Bước đầu nghiên cứu một số quá trình động trong rừng lá rộng thường xanh ở kon hà nừng trên cơ sở phân tích các tài liệu thu nhập được từ 10 ô tiêu chuẩn định vị từ năm 2004 2008

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - VŨ TIẾN LÂM BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU MỘT SỐ QUÁ TRÌNH ĐỘNG TRONG RỪNG LÁ RỘNG THƯỜNG XANH Ở KON HÀ NỪNG TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH CÁC TÀI LIỆU THU THẬP ĐƯỢC TỪ 10 Ô TIÊU CHUẨN ĐỊNH VỊ TỪ NĂM 2004-2008 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP HÀ NỘI - 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - VŨ TIẾN LÂM BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU MỘT SỐ QUÁ TRÌNH ĐỘNG TRONG RỪNG LÁ RỘNG THƯỜNG XANH Ở KON HÀ NỪNG TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH CÁC TÀI LIỆU THU THẬP ĐƯỢC TỪ 10 Ô TIÊU CHUẨN ĐỊNH VỊ TỪ NĂM 2004-2008 Chuyên ngành: LÂM HỌC Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN VĂN CON HÀ NỘI - 2009 ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng tài nguyên có khả tái tạo quý giá, rừng sở phát triển kinh tế mà giữ chức sinh thái quan trọng Song hệ sinh thái phức tạp bao gồm nhiều thành phần với quy luật xếp khác không gian thời gian Trong quản lý rừng, tác động lâm sinh biện pháp kỹ thuật then chốt để cải thiện làm cho rừng có cấu trúc phù hợp với mục đích quản lý, nhằm đáp ứng yêu cầu đặt cho loại hình kinh doanh rừng Thực tiễn chứng minh giải pháp nhằm phục hồi rừng, quản lý rừng bền vững giải thoả đáng có hiểu biết đầy đủ chất quy luật sống hệ sinh thái rừng Khoa học ngày chứng tỏ biện pháp bảo vệ, tái tạo sử dụng rừng giải thoả đáng có hiểu biết đầy đủ khoa học chất quy luật sống rừng, có quy luật sinh trưởng nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển rừng, để từ có biện pháp khai thác hợp lí đảm bảo trình sử dụng rừng bền vững Nghiên cứu động thái rừng tự nhiên công việc khó khăn cần thiết để nắm bắt qui luật phát triển rừng từ có định điều chỉnh hợp lý kịp thời giai đoạn phát triển rừng Các q trình động thái diễn rừng chia thành nhóm q trình: (i) tăng trưởng dẫn đến chuyển cấp tầng cao; (ii) trình tái sinh bổ sung; (iii) trình chết tự nhiên cấp kính Hai q trình sau làm thay đổi tổ thành lồi cấu trúc lâm phần.Các nghiên cứu cấu trúc động thái rừng tự nhiên khoa học lâm nghiệp quan tâm từ lâu, có nhiều cơng trình cơng bố, nhiều kiến thức kinh nghiệm tích luỹ làm sở cho biện pháp kỹ thuật quản lý sử dụng rừng Tuy nhiên để có sở xây dựng mơ hình rừng "mục đích" biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm dẫn dắt rừng đạt bền vững cần phải tiếp tục nghiên cứu bổ sung để có hiểu biết sâu quy luật cấu trúc động thái rừng Nghiên cứu động thái rừng, đặc biệt rừng nhiệt đới hỗn lồi cơng việc khó khăn địi hỏi phải có liệu thu thập lâu năm từ hệ thống ô tiêu chuẩn định vị thiết lập cách hệ thống thu thập quản lý theo quy trình thống nghiêm ngặt Ở Việt Nam, nghiên cứu định vị cịn hạn chế Trong chương trình theo dõi diễn biến tài nguyên rừng, chu kỳ (1985-1990), Viện Điều tra quy hoạch rừng thiết lập khoảng 100 ô định vị nghiên cứu sinh thái thu thập nguồn liệu phong phú; nhiên việc phân tích đánh giá nguồn số liệu để nghiên cứu vấn đề sinh thái rừng lâm học hạn chế nhiều nguyên nhân khác Trong khuôn khổ đề tài “Nghiên cứu ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật (TBKHKT) giải pháp nhằm xây dựng mô hình quản lý rừng tự nhiên bền vững Tây Nguyên” Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam thực từ năm 2004-2006, thiết lập 20 ô tiêu chuẩn định vị trạng thái kiểu rừng rộng thường xanh khu vực Tây Nguyên Tiếp theo đề tài nghiên cứu với tiêu đề “nghiên cứu đặc điểm cấu trúc động thái số kiểu rừng chủ yếu Việt Nam” Viện Khoa học Lâm nghiệp giai đoạn từ năm 2006-2010 thiết lập thêm 54 ô tiêu chuẩn định vị cho kiểu rừng khác vùng sinh thái toàn quốc Hệ thống ô tiêu chuẩn định vị sở cho nghiên cứu sâu trình động hệ sinh thái rừng khác Việt Nam Trong khuôn khổ luận văn cao học, thực đề tài: "Bước đầu nghiên cứu số trình động rừng rộng thường xanh Kon Hà Nừng sở phân tích tài liệu thu thập từ 10 ô tiêu chuẩn định vị từ năm 2004-2008" Đây nội dung nghiên cứu thuộc đề tài “nghiên cứu đặc điểm cấu trúc động thái số kiểu rừng chủ yếu Việt Nam” nhóm nghiên cứu TS Trần Văn Con, Viện Khoa học lâm nghiệp Việt Nam thực CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát động thái rừng Hệ sinh thái rừng trạng thái vận động biến đổi khơng ngừng, biểu hình thức mn màu mn vẻ: từ thay đổi trạng mùa, mở rộng phạm vi phân bố quần thể, trình sinh trưởng phát triển, tượng tái sinh diễn thế, thay đổi nhân tố hoàn cảnh v v… Tất thay đổi quần thể thực vật rừng gọi chung động thái rừng Những nghiên cứu động thái rừng xoay quanh vấn đề là: q trình diễn rừng, q trình sinh trưởng phát triển rừng tái sinh rừng Trước tìm hiểu trình động thái rừng ta cần hiểu rõ số khái niệm sau đây: Diễn biểu quan trọng động thái rừng Việc xuất lớp tái sinh đánh dấu cho đời hệ rừng mới, điều kiện tác động hoàn cảnh bên quần thể với phù hợp đặc tính sinh lý sinh thái lồi tái sinh khơng phải trường hợp tổ thành hệ tái sinh đồng với tổ thành tầng cao quần thể Nếu hệ rừng thay thế hệ rừng cũ mà tổ thành rừng thay đổi thay thay đời đời khác (hay gọi tái sinh rừng) Nếu hệ rừng thay có tổ thành loài khác với tổ thành hệ rừng cũ gọi diễn rừng Như vậy, diễn rừng thay thế hệ rừng hệ rừng khác mà tổ thành lồi cao – loài ưu sinh thái có thay đổi (hay nói rộng ra, diễn rừng trình thay hệ sinh thái rừng hệ sinh thái khác) Tái sinh rừng việc xuất hệ loài gỗ nơi cịn hồn cảnh rừng chưa lâu Như vậy, tái sinh rừng điểm mốc khởi đầu cho hệ rừng Sinh trưởng phát triển coi biểu quan trọng động thái rừng, kết trình định tới sản lượng rừng, vậy, có ảnh hưởng định đến mục tiêu kinh doanh ngành lâm nghiệp Sinh trưởng coi tăng lên kích thước trọng lượng (quá trình biến đổi lượng) Phát triển tiến trình có tính quy luật biến đổi chất lượng đạt đến điểm ngoặt để chuyển sang biến đổi chất, thể giai đoạn phát triển rừng (ví dụ: rừng non, chuyển sang rừng sào, rừng trung niên cuối rừng thành thục) Xét mặt thảm thực vật rừng (hay quần thụ gỗ) động thái kết trình cụ thể sau: Tái sinh bổ sung (Recruitment): nẩy chồi, sản xuất hạt giống, phát tán hạt, nẩy mầm, hình thành mạ phát triển đạt kích thước bổ sung vào tầng cao (theo quan niệm điều tra) Sinh trưởng (Growth): tăng lên kích thước (đường kính chiều cao) Cạnh tranh không gian (Geometric competition): tương tác không gian sinh trưởng cá thể liên quan đến cấu trúc hình học cây, nhìn chung có kích thước hình học lớn có lợi cạnh tranh khơng gian (q trình phân hố theo kích thước) Cạnh tranh tài nguyên (Resource competition): nhân tố lập địa hạn chế sinh trưởng phát triển số loài định Chết (Mortality): chết cá thể Ngoài khái niệm trình động thái liên quan đến thảm thực vật, tổng thể hệ sinh thái rừng cịn có nhiều trình động liên quan đến động thái rừng, q trình xác định mơ thức chu trình sinh hố phát triển hệ sinh thái rừng; chúng chia thành nhóm sau đây: (1) Các q trình ảnh hưởng đến đầu vào (Processes affecting inputs): - Phong hoá đất đá - Cố định đạm - Kết tủa phân tử hấp thụ khí (2) Các q trình thuỷ học ảnh hưởng đầu (Hydrologic processes affecting outputs) - Mất mát chất hồ tan - Xói mịn - Điều chỉnh tiềm ơxy hố khử (3) Các q trình sinh học ảnh hưởng cân đầu vào đầu (Biological processes affecting the balance of inputs and outputs): - Sản xuất thực hệ sinh thái - Sự phân huỷ huy động vật chất - Điều chỉnh hợp chất hoá học đất - Sản xuất chất cảm nhiểm tương hỗ - Biến động sử dụng nguyên tố Tóm lại: Động thái rừng khái niệm rộng bao gồm nhiều trình phức tạp Nghiên cứu động thái rừng cơng việc khó khăn đặc biệt khó khăn rừng tự nhiên nhiệt đới tính phức hợp Các cơng trình nghiên cứu động thái rừng tự nhiên nhiệt đới giới Việt Nam dược công bố không kể hết Sau cập nhật số công trình nghiên cứu quan trọng liên quan đến vấn đề nghiên cứu đề tài, đặc biệt cơng trình nghiên cứu q trình động thái quần thụ gỗ vấn đề chính: tái sinh, diễn tăng trưởng 1.2 Các nghiên cứu động thái rừng giới 1.2.1 Các nghiên cứu tái sinh diễn rừng Có nhiều phương pháp sử dụng để nghiên cứu trình diễn rừng, phương pháp sử dụng nhiều mơ hình hóa quy luật biến đổi tầng cao tầng bụi thảm tươi tác động thay đổi điều kiện môi trường Hiện tồn nhiều quan điểm khác nghiên cứu lý thuyết diễn hệ sinh thái, chia thành hai trường phái bản: (i) Các lý thuyết diễn dựa phản ứng cá thể sinh vật quan niệm diễn kết chiến lược thích nghi cá thể môi trường (ii) Các lý thuyết diễn dựa phản ứng toàn hệ sinh thái (Shugart, H.H., 1984) Diễn quan điểm nhiều nhà sinh thái học, bao gồm biến đổi hệ tự nhiên hiểu biết nguyên nhân xu hướng biến đổi Trong kho tài liệu sinh thái học, có nhiều cơng trình viết diễn khó cho muốn tổng quan để đưa đến phân loại hay tổng hợp lý thuyết, trường phái diễn mô hình tốn ứng dụng để nghiên cứu diễn Shugart H.H (1984) sử dụng loạt mơ hình máy tính vể diễn rừng (gọi mơ hình lỗ trống) để nghiên cứu phản ứng động thái lâu dài hệ sinh thái rừng Các nghiên cứu tập trung vào việc ứng dụng mơ hình để phát triển lý thuyết giải vấn đề hiểu biết diễn Một loạt mơ hình động thái rừng dựa cá thể thảo luận cơng trình như: mơ hình cho rừng đồng lồi, tuổi, mơ hình cho rừng hỗn lồi, tuổi, mơ hình cho rừng đồng lồi, khác tuổi mơ hình cho rừng khác lồi, khác tuổi; mơ hình lại chia theo cách tiếp cận có ý đến không gian không ý đến yếu tố khơng gian Ngồi phương pháp tiếp cận nghiên cứu diễn mơ hình hố tốn, phương pháp nghiên cứu mô tả sở nghiên cứu định vị lâu dài (thông qua hệ thống ô tiêu chuẩn sinh thái định vị) thông qua hệ thống ô nghiên cứu với giai đoạn diễn khác tồn thời điểm địa điểm không gian khác (phương pháp lấy không gian thay thời gian) Tái sinh rừng q trình sinh học mang tính đặc thù hệ sinh thái rừng, biểu xuất hệ lồi gỗ nơi cịn hồn cảnh rừng: tán rừng, chỗ trống rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy Vai trò lịch sử lớp thay thế hệ già cỗi Vì tái sinh hiểu theo nghĩa hẹp trình phục hồi thành phần rừng, chủ yếu tầng gỗ Theo quan điểm nhà nghiên cứu hiệu tái sinh rừng xác định mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng con, đặc điểm phân bố Sự tương đồng hay khác biệt tổ thành lớp tái sinh tầng gỗ lớn nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbre-ad, 1930; Richards, 1933; 1939; Aubreville, 1938; Beard, 1946; Lebrun Gilbert, 1954; Joné, 1955-1956; Schultz, 1960; Baur, 1964; Rollet, 1969) Do tính chất phức tạp tổ thành lồi cây, có số lồi có giá trị nên thực tiễn, người ta khảo sát lồi có ý nghĩa định Quá trình tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới vơ phức tạp cịn nghiên cứu Phần lớn tài liệu nghiên cứu tái sinh tự nhiên rừng mưa thường tập trung vào số lồi có giá trị kinh tế điều kiện rừng nhiều bị biến đổi Van steenis (1956) nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến rừng mưa nhiệt đới tái sinh phân tán liên tục lồi chịu bóng tái sinh vệt loài ưa sáng Vấn đề tái sinh rừng nhiệt đới thảo luận nhiều hiệu cách thức xử lý lâm sinh liên quan đến tái sinh loài mục đích kiểu rừng Từ nhà lâm sinh học xây dựng thành công nhiều phương thức chặt tái sinh Cơng trình Bernard (1954, 1959); Wyatt Smith (1961, 1963) với phương thức rừng tuổi Mã Lai; Nicholson (1958) Bắc Borneo; Donis Maudoux (1951, 1954) với cơng thức đồng hố tầng Zaia; Taylor (1954), Jones (1960) với phương thức chặt dần tái sinh tán Nijêria Gana; Barnarji (1959) với phương thức chặt dần nâng cao vòm Andamann Nội dung chi tiết bước hiệu phương thức tái sinh Baur (1964) tổng kết tác phẩm: Cơ sở sinh thái học kinh doanh rừng mưa Nghiên cứu tái sinh rừng nhiệt đới Châu Phi, A.Obrevin (1938) nhận thấy loài ưu rừng mưa A.Obrevin khái quát hoá tượng tái sinh rừng nhiệt đới Châu Phi để đúc kết nên lý luận khảm tái sinh, phần lý giải tượng cịn bị hạn chế chưa đưa đề xuất cụ thể Vì vậy, lý luận ơng cịn sức thuyết phục, chưa giúp ích cho thực tiễn sản xuất để điều khiển tái sinh rừng theo mục tiêu kinh doanh đề Tuy nhiên, kết quan sát Davit P.W Risa (1933), Bơt (1946), Sun (1960), Role (1969) rừng nhiệt đới Nam Mỹ lại khác hẳn với nhận định A.Obrevin Đó tượng tái sinh chỗ liên tục loài tổ thành lồi có khả giữ ngun khơng đổi thời gian dài Các cơng trình nghiên cứu phân bố tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới đáng ý cơng trình nghiên cứu Richards, P.W (1952), Bernard Rollet (1974), tổng kết kết nghiên cứu phân bố số tái sinh tự nhiên nhận xét: có kích thước nhỏ (1 x 1m, x 1.5m) tái sinh tự nhiên có dạng phân bố cụm, số có phân bố Poisson Ở Châu Phi sở số liệu thu thập Tayloer (1954), Barnard (1955) xác định số lượng tái sinh rừng nhiệt đới thiếu hụt cần thiết phải bổ sung trồng rừng nhân tạo Ngược lại, tác giả nghiên cứu tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới Châu Á Budowski (1956), Bava (1954), Atinot (1965) lại nhận định tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ số lượng tái sinh có giá trị kinh tế, biện pháp lâm sinh đề cần thiết để bảo vệ phát triển tái sinh có sẵn tán rừng (dẫn theo Nguyễn Duy Chuyên, 1995) Đối với rừng nhiệt đới nhân tố sinh thái nhân tố ánh sáng (thông qua độ tàn che rừng), độ ẩm đất, kết cấu quần thụ, bụi, thảm tươi nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến trình tái sinh rừng, có nhiều cơng trình nghiên cứu, đề cập đến vấn đề Baur G.N (1962) cho rằng, thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến phát triển nảy mầm phát triển mầm, ảnh hưởng thường không rõ ràng Thảm cỏ, bụi có ảnh hưởng đến sinh trưởng tái sinh Ở quần thụ kín tán, thảm cỏ bụi phát triển chúng có ảnh hưởng đến tái sinh Nhìn chung rừng nhiệt đới, tổ thành mật độ tái sinh thường lớn Nhưng số lượng lồi có giá trị kinh tế thường khơng nhiều ý hơn, cịn lồi có giá trị kinh tế thấp thường nghiên cứu, đặc biệt tái sinh trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy H Lamprecht (1989) vào nhu cầu ánh sáng loài suốt trình sống để phân chia rừng nhiệt đới thành nhóm ưa sáng, nhóm bạn chịu bóng nhóm chịu bóng Kết cấu quần thụ lâm phần có ảnh hưởng đến 84 - Cán kỹ thuật công nhân lâm nghiệp phải tập huấn, đặc biệt kiến thức nhận biết tên để phân biệt mục đích với phi mục đích Cần phải bổ sung thêm hướng dẫn trường (sổ tay chăm sóc, ni dưỡng rừng) để cụ thể hoá qui định qui phạm kỹ thuật Nhận xét Sau đề suất biện pháp kỹ thuật lâm sinh tơi có số nhận xét sau: - Các văn hướng dẫn gặp nhiều khó khăn việc triển khai địa phương nước - Hầu hết văn hướng dẫn chưa có hướng dẫn trường nên cán sở gặp nhiều khó khăn việc triển khai công việc thực thi kế hoạch đề - Khơng có số liệu đo đếm định lượng sản lượng rừng Chỉ dựa số liệu kiểm kê rừng toàn quốc kiểu rừng, ranh giới diện tích Số liệu tài nguyên rừng không cập nhật - Trong phương án điều chế nhanh, biện pháp kỹ thuật lâm sinh lựa chọn không dựa định nghĩa chu trình quản lý lâm phần luân kỳ Chưa có hướng dẫn chi tiết phương pháp thu thập thông tin để phục vụ cho việc lựa chọn biện pháp lâm sinh - Phần lớn sở sản xuất vệ sinh rừng, sửa lại bị đổ vỡ đóng cửa rừng; khơng có hoạt động khác 85 CHƯƠNG KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Các kết nghiên cứu luận văn cho phép rút số kết luận sau: Cấu trúc rừng tự nhiên rộng thường xanh Tây Nguyên: Nghiên cứu rút đặc trưng sau đây: (i) Số loài biến động từ 50 đến 114 lồi Chỉ số đa dạng lồi có khác biệt lớn cấp kính đo đếm khác nhau, tầng cao có cấp kính từ (10-65) số đa dạng lồi có tính ổn định cao khơng biến động mạnh cấp kính D1.3 < 10 cm tái sinh (ii) Phân bố N/D tuân theo quy luật phân bố hàm Weibull đặc trưng cho rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi, số tập trung chủ yếu cỡ kính nhỏ, cấp kính 10 cm giao động từ 120 đến 190 thường cỡ kính có số lớn Càng lên cao số cấp kính giảm đến cỡ kính 65 cm số giao động từ đến 12 (iii) Phân bố số loài theo D phân bố giảm, số lồi tập trung cấp kính nhỏ, cấp kính 10 cm có khoảng 50 lồi, đến cấp kính 30cm có khoảng 15 lồi, số lồi giảm dần cấp kính tăng lên, đến cấp kính 60 cm số lồi cịn khoảng lồi, đến cấp kính 90 cm số lồi cịn đến loài Trong lâm phần nghiên cứu, lồi cây: Xoay, Vạng, Dẻ, Giổi, Cóc đá đạt kích thước tối đa từ cấp kính 80 cm trở lên, lồi: Dung, Gạc nai, Đẻn, Hc quang đạt đến kích thước 50 cm loài Dẻ, Trâm, Nhọc, Gội, Giổi Nhung … thường có kích thước phổ biến cấp kính 50- 65 cm Đây lồi chiếm ưu thường xuyên thấy xuất tổ thành trạng thái rừng Động thái tái sinh: qua trình tái sinh tự nhiên diễn phức tạp làm thay đổi tổ thành (thông qua số tỷ lệ hỗn loài hệ số đa dạng Shnnon-Wiener lớp tái sinh lớp có D 1,3