sinh thái rừng phần 2

Theo Sucasep, 1964 thì: "Quần lạc sinh địa rừng là một khoảnh đất bất kỳ có sự đồng líhất vể thành phần, cấu ưúc và các đặc điểm của các thành phẩn tạo nên nó và về mối quan hệ giữa chún

Phần II SINH THÁI RỪNG

Chương 4 KHÁI NIỆM CHUNG VỂ HỆ SINH THÁI RỪNG

4.1 Ỷ NGHĨA CỦA RÙNG ĐỐI VỚI ĐỜI SỐNG XÃ HỘI

Rừng là thành phần quan trọng nhất cùa sinh quyển, hiện nay rừng chiếm phần

chủ yếu diện tích lục địa ưải đất (gần 4 tỷ ha) Rừng là nguồn vật chất và tinh thần cơ

bản thoả mãn nhu cầu của con người Rừng và đời sống xã hội là hai mặt của một

để, nó có mối quan hệ với nhau rất chặt chẽ và nếu so với những cái chung thì có những đặc điểm riêng của nó Tất cả mọi đời sống xã hội, các quá ttình hoạt động sản xuất kinh doanh của con người đêu có liên quan đến rừng Nếu không có rừng thì xã hội loài người sẽ không thể tổn tại được, chúng ta cũng khó xác định ranh giới giữa rừng và xã hội, vì rừng là một phần của xã hội và là hoàn cảnh của đời sống xã hội Trong thực tế mọi thứ cần tìiiết cho sự tổn tại của con ngưòd như thức ăn, dược liệu, quần áo, các nguyên vật liệu xây dụng nhà cửa, đổ dùng hàng ngày đều phải lấy từ rừng Tất cả những vật chất, vật liệu đó đều là kết quả tương tác giữa hai nhân tố chủ

yếu là lao động của con người và vật chất từ rừng Lao động của con người là điều

kiện cơ bản của đời sống xã hội, nó không thể tách rời với tài nguyên rừng

Cùng với sự phát triển của ỉực lượng sản xuất, khối lượng sản xuất vật chất cũng được tăng lên qua các chu kỳ kinh doanh Do vậy mà tác động của con người và xẫ hội đến rừng (tác động đến điéu kiện sinh tổn của chính ngày càng tăng

Những nhu cẩu vé gỗ và sản phẩm của nó trẽn thế giới không ngừng tăng lẽn Nếu năm 1960 toàn thế giới khai thác được 1,7 tỷ gỗ thì năm 1970 đã là 2,3 tỷ và đến năm 2000 gần 3 tỷ m \ Trong đó chủ yếu là gỗ tròn, còn gỗ ván thì ít biến động hơn, các sản phẩm hoá học từ gỗ và sản phẨm ngoài gỗ thì rất đa dạng và nhu cẩu thì ngày càng tăng lên

Các chức năng của rừng như bảo vệ môi sinh, khả năng điểu hoà khí hậu, khả năng bảo vệ và hình thành đất, khả năng giữ gìn, bảo vệ và điểu hoà nguồn nước ti-ong rừng, khả năng iàm tăng thêm tính đa dạng sinh vật của rừng cũng như vai trò vệ sinh, vai trò nghỉ ngcd, nghỉ mát của nó có ý nghĩa rất quan trọng trong đời sống xã hội loài người

Ngoài ra rừng còn là nơi cư ừií và là nguồn thức ăn cho thế giới động vật Rất nhiểu loài cìWi thú không ứiể sống ở ngoài rừng: hươu, nai, hổ, báo, chim Tất cả chúng là ứiành Ịáiần quan ừọng của hệ sinh ứiái rìĩng, bản thân chứng hoàn thành nhũng chức

năng nhất định &x)ng việc duy tủ trạng ứiái cân bằng của hệ sinh thái rừng.

Tuy nhiên hiện nay nhiểu loài chim thú, nhiều loài thực vật ở trong rừng đang có nguy cơ bị diệt vong (trong cuốn sách đỏ của Việt Nam) Trên thế giới, từ năm 1850 đến nay bình quân mỗi năm có một loài bị diệt chủng Hiện nay quá trình này xẩy ra

còn nhanh hơn gấp 10 lần so với thời kỳ 1900 - 1950 cho nên việc tăng cường thêm nhũng diện tích khu rừng cỂừn là một trong những con đường tốt nhất để ngăn chặn quá trình này Người ta đã tính rằng hiệu quả có thể đạt được trong ưxrờng hợp nếu đảm bảo được diộn tích các khu rìòig cấm không nhỏ iiơn 20% tổng diện tích rừng thế giới Trong khi đó diện tích rừng cấm của thế giới mới đạt gần 3% (ở Việt Nam

đã khoanh được gần 5% tổng diện tích lãnh thổ)

4.2 KHÁI NIỆM CHUNG VỂ SINH THÁI RÙNG VÀ RÙNG

4.2.1 Sinh thái rừng

'Sinh thái rừng” là môn khoa học nghiên cứu về Hộ sinh thái rừng Tất cả mọi khái niệm vé HST đều phù hợp với HST rừng Nội dung nghiên cứu HST rừng bao gồm cả cá thể, quần thể, quần xã và hệ sinh thái, về mối quan hê ảnh hưởng lẫn nhau giữa các cây rừng và giữa chúng với các sinh vật khác trong quần xã đó, cũng như mối quan hệ lẫn nhau giữa những sinh vật này với hoàn cảnh xung quanh tại nơi mọc của chúng" (E.p.ôđum 1986, G Qephan 1980) Nhfeig nghiên cứu đó đều không nên tách rời với khái niệm hệ sinh thái

Trong khái niệm này chúng ta nên hiểu quần xã sinh vật gổm tất cả các quần tìiể của các loài khác nhau, giữa chúng luôn luôn có mối quan hệ tác động lẫn nhau trên một vùng lãnh thổ nhất định được gọi là sinh cảnh

4.2.2 K hái niệm về rừng: Rừng là một hệ sinh thái

ữio đến nay, nhiều nhà lâm học đã xác định khái niệm về rừng như^iáo sư G.F Môiôdôp (1930) như sau: "Rừng là một tổng thể cây gỗ, có mối liên hệ lẫn nhau, nó chiến một phạm vi không gian nhất định ở mặt đất và ưong khí quyển" Rùng chiến phần lớn bề mặt ưái đất và là một bộ phận của cảnh quan địa ỉý ô n g ta chỉ ra rằng; Rừng không đồng nhất bởi vì nó chiếm một không gian rộng lớn và nổ là hiện tượng địa lý Sự khác nhau đó được xác định bỏi hoàn cảnh địa lý

Nhà lâm học nổi tiếng M E Tcrchencô (1952) cũng đã xác định khái niệm về rừng như vậy ô n g ta đã xem " Rừng là một bộ phận của cảnh quan địa lý, trong đó bao gồm một tổng thể các cây gỗ, cây bụi, cây cỏ, động vật và vi sinh vật Trong quá trình phát triển của mình ^ ú n g có mối quan hệ sinh học và ảnh hưởng lẫn nhau

và vóri hoàn cảnh bên ngoài"

th á i niệm về rừng có thể được xem xét trên mức độ khác nhau, theo I s Mẽlíkhôp (1974) nói chung:" Rừng là sự hình thành phức tạp của tự nhiên, là thành phầr cơ bản của sinh quyển địa cầu" Nếu như tất cả thực vật ở trên trái đất đã tạo ra

53 tx tấn sinh khối (ở trạng thái khô tuyệt đối là 64%) thì rừng chiếm đến 37 tỷ tâh (709>) Và các cây rừng sẽ giải phóng ra 52,5 tỷ tấn (hay 44%) O2 để phục vụ cho

hô híp của con người, động vật và sâu bọ trên trái đất trong khoảng hơn 2 năm (S

V KÌỐp 1976)

Sự phân bồ' của rừng trên trái đất có tính chất theo đới tự nhiên Căn cứ vào điều kiện sinh thái khác nhau và các thành phần, đặc điểm cấu trúc, đặc điém sinh trưởng, sản lượng của rừng mà người ta chia ra các loại rừng như sau:

- Rừng lá kim hay rừng Taiga ờ các vùng khí hậu lạnh hai cực,

- Rừng hỗn giao của vùng khí hậu ôn đới bao gồm các loại rừng lá kim và lá rộng

- Rừng ẩm vùng khí hậu nóng, có các loại rừng lá rộng và lá kim

- Rừng lá rộng thường xanh ẩm nhiệt đới

- Rừng mưa xích đạo

- Rừng các vùng khô được gọi là rừng thưa hạn sinh

Những loại rừng này thường được xuất hiện ở những không gian rộng lớn và không có sự đổng nhất vể cấu trúc

Rừng cũng có thể được xem xét trên một khía cạnh khác, như khái niệm "khu rừng", có nghĩa là rừng chiếm một diện tích lãnh thổ rộng lớn, trên đó có cây gỗ và các thực vật khác, nó khác biệt với các khu khác ở gần đó như thảo nguyên, đổng

cỏ, đổng ruộng

Khái niệm về rủttig thường gặp nhiều ở trong lý thuyết và ở ngoài thực tế kinh

doanh rừng là "rừng" đồng nhất với khái niệm "lâm phần" Lâm phẩn là những khu rừng tưoíng đối đổng nhất về các thành phần cây gỗ, cây bụi và các động vật trên mặt đất Khái niệm về "lâm phần" rất giống với khái niệm "quần thể thực vật rừng" hoặc là "quần xã thực vật rừng", đó là đơn vị cơ bản nhất của rừng Nếu hợp nhất các thành phần thực vật cùa lâm phần với tất cả các động vật, vi sinh vật, đất và hoàn cảnh sống của chúng thì chúng ta sẽ có "quần lạc sinh địa rừng" Thuật ngữ "quần

lạc sinh địa" được V N Sucasep nêu ra vào năm 1944.

Theo Sucasep, 1964 thì: "Quần lạc sinh địa rừng là một khoảnh đất bất kỳ có sự đồng líhất vể thành phần, cấu ưúc và các đặc điểm của các thành phẩn tạo nên nó và

về mối quan hệ giữa chúng với nhau, có nghĩa là đổng nhất về thực vật che phủ, về

thế giới động vật và vi sinh vật cư ưú tại đó, \é các điêu kiện tiểu khí hậu, thuỷ văn

và đất đai, về các kiểu trao đổi vật chất và năng lượng giữa các thành phần của nó với nhau và với các hiện tượng tự nhiên khác"

Hệ sinh thái rùng đã trở thành môn khoa học có định nghĩa và nội dung của khoa học Đã nói đến “Hệ” là phải nói đến một chỉnh thể có một chức năng nhất định, gồm nhiều thành phẩn cố quan hệ qua iại lăn nhau và tác dụng đến nhau, muốn có một hệ thống phải có 3 điều kiện:

1 - Hệ thống do một số nhân tố tổ thành hay gọi ià bộ phận tổ thành hệ thống Rừng là hệ thống phức tạp được tổ thành do nhiều sinh vật và phi sinh vật

2 - Giữa các thành phần - các bộ phận có mối liên hệ với nhau, tác dụng lẫn nhau, khống chế lản nhau và phải tập hợp lại theo một phưcmg thức nhất định Ví

dụ; Một bộ phận muốn trở thành một hệ thống không phải là sếp đống các linh kiện,

mà các thành phần của nó được sắp xếp theo một cấu trúc nhất định, theo đúng vị trí của chúng

3 - Sau khi có mối liên hệ và tác dụng giữa các bộ phận phải sinh ra chức năng mới, nghĩa là phải có một chức năng hoàn chỉnh mới gọi là hộ thống Ví dụ; Một đống cát, một đống bùn, một đống gạch, ngói nếu xếp lại với nhau thì không có nghĨE, nhưng sếp lại theo một kết cấu nội dung sẽ thành “Nhà” thì khi đó nó có một

chức năng mới là đ ể ở Hoặc là Rừng thành một thể hoàn chỉnh thì phải đa lợi ích,

đa chức năng Còn nếu chỉ một cây hoặc một thành phần khác thì không thể có chức năng của rừng Hệ sinh thái là một đơn vị chức năng trong một phạm vi không gian nhất định được hợp thành bởi các thành phần sinh vật (có cả người) và thành phần phi s nh vật (nhân tố vật lý và hoá học trong môi trường) thông qua dòng năng lượng

và chu trình tuần hoàn vật chất, luôn có tác dụng lẫn nhau và dựa vào nhau để tổn tại Thành phần sinh vật và thành phần phi sinh vật trong hệ sinh thái đối với sự duy trì sụ sống trên trái đất thì không thể thiếu một Hệ sinh thái lớn nhất là Sinh quyển hay ịỌÌ là sinh thái quyển Nó bao gồm tất cả các hộ sinh thái và mọi sinh vật ưong

tự nhiên Thông thường người ta chia ra các hệ sinh thái khác nhau và đặt tên theo các nành phần sinh vật Ví dụ: hệ sinh thái rừng Thông, hệ sinh thái rừng Thông đỏ rụng lá, hệ sinh thái rừng Bạch đàn Trong thực tế sự tồn tại các sinh vật đó bị khống chế bởi các nhân tố phi sinh vật Cho nên hệ sinh thái mà có một loài cây ưu thế thì

có tỉổ phán đoán được chính xác điều kiện tổn tại của nó Trên trái đất rất nhiều tổ hợp nôi trường phi sinh vật từ đó mà sinh ra các kết cấu đa dạng và phân bô' cài răng lược, sự phân biệt kết cấu và chức năng hệ sinh thái chính là do sự khác nhau của nôi trường phi sinh vật và do các loài sinh vật Mỗi hệ sinh thái đều có đặc tnmg kết cấu và chức năng nhất định Sự biến đổi môi trường phi sinh vật sẽ dẫn đến biến đổi sinh vật và từ đó lại tiếp tục thạy đổi môi trường mới, thành phần sinh vật troĩiị hộ sinh thái và thành phần phi sinh vật thông qua một loạt cơ chế điểu tiết tưcmỊ hỗ lẫn nhau không ngừng Cho nên hệ sinh thái không phải là thực thể tĩnh,

mà li một hệ thống luôn luôn có sự biến đổi dòng năng lượng và các chu trình tuần hoàn vật chất dinh dưỡng và vì thế hệ sinh thái là một hệ thống động thái kết cấu nhất định Các nhà sinh vật học nói: “Qua quá trình học hỏi hàng trăm năm mới nhận thức được khái niệm vể quan hệ kết cấu giữa sinh vật với sinh vật và giữa sinh

vật \ỗi môi trường Khái niệm quần xã sinh vật được hình thành vào năm 1877 do

Môbus đề xuất, sau đó lại xuất hiện khái niệm Microcosm vào năm 1887 do pobers; Thể phức hợp tự động Macus, 1926; xã hội quần xã Holecoen (Priedrich, 1927) và hệ sinh vật (Thiencman, 1939) Vào 1935 Tansley đưa ra thuật ngữ “Hệ sinh thái” (HST) - khái niệm này nhấn mạnh sinh vật và môi trường không thể tách rời mau được 1942 Lendeiĩian đã thuyết minh hộ sinh thái quan trọng hơn, ông đưa

ra bâ cứ một phạm vi không gian, thời gian nào đều có một hệ thống vật lý, hoá học

và shh vật được gọi là hệ sinh thái Năm 1962 Whitaker nêu: Hệ sinh thái là một hệ

chức năng có tác dụng và ảnh hưởng qua lại giữa các quần xã sinh vật (quần xã thực vật, quần xã động vật và quần xã vi sinh vật) và với môi trường xung quanh Nâm

1971, E.p Odiim viết một cuốn sách về cơ sở sinh thái học đã đưa ra định nghĩa hệ sinh thái rõ ràng hơn: Mọi quần xã sinh vật trên một mảnh đất và môi trường vãt lý,

ở đó tác dụng qua lại lần nhau có thể dẫn đến lưu động nâng lượng, hình thành một kết cấu dinh dưỡng, tính đa dạng sinh vật và tuần hoàn vật chất cố thể phân biệt được Nghĩa là sự trao đổi năng lượng và vật chất giữa sinh vật và phi sinh vật đưỢc gọi là Hệ sinh thái (HST) ô ng nhỄùi mạnh hệ sinh thái có kết cấu nhất định và luiôn

có tuần hoàn vật chất Nó không chỉ là một thực thể vật chất hiện thực, mà còn là một mối liên hệ lẫn nhau vô cùng mật thiết giữa sinh vật và phi sinh vật, khôưig ngừng trao đổi vật chất và năng lượng, có một hệ chức năng đặc trưng cho 1 kếĩ cấu nhất định

Hinh 4.1 Cấu trúc quẩn lạc sinh đỊa theo V N Sucasep (1964).

Như vậy rừng là một tập hợp các quần lạc sinh địa riêng biệt, ở bên cạnh Cíác quẩn iạc sinh địa rừng, trong tự nhién thường gặp các quẩn iạc sinh địa khác nHiư thảo nguyên, đài nguyên, sa mạc

Những năm gẩn đây một số nhà khoa học đã phân chia quẩn lạc sinh địa rừrg ira các phần đổng nhất nhỏ hcQi như lô, khoảnh để nghiên cứu nó một cách đẩì đỉủ hơn (N.Y Dailis, 1969) Trong thực tế hiện nay, ở nhiều nước trên thế giới đi ísử dụng rộng rãi khái niệm "Rừng là một hệ sinh thái" Thuật ngữ "hệ sinh thái" donlhà bác học người Anh A p Tansley nêu ra vào năm 1935 và được nhà sinh thái niổi tiếng người Mỹ là E R Ođum (1975) phát ữiển thành học thuyết hoàn chỉnh vỉ Hiệ sinh thái

Các sinh vật và hoàn cảnh bên ngoài của chúng luôn có mối liên hệ chặt chẽ với nhau và ở trạng thái thường xuyên có tác động lẫn nhau Mỗi một đơn vị bất kỳ (hệ sinh thái) bao gồm tất cả các quần xã sinh vật trên một phạm vi không gian nhất định

và giữa chúng có những tác động qua lại lẫn nhau và có tác động đến hoàn cảnh sinh thái Như vậy, dòng năng lượng tạo ra những cấu trúc sinh học xác định và chu tìình tuần hoàn vật chất giữa các sinh vật và phi sinh vật sẽ được gọi là 'hệ sinh thái"

“Hệ sinh thái là đơn vị chức năng cơ bản trong sinh thái học, trong đó bao gồm các thành phần sinh vật và hoàn cảnh vô sinh, giữa các thành phần đó luôn có ảnh hưởng qua lại đến tính chất của nhau và đều cần thiết cho nhau để giữ gìn sự sống dưới dạng như đã tổn tại trên trái đất” E.p ODum, 1975

Các hệ sinh thái là những hệ thống mở (hở) trong quan hệ vật chất đi vào và đi

ra, vì vậy đầu ra và đẫu vào hệ sinh thái là thành phần rất quan trọng

Hiện nay một số nhà khoa học coi hai khái niệm "quẩn lạc sinh địa" và "hệ sinh thái" là đổng nhất (ngang nhau) Cái chung của hai khái niệm này là mối quan hệ

giữa các sinh vật và hoàn cảnh sinh thái và trong mối quan hệ đó thì mỗi một quần lạc sinh địa là một hệ sinh thái

Khái niệm hệ sinh thái rất rộng và phức tạp, nó giải thích mối quan hệ bên trong các thành pđiần sinh vật và hoàn cảnh vật iý, trong hệ luôn có sự trao đổi năng lượng

và tuần hoàn vật chất

Dựa vào đặc điểm sinh thái người ta chia ra những nhóm sinh vật sau đây:

1 - Sinh vật tự dưỡng (Sinh vật sản xuất): chủ yếu là thực vật màu xanh, nó có khả năng tạo ra thức ăn cho bản thân mình từ những vật chất vô cơ đom giản, khi nó

sử dụng năng lượng mặt trời để quang hợp

2 - Sinh vật đị dưỡng (sinh vật tiêu thụ): chủ yếu là động vật, nó ăn các sinh vật

khác hoặc những phẩn nhỏ QÌQ vật Qhết hữu cợ, bản thân nó không thể tự tạo ra

nguổn thức ăn cho mình

3 - Sinh vật dị dưỡng (sinh vật hoại sinh): chủ yếu là vi sinh vật và nỂừn, nó phân giải, phá huỷ các chất hữu cơ phức tạp do các sinh vật thải ra và các xác chết của các sinh vật, đồng thời nó giải phóng ra các vật chất vô cơ đơn giản, những chất này được sử dụng làm thức ăn

Như vậy hộ sinh thái là một tập hợp các nhóm sinh vật khác nhau và hoàn cảnh xung quanh, chúng được thống nhất bằng dòng năng lượng và bằng các quá trình Ịtuần hoàn vật chất sinh vật

Năm 1968, E.M Lavrencô đã xác định quần lạc sinh địa là hộ sinh thái ở ưong giới hạn một quần thể thực vật riêng biệt

Lâm sinh học hiện đại thường xem rừng như là một hệ thống sinh học tự nhiôi tự điều hoà và tự phục hồi (C.v Bêlốp 1982) Chúng ta nên hiểu hệ thống này

là một thể bất kỳ cùa các mối quan hộ lẫn nhau giữa các thành phần của rừng, mà

các thành phần này luôn luôn có sự biến đổi về số lượng theo thời gian và khộng

gian Các cây rừng, cây tái sinh, tầng cây bụi thảm tươi, động vật và vi sinh vật, âất, tiểu khí hậu được gọi là các thành phần của rừng.

cụ nhân tố tác động càng rỗ ràng thì việc xác định kết quả cuối cùng càng chính xác,

bởi vì ừong một vừng địa lý nào đố, ảnh hưởng của các nhân tố thường khác nhau,

nhưng trong đố nhân tố đất văn có ý nghĩa quyết định đối với năng suất của rừng

Về mỂfi quan hệ giữa các cây gỗ, cây bụi, thảm tươi ở trong rừng đã có nhiều nhà lâm học và nhà sinh thái chú ý nghiên cứu đến, vì nổ góp phẩn rất lớn vào việc nâng cao năng suất và sản ỉượng của rừng

Giáo sư G E Mổrôdốp, người sáng lập ra học thuyết vể rừng đã đặc biệt chú ý đến sự hình thành rừng trẽn các vùng địa lý khác nhau, ông ta cho rằng quá trình hình thành rừng luôn luổn chịu ảnh hưởng của những nhân tố sau;

1 - Đặc điểm sinh vật học các loài cây gỗ

2 - Hoàn cảnh địa lý (khí hậu, đá mẹ, địa hình, đất)

3 - Mối quan hệ quần xã giữa các thực vật và giữa thực vật với động vật

4 - Các nguyẽn nhân iịch sử, địa chất

5 - Sự can thiệp của con người

Theo quan niệm hiện nay: Rừng là một hệ thống động, nghĩa là hệ thống nằm trong trạng thái cân bằng động, dao động trong một giới hạn nhất định Đồng thời rừng cũng có tính ổn định bền vững nhất định đối với những tác độnị bất lợi từ bên ngoài vào Nhờ đó rừng được tồn tại trong lĩiột thời gian dài và rừng sẽ bị biến đổi theo không gian và thời gian, ở trong rừng không ngừng diễn ra sự trao đổi vật chất, năng lượng và xẩy ra các quá trình tỉa thưa tự nhiên các cây gỗ và xuất hiện những cây mới (cây tái sinh), do đó rừng là một hệ thống tự điều hoà và tự phục hồi một cách năng động.

Môn học nghiên cứu các mối quan hệ giữa các quần xã riêng biệt với nhau và giừa chúng với hoàn cảnh sinh thái, nghiên cứu về cấu trúc và các chức năng của nó được gọi là Sinh thái rừng

Khi nghiên cứu vể đời sống của rừng, trong lâm học hiện đại người ta dùng phương pháp năng lượng và phương pháp điều khiển, ở phương pháp năng lượng người ta nghiên cứu mối quan hệ năng lượng giữa các thành phần của rừng và hoàn cảnh xung quanh (tức là sự trao đổi năng lượng được tính bằng calo, jun, hex) còn ở phương pháp điều khiển khi nghiên cứu rừng người ta xem xét mối tương quan củă hàm số, sự phụ thuộc của các tham số hệ thống (các thành phần của rừng) vào các nhân tố khác Dựa vào hai phương pháp này người ta thiết lập các mô hình năng lượng hoặc các mô hình điều khiển rừng trên cơ sở số lượng và theo những phương trình nhất định

4.3 ĐẶC TRUNG CỦA HST RÙNG

Theo viện sĩ I s Mêlêkhôp (1974) thì rừng là một hộ thống sinh học Hệ sinh

thái rừng được đặc trưng bởi những đặc điểm cơ bản như sau:

1 - Rừng là một thể tổng hợp phức tạp có mối quan hệ qua lại giữa các cá thể trong quần thể, giữa các quần thể trong quần xã và có sự thống nhất giữa chúng với hoàn cảnh trong lổng hợp đó

2 - Rừng luôn luôn có sự cân bằng động, có tính ổn định, tự điểu hoà và tự phụchồi để chống lại những biến đổi của hoàn cảnh và những biến đổi về số lượng sinh vật, những khả năng này được hình thành do kết quả của sự tiến hoá lâu dài và kếtquả của sự chọn lọc tự nhiên của tất cả các thành phần rừng

3 - Rừng có khả năng tự phục hồi và trao đổi cao

4 - Rừng có sự cân bằng đặc biệt vể sự trao đổi năng lượng và vật chất, luôn luôn tồn tại quá trình tuần hoàn sinh vật, trao đổi vật chất và năng lượng, đồng thời nó thải ra khỏi hệ sinh thái các chất và bổ sung thêm vào đó một số chất từ các hệ sinh thái khác

5 - Sự vận động cùa các quá tìình nằm trong các tác động tưcmg hỗ phức tạp dấn tới sự ổn định bền vững của hệ sinh thái rừng.

6 - Rừng C(') phân bố địa lý.

Khi xem xét rừng trên quan điểm lâm học thì chúng ta cần chú ý đến 4 đặc điểm sau:

1 - Rừng tổn tại lâu dài theo thời gian

2 - Trong rừng luôn có ảnh hưởng lẫn nhau giữa các cây gỗ, cây bụi, thảm tươi

và giữa chúng với hoàn cảnh xung quanh

3 - Rừng tự điều chỉnh về số lượng cây gỗ

4 - Rừng tái sinh và tự phục hồi

Như vậy, có thể nêu khái quát một số đặc trưng cơ bản của hệ sinh thái rừng như sau:

(1) Đặc trưng kết cấu:

Hệ sinh thái có 2 bộ phận kết cấu là sinh vật và phi sinh vật;

+Thành phần sinh vật bao gồm:

- Sinh \ậ t sản xuất - thực vật màu xanh là chủ yếu, chúng có khả năng tạo ra

chất hữu cơ từ chất vô cơ dưới tác dụng năng lượng ánh sáng mặt trời

- Sinh \ậ t tiêu thụ - Động vật ăn động vật và thực vật.

- Sinh vậ/ phân huỷ - vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn và nấm, chúng dùng xác

động vật thực vật, phân giải chất hữu cơ phức tạp thành chất vô cơ đơn giản để cung

cấp cho cây - Sinh vật sản xuất lợi dụng.

+ Thành phần phi sinh vật gồm có: Ánh sáng, nhiệt độ, nước, đất, đá, xác động thực vật môi trường mà sinh vật sống tại đó

Từ kết cấu dinh dưỡng thì ở các hệ sinh thái ưên cạn có thể chia ra 2 cấp bậc:

- Bậc tự dưỡng - tạo ra chất hữu cơ

- Bậc dị dưỡng - (đai màu nâu) chủ yếu là đất, xác động thực vật, cả động vật, vị sinh vật, chúng có thể phân hủy chất hữu cơ thành chất vô cơ

Hệ sinh tíiái rừng rõ ràng cũng chia ra hai hoặc nhiều bậc Vì ở đó quần xã sinh vật và môi trường vô sinh vô cùng đa dạng và phức tạp về tổ thành

(2) Đặc trưng chức năng:

Các sinh vật sản xuất, tiêu thụ và phân giải trong hệ sinh thái và môi trường xung quanh của nó luôn ỉuôn trao đổi năng lượng và vật chất và sinh ra lưu động năng lượng và vật chất trong hệ sinh thái Từ đó mà giữ được sự vận động của hệ sinh thái, phát huy được các chức năng bình thường của nó Sự lưu động dòng năng lượng là quá trình mất đi theo hướng 1 chiều và cuối cùng là mất đi năng lượng Còn lưu động vật chất là vận động tuần hoàn Đặc điểm lớn nhất hệ sinh thái là sự lưu động nâng lượng và vật chất có thể sinh ra chức năng hoàn chỉnh Sự sản sinh

chức năng hoàn chỉnh và cấu trúc hệ sinh thái có quan hệ mật thiết với nhau Cấu trúc hợp lý thì chức năng mới phát huy được tốt nhất Nhưng sự phát huy chức năng và sự bảo đảm chức năng lại có thể ảnh hưởng đến bảo đảm câa trúc Do cấu trúc và chức năng có quan hệ biện chứng dựa vào nhau, tá^dụng và khống chế lẫn nhau, cho nên tìm hiéu và nắm vững mối quan hệ biện chưng này có ý nghĩa rất quan trọng trong kinh doanh rừng Chỉ có cải thiện và bố trí cấu trúc rừng hợp lý thì mới phát huy được hiệu ích đa dạng của rứng, sản sinh ra các sản phẩm và chức năng nhiều hơn.

(3) Đặc trưng động thái:

Hệ sinh thái không phải là tĩnh mà luôn hình thành và biến đổi không ngừng Ngoài sự biến đổi năng lượng và vật chất, cấu trúc và chức năng toàn bộ HST cũng biến đổi theo thòi gian (ngày đêm, mùa, năm, chu kỳ một số năm) Sự hình thành mọi HST đều phải trải qua năm tháng kéo dài, không ngừng phát triển và tiến hoá.HST rừng cũng có chu kỳ sống tự phát triển, đổng thời cũng biến đổi theo năm, mùa, ngày đêm và theo giờ Sự phát triển của HST luôn luôn là một quá trình biến đổi kết cấu từ đơn giản đến phức tạp, từ thấp đến cao và cuối cùng đi đến một một giai đoạn tưong đối ổn định Hướng biến đổi định hướng này gọi là quá trình diễn thế rừng Chỉ có thể tìm hiểu hiện tại, tìm hiểu quá khứ và tìm hiểu tưcmg lai về HST thì khi quản lý kinh doanh rừng mới có thể nhìn thấy được những vâứi đề bằng quan điểm vận động và phát triển Chú ý nghiên cứu và nắm vững xu thế phát triển vận động của HST, tìm hiểu mối liên hệ giữa các sự vật để cải thiện một cách hợp lý kết cấu và chức năng của HST và phát huy đầy đủ chức năng hoàn chỉnh của HST rừng

là một việc rất cần thiết và có ý nghĩa lớn lao

(4) Đặc trưng tác dụng tương hỗ và liên hộ qua lại lản nhau

Mối quan hệ giữa các sinh vật và phi sinh vật trong HST là một thể hoàn chỉnh gấn liền nhau Bởi vì, HST là do các thành phẩn tổ thành, tách rời các thành phần thì không thé gọi là hệ thống nữa và không có hệ thống thì không có thành phần Một

hẹ thống phải do các thành phần tổ thành, giữa các thành phần có mối liên hệ chặt chẽ với nhau Sự biến đổi một thành phần không chỉ làm biến đổi thành phần khác,

mà cũng ảnh hưởng đến các nhân tố trong môi trường sống Ví dụ: 1 cái máy có nhiểu linh kiên, linh kiện nào ở vị trí nào thì có tác dụng như vậy và quyết định toàn

bộ hệ thống cùa máy Trong HST rừng mặc dù các thành phần sinh vật hay phi sinh vật phức tạp như thế nào, nhưng các vị trí và tác dụng của nó gắn bó mật thiết với nhau Cho nên nghiên cứu 1 cá thể cây rừng, 1 quần thể, 1 quần xã không thể tách rời hệ sinh thái

(5) Đặc trưng cân bằng ổn định;

Trong quá trình phát triển của HST tự nhiên luôn luôn giữ được quan hệ cân

bằng bên trong, làm cho các thành phần trong hệ thống ở trạng thái cân bằng Nếu

hệ thống bị can thiệp từ bên ngoài thì tự nó có một khả năng hổi phục từ ổn định đến

không ổn định và từ không ổn định sẽ trở lại trạng thái ổn định Hệ sinh thái ổn đinh chưa bị can thiệp hoặc ít bị can thiệp, có cơ chế tự cân bằng và tự điểu chỉnh, có thể

đề kháng và tliích ứng với những biến đổi của môi trường bên ngoài Sự ổn định của HST chủ yếu là do tự điều chỉnh năng lượng và vật chất của bất cứ một biến đổi nào

hoặc tự phân phối trở lại Ví dụ: Một số loài côn trùng ở trong rừng chỉ ăn một số thức ăn mới tổn tại, lúc bình thường số lượng côn trùng và sự cung cấp thức to là

cân bằng, nếu một nguyên nhân nào đó (như mưa quá ít chẳng hạn) lượng thức ăn giảm xuống thì có thể duy trì được một ít côn trùng sống sót: Số lượng côn trùng và lượng thức ân ở vào trạng thái không cân bằng Lượng quần thể côn trùng phải tự điều chỉnh bằng cách chết đi hoặc di cư đi nod khác để thích ứng vói lượng thúc ăn cho đến khi tạo ra sự cân bằng giữa lượng côn trùng và lượng ứìức ăn và đạt đến sự cân bằng mới Tính đa dạng loài ở trong rừng luôn có một hệ thống mạng lưới thức

ăn, ưong đó vật mồi rất phức tạp Khi 1 loài sâu bệnh phát dịch sẽ có một loạ các thiên địch khống chế nó, nên trong HST các thành phần luôn có xu hướng ổn địinh

và tự điểu chỉnh lẫn nhau Cơ chế phản hồi tiêu cực (âm) là con đường quan trọng để

đạt đến và duy trì sự cân bằng ổn định Ví dụ: Quá trình tỉa thưa tự nhiên ở rừĩig; là

thông qua viộc chết đi một số cây để giảm bớt mật độ quá dày Để điều chỉnh nnật

độ thích ứng với cơ chế điều chỉnh thích ứng vdi môi trường tự nhiên, đó chính lẳ 1

ví dụ khống chế chuỗi phản ứng Sự thiếu thức ăn cho côn trùng sẽ gây ra sự giảm bớt số lượng côn trùng được gọi là phản úng âm hay phản hồi tiêu cực Kết quả pbản hồi tiêu cực làm cho hệ thống phát triển ứieo hướng cân bằng Còn phản ứng drcMig (phản hồi tích cực) là đi theo hướng ra xa sự cân bằng Ví dụ; trong rừng nhiểtt Siâu hại sẽ phát triển thành dịch và cuối cùng làm cho toàn bộ rừng bị chết

(6) Đặc trưng mở

Tất cả mọi hộ sinh ứiái, thậm chí cả sinh quyển đều là hệ thống mở Ví dụ: Đó>ng kúi lại thì mọi sự sống sẽ khó tổn tại - Riá rừng sẽ ảnh hưởng đến hệ sinh thái ciô>ng nghiệp Một HST có chức năng thực sự là phải vận chuyển năng lượng và vật chít và luôn luôn có quá ttình ra, vào năng lượng và vật chất Cho nên môi trường bên ngoài của HST cũng là một bộ phận của HST Khi xác định ranh giới một HST thì lòiô>ng phải chặt chẽ như vậy, Ví dụ: HST ao, hồ thì có biôn giới nhất định, nhung ở C4C hệ sinh thái khác thì không tìiể chia như vậy, hoặc là từ rừng, hoặc là sinh vật khác c6 tthể

đi vào hổ, ao hoặc liên thông một dòng sông - thì lúc đó sẽ đưa các chất vô cơ, hiu cơ vào dòng chảy, nên các hệ sinh thái đều có trao đổi năng lượng và vật chất Các HvST

sa mạc, rừng, sông, hổ, biển không tíiể độc lập tổn tại Mỏi hệ sinh thái có ứiể úm

thấy di ưch của một hệ sinh thái khác và chúng đều có ảnh hưỏng lẫn nhau

Đương nhiên mức độ mở của HST rừng biến đổi rất lớn Các nhân tố môi tnrờmg bên ngoài biến đổi HST trong một phạm vi rộng Giai đoạn đầu của sự phát criiổn HST thì thường dựa vào sự phát ưiển của nhân tố môi trường bên ngoài nhiều hơn

Ví dụ: một núi có 1 khu rừng với diện tích lớn, thường thì sụ vận động, di chay/ển các nhân tố bên trong về cơ bản là cân bằng

Rừng tự nhiên khác với công viên, vườn rừng hoặc vườn ở chỗ;

1) Rừng là một hiện tượng tự nhiên

2) Rừng đảm bảo tự tái sinh và tự phục hồi tự nhiên không ngừng, dưới tán rừng thường xuyên thấy xuất hiện thế hệ cây non, còn ở công viên hoặc vườn bị ức chế bởi những hoạt động kinh doanh của con người không có tái sinh mà thay vào đó là những cây trổng

3) Rừng luôn luôn tự bảo vệ, không bị tàn phá bởi những hiện tượng tự nhiên thầm lặng như; gió, lửa, sâu, bệnh

Trong quá trình tiến hoá lâu dài rừng phải thích ứng với các nhân tố bất lcd Một trong những phản ứng thích nghi của rừng là bội thu hạt giống và ưong khoảng thời gian nhất định sẽ tạo ra số lượng cây mầm lớn và sau đó là cây con Song số lượng này không phải gặp một cách thường xuyên, ở trong rừng tự nhiên từ giai đoạn rừng non đến rừng già nó thường xẩy ra quá trình tỉa thưa tự nhiên một cách liên tục, điều

đó nói nên sự khác biệt giữa rừng với các quần thổ cây trổng ở công viên, ở vườn cây ở tuổi rừng non trên một hecta người ta có thổ điếu tra được hàng vạn cây gỗ, nhưng đến giai đoạn gần thành thục hoặc thành thục thì chỉ còn lại vài trăm cây gỗ

lớn Còn ở công viên, vườn cây thì quá trình tỉa thưa là do con người tác động đến và

hoàn toàn không có quá trình tỉa thưa tự nhiên Điều đố đã trở thành khả năng và ỉà càn cứ để tính toán mật độ trổng rừng bằng cách làm giảm mối quan hệ ảnh hưởng lẫn nhau giữa các cây rừng bằng cách tiến hành chặt nuôi dưỡng

4) Khả năng tự phục hồi rùng thể hiện mối quan hệ lản nhau giữa các cây gỗ ờ trong rừng Hình dạng bôn ngoài của hai cây cùng loài, cùng tuổi, nhưng môi trường sống khác nhau nên chúng khác nhau Đó là do kết quả của mối quan hệ giữa cây và môi trường sống Cây mọc ở trong rừng có tán hẹp, vươn cao, thân cao và thẳng, sự tỉa thưa tự nhiên nhiéu hơn, chiểu cao dưới cành cao hơn Còn cây ở chỗ trống trong vườn hoặc ở công viên thì ngược lại có tán thấp, xèo rộng, nhiều cành, hình dạng thân cây không đẹp, độ tììon lớn

5) Những cây gỗ ở trong rừng thường tạo ra một hoặc một số tầng Đời sống của

rừng được bắt đầu từ khi có sự khép tán của các cây gỗ Sau khi khép tán ờ dưới tán

rừng tạo ra điều kiện tiểu khí hậu rừng đặc biệt, khí hậu thực vật hay còn gọi là tiểu

khí hậu rừng Khí hậu rừng khác với khí hậu ở vườn, ở công viên hoặc ở chỏ trống,

trong đó nó có những đặc điểm riêng của rừng và khác vói các quần thể hay các quần xã khác

6) Cuối cùng sự khác nhau giữa rừng và công viên là ở rừng có sự xuất hiện các loài thực vật và động vật đến cư trú (hình thành các thể sinh vật mới) Như vậy rừng

tự nhiên hoàn toàn khác các quần thể, quần xã nhân tạo, mặc dù chúng đều là những thực vật thân gỗ

4.4 S ự KHÁC NHAU GIỮA RÙNG VÀ CÔNG VIÊN

4.5 THÀNH PHẦN CỦA QUẦN XÃ T H ựC VẬT RÙNG VÀ NHÍDNG ĐẬC TRUNG CỦA LÂM PHẦN

Một khu rừng bất kỳ dù to hay nhỏ cũng đều do những lâm phần tạo nên mà các lẩm phần đó có sự khác nhau về thành phần loài cây, tuổi, mật độ và các đặc trưng khác ở trong mỗi lâm phần - quần lạc sinh địa rừng hay hệ sinh thái Có thể chia ra các thành phần của quần xã thực vật rừng như sau: Cây gỗ, cây tái sinh, cây bụi, thảm tươi, thực vật ngoại tầng, thế giới động vật (cả côn trùng và vi sinh vật) và đất

(1) Quần thể, quần xã cây rừng

Đó là tập hợp tất cả các cây gỗ ở trong rừng, nghĩa là những cây có thân chính rõ ràng Theo thành phần các loài cây gỗ mà người ta chia ra rừng thuần loại (được tạo

ra bởi một loài cây hoặc với một số loài cây khác nhưng không quá 1 0%) và rừng hỗn giao (được tạo ra bởi hai hoặc nhiều loài cây)

Trong thành phần của rừng người ta còn chia ra loài cây ưu thế, loài cây chủ yếu

và loài cây thứ yếu

Loài cây ưu thế là loài chiếm trữ lượng lớn hơn 50% tổng trữ lượng cây đứng của rừng Nếu rừng đó phức tạp có nhiều loài cây có trữ lượng gần như nhau thì loài nào có ý nghĩa kinh doanh lớn nhất sẽ là loài ưu thế (theo quan điểm kinh tế)

Để biểu thị mức độ ưu thế của một loài nào đó trong quần xã, người ta thường dùng chỉ số ưu thế:

C = I(nị/N)2

Trong đó: Tìị - số cá thể hoặc trữ lượng, sinh khối cùa loài

N - tổng số cây rừng hoặc trữ lượng, sinh khối của rừngLoài cây mục đích là loài cây có giá trị phù hợp với mục đích kinh doanh hoậc loài cây chủ yếu là loài cây được tiến hành kinh doanh (được chăm sóc, nuôi dưỡng)

Lx)ài cây thứ yếu là loài cây kém giá trị kinh tế hơn loài cây chủ yếu

Cách biểu thị tổ thành rừng được ghi như sau:

Loài nào có trữ lượng lớn (hoặc có số lượng nhiều) thì được ghi đầu tiên sau đó đến các loài khác, đổng thời ^ kèm theo tỷ lệ tham gia của mỗi loài (tỷ lệ thường được tính theo trữ lượng rừng từ 1 đến 1 0)

Thí dụ, trong rừng hỗn giao: 6 sau sau + 3 lim - ngát - SP, được viết là 6S + 3L -

Ng - SP Như vậy ở đây loài sau sau là loài ưu thế (chiếm đến 60% trữ lượng rừng)

và loài chủ yếu là lim (chiếm 30% trữ lượng rừng) Trong một số trường hợp, thí dụ trong nghiên cứu khoa học, thành phẩn loài được biểu hiện bằng tỷ lệ số cây trên tổng số cây của rừng hoặc bằng tỷ lệ tổng thiết diện ngang của loài trên tổng thiết diện ngang của rừng (ở độ cao ngang ngực l,3m)

Ngoài ra có nơi người ta còn phân ra cây phù trợ (cây đi kèm) đó là những cây

có lợi cho sinh trưởng của cây chủ yếu hay có tác dụng bảo vộ đất

Độ khép tán, độ tàn che, độ đầy của quần xã thực vật rừng

Độ khép tán tuyệt đối: Là tổng diện tích tán cây rừng chiếu thẳng góc xuống mặt đăt (m^/ha)

Độ khép tán tương đối có ý nghĩa lớn hcfn, nó là tổng diện tích tán cây (m^) trên diện tích của rừng

Độ tàn che của rừng không thể vượt quá 1,0 và được biểu thị từ 0,1 đến 1,0 Nếu tính độ tàn che của tất cả các loài cây gỗ so với diện tích từng khu rừng thì có thể lớn hơn 1,0 Bởi vì tán của từng loài cây riêng biệt hoặc các bộ phận của nó có thể nằm ở dưới tán các cây khác trong những trường hợp đó là có sự trùng lặp nhau Người ta thường xác định độ tàn che của rừng bằng cách vẽ trắc đổ ngang trên giấy

kẻ ly hoặc bằng dụng cụ đo độ tàn che KB - 2 (của Nga)

Độ đầy tuyệt đối là tổng thiết điện ngang của tất cả các thân cây gỗ ở độ cao

ngang ngực (ZG] 3 ) và được biểu thị bằng m^/ha Người ta thường xác định độ đầy của rừng bằng biểu tính tính sẵn theo sự thay đổi đường kính thân cây

Độ đầy tương đối là tỷ lệ tổng thiết diện các cây rừng cụ thể so với tổng thiết diện ngang ở rừng bình thường hoặc so với rừng chuẩn - Rừng tốt nhất trong điều kiện lập địa đó

Nói chung độ đầy càng cao thì khối lượng gỗ trong rừng càng lớn, các quá trình tỉa thưa tự nhiên, quá trình tái sinh tự nhiên đều có liên quan với độ đầy của rừng.Trong thực tế căn cứ vào chiều cao của rừng để chia ra rừng đơn giản (một tầng)

và rừng phức tạp (nhiều tầng), ở rừng một tầng hình thành độ khép tán dọc hoặc nếu

tán các cây rừng phân bố ở các tẩng khác nhau thì người ta gọi độ khép tán bậc

thì một cấp tuổi là 20 năm, cây mọc nhanh thì 5 năm một cấp tuổi Căn cứ vào tuổi

mà người ta chia ra rừng đổng tuổi và rừng khác tuổi Rừng đồng tuổi là tuổi các cầy rừng không vượt quá một cấp tuổi, rừng khác tuổi là tuổi các cây rừng chênh lệch nhau quá một cấp tuổi

Đường kính ngang ngực, chiéu cao bình quân và mật độ của rừng có ý nghĩa rất lớn ttong các đặc trung của rừng Người ta xác định mật độ rừng theo số cây trên một đơn vị diện tích (cây/ha) Mật độ rừng có ảnh hưởng rất lớn đến sản lượng, đến

sự tỉa thưa tự nhiên và quá tì-ình đào thải tự nhiên ở rừng Do mật độ rừng không đều nên tán rừng nơi có lỗ ưống và vì vậy có thể làm giảm sản lượng của rừng, ảnh hưởng không tốt đến sự tỉa thưa tự nhiên của rùng

(2) Cây tái sinh

Đó là thế hộ rừng non ở dưới tán rừng già, ở ncfi đã khai thác hay bị cháy, mà

chúng có khả năng hình thành rừng Cây tái sinh được chia ra cây mạ và cây con Cây con là cây từ một tuổi trở lên đến khi có đường kính ngang ngực nhỏ hơn 6cm đối với gỗ nhỏ hoặc lOcm đối với gổ lớn và có chiẻu cao nhỏ hơn 1/2 chiểu cao của rừng (đối với gỗ nhỏ) hoặc nhỏ hơn 1/3 chiéu cao của rừng (đối với gỗ lớn)

(3) Cây bụi, cây nửa bụi

Là những cây không có thân chính rõ ràng và không có khả năng hình thành cây rừng ở điều kiện khí hậu và đất đai tại đó Tuy nhiên chúng vẫn có khả năng bảo vệ

và ỉàm giẩu đất, bảo vệ nguồn nước và hạn chế sự Ị^át triển cỏ dại, nhiẻu khi nó lại

là đối thủ cạnh ưanh với cây tái sinh, ngăn cản nẩy mám hạt giống

(4) Tầng thảm tươỉ

Là những ỉoài cỏ, quyết, rẽu, địa y cố tác dụng che phủ mặt đất, đổng thời cũng

có ảnh hưỏng đến tái sinh rừng, tranh giành chỂÉt dinh dưỡng và nước trong đất rừng

(5) Thực vật ngoạỉ tầng

Là những loài cỏ, dăy leo, thực vật phụ sinh chúng mọc hoặc bò không cô' định

ở một tầng cụ thể, mà nố ở các tẩng khác nhau Thực vật ngoại tẩng cố thể che phủ mặt đất, cho quả và iàm thuốc chũâ bệnh, nhưng nố cũng cố thể ngăn cản sinh trưỏng cây rừng hoặc làm tăng nguy cơ cháy rừng

(6) Thế giới động vật

Sự đa dạng vẻ tíiành phẩn loài phụ thuộc vào cấu ưúc rừng, chúng có ảnh hưởng đến đời sống của rừng và các quá tìình trao đổi vật chất và năng lượng trong hệ sinh thái rừng

Đó là lớp đất mặt có chứa các chất hữu cơ như mùn và các chất dinh dưỡng khác (độ phì của đất).

Đất, trước hết là giá đỡ cho cây rừng bám vào đó và đứng vững Sản lượng rừng phụ thuộc rất lớn vào độ phì đất, vì nó xác định cấu trúc của lâm phần, thành phần loài cây và sự sống của rừng Giữa rừng và đất luôn luôn có sự trao đổi vật chất và

nầng lượng Cây rừng hấp phụ các chất dinh dưỡng ờ dạng hoà tan và rừng sẽ trả lại

cho đất những cành khồ lá rụng và những cành khô cây khô chết rơi xuống thành thảm mục và sau một thời gian nó được vi sinh vật phân giải thành mùn của đất rừng (tầng A) Tầng mùn sẽ được vi sinh vật phân giải tiếp để thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho cây rừng Tầng mùn, khác với thảm mục, nó có ý nghĩa vô cùng lớn lao đối với đời sống cùa rừng, nó ảnh hưởng đến quá ưình tái sinh rừng, đến nhiệt

độ, ẩm độ của đất và đến dòng chảy bề mặt, dòng thẫíĩi vào đất

Dựa vào các đặc tính sinh vật học và đặc điểm kinh doanh các lâm phần khác nhau mà ngưcri ta chia ra các kiểu rừng

“Kiểu rừng là một khu rừng hoặc là một tập hợp các khoảnh rừng có đặc điểm chung về điều kiện thực vật rừng (đất và khí hậu), thành phần loài cây, số tầng ứiứ,

hộ động vật và có cùng yẽu cầu các biộn pháp kinh doanh như nhau trong các điều ki<ện kinh tế xã hội giống nhau” Sucasep, 1964

(7) Đất

5.1 MỐI QUAN HỆ GIỮA QUẦN XÃ THựC VẬT RÙNG VÀ THÀNH

PHẦN KHÍ HẬU

5.1.1 Mối quan hệ giữa quần xã thực vật rừng và ánh sáng

1 Bức xạ mặt trời là nguồn sống của thực vật

Hiạm vi bức xạ mặt ừ-ời xuống trái đất gồm các tia sóng điộn từ vói độ dài bước sóng từ 200 - 9.000 nm (Inm = 10 ■ ’m), gần 99% bức xạ mặt trời tập trung ở phạim

vi các sóng có độ dài từ 150 - 4.000 nm Mặt trời là nguồn năng lượng cơ bản của sự sống ưên trái đất Hàng năm số năng lượng mà tì-ái đất thu nhận từ mặt trời khoảmg 12,56.10^ Kcal

Những tia nhìn thấy bằng mắt thường (phần ánh sáng trắng) trong phạm vi ámh sáng mặt trời có độ dài bước sóng từ 380 - 760nm Thời gian để ánh sáng xuống tríái đất là 8 phút, ánh sáng mặt trời đi xuống mặt đất sẽ đảm bảo cho sự quang hợp thụic vật, nó cung cấp nhiệt lượng để đốt nóng không khí và đất (trong phạm vi khômg gian sống của thực vật)

Các tia sáng của mặt trời có ảnh hưởng tích cực nhất đến quá trình quang hợp cây xanh gọi là bức xạ quang hợp, ở vùng bức xạ quang hợp chất diệp lục hấp thiu nhiều nhất các tia hổng (660 - 670nm) và tia chàm (430 - 440nm) Chất Karotinơit được hình thành là nhờ vào sự hô hấp phụ tia chàm (Ti - mi - ria - dép K.A, 1904) Nhà sinh lý thực vật nổi tiếng người Nga L.A I - va - nốp đã gọi tia bức xạ quamg hợp là “bức xạ sinh lý”

Nhưng ngày nay người ta đã xác định phạm ú ảnh hưởng của ánh sáng đến UiụỊc vật là 380 - lOOOnm Trong đó những tia tử ngoại có hoạt tính hoá học cao có tÉác dụng hạn chế thực vật phát triển, cùng với các tia chàm, tia lam ở phạm vi bước sómg

từ 380 - 580nm có khả năng hình thành Protêin Các tia đỏ, da cam (600 - 760nnn)

cố tác dụng hình thành các hợp chất carbon Các tia đỏ sẫm và hồng ngoại (760) - lOOOnm) có ảnh hưởng rõ rệt đến nhiệt lượng mặt đất, sinh Uirởng chiều cao cỄây rừng và hình thái của thực vật nói chung như sự ra cành, lá, sinh trưởng của lá và íSự tích luỹ chất hữu cơ

Nhu vậy, phạm vi hiệu quả sinh lý của bức xạ được mở rộng đến lCXX)nm Nhữmg tia có bước sóng dài hơn (đến 4000nm) có tác dụng nhiệt đến thực vật, nó làm tămg tốc độ vận chuyển không Idií, ảnh hưởng đến chế độ nhiệt ở lá cây Ánh sáng nhììn thấy gây ra hiện tượng chiếu sáng ở mặt đất, độ chiếu sáng bề mặt (E) được xác địmh

bằng dòng ánh sáng đi xuống (J) trên một đơn vị diện tích (L^): E= J / ư

Chương 5 SINH THÁI QUẦN XÃ THựC VẬT RỪNG

Trong đó đơn vị chiếu sáng tính bằng lux hoặc kilolux (klux), tức là đơn vị chiếu sáng được tạo ra bởi các tia sáng vào trong 1 luxen trên diện tích 1 m^.

Trong điều kiện tự nhiên, cường độ chiếu sáng mặt đất được xác định bởi 3 nhân tố: mặt trời, khí quyển, ánh sáng tán xạ và khả năng phản xạ ánh sáng của mặt đất, bấu trời và mây

Tổng lượng chiếu sáng mặt đất (E q ) được tính theo công thức sau: E q = Es + E d

Trong đó: Eslà tổng lượng ánh sáng trực xạ

Ed là lượng ánh sáng tán xạ từ bầu tròi và phản xạ từ mặt đất lên

Ánh sáng của bề mặt nằm ngang trên trái đất phụ thuộc vào độ cao mặt trời (ho)

và mây ở độ cao mặt trời từ 5" - T thì tổng lượng ánh sáng sẽ được tăng lên đến

1 0 0 0 0 0 lux (trừ khi trời quang mây) Ánh sáng tối thiểu được quan sát thấy khi mây

mù che phủ hoàn toàn ở tầng dưới thấp (S,), ánh sáng lớn nhất ở điều kiện mây tích (mây bông - Cu, ở điều kiện mây tích cao - Ac và thời kì mây tích - Cc) lúc u-ời quang mây

Tưomg quan Ed/Eq phụ thuộc vào độ cao mặt trời và độ trong suốt của khí quyển Vào những giờ buổi sáng và buổi chiều mặt trời ở độ cao thấp (5“ - 10”) lượng ánh sáng tán xạ (Ep) chiếm khoảng 49 - 90% thành phần ánh sáng chung ở độ cao ho ~15” ưong điều kiện trong suốt thì các tia sáng trực xạ và tán xạ gần bằng nhau (gần 50%) Ánh sáng trực xạ chiếm ưu thế vào lúc buổi trưa Trong điều kiện mây tích: ở cấp 1 -

5 ánh sáng tan xạ sẽ tăng 20 - 30%, ở cấp 9 -1 0 ánh sáng tán xạ sẽ tăng 60 - 80%

Thành phần quang phổ xác định chất lượng ánh sáng và chúng phụ thuộc rất lớn vào độ cao mặt trời, ở ho < 8 - 1 0” thì hành trình các tia mặt trời tăng lên đến 5 - 6 lần, do đó các tia sóng ngắn tăng lên rất nhiểu, cả tia tím, tràm, lam và ưong thànhphần quang phổ mặt trời có các tia cJa cam bắt đầu Qhiếm ưu thế ở độ cao này của mật trời ánh sáng tán xạ được tăng lên và chiếm ưu thế 60% Vào những ngày quang mây, ho = 25” - 50” các tia bức xạ sinh lý có thể bị giảm đi từ 30 - 40% xuống đến 12

- 15% (B.A Alêcxeep, 1975), (hinh 5 1)

2 Ý nghĩa của ánh sáng đối vói đời sống cây rừng

Ánh sáng mật trời là một trong những nhân tố ngoại cảnh quan trọng nhất đối với đời sống cây rừng Ý nghĩa đặc biệt lớn lao của nó được thể hiện như sau:

1) Sự sống của thực vật phụ thuộc vào quang hợp, mà quang hợp ở cây xanh lại phụ thuộc vào ánh sáng mật trời bởi vì cường độ sinh trưởng của cây có liên quan rất chạt chẽ với cường độ quang hợp và cường độ quang hợp có thể xác định bằng lượng

CO2 đã sử dụng từ không khí bởi thực vật Đối với những cây rừng mọc ở những điếu kiện thuận lợi thì quá trình quang hợp chúng chỉ sử dụng 1 - 2 % so với lượng ánh sáng hoàn toàn Như chúng ta đã biết quá trình quang hợp thực vật phải ưải qua hai giai đoạn, giai đoạn một được thực hiện ở ngoài ánh sáng và kéo dài ưong

khoảng thèfi gian 10' * giây Phản ứng quang hợp xẩy ra dưới ảnh hưởng của ánh

sáng, ánh sáng sẽ kích thích phân từ diệp lục trong lá cây hoạt động

2) Ánh sáng ảnh hưởng đến sinh trưỏng của cây rừng, ở rừng có mật độ dầy quang hợp thục của cây rừng (có nghĩa là ưu thế quang hợp trên hô hấp) sẽ chỉ xảy ra khi các lá cây cổ đầy đủ các tia sáng mặt trời và bằng các mẫu giải phẫu ở nhiều loài thực vật ở tầng dưới trong các khu rừng lá rộng mật độ dầy Grasôpxki (1929) đã thấy rằng các cây tầng dưới chỉ có ứiể mọc được khi các cây ở tầng trên bắt đầu rụng lá

Kết quả nghiên cứu của X Xữli (1949) đã đi đến kết luận rằng: trong giới hạn cường độ ánh sáng từ 1 - 5% cường độ ánh sáng hoàn toàn quang hợp sẽ cân bằng với lượng bức xạ thu nhận được, nếu như các nhân tồ' khác thuận lợi thì quang hợp sẽ tiếp tục tăng

Hlnh 5.1 Sự phân bố ánh sáng dưdi tán rừng thuộc 2 kiểu rừng

Cũng trong điểu kiện đố nếu iượng bức xạ ánh sáng đi xuống quá nhiẻu thì hô hấp tăng cao, nước cung cấp khổng đảm bảo, khí khổng có khả năng phải đống lại, các chất đổng hoá tích luỹ quá nhiều trong các lá cây, có thể sẽ dẫn tới quá trình quang hợp giảm xuống hoặc ngừng hẳn Khi ánh sáng thiếu thì các cây gỗ ở trong rịtng sẽ phát triển mạnh vé chỉẻu cao và khỉ ánh sáng thừa sẽ kích thích sự sinh ưuòng cành nhánh

Đối với mỗi loài cây khác nhau tổn tại ở chế độ ánh sáng thích hợp khác nhau

Nhìn chung các ỉoài chịu bóng và ưa sáng yêu cầu chế độ ánh sáng phừ hợp trong khoảng từ 500 -1800 lux (0,5 -1,5% ánh tóiíg hoàn toàn)

3) Ánh sáng ảnh hưỏng đến hình thái cây rừng Các cây rừng mọc ở trong bóng râm và mọc ở nơi có ánh sáng hoàn toàn cố sự khác biệt nhau rất rõ về cấu ưúc và hình thái bên ngoài Sự biến đổi hình thái này có ý nghĩa lớn trong việc xác định khả năng thích ứng của động vật đối với các điều kiện che bóng và phản ứng của nó đối với sự biến đổi của chế độ chiếu sáng

Ánh sáng làm biến đổi cấu tạo giải phẫu cây rừng khi mọc ở các điều kiện khác nhau, làm thay đổi kích tíiước các nhân tố giải phẫu ở ứiân và lá Ví dụ, lá cây ngoài sáng nhỏ hơn và dầy hơn, tỷ lệ mô dậu, mô khuyết lớn hơn; Lá trong bóng râm mỏng

hơn, độ dầy của mô đậu giảm đi từ 1,5 - 2,5 lần và khi ở trong tối có thể hoàn toàn không có mô dậu, diện tích bể mặt lớn hcm (nếu tính trên đcfn vị ưọng lượng) Chính

sự biến đổi cấu tạo giải phẫu của lá cây và thân cây (kích thước gỗ và :ỷ lộ các mô tế bào) có thể sẽ làm suy yếu các chức năng sinh lý của cây hoặc làm rối loạn sự ưao đổi chất trong tế bào Ánh sáng còn ảnh hưởng đến sự xắp xếp lá cây trong rừng, nhờ đó

mà cây rừng sử dụng ánh sáng tốt hcfn; Ảnh hưởng đến độ dày của vỏ cây, đến sinh trưởng của hệ rễ và kích thích hoạt động chồi bất định của cây rừng

4) Ánh sáng điều hoà sự hình thành cành nhánh cây gỗ (tán cây ở ngoài rừng có

số lượng cành nhánh nhiều hcfn ở trong rừng), quá trình tỉa thưa tự nhiên của rừng được xẩy ra do thiếu ánh sáng

5) Ánh sáng làm giảm khả năng nẩy mầm hạt giống cây rừng, ảnh hưởng đến quá trình ra hoa kết quả của cây rừng

Trong thực tế những cây mọc lẻ hoặc mọc ở bìa rừng sẽ ra hoa kết quả sớm hơn,

số lượng và chất lượng hạt và quả cao hơn Ngay ở trên cùng một cây cũng vậy ở phần ngọn phía trên tán thường cho quả hoa nhiều hơn và tốt hơn (to nặng và chín đều) Do ánh sáng kìm hãm sự nẩy mầm của hạt nên có noi người ta đã cất trữ hạt bằng cách dùng ánh sáng mạnh để giảm khả năng nẩy mầm của hạt trong một giới hạn thời gian nhất định

6) Ánh sáng có ảnh hưởng lớn đến tình trạng cây bụi, cỏ và dây leo cũng như

mức độ phát triển của nó ở dưới tán rừng

7) Ánh sáng kích thích hoạt động của vi sinh vật đất (đặc biệt vào thòd kỳ lạnh)

8) Ánh sáng ảnh hưởng rất lớn đến các thời kỳ của quá trình tái sinh rừng

Ngoài ra ánh sáng còn ảnh hưởng đến các nhân tố sinh thái khác nhau như nhiệt

độ, ẩm độ không khí, gió từ đó sẽ gỉấn tiếp ảnh hưởng đến đời sông cây rừng

3 Tính ưa sáng, chịu bóng của cây rừng và phương pháp xác định

Yêu cầu ánh sáng của các loài cây gỗ không giống nhau, một số loài cây ưa sáng sống yếu ớt hoặc chết ở điều kiện bóng râm, một số loài cây khác thì sống ưong bóng râm, có khả năng sinh trưỏng và phát triển bình thường ở điểu kiện che bóng, biểu hiện của nó bằng sự giảm cường độ quang hợp và kết quả là giảm mức độ hình thành sinh khối

Để đánh giá tính ưa sáng của cây rừng, ngưòi ta dùng chỉ tiêu sinh trưởng có hiệu quả của các loài ưong điều kiện ánh sáng lớn hcfn 30% so với ánh sáng hoàn

toàn ở chỗ trống (V.A Lêxceep, 1975) và dựa vào kết quả đánh giá để xếp thứ tự

theo khả năng ưa sáng của các loài cây Các cây chịu bóng có khả năng giữ được cưừng độ quang hợp trong điều kiện bóng râm Đặc tính chịu bóng của nó được thể hiện ở mức độ ánh sáng tối thiểu, sự hình thành các chất hữu cơ trong quá trình quang hợp lớn hơn sự tiêu phí trong quá trình hô hấp

Trong thực tế sản xuất iâm nghiệp, người ta thường căn cứ vào những đặc trung hình thái để xác định loài ưa sáng và chịu bống Các đặc trưng đó bao gồm:

Mật độ hoiíc độ khép tán của cây rừng: cây ưa sáng tíìì lá ít, tán thưa, có nghĩa là ánh sáng lọt xuống nhỉểu hơn

Sự tỉa thưa tự nhiên: cây ưa sáng tán vươn cao, tỉa cành tốt, trong khi đó cây chịu bống tán thấp và kéo dài bề ngang hơn

Tốc độ tỉa thưa tự nhiên của cây rừng: cây ưa sáng tỉa thưa sớm, cường độ tỉa thưa cao hơn và tính đến tuổi thành thục chỉ còn lại 5 - 6% số cây sống sót

Khả năng sống trong bống râm của cây tái sinh; với những ioài chịu bóng, khả năng sống trong bóng râm mạnh hơn, còn cây ưa sáng thì có thể sống yếu ớt hoặc chết

Độ dày vỏ, độ nứt vỏ của cây: vỏ càng dày và càng bị nứt nẻ thì cây đó càng ưa sáng, cây chịu bóng thì thường có vỏ mỏng và nhẵn hơn

Ngưòi ta có thể xác định các đặc trưng bên ngoài bằng thí nghiệm, từ đó tính

toán thêm một số chỉ tiêu khác và cuối cùng có thể phân cấp được mức độ ưa sáng khác nhau của cây rừng Tuy nhiên, nhũng thí nghiệm đó chỉ được tiến hành ở giai đoạn cây con nên những kết luận đưa ra chưa thể đại diện cho những cây già Ngoài

ra người ta còn dùng một số phương pháp cẩn thận và chính xác hơn để xác định tính ưa sáng và chịu bóng của cây rừng như:

a) Hiương pháp của I.S.Mankina và I.L.Xeniken (1884, 1980) đã tiến hành nghiên cứu quang hợp của các cây con 3 - 4 tuổi dưới các độ tàn che khác nhau ở vườn ươm

b) Phương pháp của Uxurai (189ỉ) nghiên cứu tính ưa sáng của cây rừng theo tỷ

lệ mô dâu và mổ khuyết Dựa vào các mẫu lá ở các vị trí khác nhau ưong tán ưên so

cây rừng và ông ta đã đi đến kết luận rằng: Độ dày mô ichuyết càng iớn thì cây rừng càng ưa sáng và đã căn cứ vào đố để phân loại mức độ ưa sáng của các loài cây

Đây là phưoìig pháp đơn giản nhưng do diện tích của lá cây biến đổi rất nhiều dưới ảnh hưởng của ánh sáng và điều kiện lập địa khác nhau nên khó xác định đối với các loài cây khác nhau

c) Phương pháp cùa giáo sư V.N Liubimencổ (1905, 1908) đã xác định thời điểm bắt đẩu quang hợp cua các lá đối vdi mức độ chiếu sáng khác nhau bằng cách phân biệt thời điểm giải phống ra oxy trong quá trình quang hợp Những iá cắt cố

trọng lượng và kích thước như nhau trộn lẫn và cho vào ống nghiệm có nước, ống

nghiệm được đặt vào hòm không khí, ữôn hòm có lượng CO2 tăng từ 4,36 đến 8%, ở

một bên hòm có bộ phận điểu hoà ánh sáng rộng từ 0 - 1 0 0 cm^ để cho ánh sáng lọt qua Ông ta đã xác định yêu cầu tối thiểu vể ánh sáng của các loài cây khác nhau ưong các chỉ tiêu tương đối cho các loài ưa sáng nhất là 1 , 0 thì các loài cây tiếp theo

sẽ là từ 0 - 1,0 Thí dụ: Thông rụng lá 1,0; Bạch hoa 0,7, Thông xanh 0,5 Thiếu sót của phương pháp này là ông ta sử dụng các lá liêng biệt trong điểu kiện thí nghiệm

sẽ có sư khác biêt rất lớn so với điểu kiên tư nhiên

d) Phương pháp của nhà sinh lý học ngưới Áo I.Vizner (1907) đã tiến hành xác định tính ưa sáng của cây bằng cách dựa vào mức độ biến đổi cườn.o độ ánh sáng

"Mức độ tối thiểu của ánh sáng" trong các chỉ tiêu tương đối của tán cây, nơi mà lá cây sẽ chết khi không đạt được yêu cầu ánh sáng Để đo đếm, ông ta đã sử dụng nhiều vạch của giấy ảnh, giấy ảnh đó được mở trong thời gian nhất định ở sát bên trong tán và ở điều kiện ánh sáng hoàn toàn để xác định sự tiêu thụ ánh sáng tương đối Về cơ bản phương pháp này đã xác định được các chỉ tiêu chất lượng mà không bằng sự biến đổi độ chiếu sáng Thành phần quang phổ của ánh sáng dưới lán rừng

và ngoài chỗ trống khác nhau và nó tác động đến giấy ảnh không đồng nhất, đó là nhược điểm của phương pháp này

c) Phương pháp của nhà sinh lý nổi tiếng người Nga L.A.Ivanốp (1932) đã xác định sự biến đổi cường độ quang hợp trong điều kiện ánh sáng tối thiểu, trong đó hấp

thụ COj khi quang hợp và thải khí CO2 khi hô hấp Phương pháp này sử dụng bình quang hợp của các cành lá cây đang sốnơ ở ngoài rìmg trong khoảng 15-20 phút

Hình 5 2: Phương pháp đo cưdng độ quang hợp của Ivanếp (1932)

Trong thời gian thí nghiệm người ta đo ánh sáng ở vị trí nghiên cứu và đo nhiệt

độ không khí ở trong và ngoài bình, sau đó rút nhanh bình quang hợp

Nghiên cứu của Ivanốp đã chỉ ra rằng: ở những loài cây ưa sáng có điểm bù (quang hợp bàng hô hấp) thường ở điều kiện ánh sáng 3 - 5% so với ánh sáng hoàn toàn, còn ở những cây chịu bóng khoảng I - 2%, tức là cây ưa sáng có điểm bù cao hofn Căn cứ vào đó để phân loại cây rừng theo thứ tự ưa sáng khác nhau

ở những loài cây ưa sáng, cường độ quang hợp của chúng tăng lên theo sự tăng cỉia ánh sáng và đạt mức cao nhất ở sản xuất trực tiếp Còn ở những loài cây chịu bóng trong điều kiện ánh sáng dư thừa thì tương quan giữa những phản ứng tối và sáng ở trong các lá cây bị phá vỡ và cường độ quang hợp đạt cao nhất ở cường độ ánh sáng trung bình (30%)

0 Phương pháp của I.S.Metvetdep (1884) Cơ sở của phương pháp này là xác định quan hệ giữa H và D ị 3 Song chiều cao tương đối nhiều khi còn phụ thuộc vào điều kiện lập địa và tình trạng các cây gỗ trong rừng chứ không chỉ phụ thuộc vào ánh sáng Vì vậy kết quả nghiên cứu có nhiều lúc mâu thuẫn

Nhìn chung các phương pháp đều có nhược điểm của nó, như phương pháp quan sái hình thái phải có kinh nghiệm

Hiương pháp (a) phải đảm bảo số lần lặp, quan sát nhiều năm, số cây quan sát phải nhiều Phương pháp (b) chưa chú ý đến độ dày của lá cây; phưomg pháp (c) sô'

loài nghiên cứi chưa nhiểu Riương pháp (d) mới chỉ nghiên cứu tác động của thành

phần quang ph ổ lên giấy ảnh Phương pháp (e) chưa đủ số lượng quan sát, ít lặp lại nên chưa đảm bảo độ tin cậy và Phương pháp (f) quan hệ H/D] 3 không chỉ phụ thuộc vào nhân tố ánh sáng

4 Quy luật phân bố bức xạ quang hợp vđ ánh sáng ở trong rừng.

Theo Nestrerôp (1954), sự phân bố ánh sáng ở trong rừng được cân bằng như sau (xem hình 5.3)

Theo kết quả nghiên cứu của V.A Alêcxeep (1975) thì sự phân bố của bức xạ mặt trời tì-ong rừng phần lớn phụ thuộc vào độ dài và năng lượng của bước sóng, theo ông thì:

Rừng phản xạ các tia sáng trong phần ánh sáng nhìn thấy cùa thành phần quang phổ tất cả là 3 - 6% bức xạ mặt trời, 44 - 70% ở vùng tia đỏ và tia hồng ngoại, 2 '

3% tia đỏ, tia da cam và tia chàm, 7 - 8 % các tia lục và lục vàng

Rừng lọt sáng nhiều hay ít (10 - 25%) phụ thuộc vào điểu kiện thời tiết, độ cao mặt tròi (hfl), độ tàn che của rừng, độ dày, độ khép tán cùa các cây gỗ, độ dài và hình dạng của lá, chiểu cao và mật độ của rừng Điều kiện tốt để cho các tia sáng xuyên qua tán rừng thường được quan sát thấy ưong điều kiện thời tiết nhiều mây hoặc trời râm, còn nếu trời quang mây thì các tia sáng xuyên qua nhiều nhất thường vào những buổi trưa (ho= 90°) và thấp nhất thường ở ho = 10 - 18" Bức xạ mặt ười lọt xuống đất dưới tán rừng phụ thuộc vào độ tàn che, độ tàn che càng cao thì mức

độ lọt sáng càng giảm Trong cùng một độ tàn che hoặc độ đầy thì các loài cây khác nhau có độ lọt sáng khác nhau, điều đó có iiên quan đến độ che phủ của các ioài cây Nhờ đố mà dưới tán rừng của những loài ưa sáng cố tồn tại nhiều cây tái sinh

của các cây chịu bóng và nhiểu khi chúng mọc rất tốt ở độ tàn che 0,7 - 0,8.

Sự lọt sáng của các bức xạ quang hợp còn ỉ^ụ thuộc vào tuổi lãm phẩn, ở thời kỳ

sinh tìiĩỏng và phát tìiển của rừng mạnh nhất thì độ lọt sáng qua tán rừng sẽ thấp nhất

Cường độ lọt sáng dưới tán rừng có quan hệ với cấp đất và kiểu rừng Rừng có cấp đất thấp thì sự xuyên qua tán của nguồn sáng sẽ cao hơn còn hấp thụ thì ít hơn

so với lâm phần có cấp đất cao hcm Tuy nhiên ở rừng có cấp đất thấ ) ít biến động, chiều cao cây không lớn, tán phát triển yếu, vì vậy hấp thụ ánh sáng ít

Nguồn ánh sáng xuyên qua tán rừng có ảnh hưởng đến điều kiện sống các cây tầng khác, đến tái sinh rừng, đến mức độ phát triển của cây bụi, thảm tưcrt, dây leo

và tạo ra ánh sáng, nhiệt độ ở mặt đất cho hoạt động của vi sinh vật, Vì vậy, biết được quy luật phân bố ánh sáng theo chiều dọc và chiều ngang dưới tán rừng và làm quen với máy móc, dụng cụ đo ánh sáng dưới tán rừng là điều rất quan trọng

Để đo cường độ ánh sáng dưới tán rừng, trên khu khai thác hoặc ở chỗ trống

ngoài rừng người ta thường dùng máy đo cường độ ánh sáng gọi là Luxumet

Chế độ chiếu sáng dưới tán rừng có những đặc điểm riêng biệt của nó, nên khi

đo cưcmg độ ánh sáng dưới tán rừng cần phải chú ý một số điểm sau:

Tán rừng có khả nãng chọn lọc ánh sáng qua tán; rừng lá rộng chọn lọc tốt hơn rừng lá kim Dưới tán rừng sự giảm cường độ bức xạ mặt trời là rất rõ rệt, đặc biệt là bức xạ quang hợp so với chỗ trống

Sự thay đổi thành phần quang phổ của bức xạ mặt tròi được biểu hiện ở các tia

đỏ và tia hồng ngoại tăng lên đến 80 - 1 0 0%, nó phụ thuộc vào tán rừng và loại rừng, dưới tán rừng lá rộng cho ánh sáng đi qua 1 - 2% bức xạ sinh lý

ở trong rừng, thời gian chiếu sáng ưong một ngày tìiường bị rút ngắn đi từ 1 - 3 giờ.Các chấm sáng ở trên mặt đất dưới tán rừng không cố định mà nó di chuyển vị trí theo không gian và thời gian Sự không đổng đều vé chế độ ánh sáng dưới tán rừng là do sự khác nhau về phần ánh sáng xuyên qua tán rừng và giữa các tán rừng

Vì vậy, ánh sáng mặt trời khi đi qua tán rừng sẽ tập trung ở dạng nhiều điểm hoặc dạng vệt, có các bóng râm và nửa bóng râm xuất hiên do gió đung đưa các tán rừng

Sự biến động lá cây làm thay đổi nhanh hoặc làm dao động ánh sáng ở các điểm riêng biệt dưới tán rừng Vì vậy, chế độ ánh sáng dưới tán rừng luôn không cố định,

đó là điều cần chú ý khi đo cường độ ánh sáng dưới tán rừng

Cường độ ánh sáng dưới tán rừng thường được đo ở độ cao ngang ngực (l,30m

kể từ mặt đất) và phải tiến hành ở điều kiện như nhau: vào lúc trời quang mây không

có gió hoặc mây che phủ bầu tròi hoàn toàn Thời gian đo tốt nhất vào 11 đến 13 giờ, idii đó góc dịch chuyển của mặt trời bé và ánh sáng tự nhiên sẽ biến đổi ít

Việc đo ánh sáng được tiến hành ở các điểm riêng biệt, cự ly các điểm phải đổng đều trên toàn diện tích ô tiêu chuẩn, sô' lượng các điểm đo phải đảm bảo độ tin cậy

và có thể tính theo công thức của toán thống kê như sau:

N= xVp^

Trong đó: X là hộ số biến động (%)

p là độ chính xác cho trước (%)

Cũng nên lưu ý rằng cường độ ánh sáng trung bình dưới tán rừng (ở độ tàn che0,6 - 0,8) ít khi vượt qua 3.000 lux Vì vậy, để đo đếm ánh sáng với độ chính xác

p = 5 - 10% cển phải đo 50 - 60 điểm và thời gian đo ít nhất cũng phải 30 phút

Người ta đo cường độ ánh sáng ngoài chỗ trống gần đó hai lần vào lúc trước và sau khi đo ở dưới tán rừng để tính giá trị trung bình của ánh sáng ngoài chỗ trống và

từ một loạt số liệu đo được ngưòd ta tính trị số trung bình về cường độ ánh sáng dưới tán rừng và sau đó lấy giá trị trung bình của cường độ chiếu sáng dưới tán rừng chia cho giá trị trung bình cường độ ánh sáng ngoài rừng, như vậy ta sẽ tính ra tỷ lệ phần trăm so với chỗ trống

Ví dụ: Cường độ chiếu sáng trung bình dưới tán rừng là 1193 lux và cường độ chiếu sáng trung bình ngoài chỗ trống là 15000 lux thì tính ra tỷ lệ % cường độ ánh

sáng tương đối dưới tán rừng là E,d = 1.193/15.000 = 8% Từ các số liệu điểm đo ta

có thể vẽ được biểu đổ phân bố ánh sáng ở dưới tán rừng

Một ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với sinh trưởng và phát triển của rừng nhiều tầng và cây tái sinh, cây bụi thảm tươi là sự biến đổi ánh sáng theo chiều thẳng đứng Đo đếm ánh sáng ở các mức chiều cao khác nhau là công việc phức tạp và khó khăn VI vậy, các số liệu về cưcmg độ ánh sáng theo chiều thẳng đứng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thành phần loài cây, độ dày, độ tàn che của rừng Đường cong phân bố thường có hình chữ “S” và ở rừng có độ dầy thấp thường có hình parabon

Ánh sáng dưới tán rừng là một trong những nhân tố chủ yếu để xác định tình trạng lớp cây tái sinh dưới tán rừng Thường khi tuổi lớp cây tái sinh tăng lên thì nhu cầu ánh sáng của nó cũng tăng theo Các loài cây ưa sáng yêu cầu ánh sáng lớn hơn, tái sinh của các loài cây này sẽ chết ở điều kiên ánh sáng 1 0 - 1 2 % (ở dưới 2 tuổi) và

25 - 30% ở tuổi lớn hơn (5 - 10 tuổi) (V.A.Alecxeep, 1975)

Mối quan hệ giữa cường độ ánh sáng và cường độ quang hợp ở cây rừng cho đến nay còn ít người nghiên cứu và những nghiên cứu đó chưa đầy đủ Sự tích luỹ chất

hữu cơ và năng lượng hoá học trong quá trình quang hợp ở cây rừng có mối quan hệ

rất chặt chẽ với hoạt động của bộ máy quang hợp, nên chúng ta có thể biến đổi hoặc điều khiển cường độ quang hợp bằng cách tăng hoặc giảm nguồn ánh sáng (một nhân tố sinh thái dễ điều khiển nhất) bằng cách biến đổi độ tàn che của rừng đé tạo

ra ảnh hưởng tốt đối với sinh trưởng và phát triển của cây rừng Đó là một trong

những cơ sở lý luận của kinh doanh rừng đặc biệt là chặt nuôi dưỡng, chặt tỉa thưa, khai thác chọn hợp lý, nhằm nâng cao sản lượng rừng.

Trong thực tế sản xuất lâm nghiệp người ta đã sử dụng nhiểu biệii pháp để tăng sản lượng rừng bằng cách tạo ra hình thái tán cây thích hợp nhất cho từng loài để có

sự chiếu sáng phù hợp với bể mặt của lá cây Mật độ rừng lớn sẽ dẫn đến kích thước lán cây rừng bị giảm và một số cây sẽ bị che tán Mật độ cao, sản lượng chung của rừng sẽ bị giảm Để giữ cho tán rừng ở mức độ tối ưu và để có cường độ quang hợp cao nhất thì việc chặt đi một sô' cây (chặt nuôi dưỡng) để tạo ra một khoảng không gian dinh dưỡng thích hợp là rất cần thiết Kinh nghiệm thực tế cho rằng: rừng có độ làn che 0,7 - 0,8 tốt nhất là nên thay đổi độ tàn che, thay đổi tán rừng một cách từ từ từng bước một

Cường độ tỉa thưa đối với các loài cây khác nhau, các loại rừng, các loại tuổi và điều kiộn lập địa khác nhau là phải khác nhau vì cơ quan quang hợp của cây rừng có cảm ứng đối với ánh sáng không như nhau Sau khi tỉa thưa, cường độ ánh sáng dưới tán rừng bị biến đổi rất mạnh, sô' lượng tia sáng có tác dụng sinh lý đối với cây rừng được tăng lên rõ rệt, các cơ quan quang hợp cũng được hình thành thêm và sản phẩm quang hợp hay sản lượng rừng cũng được tăng lên

Độ chiếu sáng không đều ở các phía nên có cây rừng bị lệch tán, gỗ bị lệch tâm, thân sẽ bị cong (phía được chiếu sáng nhiều sẽ mọc chậm hơn và cây sẽ bị cong về phía đó) và làm ảnh hưởng đến chất lượng gỗ, chất lượng sản phẩm của rừng, cũng

vì thế mà những cây rừng mọc ở trong bóng các cành của nó thường mọc ngang Những cành phía trên tạo ra với thân cây một góc nhọn, những cành phía dưới tạo ra với thân cây một góc vuông Như vậy, điều khiển ánh sáng trong rừng bằng cách chặt nuôi dưỡng sẽ có tác dụng làm cho tán cây rừng, thân cây phát triển tốt, cân đối

và sẽ cho chúng ta gỗ sản phẩm tròn đầy và chất lượng cao hơn

Ánh sáng còn ảnh hường rất lớn đến sự ra hoa của cây rừng Tán cây được chiếu sáng càng tốt thì mùa ra quả càng nhiều Qiất lượng hạt giống cũng phụ thuộc vào thành phần và cường độ ánh sáng rất lớn Ví dụ: trong một cây ở phần phía Đông Nam cho ta lượng hạt giống nhiều hơn và có chất lượng cao hơn, tỷ lệ nảy mầm nhiều hơn, thời gian ngủ nghỉ của hạt giống ít hơn so với những hạt ở phía Tây Bắc của tán cây Những cây mọc ở ngoài rừng hay bìa rừng sẽ ra hoa, quả sớm hơn so với những cây cùng loài mọc ở trong rừng rậm Vì vậy, trong kinh doanh rừng giống, hạt giống cần thiết phải chặt nuôi dưỡng một cách có hệ thống và thưòfng xuyên để luôn luôn đảm bảo ánh sáng cho cây mẹ và tăng sản lượng, chất lượng quả hạt của rừng

Đối với những khu rừng gần thành thục và đã thành thục có nod, có lúc người ta vẫn tiến hành chặt tĩa thưa một số cây trước lúc khai thác nhằm tạo ra điều kiện thuận lợi cho viộc xuất hiện ở dưới tán rừng một lớp cây tái sinh và tạo điều kiện ánh sáng thuận lợi cho sinh trưỏtng của cây tái sinh bằng cách từng bước chặt bớt đi những cây mẹ

Việc điểu khiển và lợi dụng ánh sáng để xúc tiến tái sinh tự nhiên hoặc tái sinh nhân tạo hay làm giàu rừng ưong thực tế sản xuất lâm nghiệp người ta còn dùng nhiều biện ph íp khác như một số biện pháp trong khai thác chính, trong điều chê và cải tạo rừng, đặc biệt là trong trồng rừng (xác định hướng các hàng cây, cự ly cây hỏn giao giữa các loài ) Điều đó có ý nghĩa rất lớn ừong viộc tận dụng ánh sáng mặt tròi để nâng cao sản lượng cũng như chất lượng rừng,

5.1.2 Mối quan hệ giữa quần xã thực vật rừng và nhiệt độ

Bức xạ mặt trời là nguồn nhiệt chủ yếu của mặt đất Bên cạnh đó còn có nguồn nhiệt từ các lớp đất đi vào khí quyển đo sự phân giải các chất hữu cơ và còn do phát sóng điện từ đưa đến

Nhiệt lượng ưên bề mặt đất và sự phân phối ữong năm có ý nghĩa nhất định đối với đời sống thực vật Nhiệt độ ảnh hưỏng đến toàn bộ các quá trình sống quan trọng của thực vật trong đó có cây rừng như: quang hợp, hô hấp, hút các chất hữu cơ và vô

cơ, sinh trưởng, tích luỹ khối lượng gỗ, hình thành quả và hạt, phân bố rừng

- Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến quá trình quang hợp:

CO2 + H2O + dinh dưỡng đất > Q H, 2 0 6 + O2

Như vậy trong quá tì-ình quang hợp muốn hình thành một phân tử chất hữu cơ phải tiêu thụ một lượng năng lượng nhiệt là 674 Kcal Vì vậy mà cường độ quang hợp phụ thuộc vào nhiệt độ không khí trong giai đoạn phản ứng nhiệt Đối với những cây mọc ở ưong rừng quang hợp được tiến hành ở nhiệt độ không khí dưới

0°c, có nm đế^n - 8°c (trong nhiệt độ đổ các tế bào, mô thực vật với ười nắng mùa đông thường được đốt nóng gần bằng hoặc cao hơn 0“C)

Các mô thực vật hoạt động sống thường ưong khoảng từ 0 - 50”c và nhiệt độ

thích hợp nhất trong khoảng từ 10 - 35°c, nhiẹt độ tối ưu ttong khoảng 15 - 25'’c

Khi nhiệt độ tăng hoạt động của thực vật sẽ tâng lên đến lúc đạt được nhiệt độ tối ưu

và sau đó sẽ giảm dần đến khi nhiệt độ rất cao Thực vật sẽ chết do quá ưình sinh lý bắt đầu bị rối loạn hoàn toàn

- Sự trao đổi chất thấp được xác định bằng điểm băng của nước tự do (0”C) và sự hạn chế protein đo nhiệt độ cao (50 - 60®C) Nhiệt độ cao tối đa và tối thấp đều có ảnh hưởng rõ rệt đến đời sống cây rừng

- Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến quá trình tái sinh và dạng sống của thực vật Nhìn chung dưới ảiứi hưỏng cua nhiệt độ các quá trình hoạt động sống cùa cây rừng tiến hành như sau:

ỉ) Cố sự hoạt động của các enzim, nhờ đố mà các phản úng sinh hoá được xúc tiến, đặc biệt là quang hợp và hô hấp

2) Hấp thụ và hoà tan CO2 , 0 2 vào ttong các tế bào thực vật

3) Quá trình thoát hofi nước được xảy ra

4) Xuất hiện khả năng hút nước và chất dinh dưỡng của hệ thống rễ.

5) Xuất hiện thẩm thấu của các màng tế bào

Như vậy đối với các quá trình sinh trưởng khác nhau có thể có n h ^ g nhu cầu về nhiệt độ thích hợp không giống nhau, cho nên không thể khẳng đmh sinh trưởng hay sản lượng một loài nào đó bằng một giới hạn nhiệt độ thích họf nhất định

Đặc điểm chế độ nhiệt độ có ý nghĩa quan trọng trong đời sống của thực vật Cây chỉ có khả nãng đâm chổi nảy lộc ở nhiệt độ không khí lớn hcfn 5°c Các yếu tố khác nhau của chế độ nhiệt độ là nhiệt độ ban ngày, ban đêm, tổng nhiệt lượng, sự chênh lệch nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm (thời kỳ nhiệt) Tất cả các yếu tố đó đều ảnh hưcmg đến sinh trưởng của thực vật Ngoài ra sinh trưởng còn phụ thuộc vào loài cây, các quần thổ và điều kiện nơi mọc của chúng

Sự biến đổi chế độ nhiệt độ ở mặt đất và ở trong rừng có sự khác nhau cho nên nhu cầu nhiệt cũng biến đổi khác nhau

2 Cán bằng nhiệt ở mặt đất và trong rừng.

Năng lượng cân bằng bức xạ mặt đất bị phân tán cho sự trao đổi nhiệt vói các tầng thạch quyển (đất, các loại đá) và thuỷ quyển (độ sâu mức nước đại dương, biển, hồ ), chi phí cho sự bốc hơi nước và cho sự đốt nóng tầng khí quyển gần mặt đất

Sự phân tán năng lượng có thể được biểu thị ở dạng phương trình cân bằng nhiệt (Buđưcô, 1971) như sau:

R= L.E + P + ATrong đó; R: Dòng nhiệt bức xạ hoậc cân bằng bức xạ

L: Nhiệt lượng để hình thành hơi nước, nó phụ thuộc vào nhiệt độ bổc hcd bẻ mặt (L = 597 - 0,6 T (Kcal/kg)

E: Lượng nước bốc hơi (kg)L.E: Chi phí nhiệt cho bốc hơi (kcal)P: Dòng nhiệt từ mặt đất đến tầng khí quyển (kcal)A: Dòng nhiệt từ mặt đất đến các tầng dưới đất (kcal)

Sự cân bằng nhiệt ở mặt đất có thể biểu thị theo dạng sơ đồ sau;

Hình 5.4 Sự cân bằng nhiệt ỏ mặt đất

Trong điều kiện khô A=0, tức là khi bề mặt đất không bị nguội đi, không bị

nóng lên thì cân bằng bức xạ có thể ở dạng: R = L.E + p

Chi phí nĩiiột cho bốc hơi (E) phụ thuộc vào lượng mưa và lượng bốc hơi

Sự cân bằng rihiệt ờ mặt đất dưới tán rừng khác với ở chỗ trống có rừng là do phần năng lượng mặíHrời bị phân tán cho sự bốc hơi sinh lý và cho sự hình thành sinh khối trong quá trình quang hợp

Phương trình cân bằng nhiệt dưới tán rừng có thể biểu thị dưới dạng sau:

R t =Eqh + Ebt + E bd + E + E,Trong đó: R, Dòng nhiệt bức xạ trên tán rừng

E,h: Chi phí nhiệt cho quang hợp Eb,; Chi phí nhiột cho bốc hơi vật lý từ tán cây Ebd: Nhiệt cho bốc hcd vật lý từ mặt đất, cây bụi, cỏ E^: Chi phí cho trao đổi không khí giữa rừng và không khí đi quaE,: Chi phí nhiệt cho thoát hod nước

Nói chung rừng lợi dụng năng lượng mặt trời trong quá trình quang hợp từ 0,9 ' 1,1%, lớn hơn đồng cỏ khoảng 3 lần

3 Ảnh hưởng của quần xã thực vật rừng đến nhiệt độ

Rừng có ảnh hưởng rõ rệt đến nhiệt độ không khí và nhiệt độ đất Mùa đôngnhiệt độ không khí trong rừng lá rộng cao hơn ở ngoài rừng khoảng 0,5 - 3,0‘’c , ngược lại mùa hè nhiệt độ không khí trong rừng thấp hơn từ 1,5 - 2,5”c Vào mùa hè trời quang mây nhiệt độ không khí vào ban ngày trong rừng thấp hơn ở ngoài rừng

từ 2 - 5°c Sự thay đổi nhiệt độ không khí trong rừng ứieo chiều thẳng đứng vào thời gian ban ngày và ban đôm được biểu hiện ở hình vẽ sau

a- ban ngày

b- ban đêm

777P777Z!777P7Z^77777Pĩy77Z!7Z^7Z^777777P7^.

Hinh 5.5 Sự biên động nhiệt độ không khí ỏ trong rừng

Nhiệt độ đất phụ thuộc vào thành phần khoáng vật và thành phần cơ giới đất

Nhìn chung nhiệt độ đất trong rừng thấp hơn ngoài rừng khoảng 2 - 3”c , ở vùng

rừng hỗn giao nhiệt đới khoảng 3 - 5'’c Nhưng vào mùa đông lại cao hơn từ 0,5 - l“c Sự dao động nhiệt độ đất ban đêm xảy ra muộn hơn so với nhiệt độ không khí

4 Tương quan giữa các loài cây và nhiệt độ

Các loài cây có quan hệ mật thiết với nhiệt độ, có cây ưa nhiệt, có cây không thícầ hợp với nhiệt độ cao v ề đặc tính ưa nhiệt của cây rừng được thể hiện ở một số chỉ nêu gián tiếp như sau:

Thời kỳ sinh trưởng

Địa điểm phân bố địa lý

Mức độ bị phá hoại do nhiệt độ cực hạn cao thấp

Nhiệt độ thích hợp cho quang hợp

- Biểu đồ nhiệt độ bình quân tháng lạnh nhất và nóng nhất của các loài

Mgười ta có thể căn cứ vào đó để xác định thứ tự về mức độ chịu lanh hay chịu nóní của các loài cây

ỉ Ảnh hưởng của nhiệt độ cực hạn cao, thấp đến cây rừng

Nhiều nhà khoa học đã chứng minh rằng các tế bào thực vật chỉ có khả năng tồn tại rong một giới hạn nhiệt độ nhất định Nếu nhiệt độ thấp quá hoặc cao quá thì cây -ừng sẽ sinh trưởng kém hoặc bị chết vì không còn khả năng hoạt động

Nhiệt độ cực hạn cao sẽ gây nhiều nguy hiểm hơn đối với thực vật như làm cho cây *ừng bị khô kiệt nước trong lá và thân, gỗ, bị bỏng ở cổ rễ cây con, phá huỷ chất diệp lục, gây ra rối loạn hô hấp và các quá trình sinh lý khác, gây ra cháy lá, đốt nóní thân cây làm cháy tượng tầng và cuối cùng làm biến đổi chất protein gây tích luỹ các axit hữu cơ trong các tế bào và làm đông tụ các tế bào, cây sẽ bị chết Đất rừng cũng bị quá nóng dẫn đến cây bị lỏ cổ rễ, rộp vỏ cây và cháy cổ rễ các cây rừng Những hiện tượng trên thường xuất hiện vào đầu hè do nhiệt độ cao nóng vào ban iêm và do sự chênh lệch nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm

Nhiệt độ cực hạn thấp làm cho các cơ quan của thực vật bị tổn thưomg như nước

sẽ đóng băng hoậc hình thành những tinh thể băng trong các kẽ gian bào hoặc gian bào, sau đó ưong các tế bào nước sẽ bị khô và bị hại cơ giới, cuối cùng protein bị biến chất và tế bào chất bị huỷ hoại Nhưng tuỳ theo mức độ lạnh mà gây ra những bấi tri ở mức độ khác nhau đối với thực vật Vì nó có thể kìm hãm tất cả các quá trình chủ yếu của cây như sinh trưởng, quang hợp, hình thành diệp lục, trao đổi nước

và dnh dưỡng khoáng, ở mức độ khác nhau Nó làm giảm hiệu quả năng lượng của 4uá trình hô hấp, làm chậm tốc độ phát triển của thực vật Ảnh hưởng của nhiệt

đô rtấp có thể làm tăng thêm, kéo dài thêm thời gian tác động, kể cả những tác động

cơ giới cũng bị kéo dài, cho nên ở những cây rừng nếu gặp rét kéo dài và rét đậm thì

sẽ hình thành những vết nứt sâu ở vỏ cây, thậm trí cả ở trên cây và trong gỏ, tạo điều

kiện để sâu ỈỊỘnh xâm nhập Ngoài ra còn gây ra một sô' hiện tượng bất lợi khác như khi quá rét, đóhg băng, đất bị nén chặt, nứt nẻ dẫn đến vỏ và rễ cây bị hại cơ giói và làm xấu đi quá ũ-ình hô hấp của bộ rẽ

Như vậy ánh sáng^ mặt ười đã gây ra hiệu quả nhiệt đến tất cả các loài thực vật trên trái đất, trong đó có cây rừng Hiệu quả đó ảnh hưỏng rất lớn đến sản xuất lâm nghiệp Nhiệt độ thấp vào mùa đông luôn luôn là nguyên nhân làm chết cây rừng, đặc biệt là cây tái sinh, cây non ở vườn ươm hoặc cây mới trổng Nhiột độ tối thấp bẩt đầÌi gây chết khác nhau theo loài cây như: Giẻ: - 45°c, Sau sau: - 3ẻ“c , bạch đàn: - 17”c Tính chịu rét của các loài cây gỗ được xác định bằng khả năng tích luỹ các chất trong tế bào, như dịch tế bào (đường, mỡ) và sự giảm hàm lượng nước tự do vào đầu mùa đông Theo N.A Măcximôp (1952) thì nguyên nhân chết của tế bào là

đo rét làm chết tế bào chất và do hình thành những tinh thể băng trong gian bào, mà bên trong hầu như không thay đổi thể tích

- Nhanh chóng phát hiện và thông báo kịp thời để tìm ra các biện pháp phòng chống kịp thời và chủ động

- Chọn phương thức khai thác rừng và xác định các chỉ tiêu kỹ thuật trong khai thác cho hạị) lý

- Chọn phương pháp chạt nuôi dưỡng rừng thích hợp với các chỉ tiêu kỹ thuật

chặt nuổi dưỡng phừ hợp.

- Chọn đất ưổng rừng ứưch hợp với đặc điểm sinh thái các loài cây và chọn loài cây trổng hỗn giao cho hợp lý để tạo ra những cấu ữúc rừng ổn định với nhũng tác động của nhiệt độ cực hạn

- ở vườn ươm cần che phủ hợp lý cho các luống cây con, tưới nước thường xuyên khi nắng hạn hoặc rét đậm kéo dài, bón phân, hun khói hoặc chăm sóc cẩn thận khi gặp trời lạnh

- Tạo ra các đai rừng phòng hộ ngăn chặn tác động của nhiệt độ cực hạn cao, thấp xung quanh khu vực vườn ươm hoặc khu rừng tái sinh sau khai thác

5.1.3 Mối quan hệ giữa quần xã thực vật rừng và nhân tố nước

I Ý nghĩa của nước trong đời sống của rừng

Nước là một hợp chất vô cơ rất cần thiết cho đèfi sống nói chung và cho thực vật nói riêng Nước chiếm tỷ lệ khá lớn trong cây rừng Nguồn nước cung cấp cho cây

rừng chủ yếu là từ đất, nhưng lượng nước trong khí quyển cũng có ý nghĩa lớn, vì nó ảnh hưởng đến nguồn nước trong đất và lượng bốc hơi, nước mưa và sương mù.

Chính nưóc mưa không phải là nhân tố ảnh hưcmg trực tiếp đến siiứi tìorỏng cùa thực vật Mưa tuyết và các dạng nước khác có ý nghĩa gián tiếp đối A^ới viộc bổ sung lượng nưóc cho đất, qua đó mà ảnh hưcmg gián tiếp đến sinh trưởng của tíiực vật nhờ tác động vào đất E)ổng ửiòi mưa còn mang đến cho đất và thựcMt các chất dưới dạng ion Tuy nhiên cũng có lúc mưa tác động trực tiếp đến sinh trưởng thực vật như khi mưa to, mưa rào, mưa đá sẽ gây hại lớn cho thực vật ở nơi dốc mạnh, mưa phá hoại cấu tượng và độ tơi xốp của đất mặt gây ra xói mòn, rửa ưôi, làm thoái hoá đất Khi mưa to, mưa nhiéu gây ra lũ lụt, ứ nước cũng gây ra thiệt hại lớn đối với thực vật

Nước là điều kiện tổn tại không thể thiếu được của các sinh vật trên trái đất, là thành phần cấu tạo protein và axit nuclêic Nước cần thiết cho tất cả các tế bào sống Trong cây rừng có chứa đến 60 - 85% trọng lượng là nước Nước được chứa trong các tế bào sống cũng như tế bào chết của cây Hàng năm nước trong các cơ quan của cây không như nhau, điều đó được thể hiện ở kết quả nghiên cứu của I.I Panarin như ở biểu sau:

chung (tấn/ha) ưha (%) ưha {%) ưha (%) t/ha (%)

Thông rụng lá Bắc 25,4 42,9 2,1 42,0 3.9 35.9 2.2 53,6 33,6

Theo ông thì hàm lượng nước ở thân tăng lên đến mức độ tối đa vào mùa đông là

150 - 170%, ở cành vào mùa hè là 180 - 22 %, sau đó giảm xuống 110 - 140%, ở lá

thông là 250 - 360% Theo số liệu của A.A.Mônchanốp (1973) thì hàm lượng nước cũng thay đổi theo mùa ở các bộ phận căy gỗ Lượng nước ở thân cây lớn nhất vào mùa xuân và ít nhất vào thời kỳ bắt đầu bước vào mùa đông hoặc mùa lá rụng, sau

đó có tăng lên chút ít và giữ b mức đổ trong suốt mùa đông Vào mùa hè chi phí

nước cho quá trình trao đổi chất và quang hợp với lượng nước ít nhất vào lúc 16 - 17 giờ (gần tối) và nhiểu nhất vào trước lúc mặt trời mọc

Trong quá trình quang hợp để hình thành một tấh sinh khối khô tuyệt đối phải chi phí gần 0,55 tẩh nước Ngoài ra để giữ độ ẩm bình thường cây gỗ cần chi phí 1,15 tấh nước cho một tấh chất khô, như vậy chi phí tất cả là 1,7 tâứi nước Nếu tính chi phí nước cho cả quá uình trao đổi chất để hình thành nên một tỄửi gỗ thì hàng năm cần

350 - 500 tấn nước và tính cả các phần ở dưới đất nữa thì chi phí nước để hình thành nên một tấh gỗ sẽ phải lên tới 900 - 1100 tấn nước Tuy nhiên, sản xuất gỗ nếu đem so với sản xuất nhôm và thuộc da thì cần ít nước hơn, một tấh nhôm, da cần 1500 tấh nước hoặc một tăh scri hoá iiọc cần 2000 - 5000 tấn nước (CV.Bêlốp, 1976)

Cây rừng hút chất dinh dưỡng từ đất chủ yếu ở dạng dung dịch Nước bao bọc phẩn cuối rễ dầy khoảng 0,5 miĩi Nước cần thiết để chi phí cho quá trình ưao đổi chất và cung cấp theo quá trình thoát hơi nước nhằm hạ nhiệt độ lá cây xuống

khoảng 6 - 10°c vào lúc trời nắng nóng, mùa hè Vì vậy phải chi phí đến 23% nhiệt lượng cho các quá trình trên Trong điều kiện bình thường, các lá cây có thể vận chuyển từ 2g nước trên 1 diĩi^ trong Igiờ (V.A.Alêcxeep, 1975)

Khổng thể không nhấn mạnh vaỉ.trò của nước trong sự nảy mầm của hạt giống vì hạt không thể nảy mầm được nếu thiếu nước Khi đó nước sẽ kích thích hộ thống enzim trong hạt, tạo ra sự cân bằng nước, tăng cường trao đổi chất và thúc đẩy cây

‘sinh Uirỏng Nhiều loài cây gỏ, bụi thường phát tán hạt nhờ nước Nước và nhiệt là hai nhân tố tạo thành trường nhiệt ẩm xác định sự phân bố của thực vật ưên trái đất Để đảm bảo cho rừng xuất hiện ở mỏi vùng địa lý thì cần phải có một giới hạn vể lượng mưa nhất định Vào đầu thế kỷ XX, nhà bác học Nga V.V.Đôcucháep đã chỉ rõ rằng: phạm vi địa lý của ửiực vật được xác định bởi điểu kiện độ ẩm khí hậu Điều kiện đó phụ thuộc vào lượng mưa và lượng bốc hơi dưới tác động của nhiệt lượng

G.N.Vưsôtxki (1895) đã đề nghị sử dụng giới hạn phân bố rừng và hình thái đất bằng các chỉ tiêu tương quan giữa lượng mưa và lượng bốc hori để đặc trưng cho vùng khí hậu

Lượng bốc hơi của một vùng khí hậu thường phụ thuộc vào nhiệt độ, ẩm độ khổng khí và lượng mưa Khi nhiệt độ tăng lượng bốc hơi cũng tăng lên, khi ẩm độ

và lượng mưa tăng thì lượng bốc hcri lại giảm xuống Theo N.I Ivanốp ở nước cộng hoà Ubêckixtan, lượng bốc hcd được tính theo công thức sau:

M = 0,00144(25+7)1(100 - a)Trong đó: M - Lượng bốc hơi trong thời kỳ nhất định (mm)

T - Nhiệt độ trung bình không khí thời đó (°C)

a - Ẩm độ trung bình không khí thời đó (%)G.TxelianiỐp (1930) đã đê nghị sử dụng chỉ tiêu hệ số thuỷ nhiệt - qua hệ lượng mưa ùrong thời kỳ sinh trưởng với tổng nhiệt độ trung bình cả những ngày trên 10”c

Sau này Mezenxep (1980) gọi là hệ số ẩm độ:

Trong đó: Rn là tổng lượng mưa ừong năm (mm)

ZT>J0 là tổng nhiệt độ trung bình không khí ừong thời kỳ c ó > 10”c

Cố thể phản ánh mối quan hệ nhiệt và lượng mim bằng chỉ số khô hạn

ở Việt Nam, theo Thái Văn Trừng (1970, 1978) chế độ khô ẩm là nhân tố quyết định việc hình thành các kiểu thảm thực vật nguyên sinh khí hậu Chế độ khô ẩm là một phức hộ bao gồm lượng mưa hàng năm, chỉ số khổ hạn và ẩm độ tương đối trung bình thấp

X: s, A, D

Trong đó: X là chỉ số khô hạn của một vùng

s là số tháng khô, là những tháng có lượng mưa trung bình nhỏ 2 lần nhiệt

' Cấp I: Tổng lượng mưa năm (P> 2.500 mm)

' Cấp II: p= 1.200 - 2.500mm, trong đó lượng mưa giới hạn trong tháng mưa là loòmm

- Cấp III: p= 600 - 1.200 mm, trong đó lượng mưa giới hạn trong tháng mưa là 50Òmm

- Cấp IV: p= 300 - 600mm, trong đó lượng mưa gidi hạn trong tháng mưa là 25mm

- Cấp V; p< 300mm, đây là cấp mưa đặc biệt xuất hiện ở những vùng bán hoang mạc

Cân cứ vào lượng mưa hàng năm, chỉ số khô hạn và ẩm độ tương đối trung bình thấp nhất, Thái Văn Trừng (1978) đã xây dựng bảng chế độ khô ẩm và sắp xếp theo thứ tự từ rất tốt đến rất xấu và cùng với bảng phân loại chế độ nhiệt, được ông ta dùng làm cơ sở để phân loại các kiểu thảm thực vật khí hậu nguyên sinh đặc tnmg hình thái cấu trúc

Trong cừng một chế độ nhiệt, tuỳ thẽo chế độ khô ẩm mà trong các thảm thực vật có dạng sống ưu thế trong tẩiig lập quẩn, độ tàn che của tầng ưu thế sinh thái, hình thái và ưạng thái của các tán lá khác nhau

Bảng phân íoại chế độ khô ẩm ỏ Việt Nam (Thái Văn Trừng -1970)

Tốn vùng khí hậu năm (mm) (cấp) s (khô) A(hạn) D (kiệt) t.b thấp nhất (%)

Khi chế độ khô ẩm biến đổi theo hướng giảm sự thuận lợi thì trong dạng sống ưu thế của thảm thực vật cũng có sự thay đổi từ cây cao (rừng), cây bụi (rú) đến thực vật thân cỏ*(trảng, truông, thảo nguyên) chiếm ưu thế, độ tàn che của tầng ưu thế sinh thái sẽ biểbđổi theo hướng từ kín đến thưa.

Hàng loạt quần rừng thứ tự diễn ra: kiểu thảm thực vật lá thường xanh, nửa rụng lá, rụng lá, lá cứng, Theo đó là các kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm, rừng kín nửa rụng lá ẩm, kiểu rừng kín rụng lá hoi ẩm, kiểu rú kín cứng hơi khô,

(ỉ) Độ ẩm không khí

Nước luôn luôn tổn tại trong khí quyển dưới dạng hơi Trọng lượng thực tế của nước trên 1 khồng khí gọi là độ ẩm tương đéTi Tỷ lệ phần trăm lượng hori nước so với lượng không khí tối đa tại đó gọi là độ ẩm tương đối

Ẩm độ tương đối cùa không khí có thể bị thay đổi theo áp lực hcfi, thường được biểu thị bằng mm Không khí bão hoà ưong điều kiện nhiệt độ T^=16“c , lúc này áp lực hofi trong không khí cao hơn 13 cm (qua cột thuỷ ngân) Khi T”=27”c thì lượng

h d nước tăng lên 2 lần, tức là trên cột thuỷ ngân chỉ 26 mm

Sự khác nhau giữa áp suất hơi nưốc thực tế và áp suất khí bão hoà ưong điểu kiện nhiệt độ như nhau gọi là độ lệch áp suất hcfi nước

Thí dụ: Độ ẩm tương dối không khí là 70% Nhiệt độ không khí T”= Tfc, thì áp suất h d nước sẽ là: 0,70 X 26 = 18mm và độ lệch áp suất h d nước là 26 -18 = 8mm.E)ộ chênh áp suất hofi nước là cơ chế đầu tiên để điều hành sự vận chuyển nước

từ khí quyển vào lá cây và từ đất vào rẽ thực vật

(2.) Sự trao đổi hơi nước giữa thực vật và khí quyển

Độ ẩm không khí có ý nghĩa lớn đối vối sự biến đổi các quá trình trao đổi nước ưong các tế bào thực vật Nếu áp suất hơi nước trong thực vật cao hcfn ở ngoài không khí thì nư<fc (hcfi) sẽ từ thực vật đi vào khí quyển Đó là hiện tượng thường xẩy ra vào ban ngày khi khổng có mưa Còn nếu ngược lại thì nước sẽ từ khí quyển đi vào

thực vật như những lóc mưa hoặc lúc có sương bám ờ lá cây (lúc lá cây chưa ứuơng

nước hoàn toàn) Trong trường hợp áp suất như nhau (độ chênh bằng không) thì sự trao đổi nước giữa thực vật và khí quyển không xảy ra

Thí dụ: khi không khí bão hoà hơi nước, nhiệt độ không khí và nhiệt độ thực vật như nhau thì không có sự trao đổi nước và thường xảy ra vào ban đêm

Cường độ bốc hơi nước trực tiếp phụ thuộc vào nhiệt độ thực vật, nhiệt độ không khí, vào ẩm độ tương đối của không khí và vào tốc độ vận chuyển của gió Cho nén tt-ong điểu kiện đất ẩm, không khí càng dày đặc và dòng không khí càng lớn mà biểu

bì cùa nhiẻu lá cây, quả, chồi, cành nhánh ở thực vật đều bị cutin hoá ở mức độ nhất

định (hiện tượng hoá sừng) Sự trao đổi nước (hơi nước) giữa thực vật và khí quyển

sẽ được xảy ra qua con đường khí khổng Cường độ trao đổi nước lúc này sẽ được điéu hoà bằng sự đóng mở khí khổng Khí khổng và tầng cutin đóng vai trò chủ yếu ưong việc điều hoà sự vận chuyển hơi nước.

Sự thoát hơi nước là một quá trình chủ yếu trong mối quan hệ giữa thực vật và nước bởi nó tạo ra độ chênh lệch về năng lượng và chính nhờ đó mà có sự vận chuyển nước trong thực vật và vì thế mà có ảnh hưởng bất lợi đến sinh trưởng cùa cây rừng, thậm chí làm cho cây bị chết

(3) Mưa được hình thành từ hơi nước

Mưa là nguồn nước chính của thực vật Hiện nay người ta đánh giá lượng mưa được hình thành hơi nước và lượng mưa rcfi xuống mặt đất là ngang nhau

Mưa sẽ rơi khi không khí nóng ẩm được làm lạnh thấp hơn điểm sương Điểm sương là lúc có nhiệt độ tạo ra độ ẩm bão hoà hơi nước 1 0 0% (thấp hơn khả năng giữ

ẩm cua nó) Sự làm lạnh không khí diễn ra khi có khối không khí lạnh ở phía trên có

chứa cả khối lượng khí nóng ở phía dưói nó hoặc ngược lại và cũng có khi do tác động của khối không khí chuyển từ dưới chân lên đỉnh núi cao sẽ gây ra mưa địa hình

Nếu hcri nước được ngưng kết thấp hơn điểm đóng băng thì sẽ hình thành tuyết

và cao hơn điểm đóng băng sẽ hình thành mưa Nước lạnh sẽ làm lạnh lớp không khí

và nếu nhiệt độ không khí dưới 0"c thì sẽ hình thành mưa đá hay tuyết Nếu nước

mưa lạnh khi rod xuống đất gặp bề mặt có nhiệt độ đưới 0°c thì sẽ hình thành đá

hoàc băng trên bề mặt đất Trong không khí nhiều hcri nước, khối lượng hơi nước đó được tạo thành từ những hạt nho, những hạt nhỏ này sẽ hình thành trên mặt đất các đám mây và sương mù Các đám mây hoặc những hạt sương mù đó nếu gặp một vật nào đó sẽ tạo thễmh những lớp đá trắng trong suốt hay lẶ tuyết và khi hơi nước ngưng kết trên bề mặt lạnh gần mặt đất sẽ hình thành nên một lóp sương

Như trên đã nêu, ảnh hưởng cùa mưa đối với thực vật không phải là trực tiếp mà

là gián tiếp thông qua việc bổ sung ẩm độ cho đất Ảnh hưởng có tính chất cơ giới của nước đối với cây rừng như mưa đá, mưa tuyết, bão tuyết ở vùng phía Bắc bán cầu

và mưa bão, mưa rào ỏ vùng phía Nam là nguyên nhân làm cho rừng và cây con bị hại hoặc chất lưcmg bị giảm

(4).Sương

Sương và sương mù có ảnh hưỏng lớn đối với sinh trưởng và phân bô' cùa rừng Ngoài ra sương còn làm giảm hoặc làm mất đi sự thoát hơi nước của thực vật và trong điều kiện độ ẩm không khí cao thì cây rừng có khả năng ngưng kểt một lượng nước khá lớn từ sưcmg mù Vào ban đêm một lượng nước lớn có thể ngưng kết trên

lá cây rừng dưới dạng sương và trong đó một số sẽ rcfi xuống đất bổ sung phần nào cho độ ẩm trong đất, do đó có ảnh hưởng tới cây rừng

Vào mùa hè, sương mù có ảnh hưởng đến khí hậu rừng, nó có tác động trực tiếp đến độ ẩm của cây và cũng gián tiếp làm giảm thời gian chiếu sáng, làm giảm nhiệt

độ mua hè, làm tăng nồng độ CO 2 Nhiểu nghiên cho thấy: căy rừng hấp phụ nước từ không khí, trong đó có cả sương mù; tán cây rừng hấp phụ nước ngưng kết

từ sương mù và một phần lượng nước này rơi xuống đất sẽ làm tăng độ ẩm đất do đó ảnh hưỏng đến sinh trưởng của cây rừng Ngoài ra các nhà nghiên cứu còn cho biết rằng: ở ngoài chỗ trống có khi đến 40 ngày Ốiông có mưa, nhưng tán rừng với 5 cây rừng vẫn thu được ưên 500mm nước do nước tì-ong sương mù rcfi xuống.

3 Sự tuần hoàn nước giữa đất và cây rừng

Sự tuần hoàn các chất dinh dưỡng chỉ có thể xảy ra khi có sự tuần hoàn nước từ đất theo rễ cây lên lá, sau đó vào khí quyển đi ngược lại xuống đất Đa số các chất dinh dưỡng ở tt-ong đất thường ở dưới dạng ion, những chất này muốn đi vào cây phải có độ ẩm đất (nư<fc trong đất) để hoà tan Khi cây hút nước, các chất dinh dưỡng sẽ cùng đi vào rễ cây, theo thân cây và lên lá trong dạng hoà tan Như vậy nước là phưoíng tiện vận chuyển mọi chất dinh dưỡng cho cây Sự thoát hơi nước từ mặt lá cây đã tạo ra khả năng vận chuyển nước từ dưới đất lên ngọn cây cao và nó đóng vai ưò quan trọng trong việc bổ sung hơi nước cho khí quyển (độ ẩm không khO Và cuối cùng, mưa khí quyển rcâ xuống sẽ trực tiếp hoặc gián tiếp bổ sung

lượng nước ở ưong đất.

Như vây, tuần hoàn nước cũng như tuần hoàn chất dinh dưỡng là do có hệ sinh ứiái rừng Tuy nhiên jrfiần lón diện tích ưẽn trái đất đều ở ữạng thái thiếu nước Vì vậy có thể nói nước là nhân tố giới hạn quan trọng của sự phân bố và sinh ưưởng củarừng, ở nhũng vùng có lượng mua nhỉẻu và Ịrfiân bố đều hoặc mạch nước ngầm cao thì nước không phải là nhân tố giới hạn mà là các nhân tố khác Tuy nhiên các nhân tô'

đó lại thông qua nước trong đất hoặc không khí mới phát huy tác dụng đối vdi rừng

Sự tŨần hoàn nưóc có ảnh hứỏng đến dòng ^ n g , suCâ và lượng nước trong đất Vì vậy, hoàn nước có ý nghĩa lớn đối với các hoạt động sản x uố kinh doanh nông, lâm, thuỷ sản, thuỷ lợi và kinh doanh tìtn các hổ nước theo quan điểm khác nhau

4 Quan hệ của thực vật đối với nước

Hiện nay người ta chia nhu cáu và yêu nước của thực vật như sau:

- Nhu cầu nước của thực vật là lượng nước cần thiết để đảm bảo mọi quá trìnhhoạt động của thực vật diẻn ra bình thường

- Yêu cầu nước là quan hộ đối V(^ điểu kiện ẩm độ của hoàn cảnh và khả năng thích nghi với lượng nước cần thiết trong điẻu kiện nhất định

- Cãn cứ vào mức độ quan hộ của thực vật người ta chia ra các nhóm thực vật như sau:

- Thực vật chịu hạn: là những thực vật mọc được ờ nơi khô, có khả năng chịu

hạn rất cao nhờ cẩc biện pháp thích đtig của nó

- Thực vật chịu khô: Trang gian giữa nhốm ưa khô và ưa ẩm trung bình.

- Thực vật trung tính: Yêu cầu độ ẩm trung bình và chúng có khả năng chống chịu hạn ở mức độ nhất định.

- Thực vật ưa ẩm: Yêu cầu độ ẩm trung bình và không chịu được khô hạn, ở

nơi đó rễ của chúng kém phát triển, ăn nông, ít phân nhánh

EMi với nhóm thực vật chịu hạn, chúng có ý nghĩa thiết thực đối với công tác ưồng rừng, chúng có khả năng chống lại điều kiộn khô hạn bàng cách dựa vào tổ chức

bảo vệ là: iá có vẩy, lá cứng, có lông và tầng cutin để giữ nước ở tế bào và giảm sự

thoát hơi nước, có hệ rễ phát trién Mặt khác chúng có khả năng rút vào ưạng thái ngủ nhanh khi gặp hạn và khi có nước thì lại tiếp tục sinh trưởng rất nhanh

ở nước ta có nhiều loài thực vật chịu khô hạn, chứng thường mọc trên đất ttống, đổi núi trọc hoặc trên những bãi cát ven biển

Sự cân bằng nước trong rừng có thể được biểu thị qua công thức sau (theo Vưsotxki, 1938):

R = E + T + S + WTrong đó: R: lượng nước mưa (mm)

E: nước bốc hơi (mm)T: lượng thoát hơi nước (mm)S: dòng chảy bể mặt (mm)W: dòng thấm vào đất (mm)Như vậy, cân bằng nước trong rừng là tương quan giữa lượng nước thu nhận được và lượng nước mất đi Sự cân bằng này còn có thể được biểu thị bằng công thức sau:

P = I + Ei + E2 + T + S + W ± W ’Trong đó: P: lượng mưa (mm)

I: lưcmg nước trong tán cây rừng (mm)E,: lượng nước bốc thoát hơi từ mặt đất (mm)

E2: lượng nước bốc thoát hcri từ thảm tươi (mm)T: thoát hcfi nước từ trong tán rừng (mm)

S: dòng chảy bế mặt (mm)W; dòng thấm xuống đất và tầng nước ngầm (mm)

W ’: sự biến đổi độ ẩm trong đất (mm)Trong công thức trên chúng ta cần chú ý đến những ảnh hưòng của rừng đối với cân bằng nước như sau:

+ Tổng lượng nước gồm những phần sau:

- Phần nU(fc mưa do tán cây giữ lại (I)

- Phần nước bốc hơi từ mặt đất và từ lớp thảm tươi sát mặt đất

- Phần nước thoát hod do tán rừng

- Phần nước còn lại là dòng chảy bề mặt, lượng nước trong đất và lượng nước đivào tầng nước ngầm

(I) Lượng nưóc trong tán cây rừng phụ thuộc vào các nhân tố: kiểu rừng, tuổi, thành phần loài cây, độ tàn che và dạng sống của cây rừng, điều kiện khí tượng, lượng mưa và ::ường độ mưa, thực vật che phủ, gió, ẩm độ, nhiột độ không khí, thời tiết và mùa trong năm Thông thường thì I trong khoảng 30 - 35% tổng lượng mưa,

ở rừng lá kim I = 20 - 40%, rừng lá rộng 1 = 1 2 - 25% tổng lượng mưa

(E) Lượng nước bốc hơi: Trong rừng lưcmg nước bốc hơi ít hơn ngoài chỗ trống

và thường phụ thuộc vào tán rừng và độ dày của tán, lượng nước trong tán các tầng, cáu trúc rừng, cường độ mưa, ẩm độ, nhiệt độ không khí và gió, đất, thcri tiết và mùa trong năm Thông thưòng lượng bốc hơi từ mặt đất ở trong rừng khoảng E = 10 - 25% tổng lượng mưa, lượng bốc hơi lớn nhất từ lớp đất mặt và lớp thảm tươi được quan sát thấy ở rììttig thông thưa và ít nhất ở rừng lá rộng có mật độ cao Nếu so với chỗ trống thì lượng bốc hơi từ thảm tưcíi ở rừng thông thấp hơi từ 3 - 4 lần

(S) Dòng chảy bề mặt Ịdiụ ứiuộc vào độ dốc và chiều dài sườn dốc, cường độ và thời gian kéo dài trận mưa, kết cấu và độ ẩm đất, độ cao của địa hình, cây bụi thảm tươi và thảm mục, ứiành phần cơ giới và độ dày tầng đất Thông thường ở rừng chưa bị tác động thì dòng chảy bề mặt khoảng 2% tổng lượng mưa, còn ở nơi đất chặt, tầng mùn, thảm mục bị phá hoại thì dòng chảy bề mặt rất lớn ở rừng tạo ra các điều kiện thuận lợi để chuyển dòng chảy bề mặt thành dòng thăm xuống đất và tầng nước ngầm.(W): Dòng chảy ngầm, dòng thấm vào đất: phụ thuộc bởi tổng lượng nước bổ'c

h d , càng bốc hơi nước nhiẻu ứiì càng ít nước thấm vào đất và xuống tầng ngầm Ảnh hưởng cùa rừng đến ỉượng nước thấm phụ ứiuộc vào hoàn cảnh sinh thái và thực trạng cùa rừng Nhìn chung rừng có khả năng tích luỹ nước trong đất và nâng

cao ttữ lượng nước ngầm, đặc biệt ở những nơi thường xuyên có lượng nước bổ sung

cho tầng ngầm Dòng chảy xuống đất phụ thuộc rất lớn vào đặc điểm vật lý của đất như độ tơi xốp, độ chạt, thành phần cơ giới và độ ẩm của đất, thảm mục và mùn của lớp đất mặt cũng như iuợng mưa và citòng độ mưa

Trong thực tế kinh doanh rừng chúng ta cẩn phải xác định các nhân tố ảnh hưởng nêu ữẽn để điều chỉnh cấu trúc rừng nhằm quản lý, bảo vệ và nuôi dưỡng nguồn nước cũng nhu việc phòng chống xói mòn, rửa trôi, thoát hóa đất và phòng chống lữ lụt hạn hán

(I) Vai trồ bảo vệ nước của rừng

Vai trò bảo vộ nước của rừng được thể hiện ỏ hai mặt sau:

1) Tăng dòng chảy các suối vào thời kỳ khô hạn (dòng chảy mực nước ngầm và

dòng ứìắm xuống đất)

2) Tăng tổng lượng đòng chảy các suối (cả dòng chảy bề mặt và dòng thềùĩi vào đất - dòng chảy ngẩm)

Nói chung ý nghĩa bảo vệ nguồn nước của rừng được thể hiện ở việc giữ gìn và tích luỹ ẩm độ ở dạng tăng trữ lượng nước trong đất và trong tầng nước ngầm Qua

đó sê tiết kiệm được lượng bốc hori từ mặt đất và nuôi dưỡng nguồn n JỚC ở các dòng sông suối, làm sạch nguồn nước và cải thiện chất lượng nước Theo G N Vưsôtxki (1962) vai trò bảo vệ nước lớn nhất của rừng là chống được dòng lũ bể mặt, tăng đuợc dòng thâm xuống đất, nuôi dưỡng được nguồn nước suối vào thòi kỳ khô hạn Ông ta còn cho rằng cần phải tìm cách phấh đấu để tăng dòng thấm xuống đất, tăng lượng thoát hơi nước để chống hoặc triệt tiêu dòng chảy bề mặt

Bất cứ một kiểu rừng nào cũng có khả năng bảo vệ nguồn nước đều có ảnh hưỏmg đến việc sử dụng nước phục vụ cho sản xuất kinh doanh, bằng cách làm tăng lượng thoát hơi nước để tổng hợp chất hữu cơ và điều hoà dòng chảy sông, suối, tăng dòng thấm xuống đất bằng cách làm giảm dòng chảy bề mặt và tăng lượng bốc hơi nước

Theo M.E Tkachenkô (1955) thì khả năng bảo vộ nước của rừng được thể hiện ở

chỗ nó phân tán giọt nước mưa ở tán rừng hoặc tăng thêm sự gia nhập của nó, đặc biệt vào thời kỳ khô hạn khi lượng nước ít hoặc sẽ bảo vệ, điều hoà được lượng nước

ở các hổ chứa khỏi bị mất nước và không bị ô nhiễm nguồn nước

Theo A.A Môn chanốp (1962) thì vai trò bảo vệ nư<fc của rừng được biểu hiện ở những ảnh hưởng của nó đến chế độ nước sông, suối bằng cách giữ gìn và nuôi dưỡng tầng nước ngầm và nước trong đất Rừng có ảnh hưởng đến chế độ nước của đất, nhờ đó đảm bảo việc nâng cao sản lượng rừng Ngoài ra rừng còn ảnh hưởng lớn đến chất lượng nước sông, suối, ao hổ, bể chứa nước và các giếng nước của các hộ gia đình, nước trong đất và trong tầng nưóc ngẩm Bởi lẽ bản thân rừng có khả năng làm sạch chất bẩn (chất thải), vi khuẩn độc hại và cải thiện tíiành phẩn hoá học của nước góp phần nâng cao chất lượng nước,

Vai trò bảo vệ nước cùa rừng phần lớn phụ thuộc vào kiểu rừng, thành phần loài cây, tuổi, độ dày, cấp đất của rừng và hoàn cảnh sinh thái của nó (A.A Mônchanốp,1952) Các chỉ tiêu thấp nhất về vai trò giữ nước cùa rừng đưạ: thấy vào thời kỳ có lượng tăng trưởng vể sinh khối cao nhất, khi có sự chi phí nước thoát bốc hơi tổng số cao nhất

Qua các tài liệu nghiên cứu của các nhà khoa học Nga cho biết rằng:

- Dòng chảy hàng nãm của các con sông được tăng lên ở các khu vực có diện

tích rừng tăng và dòng chảy hàng năm các con sồng ở nơi nhiều rừng nhiều hơn so với ở ncd ít rừng trong lưu vực

- Dòng thấm tăng sẽ làm tăng mực nước ngầm và được quan sát thấy ở những

lưu vực có diện tích rừng tăng

- ở vùng núi, tổng dòng chảy hàng năm tăng cùng với sự tăng diện tích rừng ở các lưu vực suối, đồng thcd dòng thấm xuống đất cũng tăng