chú trọng điều tiết tầng tán của rừng; đảm bảo cây tái sinh phân bố đều trên toàn bộ diện tích rừng; trước khi khai thác, cần thực hiện các biện pháp mở tán rừng, chặt gieo giống, phát dọn dây leo cây bụi và sau khai thác phải tiến hành dọn vệ sinh rừng

Trần Ngũ Phương (2000) [23] khi nghiên cứu các quy luật phát triển rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam đã nhấn mạnh quá trình diễn thế thứ sinh của

rừng tự nhiên như sau: “Trường hợp rừng tự nhiên có nhiều tầng khi tầng trên già cỗi, tàn lụi rồi tiêu vong thì tầng kế tiếp sẽ thay thế; trường hợp nếu chỉ có một tầng thì trong khi nó già cỗi một lớp cây con tái sinh xuất hiện và sẽ thay thế nó sau khi nó tiêu vong hoặc cũng có thể một thảm thực vật trung gian xuất hiện thay thế, nhưng về sau dưới lớp thảm thực vật trung gian này sẽ xuất hiện một lớp cây con tái sinh lại rừng cũ trong tương lai và sẽ thay thế thảm thực vật trung gian này, lúc bấy giờ rừng cũ sẽ được phục hồi”

Lê Đồng Tấn (1999, 2003) [25,26] khi nghiên cứu quá trình phục hồi tự nhiên một số quần xã thực vật sau nương rẫy tại Sơn La Tác giả 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 khác nhau, sự khác nhau chính là tổ thành các loài trong tổ hợp đó

Phạm Ngọc Thường (2001, 2003) [30,31] nghiên cứu quá trình tái sinh

tự nhiên phục hồi sau nương rẫy tại hai tỉnh Thái Nguyên và Bắc Kạn 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 nhiều nhất, chỉ số đa dạng loài của thảm cây gỗ là khá cao

Lê Ngọc Công (2004) [9] khi nghiên cứu quá trình phục hồi rừng bằng khoanh nuôi trên một số thảm thực vật ở Thái Nguyên, cho rằng giai đoạn đầu của quá trình diễn thế phục hồi rừng (giai đoạn 1-6 năm), mật độ cây tăng lên, sau đó giảm Quá trình này bị chi phối bởi quy luật tái sinh tự nhiên, quá trình nhập cư và quá trình đào thải của các loài cây

* Như vậy: Ở nước ta hiện nay nhiều khu vực vẫn phải trông cậy vào tái sinh tự nhiên, tái sinh nhân tạo mới chỉ triển khai trên quy mô hạn chế Vì vậy những nghiên cứu đầy đủ về tái sinh tự nhiên trên từng đối tượng cụ thể sẽ giúp cho việc đề xuất những biện pháp kỹ thuật được chính xác và hiệu quả hơn

1.2.2.3 Những nghiên cứu về thảm thực vật rừng ở Yên Bái

Ở Yên Bái trong thời gian qua có một số công trình của các tác giả về phục hồi rừng

Lâm Phúc Cố (1994) [7] khi 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

Lâm Phúc Cố (1996) [8] nghiên cứu một số biện pháp xây dựng rừng phòng hộ đầu nguồn sông Đà tại Lâm trường Púng Luông - Mù Cang Chải - Yên Bái đã nhận xét: trồng hỗn giao các loài cây bản địa với Thông đuôi ngựa

là biện pháp tạo rừng phòng hộ đầu nguồn hiệu quả cao và nhanh nhất, ở những vùng rất xung yếu có điều kiện lập địa phù hợp với yêu cầu sinh thái nhiều loài cây thì tiến hành trồng hỗn giao theo băng tỷ lệ 1:2 (50% cây bản địa, 50% cây mục đích)

Lâm Phúc Cố (1996) [8], 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 đoạnphát triển, từ 4 loài ở giai đoạn I (< 5 năm), tăng lên 5 loài ở giai đoạn V (> 25 năm) Rừng phục hồi có 1 tầng cây gỗ giao tán ở giai đoạn 10 tuổi và đạt độ tàn che 0,4

Âu Văn Bẩy (2005) [2], nghiên cứu đặc điểm vùng bán ngập của một số

hồ trọng điểm ở miền bắc Việt Nam, đề xuất giải pháp trồng rừng phòng hộ bán ngập ven hồ có kết luận: Việc trồng rừng bán ngập tại các hồ vùng đầu nguồn

là rất cần thiết, có tác dụng chống sạt lở ven hồ, hạn chế xói mòn rửa trôi đất, hạn chế bồi lắng lòng hồ, bảo vệ nguồn nước

* Như vậy: Có thể thấy chưa có công trình nào nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng sau nương rẫy ở xã Nà Hẩu- Huyện Văn Yên - Tỉnh Yên Bái Những nghiên cứu ban đầu của chúng tôi sẽ góp phần nhỏ vào mục tiêu nâng cao khả năng phục hồi rừng

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nội dung nghiên cứu

- Hiện trạng thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu

- Ảnh hưởng của một số nhân tố sinh thái đến quá trình tái sinh phục hồi rừng sau nương rẫy

- Sự thay đổi số lượng loài theo nhóm dạng sống

- Phân bố tái sinh theo cấp chiều cao

- Phân bố tái sinh theo cấp đường kính ngang ngực

- Phân bố tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang

- Chất lượng cây tái sinh

Do thời gian nghiên cứu có hạn, kinh phí không có nên chúng tôi đã vận dụng phương pháp kế thừa có chọn lọc trong khi nghiên cứu thực hiện đề tài

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể

2.2.2.1 Thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế- xã hội

Chúng tôi thu thập số liệu cơ bản về điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế

- xã hội tại khu vực nghiên cứu bằng phương pháp thu thập các thông tin từ các

cơ quan chức năng như: Ủy ban nhân dân huyện Văn Yên, Hạt kiểm lâm huyện Văn Yên, Phòng Nông Nghiệp huyện Văn Yên.v.v

Các tài liệu thu thập bao gồm:

- Tài liệu về điều kiện tự nhiên

- Tài liệu về dân sinh, kinh tế - xã hội

- Bản đồ tài nguyên rừng

- Các tài liệu báo cáo có liên quan

2.2.2.2 Phương pháp phân chia giai đoạn phục hồi

Căn cứ hiện trạng, điều kiện cụ thể của KVNC chúng tôi phân chia thảm thực vật tái sinh sau nương rẫy thành các giai đoạn phát triển kế tiếp nhau như sau:

Giai đoạn I: thảm thực vật phục hồi từ 1 - 3 năm

Giai đoạn II: thảm thực vật phục hồi từ 4 - 6 năm

Giai đoạn III: thảm thực vật phục hồi từ 7 - 9 năm

Giai đoạn IV: thảm thực vật phục hồi từ 10 -12 năm

Giai đoạn V: thảm thực vật phục hồi từ 13 - 15 năm

2.2.2.3 Điều tra sơ bộ theo tuyến

Dựa trên cơ sở bản đồ địa hình của khu vực, hồ sơ quản lý rừng của xã

Nà Hẩu - Huyện Văn Yên - Tỉnh Yên Bái và các tài liệu thu thập được chúng tôi lập tuyến điều tra Tuyến điều tra có hướng vuông góc với đường đồng mức chính và được đánh dấu trên bản đồ Chiều rộng của tuyến điều tra là 4m Khoảng cách giữa các tuyến điều tra là 100m Quan sát tất cả các loài đã gặp trên tuyến điều tra như: Tên loài (tên khoa học hay tên địa phương) Thống

kê thành phần dạng sống theo Raunkiaer (1934) [45]

2.2.2.4 Điều tra chi tiết theo ô tiêu chuẩn

Dọc theo tuyến điều tra bố trí 4 ô tiêu chuẩn (OTC) Mỗi OTC có diện tích là 400m2 (20m x 20m) đối với rừng thứ sinh và thảm cây bụi; 16m2 (4m x 4m) đối với thảm cỏ

Trên các OTC bố trí các ô dạng bản nằm trên các đường chéo, các góc vuông và các cạnh sao cho tổng diện tích các ô dạng bản phải đạt từ 1/3 diện tích các OTC trở lên Diện tích các ô dạng bản là 4m2

(2m x 2m) đối với rừng thức sinh và thảm cây bụi, 1m2

(1m x 1m) đối với thảm cỏ Ngoài ra dọc 2 bên tuyến cũng đặt các ô dạng bản phụ để thu thập số liệu bổ xung

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí các ô dạng bản trong OTC

Trong các OTC thống kê thành phần loài, số lượng cây tái sinh, dạng sống, đo chiều cao vút ngọn (Hvn), đường kính thân cây (D1.3) và độ phủ (%) vào phiếu điều tra

Đo chiều cao vút ngọn, những cây có Hvn từ 4m trở xuống bằng sào có chia vạch đến 0,1m, đối những cây cao trên 4m được đo bằng thước Blumeleiss theo nguyên tắc lượng giác

Đo đường kính ngang ngực D1.3: Với cây có đường kính từ 2,5 cm đến

20 cm đo trực tiếp bằng thước kẹp với độ chính xác 0,1cm Các cây có đường kính >20cm đo chu vi bằng thước dây Sau đó tra bảng tương quan đường kính

- chu vi để tính đường kính tương ứng

* Mật độ cây tái sinh tính theo công thức (2 -1)

.10000

n N

S (2 - 1)

Trong đó: S diện tích ô điều tra (m2

)

n là số lượng cây tái sinh điều tra

* Tỷ lệ tổ thành loài cây (n%) được tính theo công thức (2-2)

n% =

1

i m i i

n n

100

Trong đó: ni là tổng số cây của một loài trong một giai đoạn

m là tổng số loài cây trong một giai đoạn

Nếu ni 5 % loài đó được tham gia vào công thức tổ thành

Nếu ni < 5 % thì loài đó không tham gia vào công thức tổ thành

* Hệ số tổ thành loài cây (H) được tính theo công thức (2-3)

H n i

1

10

m i i

n

Trong đó: ni là tổng số cây của một loài trong một giai đoạn

m là tổng số loài cây trong một giai đoạn

10 là hệ số tổ thành được tính theo phần mười

* Nghiên cứu quy luật phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang (phân bố khoảng cách từ một điểm ngẫu nhiên đến các cây lân cận) Ứng dụng phương pháp ô 6 cây của Thomasius, mỗi kiểu thảm thực vật chọn 36 vị trí ngẫu nhiên đến 6 cây gần nhất Khi đó trong phân bố Poisson được phép sử dụng tiêu chuẩn U (Phân bố chuẩn) của Clark và Evans để đánh giá khi dung lượng mẫu đủ lớn Qua đó dự đoán được đặc điểm giai đoạn phát triển của quần xã thực vật trong khu vực nghiên cứu

x : Là giá trị trung bình khoảng cách gần nhất của n lần quan sát

: Là mật độ cây tính trên một đơn vị diện tích tương ứng (cây/m2) n: Là số lần quan sát

Nếu U 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố đều

Nếu U 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố cụm

Nếu 1,96 U 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có phân bố ngẫu nhiên

* Đánh giá chất lượng cây tái sinh: Theo 3 cấp, cây tốt, cây trung bình và cây xấu Trong đó:

Cây tốt là cây có thân thẳng, không cụt ngọn, sinh trưởng phát triển tốt không sâu bệnh

Cây trung bình là cây không cong queo, không sâu bệnh, không gãy cành cụt ngọn nhưng khả năng sinh trưởng kém hơn, có thể còn đang bị chèn

ép bởi tầng cây bụi và thảm tươi

Cây xấu là cây cong queo, cụt ngọn, sinh trưởng phát triển kém, bị sâu bệnh

* Xác định nguồn gốc cây tái sinh (từ hạt hay chồi) bằng mắt

* Xác định độ che phủ bằng mắt thường và tính theo tỉ lệ phần trăm diện tích đất bị thảm thực vật che phủ Độ nhiều của thảm tươi, cây bụi xác định theo tiêu chuẩn của Drude

Bảng 2.1 Kí hiệu độ nhiều của thực bì theo đúng tiêu chuẩn Drude

Soc Thực vật mọc rộng khắp che phủ 75 - 100 % diện tích

Cop 3 Thực vật mọc rộng khắp che phủ 50 - 70 % diện tích

Cop 2 Thực vật mọc rộng khắp che phủ 25 - 50 % diện tích

Cop 1 Thực vật mọc rộng khắp che phủ 5 - 25 % diện tích

Sp Thực vật mọc rộng khắp che phủ 5 diện tích trở xuống

Sol Thực vật mọc rải rác phân tán

Un Một vài cây cá biệt

Gr Thực vật phân bố không đều, mọc từng nhóm

2.2.2.5 Phương pháp phân tích mẫu vật

* Xác định tên loài cây: Theo cuốn cây cỏ Việt Nam của Phạm Hoàng Hộ (1991 -1993)[13], Tên cây rừng Việt Nam của Nguyễn Nghĩa Thìn (2000) [29] v.v

* Xác định dạng sống theo 5 bậc của Raunkiaer (1934)[45]

1 Cây có chồi trên mặt đất (Ph): Bao gồm các cây, thường là những cây

gỗ nhiều năm, có chồi búp cao trên 25cm so với mặt đất , ví dụ: cây gỗ, cây bụi

và cũng gồm cả những cây bì sinh, nhóm này được Raunkiær bổ sung sau này Chi tiết hơn, nhóm này gồm megaphanerophytes (cây gỗ lớn), mesophanerophytes (cây gỗ vừa) nanophanerophytes (cây bụi) và các đặc trưng khác như tình trạng bộ lá trong năm (thường xanh hay rụng lá), có hay không

có chồi búp hay chồi bảo vệ, cây mọng nước hoặc cây bì sinh

2 Cây có chồi sát mặt đất (Ch): Bao gồm những cây có chồi búp trên và chồi non lan sát mặt đất, những cây thân gỗ nhiều năm mọc rất sát mặt đất, cao không quá 25cm so với mặt đất, ví dụ như dâu tây, dừa cạn

4 Cây có chồi ẩn (Cr): Gồm các cây có chồi ở hẳn dưới đất, dưới nước

Đó là chồi ngủ đông ở hẳn dưới so với mặt đất, ví dụ: thân rễ, hành, căn hành hoặc chồi ngủ đông chìm trong nước Nhóm này gồm 3 loại:

Chồi trong đất (Geophytes): Chồi ngủ đông trong đất khô, ví dụ: Nghệ, Hoa tu líp có thể phân chia chi tiết thành các dạng như thân rễ, thân ngầm, căn hành, hành và củ

Chồi bám bùn (Helophytes): chồi bám sát mặt bùn, ví dụ: sậy, Cúc vạn thọ đầm lầy

Chồi trong nước (Hydrophytes): chồi chìm hẳn trong nước, ví dụ: Hoa súng, rong lá sắn

5 Cây sống một năm (Th): Nhóm cây một vụ gồm những loài tồn tại trong mùa bất lợi dưới dạng hạt và chu kỳ sống của chúng được hoàn thành, gói gọn chỉ trong mùa thuận lợi Các loài một năm là cây một vụ, nhiều loài thực vật ở sa mạc bắt buộc phải là cây một vụ

2.2.2.6 Phương pháp xử lý số liệu

Các số liệu thu được xử lý theo phương pháp thống kê sinh học Sử dụng phần mềm Excell để xử lý và mô hình hóa số liệu

Chương 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI

KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.1 Điều kiện tự nhiên

3.1.1 Vị trí địa lý

Xã Nà Hẩu cách trung tâm huyện 30km và có vị trí địa lý như sau:

Phía Bắc giáp các xã Xuân Tầm, Tân Hợp, Đại Phác huyện Văn Yên Phía Đông giáp xã Viễn Sơn huyện Văn Yên

Phía Nam giáp huyện Văn Chấn

Phía Tây Bắc giáp huyện Văn Bàn tỉnh Lào Cai

Tổng diện tích tự nhiên của xã là 5680 ha, chiếm 33,37% tổng diện tích toàn huyện Trong đó diện tích rừng tự nhiên là 4492,57 ha, diện tích rừng trồng là 85,4 ha

3.1.2 Địa hình

Xã Nà Hẩu nằm trong vùng địa hình đồi núi trung bình và cao thuộc lưu vực sông Hồng của dãy Hoàng Liên Sơn Nhìn toàn cảnh, các dãy núi cao phổ biến từ 1000-1400m, chạy theo hướng từ Tây - Bắc đến Đông - Nam và thoải dần về phía Đông - Bắc Cao nhất trong khu vực là đỉnh núi ở phía Nam, là điểm tiếp giáp ranh giới giữa Nà Hẩu - Phong Dụ Thượng và Văn Chấn, cao khoảng 1783m Tiếp đến là đỉnh phía Bắc thuộc Núi Khe Vàng cao 1412m, là điểm tiếp giáp ranh giới của ba xã Xuân Tầm, Đại Sơn và Phong Dụ Thượng

Khu vực có các kiểu địa hình chính sau đây:

- Kiểu địa hình núi cao (N1): có độ cao từ 1200m đến 1783m, các sườn

núi rất dốc, độ dốc trung bình từ 30 - 350

- Kiểu địa hình Núi trung bình (N2): có độ cao từ 900m đến 1200m, các

sườn núi rất dốc, độ dốc trung bình từ 25 - 300

- Kiểu địa hình thung lũng (T): giữa các dãy đồi núi, các thung lũng

suối mở rộng, có địa hình tương đối bằng phẳng, thuận lợi cho canh tác nông nghiệp

3.1.3 Khí hậu - Thuỷ văn

* Khí hậu

Khí hậu khu vực Huyện văn Yên mang đặc trưng của khí hậu nhiệt đới núi cao Hàng năm có hai mùa rõ rệt Mùa mưa từ tháng tư đến tháng 10, thời tiết nóng và ẩm Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, thời tiết lạnh và khô, bảng 3.1 số liệu khí hậu trung bình trong 3 năm 2011 -2013

Bảng 3.1 Số liệu về các chỉ tiêu khí hậu cơ bản 3 năm gần đây (2011-2013)

C

Mùa nóng chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Nam, thời tiết luôn nóng

ẩm, mưa nhiều Nhiệt độ trung bình thường trên 250C, nhiệt độ cao nhất vào tháng 7, với nhiệt độ trung bình tháng bảy từ 27,6 đến 280

C

* Chế độ mưa ẩm: