Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài của rừng tự nhiên ở khu vực bắc trung bộ và tây nguyên trên cơ sở số liệu ô định vị nghiên cứu sinh thái

Diện tích rừng trong khu vực nghiên cứu bị mất nhiều làm cho chất lượng rừng bị suy giảm cả về tổ thành các loài cây quý hiếm có giá trị cũng như cấu trúc, trữ lượng gỗ của rừng cũng bị

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

- -

LÊ HỒNG SINH

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ ĐA DẠNG LOÀI CỦA RỪNG TỰ NHIÊN Ở KHU VỰC BẮC TRUNG BỘ VÀ TÂY NGUYÊN TRÊN CƠ SỞ SỐ LIỆU Ô ĐỊNH VỊ NGHIÊN CỨU SINH THÁI

Mã số chuyên ngành: 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC

Người hướng dẫn khoa học: GS, TS Vũ Tiến Hinh

Hà Nội, năm 2013

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ở Việt Nam, do nhiều nguyên nhân khác nhau mà trong thời gian gần đây diện tích rừng đã giảm đáng kể, khoảng 100.000 ha/năm Tỷ lệ che phủ của rừng giảm từ 43% vào năm 1943 xuống còn 27,1% vào năm 1980 và 26,2% vào năm

1985 (Bộ Lâm nghiệp, 1991) Nhờ các chương trình trồng rừng, như: chương trình

327 giai đoạn 1992-1998; dự án trồng mới 5 triệu ha rừng giai đoạn 1998-2010 nên diện tích và độ che phủ của rừng đã được tăng lên đáng kể; tính đến 31/12/2010 theo Quyết định số 1828/QĐ-BNN-TCLN, ngày 11/8/2011, tổng diện tích rừng của

cả nước gần 13,4 triệu ha, độ che phủ rừng toàn quốc 39,5 % Tuy nhiên, diện tích rừng tự nhiên hiện có đa phần là rừng nghèo, rừng kém chất lượng, cấu trúc rừng ở nhiều nơi đã bị phá vỡ, khả năng phòng hộ cũng như cung cấp lâm sản hạn chế

Bắc Trung Bộ là một trong 4 trung tâm đa dạng sinh học cao của Việt Nam; vùng được đề xuất ưu tiên cao nhất về bảo tồn đa dạng sinh học trên toàn cầu, một trong 200 vùng sinh thái ưu tiên bảo tồn trên thế giới Với vị trí độc đáo của rừng núi Bắc Trung Bộ được các nhà khoa học trong nước và quốc tế công nhận còn chứa đựng nguồn tài nguyên sinh vật phong phú và đa dạng, là vùng duy nhất có sự giao lưu giữa các luồng sinh vật Bắc và Nam

Bắc Trung Bộ gồm 6 tỉnh: Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế; tổng diện tích tự nhiên của cả vùng là 5.198.000 ha, chiếm 15,7% tổng diện tích tự nhiên của cả nước, khí hậu đặc trưng của vùng là khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều Tuy nhiều tiềm năng về lâm nghiệp nhưng hiện nay Bắc Trung Bộ đang phải đối mặt với quá trình suy thoái và nguy cơ tuyệt chủng một số loài đặc hữu bởi tốc độ mất rừng; do sự tàn phá khốc liệt của 2 cuộc kháng chiến chống Pháp và chống Mỹ cứu nước Những năm qua, việc khai thác thiếu kiểm soát tài nguyên rừng, nhu cầu phát triển kinh tế- xã hội trong thời kỳ xây dựng đất nước đã làm cho diện tích rừng và đất rừng trong khu vực bị giảm sút đáng kể, làm giảm chức năng phòng hộ của rừng, gây hạn hán, lũ lụt, xói mòn đất

xảy ra thường xuyên, ảnh hưởng lớn đến đời sống kinh tế-xã hội và môi trường sinh thái

Tây Nguyên nói chung và Gia Lai, Kon tum nói riêng, trong những năm qua

tỷ lệ mất rừng cao, độ che phủ thấp, cụ thể: tỷ lệ che phủ của cả vùng Tây Nguyên đạt 53,98%; Kon Tum đạt 66,7%; Gia Lai đạt 45,9% (theo Kết quả điều tra đánh giá

và theo dõi diễn biến rừng tự nhiên toàn quốc- 2009) Hơn nữa, điều kiện tự nhiên ở đây tương đối khắc nghiệt, tập quán sản xuất của đồng bào dân tộc còn nhiều lạc hậu như: đốt nương làm rẫy, du canh, du cư… dẫn tới khả năng nâng độ che phủ bằng trồng rừng và phục hồi rừng tự nhiên còn chậm Bên cạnh đó, vai trò phòng hộ của rừng ở Tây Nguyên hết sức quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn sinh thủy của các nhà máy thuỷ điện Do đó, rất cần có sự tác động của con người một cách tích cực, chủ động và hiệu quả để nâng cao độ che phủ và chất lượng của rừng

Để đạt được mục đích trên, cần có những hiểu biết sâu về cấu trúc rừng để từ đó có thể đề xuất các giải pháp lâm sinh một cách hợp lý, đồng bộ

Diện tích rừng trong khu vực nghiên cứu bị mất nhiều làm cho chất lượng rừng bị suy giảm cả về tổ thành các loài cây quý hiếm có giá trị cũng như cấu trúc, trữ lượng gỗ của rừng cũng bị thay đổi Ngoài ra, mất rừng diễn ra liên tục trong nhiều thập kỷ qua đã làm cho nhiều khu rừng lớn bị chia cắt thành từng mảnh nhỏ hoặc bị khai thác quá mức làm mất cấu trúc rừng, hoặc cấu trúc của rừng đã biến đổi theo chiều hướng xấu

Theo quan điểm sinh thái học, đặc điểm cấu trúc thể hiện rõ ở mối quan hệ qua lại giữa các thành phần của hệ sinh thái rừng và giữa chúng với môi trường Việc nghiên cứu cấu trúc rừng nhằm duy trì rừng như một hệ sinh thái ổn định, có

sự hài hoà của các nhân tố cấu trúc, lợi dụng tối đa mọi tiềm năng của điều kiện lập địa và phát huy bền vững các chức năng có lợi của rừng về kinh tế, xã hội và môi trường

Vì vậy, một trong những vấn đề cần được nghiên cứu là tìm hiểu quy luật cấu trúc của rừng tự nhiên và tính đa dạng của các loài thực vật làm cơ sở đề xuất các

biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý nhằm sử dụng và phát triển tài nguyên rừng bền vững

Việc bảo tồn đa dạng sinh học (ĐDSH) được coi là nhiệm vụ rất cấp bách và cũng là trách nhiệm của tất cả mọi người Bảo vệ rừng là biện pháp cơ bản quyết

định đến việc bảo tồn tính ĐDSH của các hệ sinh thái rừng nhiệt đới Trong thời

gian gần đây, quản lý rừng bền vững đã trở thành một nguyên tắc đối với công tác quản lý kinh doanh rừng, đồng thời cũng là một tiêu chuẩn mà công tác quản lý kinh doanh rừng phải đạt tới Thực tiễn kinh doanh rừng đòi hỏi phải duy trì vốn rừng ở một mức độ nhất định và với một cấu trúc mong muốn; song, do thiếu nghiên cứu, hướng dẫn và chuyển giao, nên đã dẫn đến nhiều trường hợp khai thác làm cạn kiệt tài nguyên rừng, các bộ phận còn lại được duy trì ở mức thấp hơn mức tối thiểu cần thiết

Do những nghiên cứu ở khu vực Bắc Trung Bộ và Tây Nguyên về cấu trúc

và đa dạng thực vật mang tính chất định lượng còn chưa nhiều và chưa cụ thể Xuất phát từ thực tiễn trên, với mong muốn cung cấp thêm những thông tin cần thiết, có

hệ thống phục vụ các hoạt động bảo tồn ĐDSH và xây dựng cấu trúc rừng mong muốn cho khu vực nhằm phát triển bền vững tài nguyên rừng, tôi tiến hành thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và đa dạng loài của rừng tự nhiên

ở khu vực Bắc Trung Bộ và Tây Nguyên”

Chương 1:

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Hệ sinh thái rừng tự nhiên là một hệ sinh thái rất đa dạng, phong phú, phức tạp cả về cấu trúc, đa dạng loài và đặc điểm tái sinh Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật theo không gian và theo thời gian Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc thời gian Để sử dụng và quản lý bền vững các hệ sinh thái rừng tự nhiên, chúng ta cần phải dựa trên sự hiểu biết về các nhóm nhân tố cơ bản sau:

* Nhóm nhân tố nội tại của hệ sinh thái rừng (các đặc trưng, quy luật cấu trúc

và động thái: tăng trưởng, tái sinh, diễn thế của hệ sinh thái rừng);

* Nhóm nhân tố bên ngoài có ảnh hưởng đến hệ sinh thái rừng (cơ cấu xã hội, các chính sách sử dụng rừng…)

- Nhóm nhân tố thứ nhất là cơ sở quan trọng để xây dựng các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng nhằm sử dụng bền vững tài nguyên rừng

- Nhóm nhân tố thứ hai giúp chúng ta xây dựng các giải pháp kinh tế- xã hội thích hợp cho từng điều kiện sinh thái-nhân văn cụ thể

Để góp phần quản lý rừng bền vững, phục vụ công tác kinh doanh rừng có hiệu quả, đáp ứng được yêu cầu về kinh tế- xã hội và môi trường sinh thái các tác giả trong và ngoài nước đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề này Dưới đây tôi xin đề cập một cách tổng quát những vấn đề có liên quan đến nội dung nghiên cứu, cụ thể:

1.1 Quan điểm về cấu trúc quần xã thực vật rừng

Phùng Ngọc Lan (1986) [27] cho rằng: cấu trúc rừng là một khái niệm dùng

để chỉ quy luật sắp xếp tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian Còn trên quan điểm sản lượng, Bertram Husch, Charles I Miller, Thomas W Beers, (1982) [57], cấu trúc là sự phân bố kích thước của loài và cá thể trên diện tích rừng

Cấu trúc quần xã thực vật rừng bao gồm cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng thứ, cấu trúc tuổi, cấu trúc mật độ, cấu trúc theo mặt phẳng nằm ngang… nhìn chung,

nghiên cứu cấu trúc đã chuyển từ mô tả định tính sang phân tích định lượng dưới dạng mô hình toán học để khái quát hoá các quy luật của tự nhiên; trong đó, các quy luật phân bố, tương quan của một số nhân tố điều tra được quan tâm nghiên cứu

1.2 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

1.2.1 Trên thế giới

1.2.1.1 Phân loại rừng

Các nhà địa thực vật đã chứng minh rằng các điều kiện địa lý khác nhau có ảnh hưởng sâu sắc đến sự phân bố từng kiểu rừng, tới đặc trưng cấu trúc, sinh trưởng, tổ thành… của rừng và hình thành nên các xã hợp thực vật khác nhau Mỗi một xã hợp thực vật là đại diện tiêu biểu phản ánh khách quan của các điều kiện địa

lý Phân loại rừng theo điều kiện tự nhiên nhằm xác định các đơn vị kinh doanh rừng, tạo điều kiện các hoạt động kinh doanh lợi dụng rừng đạt mục đích với hiệu

quả cao Trên thế giới có nhiều trường phái phân loại rừng khác nhau như: Trường

phái của các nước thuộc Liên Xô cũ và một số nước Đông Âu, trường phái Bắc Âu, trường phái Mỹ và Canada Mỗi trường phái tuỳ thuộc vào kiểu rừng và mục đích kinh doanh mà lựa chọn các nhân tố chủ đạo phân loại khác nhau, (dẫn theo Phùng Ngọc Lan, 1986) [27]

1.2.1.2 Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D 1,3 )

Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1,3) là quy luật sắp xếp tổ hợp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian Đây là quy luật cơ bản nhất của kết cấu lâm phần Hầu hết các tác giả đều sử dụng hàm toán học để mô phỏng cho quy luật phân bố này Có thể điểm qua một số công trình tiêu biểu như sau:

Meyer (1934), sử dụng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục để mô tả phân bố số cây theo cỡ đường kính, về sau gọi là phương trình Meyer hay hàm Meyer, (dẫn theo Hoàng Thị Phương Lan, 2004) [26]

Naslund (1936-1937) đã xác lập luật phân bố Chiarlier kiểu A để nắn phân

bố số cây theo cỡ kính của các lâm phần rừng thuần loài đều tuổi, (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [10]

Balley (1973) đã sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính loài Thông theo mô hình của Schumacher và Coile, (dẫn theo Bùi Văn Chúc, 1995) [5]

Loestchau (1973) đã dùng hàm Beta để nắn các phân bố thực nghiệm, (dẫn theo Trần Cẩm Tú, 1999) [51]

Diatchenko, Z.N sử dụng phân bố Gamma để biểu thị phân bố số cây theo cỡ đường kính lâm phần Thông ôn đới J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1992), đã dùng hàm Weibull để mô phỏng phân bố N/D1,3 khi nghiên cứu rừng nhiệt đới tại Marsanhoo – Brazin, (dân theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [10]

Ngoài ra, một số tác giả sử dụng các hàm Hyperbol, họ đường cong Poisson, phân bố Poisson, hàm charlier A, hàm charlier B… để mô phỏng qui luật phân bố này

1.2.1.3 Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/H vn )

Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn) dùng để biểu thị quy luật kết cấu lâm phần theo chiều thẳng đứng Phương pháp kinh điển được nhiều nhà khoa học

sử dụng là vẽ phẫu đồ đứng mà điển hình là công trình của Richards (1952) [59]

1.2.1.4 Quy luật tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực (H vn /D 1,3 )

Giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực của các cây trong lâm phần luôn tồn tại mối quan hệ chặt chẽ và tuân theo quy luật: khi tuổi tăng thì đường kính và chiều cao tăng theo và giữa chúng tồn tại mối quan hệ theo dạng đường cong; cùng với tuổi tăng lên thì đường cong có xu hướng dịch chuyển lên trên (Tiurin, A V, 1931); Ngoài ra, thì độ dốc của đường cong chiều cao giảm theo tuổi (Prodan, 1965), (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [10]

Một số tác giả đã sử dụng các hàm toán học khác nhau để biểu thị mối quan

hệ này Có thể điểm qua một vài công trình nghiên cứu điển hình sau:

Tovstolesse, DI (1930) đã lấy cấp đất làm cơ sở để nghiên cứu quan hệ Hvn/D1,3 Mỗi cấp đất tác giả lập một đường cong chiều cao bình quân ứng với mỗi

cỡ đường kính để có dãy tương quan cho loài và cấp chiều cao Sau đó dùng

phương pháp biểu đồ để nắn dãy tương quan theo dạng đường thẳng của Gehrhardt

và Kopetxki, (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [10]

Các tác giả: Naslund, M (1929); Assmanm, E (1936); Hohenadl, W (1936); Prodan, M (1944); Meyer, H.A (1952) khi nghiên cứu quan hệ Hvn/D1,3 đã đề nghị các dạng phương trình: Michailov, Holler woger F (1934, 1954), (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [10]

2 2

1.d b d b

,1

d b a

d h

Krauter, G (1958) và Tiurin, A V (1931), (dẫn theo Phạm Ngọc Giao, 1995) [10], nghiên cứu tương quan Hvn/D1,3 dựa trên cơ sở cấp đất và cấp tuổi Kết quả cho thấy: khi dãy phân hoá hình thành các cấp chiều cao thì mối quan hệ này không cần xét đến cấp đất hoặc cấp tuổi, cũng không cần xét đến các tác động của hoàn cảnh

và tuổi đến sinh trưởng của cây rừng và lâm phần, vì những nhân tố này đã được phản ánh trong kích thước của cây, nghĩa là giữa đường kính và chiều cao trong mối quan hệ đã bao hàm tác động của hoàn cảnh và tuổi

Petterson, H (1955), (dẫn theo Nguyễn Trọng Bình, 1996) [1] đề xuất sử dụng phương trình:

d

b a

A d

b A

b d b d h Log

1

1

1.2.1.5 Tương quan giữa đường kính tán với đường kính ngang ngực (D t /D 1,3 )

Tán cây là chỉ tiêu biểu thị không gian dinh dưỡng của cây và là chỉ tiêu quan trọng để xây dựng mô hình mật độ tối ưu cho lâm phần Giữa tán cây và đường kính luôn tồn tại mối quan hệ Qua nghiên cứu, các tác giả Erich (1928); Ahken J D (1948); Miller J (1953); Holler woger F (1954) …, (dẫn theo Hoàng Văn Dưỡng, 2000) [10] cho rằng, phương trình thể hiện tốt nhất mối quan hệ này là phương trình đường thẳng: D t ab D1,3

1.2.2 Ở Việt Nam

1.2.2.1 Phân loại rừng

Năm 1960, Loeschau đã đưa hệ thống phân loại rừng theo trạng thái hiện tại

để đáp ứng các khâu điều tra rừng gỗ nhỏ ở Quảng Ninh Năm 1966 công trình đã được chính tác giả bổ sung mang tên: Phân chia kiểu trạng thái và phương hướng kinh doanh rừng hỗn giao thường xanh lá rộng nhiệt đới Sau khi được sử dụng phổ biến, Viện Điều Tra Quy hoạch rừng đã có những cải tiến hệ thống phân loại phù hợp hơn với đặc điểm rừng nước ta

Thái Văn Trừng (1978) [53] đưa ra hệ thống phân loại sinh thái phát sinh, tác giả chia rừng Việt Nam thành 14 kiểu thảm thực vật, nhưng các đơn vị cấp thấp phục vụ cho kinh doanh lợi dụng rừng chưa được nghiên cứu đầy đủ

H Thomoius (1978) đã căn cứ vào chỉ số khô hạn của M.I Buduko (1956) để sắp xếp rừng Việt Nam thành 16 dạng thực bì trong đó có 12 dạng thực bì khí hậu, 4 dạng thực bì thổ nhưỡng; Nguyễn Hồng Quân, Trương Hồ Tố, Hồ Viết Sắc (1981) [40] đã dựa vào các chỉ tiêu chính: Trạng thái hiện tại, mức độ bị tác động, cấp sản xuất của lâm phần và các chỉ tiêu phụ: Khả năng tái sinh tự nhiên, tình trạng đất đai

(độ dốc và độ dày tầng đất) tiến hành phân loại rừng Khộp (Rừng thưa lá rộng rụng lá) nhằm phục vụ cho công tác điều chế rừng Khộp

Vũ Đình Huề (1984) [21] đã đề nghị lấy kiểu rừng (Forest type) làm đơn vị phân loại trên chỉ tiêu phụ: Khả năng tái sinh tự nhiên, tình hình đất đai (độ dốc và

độ dày tầng đất) cơ sở hai chỉ tiêu là trạng thái rừng loại hình xã hợp thực vật

Vũ Biệt Linh (1984) [29] khi bàn về vấn đề phân chia rừng theo hệ thống phân loại kinh doanh đã được xác định cho rằng cần phân chia rừng và đất rừng theo mục đích, nội dung, phương thức, biện pháp kinh doanh, tạo điều kiện kinh doanh có hiệu quả

Vũ Đình Phương (1985-1988) [37], [38], [39] dựa vào 5 nhân tố là nhóm sinh thái tự nhiên, các giai đoạn phát triển và sinh thái của rừng, khả năng tái sinh bằng con đường tái sinh tự nhiên, đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng để phân chia rừng thành các lô rừng khác nhau phục vụ thiết thực cho công tác điều chế rừng ở các khu rừng Tây Nguyên và Quảng Ninh, rất hiệu quả khi cường độ kinh doanh cao

Bảo Huy (1993) [23] đã xác định trạng thái rừng hiện tại của các lâm phần rừng Bằng Lăng (Lagerstroemia Speciosa) ở Tây Nguyên theo hệ thống phân loại của Loeschau, tác giả cũng xác định các loại hình xã hợp thực vật với các ưu hợp khác nhau thông qua chỉ số IV%

Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT, ngày 10/6/2009 của Bộ Nông nghiệp

và Phát triển nông thôn quy định tiêu chí xác định và phân loại rừng; Thông tư này quy định về tiêu chí xác định rừng và hệ thống phân loại rừng phục vụ cho công tác điều tra, kiểm kê, thống kê rừng, quy họach bảo vệ và phát triển rừng, quản lý tài nguyên rừng và xây dựng các chương trình, dự án lâm nghiệp [56]

Như vậy, có nhiều tác giả trong và ngoài nước đều cho rằng việc phân chia loại hình rừng tự nhiên ở nước ta là rất cần thiết đối với nghiên cứu cũng như trong sản xuất, đặc biệt là bảo tồn ĐDSH Tuy nhiên, tuỳ từng mục tiêu đề ra mà xây dựng các phương pháp khác nhau nhưng đều nhằm mục đích làm rõ thêm các đặc điểm của đối tượng nghiên cứu Cấu trúc của thảm thực vật rừng đã đặt nền móng cho việc phân chia rừng tự nhiên nước ta một cách tổng quát Phương pháp phân

chia loại hình rừng của Loeschau đơn giản, dễ sử dụng và không đòi hỏi người thực hiện phải có trình độ cao, rất hữu hiệu trong thống kê tài nguyên rừng nhưng lại không định hướng được cho các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động vào đối tượng Phương pháp của Vũ Đình Phương tỷ mỉ hơn và cho ta những thông số về thực trạng rừng hiện tại không chỉ ở góc độ về trữ lượng vì vậy người quản lý dễ phác hoạ được các biện pháp quản lý lâm sinh tác động vào rừng Phương pháp này

tỏ ra hữu hiệu ở nơi có trình độ kinh doanh cao và tương đối ổn định

1.2.2.2 Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N/D 1,3 )

Ở nước ta, vài ba thập kỷ trở lại đây, nghiên cứu qui luật phân bố số cây theo

cỡ kính mới được các nhà lâm sinh học quan tâm, cụ thể:

Ở nước ta, trong những năm qua nhiều nhà Lâm học nước ta đã có những đóng góp quan trọng trong việc nghiên cứu cấu trúc nhất là rừng tự nhiên Cụ thể:

Đồng Sỹ Hiền (1974) [12] dùng hàm Meyer và họ đường cong Poisson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ đường kính làm cơ sở cho việc lập biểu thể tích và độ thon cây đứng rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam

Nguyễn Hải Tuất (1982,1986,1990) [48], [49], [50] đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và vận dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể

Nguyễn Văn Trương (1983, 1984) [54], [55] đã thử nghiệm dùng các hàm

mũ, logarit và phân bố Poisson để biểu thị cấu trúc số cây theo cấp kính của rừng tự nhiên hỗn loài, kết quả cho thấy chỉ có riêng phân bố Poisson không đem lại hiệu quả cao

Bảo Huy (1993) [23] thử nghiệm 5 dạng phân bố lý thuyết là Poisson, Khoảng cách, Hình học, Meyer và Weibull để mô phỏng cấu trúc rừng Bằng Lăng ở Tây Nguyên

Trần Văn Con (1991) [7]; Lê Minh Trung (1991) [52] đã thử nghiệm một số phân bố xác suất mô tả phân bố N/D1,3 đều cho nhận xét là phân bố Weibull thích hợp nhất cho rừng tự nhiên ở Đắk Lắk

Nguyễn Ngọc Lung (1991) [30] khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ở Hương Sơn, Kon Hà Nừng và một số địa phương khác thấy rằng: phân bố số cây theo cỡ đường kính tuân theo phân bố giảm kiểu Meyer ở rừng nguyên sinh và thường xuất hiện một đỉnh ngay sau cỡ đường kính nhỏ nhất và có thể có một đỉnh quá thành thục ở cỡ đường kính lớn

Lê Sáu (1996) [42] sử dụng hàm Weibull mô phỏng phân bố đường kính và chiều cao cho rừng tự nhiên ở Kon Hà Nừng, Tây Nguyên

Trần Cẩm Tú (1999) [51] sử dụng hàm Weibull và hàm Khoảng cách để mô phỏng quy luật phân bố N/D1,3 cho tổng thể rừng tự nhiên phục hồi sau khai thác đã khẳng định: cả hai hàm đều mô phỏng tốt quy luật phân bố N/D1,3 Tuy nhiên, với việc xuất hiện phổ biến đỉnh đường cong ở cỡ kính 12cm thì hàm Khoảng cách đã thể hiện tính phù hợp hơn

Phạm Ngọc Giao (1995) [10] khi nghiên cứu quy luật phân bố N/D1,3 cho rừng thông đuôi ngựa vùng Đông Bắc đã chứng minh tính thích ứng của hàm Weibull và xây dựng mô hình cấu trúc đường kính cho lâm phần thông đuôi ngựa

Vũ Tiến Hinh, Phạm Ngọc Giao (1997) [15]; Vũ Tiến Hinh (2003) [16] đã thử nghiệm một số phân bố lý thuyết để nắn phân bố N/D1,3 một số loài cây trồng và

đi đến kết luận: Phân bố Weibull là phân bố thích hợp nhất

Nhìn chung, khi xây dựng mô hình cấu trúc N/D1,3, với rừng trồng thuần loài đều tuổi, các tác giả thường sử dụng hàm Weibull còn với rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi thì sử dụng phân bố khoảng cách, phân bố Mayer là phù hợp hơn

1.2.2.3 Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/H vn )

Phần lớn các tác giả khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng đứng

đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn) Richards P.W (1952) [60] đã dùng phương pháp vẽ các phẫu diện đồ đứng với các kích thước khác nhau tùy theo mục đích nghiên cứu Các phẫu đồ đã mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng, từ đó rút ra các nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế

Việc mô phỏng phân bố (N/Hvn) bằng hàm toán học cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu; song, việc sử dụng hàm nào tuỳ thuộc vào kinh nghiệm của từng tác giả

và đối tượng cụ thể; nhìn chung, các nghiên cứu về cấu trúc theo hướng định lượng trên cơ sở thống kê sinh học vẫn tập trung vào phân bố số cây theo đường kính và chiều cao Các hàm toán học được sử dụng để mô phỏng rất đa dạng và phong phú, nhưng khi kiểm tra bằng tiêu chuẩn phù hợp của thống kê toán học thường chỉ đạt ở mức trung bình Xu hướng nghiên cứu các quy luật phân bố của nhân tố điều tra chủ yếu tập trung vào tìm các hàm toán học thích hợp để mô phỏng

Các nghiên cứu của Đồng Sỹ Hiền (1974) [12], Thái Văn Trừng (1978) [53], Bảo Huy (1993) [23], Đào Công Khanh (1996) [24], Lê Sáu (1996) [42], Trần Cẩm

Tú (1999) [51], Nguyễn Thành Mến (2005) [32]…

1.3 Mô hình cấu trúc rừng bền vững

1.3.1 Trên thế giới

1.3.1.1 Quan điểm cấu trúc rừng bền vững

Thuật ngữ “Cấu trúc rừng bền vững ” có liên hệ mật thiết với các thuật ngữ về

rừng tiêu chuẩn, sản lượng bền vững, rừng ổn định và rừng chuẩn

Trên thế giới, lý luận về rừng tiêu chuẩn đã được đề cập đến từ rất lâu; trước thế kỷ XIX, các nhà khoa học đã đưa ra học thuyết rừng tiêu chuẩn Vào năm 1795, nhà lâm nghiệp người Đức là Hartig đã đề cập đến quan điểm sản lượng bền vững, Moller (1923)

Cấu trúc rừng chuẩn được giới hạn là cấu trúc số cây theo cỡ đường kính tuân theo một hàm hoặc phân bố lý thuyết thích hợp như hàm một cấp số nhân giảm, hàm Meyer mô hình có cấu trúc N/D được coi là mô hình rừng chuẩn

Một số quan niệm khác cho rằng, lâm phần có quy luật phân phối thể tích của ba lớp theo tỷ lệ: dự trữ/kế cận/thành thục = 1/3/5 được coi là lâm phần phát triển bình thường, hay lâm phần chuẩn

1.3.1.2 Phương pháp xây dựng mô hình cấu trúc rừng bền vững

Trong từng giai đoạn khác nhau, tương ứng với sự thay đổi và cải biến liên tục của các mục tiêu quản lý rừng, cách tiếp cận nghiên cứu cấu trúc rừng để quản lý rừng

+ Cấu trúc số cây theo cấp kính N/D Về mặt khoa học lâm sinh và ứng dụng thực tế, cấu trúc N/D đều thể hiện tính ưu việt của nó và được sử dụng khá phổ biến trong các nghiên cứu về cấu trúc rừng

+ Cấu trúc phân phối thể tích theo cỡ kính (V/D), quy luật phân phối thể tích của 3 lớp cây tuân theo tỷ lệ: dự trữ/kế cận/thành thục bằng 1/3/5 được coi là lâm phần chuẩn

+ Bên cạnh đó, cấu trúc mật độ và cấu trúc tổ thành cũng đã được các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu đề xuất rừng chuẩn và xác định năng suất tối ưu

Tuy nhiên, một điều được chấp nhận rộng rãi bởi những nhà nghiên cứu là không có một mô hình rừng nào hoàn hảo (perfect model) Tuỳ theo từng giai đoạn diễn thế, một mô hình cấu trúc rừng được thiết lập có thể biểu hiện tính ứng dụng cao hoặc không phù hợp với tình hình rừng thực tế và cần phải được cải tiến cho phù hợp

1.3.2 Ở Việt Nam

1.3.2.1 Quan niệm về cấu trúc rừng bền vững

Cho đến nay, ở Việt Nam đã có nhiều thuật ngữ được sử dụng để chỉ mô hình cấu trúc rừng bền vững, có thể liệt kê một số thuật ngữ thường được sử dụng như sau:

- Kết cấu chuẩn (Vũ Biệt Linh, 1984) [23];

- Mẫu chuẩn tự nhiên (Nguyễn Ngọc Lung, 1985) [24];

- Cấu trúc mẫu (Nguyễn Văn Trương, 1983 [45]; Phùng Ngọc Lan, 1986 [25]);

- Sản lượng ổn định (Bảo Huy, 2002);

- Cấu trúc rừng lý tưởng (Nguyễn Hồng Quân, 2004);

- Cấu trúc chuẩn, cấu trúc hợp lý, cấu trúc rừng ổn định (Phạm Văn Điển,

2005, 2006, 2007)

1.3.2.2 Phương pháp xây dựng mô hình cấu trúc rừng bền vững

Tác giả Nguyễn Văn Trương (1973, 1986) [44], Nguyễn Hồng Quân (1983), Nguyễn Ngọc Lung (1983), Vũ Đình Phương (1987) [31], Quyết định 40/2005/QĐ-BNN ngày 07 tháng 7 năm 2005 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

1.4 Nghiên cứu ĐDSH khu hệ thực vật

1.4.1 Nhận thức về ĐDSH

Đa dạng sinh học (Biodiversity) theo Công ước ĐDSH 1992, ĐDSH là sự phong phú của mọi cơ thể sống có từ tất cả các nguồn trong tất cả các hệ sinh thái trên cạn, hệ sinh vật biển, hệ sinh thái dưới nước và các hệ sinh thái khác mà chúng tạo nên ĐDSH bao gồm: sự đa dạng trong loài (đa dạng di truyền hay còn gọi là đa dạng gen), đa dạng giữa các loài (đa dạng loài) và đa dạng hệ sinh thái (đa dạng các

sự tuyệt chủng trong vòng 30 năm nữa Chỉ riêng các khu rừng ở vùng Bắc cực và

ôn đới phía bắc không bị biến đổi nhiều trong những năm gần đây, nhưng trong nhiều vùng, các khu rừng lâu năm, phong phú về loài đang dần dần bị thay thế bởi các rừng thứ cấp và rừng trồng

1.4.2.2 Ở Việt Nam

Ở Việt Nam thuật ngữ ĐDSH mới chỉ được đề cập đến trong những năm cuối của thập kỷ 80 Tuy nhiên, những nghiên cứu cụ thể về ĐDSH thì được tiến hành từ lâu Đó là những công trình nghiên cứu về giới thực vật, động vật cùng những giá trị của chúng

Các công trình nghiên cứu quan trọng về thực vật, tính đa dạng thực vật và rừng Việt nam có thể kể đến là:

- Maurand P.1943 L' Indochine Forestiere Hanoi

- Humbert H 1938-1950 Supplément à la flore génerale de L' Indochine Paris

- Lecomte H 1907-1951 flore génerale de L' Indochine Paris

- Phạm Hoàng Hộ, 1970-1972, Cây cỏ miền nam Việt Nam, tập 1-2 Sài Gòn

- Lê Khả Kế và NNK, 1969-1976, Cây cỏ thường thấy ở Việt nam, tập 1-6

Chương 2:

MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu:

2.1.1 Mục tiêu tổng quát

Góp phần bổ sung cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên, làm cơ sở đề xuất một số biện pháp quản lý, bảo vệ và nuôi dưỡng rừng tự nhiên thuộc đối tượng nghiên cứu

2.1.2 Mục tiêu cụ thể

+ Xác định được đặc điểm cấu trúc của rừng;

+ Xác định được tính đa dạng loài;

+ Đề xuất một số biện pháp quản lý, bảo vệ và nuôi dưỡng rừng tự nhiên

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu là Rừng tự nhiên ở khu vực Bắc Trung Bộ (Nghệ An,

Hà Tĩnh) và Tây Nguyên (Gia Lai, Kon Tum)

2.3 Nội dung nghiên cứu:

Căn cứ vào đặc điểm của đối tượng nghiên cứu, mục tiêu, phạm vi và giới hạn của đề tài, nội dung nghiên cứu được xác định như sau:

2.3.1 Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng

2.3.1.1 Phân loại trạng thái rừng

2.3.1.2 Xác định công thức tổ thành

a Công thức tổ thành theo tỷ lệ tiết diện ngang (G%)

b Công thức tổ thành theo tỷ lệ số cây (N%)

c Công thức tổ thành theo chỉ số quan trọng (IV%)

2.3.1.3 Nghiên cứu quy luật cấu trúc đường kính

a Xác định và mô tả số cây theo cỡ đường kính

b Phân bố số loài theo cỡ đường kính

2.3.1.4 Xác định kiểu phân bố cây rừng trên mặt đất

2.3.2.4 Tổng hợp kết quả tính các chỉ số phong phú và đa dạng loài

2.3.2.5 Danh sách các loài thực vật và phân hạng trong Sách đỏ Việt Nam, 2007

2.3.3 Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh

2.3.3.1 Giải pháp kỹ thuật

2.3.3.2 Giải pháp về chính sách, kinh tế-xã hội, phối hợp với người dân địa phương trong các hoạt động bảo tồn, quản lý, bảo vệ rừng

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp luận tổng quát

Từ số liệu thu thập trên 4 Ô ĐVNCST, dùng các phương pháp thống kê toán học để xử lý, tính toán và phân tích đảm bảo độ chính xác cần thiết trong nghiên cứu khoa học nhằm đáp ứng được mục tiêu nghiên cứu của đề tài

2.4.2 Phương pháp thu thập số liệu

Số liệu phục vụ đề tài được kế thừa từ nguồn số liệu điều tra trên 4 Ô ĐVNCST của Phân Viện Điều tra Quy hoạch rừng: Bắc Trung Bộ; Nam Trung Bộ

và Tây Nguyên Dưới đây xin trình bày khái quát biện pháp kỹ thuật điều tra trên Ô ĐVNCST với đối tượng là tầng cây cao để nghiên cứu cấu trúc và đa dạng loài

* Lập Ô ĐVNCST và ô điều tra cơ bản (Ô ĐTCB)

Lập Ô ĐVNCST trên diện tích rừng thuộc phạm vi nghiên cứu Diện tích Ô ĐVNCST là 100ha (1000x1000m) Lấy 1/4 diện tích Ô ĐVNCST phía Đông Bắc (diện tích 25ha) làm Ô ĐTCB, ranh giới ô được đo đạc bằng địa bàn 3 chân (Hình 2.1) Trên Ô ĐTCB tiến hành thiết lập mạng lưới ô vuông (50x50m) để phân chia các ô trạng thái rừng (Hình 2.2)

* Chia lô trạng thái trong Ô ĐTCB

Trong diện tích 25 ha của Ô ĐTCB, tiến hành khoanh vẽ chính xác ranh giới các lô trạng thái của cùng một kiểu rừng để xây dựng bản đồ lô trạng thái rừng tỷ lệ

1:1000, nhằm phục vụ cho việc theo dõi, đánh giá diễn biến của rừng và đất đai

cũng như các nội dung nghiên cứu khảo nghiệm liên quan khác Việc chia lô và xây dựng bản đồ lô tiến hành theo các quy định sau:

Trong Ô ĐTCB, thiết lập một hệ thống mạng lưới ô vuông 50m x 50m, tại các điểm giao nhau của lưới (đỉnh các ô vuông) đóng các mốc tròn bằng gỗ tốt, có

ký hiệu Mô, có đường kính 5cm, cao từ 4050cm, chôn sâu 30 cm Xác định vị trí mốc tương ứng lên bản đồ của ô điều tra Trên cơ sở xác định thống nhất các chỉ tiêu định tính và định lượng phù hợp của các trạng thái rừng, điều tra viên sẽ đi trên lưới ô vuông và dựa vào hệ thống cọc mốc trên thực địa và tìm mốc tương ứng trên bản đồ

để khoanh vẽ các trạng thái rừng và các loại đất đai lên bản đồ tỷ lệ 1:1000 Diện tích tối thiểu trên thực địa được khoanh vẽ lên bản đồ: đối với các trạng thái rừng là 0,25

ha, đối với đất không có rừng là 0,05 ha Đóng mốc tại các điểm chuyển hướng của ranh giới lô, mốc có ký hiệu MTT (trong đó chữ TT sẽ được thay bằng ký hiệu cụ thể của trạng thái rừng), mặt ghi ký hiệu của mốc phải hướng về phía trạng thái rừng tương ứng Mốc lô trạng thái bằng gỗ tròn, đường kính 5cm, cao 60cm, chôn sâu

2 – IIIB 8.01

3 – IVA 6.4

Ở Hình 2.2, Ô ĐTCB được phân chia thành 4 trạng thái rừng (IIIA2, IIIA3, IIIB ), ranh giới giữa các trạng thái là các đường nét đứt Ở sơ đồ này, sự phân chia trạng thái rừng chỉ mang tính chất minh họa Trong thực tế, trên một Ô ĐTCB có thể thuộc cùng một trạng thái

* Thiết lập ô đo đếm (ÔĐĐ)

Ranh giới ÔĐĐ phải được đo đạc bằng địa bàn ba chân và xác định rõ ràng trên thực địa để phân biệt cây trong và ngoài ô, sai số khép kín cho phép < 1/200 Trên thực địa bốn góc ÔĐĐ mỗi ô được đóng các mốc kiên cố bằng bê tông có lõi sắt, kích thước mốc 80cm x 8cm x 8cm, chôn sâu 40cm, mặt mốc hướng về ô, ghi các thông tin: ký hiệu mốc, ký hiệu trạng thái rừng, ÔĐĐ số, số thứ tự mốc từ 1 đến

4 cho mỗi ÔĐĐ

Trong mỗi ÔĐĐ sẽ phân thành 25 phân lô liên tục nhau với số hiệu từ 1÷25 (được đánh số theo nguyên tắc từ trái sang phải, từ trên xuống dưới), mỗi phân ÔĐĐ có diện tích 400m2 (kích thước 20m x 20m), (Hình 2.3)

Hình 2.3 Sơ đồ phân ô trên ÔĐĐ

Các điểm giao nhau của ranh giới các phân ÔĐĐ sẽ cắm các cọc tiêu để có

thể nhận biết được ranh giới phân ô trong quá trình điều tra thu thập số liệu, ranh giới các phân ô được phát hoặc dùng dây ly lông để xác định

* Thu thập số liệu trên hệ thống Ô ĐVNCST

Việc thu thập số liệu trong Ô ĐVNCST được tiến hành trên các ÔĐĐ (3 ô);

đo đường kính D1,3 của tất cả các cây gỗ có D1,3 từ 6 cm trở lên trong toàn bộ ÔĐĐ,

ghi phân biệt theo số hiệu cây (số hiệu cây trong ô được đánh theo trình tự từ trái qua phải, từ trên xuống dưới, như hình 2.3 và biểu 2.1)

Biểu 2.1 Biểu điều tra cây gỗ

Số hiệu Ô ĐVNCST: ……… Độ tàn che:……….……

Số hiệu ÔĐĐ: ……… … Kiểu rừng:………

Tiểu khu: ……….… Ngày điều tra:……….……

Địa điểm: ……….……….… Người điều tra:……….……

Trạng thái rừng: ……….… Vị trí điều tra:……….…

H vn H dc

chất

Ghi chú

2.4.3 Phương pháp xử lý số liệu

2.4.3.1 Phân loại trạng thái rừng

Phân loại các trạng thái rừng nhằm kiểm chứng sự phân chia trạng thái rừng ngoài thực địa Để phân loại trạng thái rừng, đề tài sử dụng phương pháp phân loại của Loeschau (1960) được Viện Điều tra-Quy hoạch rừng nghiên cứu và bổ sung; Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT, ngày 10/6/2009 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn quy định tiêu chí xác định và phân loại rừng Căn cứ vào tổng tiết diện ngang (Gm2/ha), trữ lượng (M m3/ha), độ tàn che (P) và một số thông tin điều tra ngoài thực địa, tiến hành phân chia trạng thái cho từng ÔĐĐ Cụ thể tiêu chuẩn phân chia các trạng thái rừng như sau:

* Kiểu trạng thái II: Rừng non phục hồi sau nương rẫy hoặc sau khai thác trắng kiệt, kiểu rừng này rừng cây gỗ có đường kính nhỏ, chủ yếu là những cây tiên phong hoặc có tính chất tiên phong ưa sáng, mọc nhanh, nó có thể chia thành 2 kiểu phụ:

- Kiểu phụ IIA: Rừng phục hồi còn non và đặc trưng bởi lớp cây tiên phong

ưa sáng, mọc nhanh, thường đều tuổi và kết cấu một tầng, đường kính D < 10 cm,

G < 10 m2/ha, rừng có trữ lượng nhỏ Thuộc đối tượng nuôi dưỡng

- Kiểu phụ IIB: Rừng cây tiên phong phục hồi phát triển đã lớn, đặc trưng tổ thành gồm những cây tiên phong hoặc có tính chất tiên phong ưa sáng, mọc nhanh, thành phần loài đã phức tạp, đã có sự phân hoá về tầng thứ và tuổi Đường kính cây cao phổ biến bình quân D > 10cm, G > 10m2/ha Thuộc đối tượng nuôi dưỡng

* Kiểu trạng thái III: Trạng thái rừng đã qua khai thác chọn, là kiểu trạng thái

đã bị tác động của con người ở nhiều mức độ khác nhau, làm cho kết cấu rừng có sự thay đổi Tuỳ theo mức độ tác động, khả năng tái sinh và cung cấp lâm sản mà có thể phân loại trạng thái rừng khác nhau:

- Kiểu phụ IIIA: Rừng thứ sinh qua khai thác chọn kiệt, đang phục hồi, khả năng khai thác bị hạn chế, cấu trúc rừng bị phá vỡ hoặc thay đổi cơ bản, trạng thái này có thể chia thành một số dạng trạng thái:

- Trạng thái IIIA1: Rừng mới qua khai thác chọn kiệt, cấu trúc rừng đã bị phá

vỡ hoàn toàn, tán rừng bị phá vỡ thành từng mảng lớn, tầng trên còn sót lại một số cây cao nhưng phẩm chất xấu, nhiều dây leo bụi rậm, tre nứa xâm lấn Độ tàn che S

< 0,3; ∑G< 10 m2/ha; ∑GD > 40< 2m2/ha; trữ lượng M< 80m3/ha Tuỳ thuộc vào mật

độ tái sinh mà nó có thể chia nhỏ hơn nữa

- Trạng thái IIIA2: Rừng qua khai thác kiệt bắt đầu phục hồi, đặc trưng của trạng thái này là đã hình thành tầng giữa vươn lên chiếm ưu thế với lớp cây đại bộ phận có đường kính 20-30cm Rừng có 2 tầng trở lên, tầng trên tán không liên tục được hình thành chủ yếu từ những cây cũ còn lại, còn có những cây to khoẻ vượt tán Độ tàn che của rừng S = 0,3-0,5, ∑G = 10-15 m2/ha, ∑GD > 40 < 2 m2/ha, trữ lượng từ 80-120 m3/ha Cũng tuỳ vào mật độ tái sinh có thể chia nhỏ hơn nữa

- Trạng thái IIIA3: Rừng đã có quá trình phục hồi tốt (rừng trung bình, rừng

có từ 2 tầng trở lên) Độ tàn che S = 0,5-0,7, ∑G = 16-21 m2/ha, ∑GD > 40 < 2 m2/ha, trữ lượng M > 120 m3/ha

- Kiểu phụ IIIB: Rừng bị tác động với mức độ thấp, trữ lượng rừng còn cao, cấu trúc rừng chưa bị phá vỡ, rừng còn giàu trữ lượng, độ tàn che S > 0,7; ∑G = 21-

26 m2/ha, trữ lượng M > 250 m3/ha

* Kiểu trạng thái IV: Rừng nguyên sinh hoặc thứ sinh phục hồi, đã phát triển đến giai đoạn ổn định, trữ lượng và sản lượng cao, có độ tàn che S > 0,7, ∑G > 26

p1.L1 + p2.L2 + … + pn.Ln (2.1)

Ở đây: p1, p2, pn lần lượt tỷ lệ của loài thứ i (L1, L2,…, Ln) trong tổng thể

a Công thức tổ thành theo tỷ lệ tiết diện ngang (G%)

Trong điều tra rừng thường sử dụng công thức tổ thành theo tỷ lệ tiết diện ngang thay cho công thức tổ thành theo tỷ lệ trữ lượng (chấp nhận hình cao của các loài không có sự chênh lệch lớn) Nó bao gồm chữ cái viết tắt của tên loài và hệ số phần trăm tổng tiết diện ngang Khi xác định công thức tổ thành theo tỷ lệ tiết diện ngang, trong trường hợp này cần tính: tổng tiết diện ngang từng loài; tổng tiết diện ngang chung; hệ số phần trăm tổng tiết diện ngang từng loài theo công thức

(2.3)

c Công thức tổ thành theo chỉ số quan trọng ( IV%)

Chỉ số quan trọng (IV%) được xác định theo phương pháp của Daniel Marmillod (Vũ Đình Huề, (1984) và Đào Công Khanh, (1996) với trạng thái rừng nhiệt đới loài cây nào đó có N% + G% > 10% là loài đó có ý nghĩa về mặt sinh thái,

tương đồng với tỷ lệ tổ thành theo chỉ số

N% là phần trăm số cá thể ở tầng cây cao của loài nào đó so với tổng số cây trong ÔTC;

G% là phần trăm tiết diện ngang của loài cây nào đó so với tổng tiết diện ngang của ÔTC

Theo Daniel Marmillod, những loài cây nào có IV% > 5% mới thực sự có ý nghĩa về mặt sinh thái trong lâm phần Mặt khác, theo Thái Văn Trừng (1978) trong một lâm phần, nhóm loài cây nào đó chiếm trên 50% tổng số cá thể của tầng cây cao thì nhóm loài đó được coi là nhóm loài ưu thế; đây là những chỉ dẫn quan trọng làm cơ sở xác định loài và nhóm loài ưu thế Tính tổng chỉ số quan trọng (IV%) của những loài có chỉ số này lớn hơn 5% từ cao đến thấp và dừng lại khi IV% đạt 50%

2.4.3.3 Nghiên cứu quy luật cấu trúc

Có nhiều phương pháp khác nhau để mô tả quy luật cấu trúc như phương pháp mô tả bằng thực nghiệm, phương pháp mô hình hoá Phương pháp mô tả bằng thực nghiệm đơn giản dễ thực hiện đã được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu sinh thái học Phương pháp mô hình hoá khá chính xác nhưng có nhiều trường hợp rất phức tạp, khó sử dụng trong thực tế Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, để mô phỏng quy luật phân bố cây rừng, đề tài sử dụng phương pháp mô hình hoá Nghiên cứu quy luật phân bố số cây và số loài theo đường kính (N/D1,3 ; NL/D1,3)

* Xác định và mô tả số cây theo cỡ đường kính (N/D1,3)

+ Khảo sát phân bố N/D1,3

+ Đối với phân bố N/D1,3 thực nghiệm có dạng giảm, đề tài tiến hành mô tả theo hàm Meyer và hàm Weibull; phân bố N/D1,3 thực nghiệm có dạng hình chữ J được mô tả theo hàm Khoảng cách và hàm Weibull, sau đó chọn ra hàm thích hợp nhất

* Tương tự, đối với việc xác định và mô tả số loài theo cỡ đường kính (NL/D1,3)

2.4.3.4 Xác định kiểu phân bố cây rừng thuộc tầng cây cao trên mặt đất

Để kiểm tra kiểu phân bố cây rừng trên mặt đất, ta tính các đại lượng sau:

+ Thống kê số cây trên các ô thứ cấp được bố trí trên ÔTC đại diện: xi;

+ Tính số cây bình quân cho ô thứ cấp: X ;

+ Tính phương sai số cây trên ô thứ cấp: S2;

+ Tính giá trị đại lượng kiểm tra:

W S

t được tra với bậc tự do k= n - 1

2.4.3.5 Đa dạng loài ở khu vực nghiên cứu

1

log

pi = ni/N; ni là số cá thể của loài i trong quần xã;

N là tổng số cá thể của các loài quan sát

Hoặc hàm tương đương  N Nn i n i

n

C

Công thức (2.7) và (2.8) là chỉ số đa dạng tương đối Phương pháp chọn mẫu

để sử dụng các công thức liên kết Shannon-Wiener là mẫu ngẫu nhiên, H=0 khi

quần xã chỉ có một loài duy nhất, vì khi đó N.logN=n log i n i ; Hmax=C.logN, khi quần xã có số loài cao nhất và mỗi loài chỉ có một cá thể H càng lớn thì tính đa dạng càng cao

Nếu n có số lượng không quá lớn so với ni thì nên dùng công thức:

n D

1 2

d So sánh chỉ số đa dạng loài tầng cây gỗ

Đề tài sử dụng tiêu chuẩn t của Student để so sánh chỉ số đa dạng loài tầng cây

gỗ ở các Ô ĐVNCST theo công thức:

)()

2 1

H D H D

H H T





 (2.13) Trong đó: H1, H2: là chỉ số đa dạng Shannon-Wiener ở khu vực 1 và 2

D(H1), D(H2): là phương sai của H1 và H2

2 1

2

1 2

21ln

)(ln)

i

j

n

s n

p p p

p H

pi = ni/n; sj là số loài trong khu vực j (j=1-2);

nj là tổng số cá thể của khu vực j (j=1-2)

Giá trị bậc tự do k tra bảng được tính theo công thức:

 

2 2 2 1 1 2

2 2 1

/)(/

)(

)()(

n H D n H D

H D H D k





Nếu: T > t/2 có sự khác biệt về mức độ đa dạng loài giữa hai khu vực;

T < t/2 chưa có sự khác biệt về mức độ đa dạng loài giữa hai khu vực

e Tổng hợp kết quả tính các chỉ số phong phú và đa dạng loài

Từ kết quả tổng hợp này để biết thực vật tầng cây gỗ ở khu vực nào đa dạng và phong phú nhất

f Tổng hợp các loài thực vật được phân hạng trong Sách đỏ Việt Nam,

2007

2.4 Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh

2.5 Đề xuất giải pháp quản lý, bảo vệ rừng

hệ giữa sinh vật với nhau, giữa sinh vật với môi trường, độ bền vững của hệ sinh thái Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái; trên quan điểm sản lượng thì cấu trúc rừng phản ánh sức sản xuất của rừng theo điều kiện lập địa

3.1.1 Phân loại trạng thái rừng

Trên cơ sở số liệu thu thập được ở các ÔĐĐ, tính toán các đại lượng, như:

G/ha, M/ha… đồng thời kết hợp với việc mô tả nhanh trạng thái rừng tại thực địa

và căn cứ vào tiêu chuẩn phân loại trạng thái rừng của Loeschau (1960) được Viện Điều tra Quy hoạch rừng sửa đổi, bổ sung để phân chia các trạng thái rừng ngoài thực tế; Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT, ngày 10/6/2009 của Bộ Nông nghiệp

và Phát triển nông thôn quy định tiêu chí xác định và phân loại rừng phục vụ cho công tác điều tra, kiểm kê, thống kê rừng, quy họach bảo vệ và phát triển rừng, quản

lý tài nguyên rừng và xây dựng các chương trình, dự án lâm nghiệp Kết quả được tổng hợp ở bảng 3.1:

Bảng 3.1 Kết quả phân loại trạng thái rừng

Mặc dù các Ô ĐVNCST ở khu vực nghiên cứu thuộc cùng trạng thái IV, nhưng chúng có sự chênh lệch khá lớn về: mật độ, tổng tiết diện ngang và trữ lượng Đồng thời qua kết quả phân loại trạng thái ở trên cho thấy phần nào tính phức tạp của rừng mưa nhiệt đới, số lượng cây biến động khá lớn trên cùng một đơn

vị diện tích, đồng thời với sự gia tăng của một số cây có cỡ đường kính lớn (D>40cm) đã dẫn tới sự không đồng đều về tổng tiết diện ngang và trữ lượng ở các ÔĐĐ

3.1.2 Xác định công thức tổ thành

Hiện nay, đối với rừng tự nhiên, ngoài việc xác định trữ lượng rừng, người quản lý cần biết thêm nhiều thông tin tổng hợp đánh giá tài nguyên rừng để có biện

pháp kỹ thuật lâm sinh, bảo tồn, quản lý, bảo vệ rừng hợp lý và bền vững Những thông tin này rất đa dạng và phong phú, đặc biệt là những thông tin về cấu trúc rừng, trong đó tổ thành và một số chỉ số đa dạng tầng cây gỗ

Công thức tổ thành phản ánh cấu trúc về tổ thành của lâm phần Nó không những cho biết mức độ về đa dạng loài, mà còn cho biết mức độ ưu thế của mỗi loài trong lâm phần Vì vậy, trong lâm nghiệp, công thức tổ thành là một trong những cơ

sở quan trọng để đề xuất biện pháp nuôi dưỡng rừng và là một trong những nội dung không thể thiếu khi nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên

Tổ thành được coi là nhân tố biểu thị tỷ trọng của mỗi loài cây hay nhóm loài cây nào đó trong lâm phần Trong đó, tỷ trọng của mỗi loài hay nhóm loài được gọi

là hệ số tổ thành và công thức biểu thị hệ số tổ thành của các loài cây trong lâm phần được gọi là công thức tổ thành (Vũ Tiến Hinh và Phạm Ngọc Giao, 1997) [15]

Căn cứ vào số liệu điều tra trên các Ô ĐVNCST, mỗi Ô ĐVNCST có 3 ÔĐĐ, với tổng diện tích là 3ha, đề tài đã tiến hành nghiên cứu hệ số tổ thành biểu thị theo các tiêu chí sau:

3.1.2.1 Công thức tổ thành theo tỷ lệ tiết diện ngang (G%)

Trong điều tra rừng thường sử dụng công thức tổ thành theo tỷ lệ tiết diện ngang thay cho công thức tổ thành theo tỷ lệ trữ lượng (chấp nhận hình cao của các loài không có sự chênh lệch lớn) Nó bao gồm chữ cái viết tắt của tên loài và hệ số phần trăm tổng tiết diện ngang Khi xác định công thức tổ thành theo tỷ lệ tiết diện ngang, trong trường hợp này cần tính: tổng tiết diện ngang từng loài; tổng tiết diện ngang chung; hệ số phần trăm tổng tiết diện ngang từng loài theo công thức Ki=100.(Gi/G) Kết quả được tổng hợp từ bảng 3.2 đến bảng 3.5:

Bảng 3.2 Kết quả xác định công thức tổ thành theo G%

Bảng 3.3 Kết quả xác định công thức tổ thành theo G%

Bảng 3.4 Kết quả xác định công thức tổ thành theo G%

Bảng 3.5 Kết quả xác định công thức tổ thành theo G%

Kết quả từ bảng 3.2 đến bảng 3.5, công thức tổ thành được viết dưới dạng:

* Ô ĐVNCST 357-36 (Nghệ An):

ÔĐĐ1: 18,30.TMu+12,25.TMa+6,02.SM+63,43.LK

ÔĐĐ2: 7,20.TMa+7,08.TMu+5,62.TrĐ+5,25.SM+5,13.ĐB+5,01.NV+64,71.LK ÔĐĐ3: 12,66.TMu+12,12.RH+10,90.TMa+7,46.ĐB+6,23.TrT+50,63.LK

3.1.2.2 Công thức tổ thành theo tỷ lệ số cây (N%)

Vườn Quốc Gia và Khu bảo tồn thiên nhiên có chức năng bảo vệ và phát triển toàn bộ các hệ sinh thái rừng, các giá trị khoa học về đa dạng sinh học, địa chất, cảnh quan, các loài động, thực vật hoang dã hiện đang tồn tại và sinh sống ở các hệ sinh thái rừng đó Vì vậy, tính ĐDSH là rất quan trọng (đặc điểm này khác với đối tượng rừng sản xuất), nên đề tài tiến hành xác định công thức tổ thành theo

tỷ lệ số cây (N%) Kết quả được tổng hợp từ bảng 3.6 đến bảng 3.9:

Bảng 3.6 Kết quả xác định công thức tổ thành theo N%

Ô ĐVNCST ÔĐĐ (loài) m Tên loài viết tắt Tên ni N (%)

Bảng 3.7 Kết quả xác định công thức tổ thành theo N%

Bảng 3.8 Kết quả xác định công thức tổ thành theo N%

Bảng 3.9 Kết quả xác định công thức tổ thành theo N%

* Ô ĐVNCST 372-43 (Hà Tĩnh):

ÔĐĐ1: 16,81.TMa+16,08.CS+15,96.TrT+5,44.TrTa+45,71.LK

ÔĐĐ2: 16,13.TrT+11,25.CS+9,50.TMa+7,63.TĐ+5,88.KV+5,75.N+43,88.LK ÔĐĐ3: 12,06.N+7,89.CS+7,89.TrS+72,15.LK

Nhìn chung, tại các Ô ĐVNCST, tổ thành loài cây gỗ rất phức tạp, loài cây

ưu thế không rõ (N% < 20%) Thành phần thực vật tham gia tổ thành khá phong phú

Các loài cây như: Táu muối, Táu mật, Trâm trắng, Trâm đỏ, Cồng sữa, Nang thường xuyên xuất hiện, chiếm ưu thế sinh thái trong khu vực nghiên cứu, nhưng giá trị kinh tế của chúng chưa cao; các loài cây quý, hiếm, có giá trị thì tỷ lệ

số cây lại rất ít, như: Giổi nhung, Vàng tâm, Trám đen, Sến mật, Trầm hương, Chò nâu… có N%<5% nên không tham gia vào công thức tổ thành Vì vậy, cần có biện pháp cụ thể để bảo vệ và phát triển những loài cây bản địa, quý, hiếm hiện có trong khu vực, tránh tình trạng bị người dân khai thác và sử dụng những loài cây đó, nhằm bảo vệ tính ĐDSH của vùng

3.1.2.3 Công thức tổ thành theo chỉ số quan trọng (IV%)

Tổ thành loài cây không chỉ mang ý nghĩa về mặt sinh thái rừng, mà còn mang ý nghĩa trong việc sử dụng rừng Xác định tỷ lệ % về tiết diện ngang (G%) cũng như trữ lượng (M%) của loài cây trong lâm phần giúp ta thấy rõ hơn đặc điểm, giá trị sử dụng của rừng, làm cơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh cho từng trạng thái Do đó, ngoài việc xác định công thức tổ thành theo tỷ lệ số cây (N%) để