Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên trong một số trạng thái thảm thực vật thứ sinh tại vùng đầu nguồn hồ thác bà, tỉnh yên bái

Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên trong một số trạng thái thảm thực vật thứ sinh tại vùng đầu nguồn hồ thác bà, tỉnh yên bái

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM -

LƯƠNG THỊ THANH HUYỀN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN TRONG MỘT SỐ TRẠNG THÁI THẢM

THỰC VẬT THỨ SINH TẠI VÙNG ĐẦU NGUỒN HỒ THÁC BÀ, TỈNH YÊN BÁI

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM -

LƯƠNG THỊ THANH HUYỀN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊNTRONG MỘT SỐ TRẠNG THÁI THẢM

THỰC VẬT THỨ SINHTẠI VÙNG ĐẦU NGUỒN HỒ THÁC BÀ, TỈNH YÊN BÁI

Chuyên nghành: Sinh thái học Mã số: 60.42.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ NGỌC CÔNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, chưa có ai công bố

TÁC GIẢ

Lương Thị Thanh Huyền

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

Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Sở Giáo dục và Đào tạo Yên Bái; Trường THPT Thác Bà – Yên Bái đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi yên tâm học tập và công tác

Thái Nguyên, ngày 01 tháng 10 năm 2009

TÁC GIẢ

Lương Thị Thanh Huyền

MỤC LỤC

Trang Trang phụ bìa

Lời cam đoan Lời cảm ơn

Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục các bảng

Danh mục các hình

MỞ ĐẦU……… 1

1 Lý do chọn đề tài……… 1

2 Mục tiêu nghiên cứu……… 2

3 Giới hạn nghiên cứu……… 3

Chương 1 - TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU………… 4

1.1 Một số khái niệm có liên quan……… 4

1.2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu……… 6

1.2.1 Trên thế giới……… 6

1.2.1.1 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng……… 6

1.2.1.2 Những nghiên cứu về tái sinh rừng……… 8

1.2.2 Những nghiên cứu ở Việt Nam……… 12

1.2.2.1 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng 12

1.2.2.2 Những nghiên cứu về tái sinh 15

1.2.2.3 Những nghiên cứu về thảm thực vật rừng ở Yên Bái 18

Chương 2 - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……… 20

2.1 Nội dung nghiên cứu 20

2.1.1 Đặc điểm hệ thực vật và thảm thực vật vùng đầu nguồn hồ Thác Bà 20

2.1.3 Một số đặc điểm cấu trúc ngang của hai trạng thái TTV………… 20

2.1.4 Một số đặc điểm cấu trúc đứng của hai trạng thái TTV………… 20

2.1.5 Một số đặc điểm tái sinh tự nhiên của hai trạng thái TTV……… 20

2.1.6 Để xuất một số giải pháp để phục vụ cho công tác bảo tồn tài nguyên đa dạng sinh học và khả năng phòng hộ đầu nguồn tại khu vực hồ Thác Bà

20 2.2 Phương pháp nghiên cứu 20

2.2.1 Phương pháp luận……… 20

2.2.2 Phương pháp thu thập số liệu……… 21

2.2.3 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu……… 24

Chương 3 - ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 31

3.1 Điều kiện tự nhiên 31 3.1.1 Vị trí địa lý 31

* Trạng thái TTV thứ sinh phục hồi TN sau nương rẫy……… 45

* Trạng thái TTV thứ sinh phục hồi TN sau khai thác kiệt……… 47

4.2 Đặc điểm cấu trúc tổ thành sinh thái và mật độ cây gỗ của hai trạng thái TTV……… 51

4.2.1 Chỉ số IVI và công thức tổ thành sinh thái trong quần hợp cây gỗ…… 52

4.2.3 Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học ở hai TTV……… 62

4.2.4 Đặc điểm dạng sống thực vật……… 63

4.3 Một số đặc điểm cấu trúc ngang của hai trạng thái TTV……… 65

4.3.1 Phân bố loài theo các nhóm tần số xuất hiện ……… 65

4.3.2 Sự phân bố số loài cây theo cấp đường kính……… 68

4.3.3 Sự phân bố số cây theo cấp đường kính ……… 70

4.4 Một số đặc điểm cấu trúc đứng của hai trạng thái TTV 72 4.4.1 Phân bố số cây theo cấp chiều cao……… 72

4.4.2 Phân bố loài theo cấp chiều cao ……… 74

4.5 Đặc điểm tái sinh tự nhiên trong hai trạng thái TTV……… 76

4.5.1 Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học tầng cây tái sinh……… 77

4.5.2 Đặc điểm cấu trúc tổ thành, mật độ cây tái sinh……… 78

4.5.3 Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao ……… 80

4.5.4 Phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang……… 81

4.5.5 Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh……… 82

Chương 5 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ……… 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 88

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

D1,3 Đường kính thân cây tại vị trí 1,3 m

HVN Chiều cao vút ngọn trung bình

G/ha Tiết diện ngang/ha

IVI Chỉ số tổ thành sinh thái tầng cây gỗ SI Chỉ số tương đồng về thành phần loài cây Shannon Chỉ số đa dạng sinh học

DANH MỤC CÁC BẢNG

4.1 Số lượng và sự phân bố các taxon thực vật tại KVNC 40 4.2 Tổng số loài và loài ưu thế sinh thái ở hai TTV 52 4.3 Kết quả các loài cây gỗ có chỉ số IVI > 5% ở hai TTV 53

4.12 Dạng sống của thực vật tại khu vựu hồ Thác Bà 64 4.13 Phân bố số loài theo cấp đường kính ở hai TTV 69 4.14 Phân bố số cây theo cấp đường kính ở hai TTV 70 4.15 Phân bố số cây theo cấp chiều cao ở hai TTV 73 4.16 Phân bố số loài theo cấp chiều cao ở hai TTV 75 4.17 Chỉ số đa dạng sinh học tầng cây tái sinh ở hai TTV 77 4.18 Cấu trúc tổ thành, mật độ cây tái sinh ở hai TTV 78 4.19 Mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao ở hai TTV 80 4.20 Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh ở hai TTV 82 4.21 Phân bố cây theo mặt phẳng nằm ngang ở hai TTV 83

DANH MỤC CÁC HÌNH

3.1 Sơ đồ ô tiêu chuẩn cấp I với các ô cấp II và cấp III 23 4.1 Đồ thị đường tổng góp loài trên diện tích của TTV sau NR 45 4.2 Ảnh TTV sau NR đã phục hồi tự nhiên được 20 năm 46 4.3 Đồ thị đường tổng góp loài trên diện tích của TTV sau KTK 48 4.4 Ảnh TTV sau KTK đã phục hồi tự nhiên được 20 năm 49 4.5 Phổ dạng sống của hai kiểu TTV tại khu vực nghiên cứu 65 4.6 Phân bố số loài theo nhóm tần số ở TTV sau NR 66 4.7 Phân bố số loài theo nhóm tần số ở TTV sau KTK 67 4.8 Đồ thị phân bố số loài theo cấp đường kính ở hai TTV 69 4.9 Đồ thị phân bố số cây theo cấp đường kính của hai TTV 71 4.10 Đồ thị phân bố số cây theo cấp chiều cao ở hai TTV 73 4.11 Đồ thị phân bố số loài theo cấp chiều cao ở hai TTV 75 4.12 Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao ở hai TTV 81

MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài

Rừng có ý nghĩa đặc biệt lớn, không chỉ cung cấp của cải cho nền kinh tế của đất nước mà còn có vai trò quan trọng trong việc bảo tồn đa dạng sinh học, bảo vệ, cải thiện môi trường và cân bằng sinh thái Vai trò của rừng là rất to lớn, thế nhưng trong những năm vừa qua diện tích rừng tự nhiên của chúng ta ngày càng giảm sút cả về số lượng và chất lượng

Theo thống kê của Liên Hợp Quốc, hàng năm trên thế giời có 11 triệu ha rừng bị phá huỷ, riêng khu vực Châu Á Thái Bình Dương hàng năm có 1,8 triệu ha rừng bị phá huỷ, tương đương mỗi ngày mất đi 5000 ha rừng nhiệt đới Ở Việt Nam, trong vòng 50 năm qua, diện tích rừng bị suy giảm nghiêm trọng Năm 1943 độ che phủ của rừng là 43%, đến năm 1993 chỉ còn 26% Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến mất rừng là do chiến tranh, khai thác bừa bãi, đốt nương làm rẫy [18]

Từ khi Chính phủ có chỉ thị 286/TTg (02/05/1997) về tăng cường các biện pháp cấp bách để bảo vệ và phát triển rừng, cấm khai thác rừng tự nhiên, tốc độ phục hồi rừng đã trở nên khả quan hơn Năm 2003 tổng diện tích rừng nước đã là 12 triệu ha, tương đương với và độ che phủ là 36,1%, trong đó rừng tự nhiên có 10 triệu ha và rừng trồng có 2 triệu ha

Để đạt được kết quả như trên, Chính phủ đã giao quyền sử dụng đất rừng cho các tổ chức, các cá nhân và hộ gia đình trồng, chăm sóc và quản lý bảo vệ Những chính sách này đã góp phần tích cực trong việc làm tăng diện tích rừng, giảm diện tích đất trống đồi trọc và rừng đã dần phục hồi trở lại Có được kết quả đó là do những cơ chế chính sách trên của Chính phủ đã bước đầu tạo được sự chuyển biến theo hướng xã hội hoá nghề rừng, làm cho rừng có chủ và người dân đã chủ động tham gia quản lý bảo vệ phát triển rừng

Việc nghiên cứu xây dựng cơ sở khoa học cho công tác quản lý, bảo vệ, phục hồi và sử dụng hợp lý rừng tự nhiên là rất cần thiết trong đó nghiên cứu cấu trúc và tái sinh tự nhiên thảm thực vật rừng là một khâu cơ bản không thể thiếu

Hồ Thác Bà là hồ nước nhân tạo do ngăn dòng sông Chảy năm 1970 để làm Nhà máy thuỷ điện Thác Bà, nhà máy thuỷ điện đầu tiên ở nước ta Hồ nằm ở địa giới hai huyện Yên Bình và Lục Yên của tỉnh Yên Bái, có diện tích mặt nước khoảng 23.400 ha, có 1.331 đồi đảo lớn nhỏ với thảm thực vật và cảnh quan đa dạng Nhưng do tình trạng khai thác và sử dụng bừa bãi rừng phòng hộ đầu nguồn nên thảm thực vật ở khu vực này đã bị suy thoái nghiêm trọng Từ đó gây ra hậu quả làm đất bị xói mòn rửa trôi, gây bồi lắng lòng hồ, hạn chế khả năng chứa nước Mặt khác, rừng sau khai thác hầu như bị đảo lộn toàn bộ về cấu trúc, quá trình tái sinh diễn thế theo chiều hướng thoái bộ so với ở tình trạng nguyên sinh hoặc trước khi khai thác, nhất là ở các lâm phần không được quản lý tốt

Trước thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên trong một số trạng thái thảm thực vật thứ sinh tại vùng đầu nguồn Hồ Thác Bà, tỉnh Yên Bái ” làm cơ sở khoa học cho việc

nghiên cứu về diễn thế và đa dạng sinh học Từ đó đề xuất một số giải pháp nhằm phục hồi rừng phục vụ cho công tác phòng hộ đầu nguồn và bảo tồn tài nguyên đa dạng sinh học ở địa phương

2 Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Về lý luận

Bổ sung những hiểu biết về đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của thảm thực vật thứ sinh phục hồi tự nhiên tại vùng đầu nguồn Hồ Thác Bà, tỉnh Yên Bái làm góp phần vào việc nghiên cứu về diễn thế và đa dạng sinh học Từ đó đề xuất các biện pháp tác động thích hợp nhằm từng bước đưa rừng về trạng thái có cấu trúc

hợp lý, ổn định hơn

2.2 Về thực tiễn

Trên cơ sở các quy luật cấu trúc và tái sinh tự nhiên đã phát hiện, đề xuất một số giải pháp nhằm phục hồi rừng phục vụ cho công tác phòng hộ và bảo tồn tài nguyên đa dạng sinh học tại vùng đầu nguồn Hồ Thác Bà

3 Giới hạn nghiên cứu

3.1 Giới hạn về khu vực nghiên cứu

Là xã Xuân Long, huyện Yên Bình, tỉnh Yên Bái, đây là vùng rừng đầu nguồn của Hồ Thác Bà

3.2 Giới hạn về đối tƣợng nghiên cứu

Là hai trạng thái thảm thực vật thứ sinh phục hồi tự nhiên sau nương rẫy và sau khai thác kiệt tại xã Xuân Long, huyện Yên Bình, tỉnh Yên Bái Các thảm cây bụi, cây trồng nông nghiệp, công nghiệp, trang trại, vườn cây ăn quả và rừng trồng đều không thuộc phạm vi nghiên cứu của đề tài

3.3 Giới hạn về nội dung nghiên cứu

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

1.1.2 Tái sinh rừng

Tái sinh (Regeneration) là một thuật ngữ dùng để chỉ khả năng tự tái tạo, hay tự hồi sinh từ mức độ tế bào đến mức độ mô, cơ quan, cá thể và thậm chí cả một quần lạc sinh vật trong tự nhiên Cùng với thuật ngữ này, còn có nhiều thuật ngữ khác đang được sử dụng rộng rãi hiện nay Jordan, Peter và Allan (1998) sử dụng thuật ngữ “ Restoration” để diễn tả sự hoàn trả, sự lặp lại của toàn bộ quần xã sinh vật giống như nó đã xuất hiện trong tự nhiên Schereckenbeg, Hadley và Dyer (1990) sử dụng thuật ngữ: “Rehabitilation” để chỉ sự phục hồi lại bằng biện pháp quản lý, điều chế rừng đã bị suy thoái

Tái sinh rừng (forestry regeneration) là một thuật ngữ được nhiều nhà khoa học sử dụng để mô tả sự tái tạo (phục hồi) của lớp cây con dưới tán rừng Căn cứ vào nguồn giống, người ta phân chia 3 mức độ tái sinh như sau:

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

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

- Tái sinh tự nhiên: nguồn hạt (nguồn giống) hoàn toàn tự nhiên Theo Phùng Ngọc Lan (1986) [20], tái sinh được coi là một quá trình sinh học mang tính đặc thù

của hệ sinh thái rừng Biểu hiện đặc trưng của tái sinh rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở nơi còn hoàn cảnh rừng Theo ông vai trò lịch sử của thế hệ cây con là thay thế thế hệ cây gỗ già cỗi Vì vậy, tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ Ông cũng khằng định tái sinh rừng có thể hiểu theo nghĩa rộng là sự tái sinh của một hệ sinh thái rừng

Bàn về vai trò của lớp cây tái sinh, Trần Xuân Thiệp (1995) [38]cho rằng nếu thành phần loài cây tái sinh giống với thành phần cây đứng thì đó là quá trình thay thế một thế hệ cây này bằng thế hệ cây khác Ngược lại, nếu thành phần loài cây tái sinh khác với thành phần cây đứng thì quá trình diễn thế xảy ra

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

1.1.3 Phục hồi rừng

Phục hồi rừng được hiểu là quá trình tái tạo lại rừng trên những diện tích đã bị mất rừng Theo quan điểm sinh thái học thì phục hồi rừng là một quá trình tái tạo lại một hệ sinh thái mà trong đó cây gỗ là yếu tố cấu thành chủ yếu Đó là một quá trình sinh địa phức tạp gồm nhiều giai đoạn và kết thúc bằng sự xuất hiện một thảm thực vật cây gỗ bắt đầu khép tán (Trần Đình Lý; 1995), [22]

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

1.2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.2.1 Trên thế giới

Đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng tự nhiên đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới tiến hành nghiên cứu nhằm xây dựng cơ sở khoa học và lí luận phục vụ cho công tác kinh doanh rừng

1.2.1.1 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau có thể cùng sinh sống trong một khoảng không gian nhất định trong một giai đoạn phát triển của rừng Cấu trúc rừng vừa là kết quả vừa là sự thể hiện các mối quan hệ đấu tranh sinh tồn và thích ứng lẫn nhau giữa các thành phần trong hệ sinh thái với nhau và với môi trường Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi

* Cơ sở sinh thái về cấu trúc rừng

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

Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt đới đã được P W Richards (1952), G N Baur (1964), E P Odum (1971)… tiến hành Những nghiên cứu này đã nêu lên quan điểm, các khái niệm và mô tả định tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng

G N Baur (1964) [64] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng nói riêng, trong đó đi sâu nghiên

cứu cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên Từ đó tác giả đưa ra các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh cải thiện rừng [47]

P Odum (1971) [48] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley (1935) Khái niệm sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học

Công trình nghiên cứu của R Catinot (1965) [4], J Plaudy (1987) [29] đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến

* Mô tả về hình thái cấu trúc rừng

Hiện tượng thành tầng là sự sắp xếp không gian phân bố của các thành phần sinh vật rừng trên cả mặt bằng và theo chiều thẳng đứng Phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng do P.W Richards (1952) [49] đề xướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guam đến nay vẫn là phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng thứ của rừng Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là chỉ minh họa được cách sắp xếp theo chiều thẳng đứng của các loài cây gỗ trong diện tích có hạn Cusen (1953) đã khắc phục bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đưa lại một hình tượng về không gian ba chiều

P W Richards (1959, 1968, 1970) [50] đã phân biệt tổ thành rừng mưa nhiệt đới làm hai loại là rừng mưa hỗn hợp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản Cũng theo tác giả thì rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có 3 tầng, trừ tầng cây bụi và tầng cây cỏ) Trong rừng mưa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân thảo còn có nhiều loại dây leo cùng nhiều loài thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây

Hiện nay, nhiều hệ thống phân loại thảm thực vật rừng đã dựa vào các đặc trưng như cấu trúc và dạng sống, độ ưu thế, kết cấu hệ thực vật hoặc năng suất thảm thực vật Ngay từ đầu thế kỷ 19, Humboldt và Grinsebach đã sử dụng dạng sinh trưởng của các loài cây ưu thế và kiểu môi trường sống của chúng để biểu thị cho các nhóm thực vật Phương pháp của Humboldt và Grinsebach được các nhà sinh thái học Đan Mạch (Warming, 1094; Raunkiaer, 1934) tiếp tục phát triển

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

Kraft (1884) lần đầu tiên đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng, ông phân chia cây rừng thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng cây rừng Phân cấp của Kraft phản ánh được tình hình phân hoá cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản và dễ áp dụng nhưng chỉ phù hợp với rừng thuần loài đều tuổi Việc phân cấp cây rừng cho rừng tự nhiên hỗn loài nhiệt đới là một vấn đề phức tạp, cho đến nay vẫn chưa có tác giả nào đưa ra phương án phân cấp cây rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiên được chấp nhận rộng rãi

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

Tóm lại, trên thế giới các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú, có nhiều công trình nghiên cứu công phu đã đem lại hiệu quả cao trong bảo vệ rừng

1.2.1.2 Những nghiên cứu về tái sinh rừng

Như chúng ta đã biết tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiện của một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng như: Dưới tán rừng, lỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy Vai trò lịch sử của lớp cây tái sinh là thay thế thế hệ cây già cỗi Vì vậy, tái sinh rừng được hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng chủ yếu là tầng cây gỗ [19], [20], [49]

Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây con và tầng cây gỗ đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbre-ad, 1930 ; Richards, 1952 ; Baur G.N, 1964 ; Rollet, 1969) Do tính phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài cây có giá trị nên trong thực tiễn người ta chỉ khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định

Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng tự nhiên vô cùng phức tạp và còn ít được quan tâm nghiên cứu Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng ít nhiều đã bị biến đổi J.Van Steenis (1956) [51] đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là tái sinh phân tán liên tục của các loài cây chịu bóng và tái sinh vệt của các loài cây ưa sáng

Vấn đề tái sinh rừng nhiệt đới được thảo luận nhiều nhất là hiệu qủa các cách xử lý lâm sinh liên quan đến tái sinh của các loài cây mục đích ở các kiểu rừng Từ đó các nhà lâm sinh học đã xây dựng thành công nhiều phương thức chặt tái sinh Công trình của Walton, A B Bernard, R C - Wyatt Smith (1950) [76] với phương thức rừng đồng tuổi ở Mã Lai ; Taylor (1954), Jones (1960) với phương thức chặt dần tái sinh dưới tán rừng ở Nijêria và Gana Nội dung hiệu quả của từng phương thức đối với tái sinh đã được G N Baur (1976) [2] tổng kết trong tác phẩm cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng

Về phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927) với diện tích ô đo đếm thông thường từ 1 đến 4 m2 Diện tích ô đo đếm nhỏ nên thuận lợi trong điều tra nhưng số lượng ô phải đủ lớn mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng Để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1950) đã đề nghị một phương pháp “ điều tra chẩn đoán ” mà theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau

Các công trình nghiên cứu về phân bố tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới đáng chú ý là công trình nghiên cứu của P.W Richards (1952), Bernard Rollet (1974) tổng kết các kết quả nghiên cứu về phân bố số cây tái sinh tự nhiên đã nhận xét: trong các ô có kích thước nhỏ (1 m x 1 m; 1 m x 1,5 m) cây tái sinh tự nhiên có dạng phân bố cụm, một số ít có phân bố Poisson Ở Châu Phi trên cơ sở các số liệu thu thập Taylor (1954), Barnard (1955) xác định số lượng cây tái sinh trong rừng nhiệt đới thiếu hụt cần thiết phải bổ sung bằng trồng rừng nhân tạo Ngược lại, các tác giả nghiên cứu về tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới Châu á như Bava (1954), Budowski (1956), Atinot (1965) lại nhận định dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ số lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, do vậy các biện pháp lâm sinh đề ra cần thiết để bảo vệ và phát triển cây tái sinh có sẵn dưới tán rừng (dẫn theo Nguyễn Duy Chuyên, 1995) [12]

Tác giả H Lamprecht (1969) [67] căn cứ vào nhu cầu ánh sáng của các loài cây trong suốt quá trình sinh sống để phân chia cây rừng nhiệt đới thành các nhóm cây ưa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng

Đối với rừng nhiệt đới thì các nhân tố sinh thái như nhân tố ánh sáng (thông qua độ tàn che của rừng), độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi là những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tái sinh rừng, cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu, đề cập đến vấn đề này Tác giả G N Baur (1976) [2] cho rằng, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến phát triển của cây con còn đối với sự nảy mầm và phát triển của cây mầm ảnh hưởng này thường không rõ ràng và thảm cỏ, cây bụi có ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây tái sinh Ở những quần thụ kín tán, thảm cỏ và cây bụi kém phát triển nhưng chúng vẫn có ảnh hưởng đến cây tái sinh Nhìn chung ở rừng nhiệt đới, tổ thành và mật độ cây tái sinh thường khá lớn nhưng số lượng loài cây có giá trị kinh tế thường không nhiều và được chú ý hơn, còn các loài cây có giá trị kinh tế thấp thường ít được nghiên cứu, đặc biệt là đối với tái sinh ở các trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy

Trong nghiên cứu tái sinh rừng người ta nhận thấy rằng tầng cỏ và cây bụi qua thu nhận ánh sáng, độ ẩm và các nguyên tố dinh dưỡng khoáng của tầng đất mặt đã

ảnh hưởng xấu đến cây con tái sinh của các loài cây gỗ Những quần thụ kín tán, đất khô và nghèo dinh dưỡng khoáng do đó thảm cỏ và cây bụi sinh trưởng kém nên ảnh hưởng của nó đến các cây gỗ tái sinh không đáng kể Ngược lại, những lâm phần thưa, rừng đã qua khai thác thì thảm cỏ có điều kiện phát sinh mạnh mẽ Trong điều kiện này chúng là nhân tố gây trở ngại rất lớn cho tái sinh rừng (Xannikov, 1967; Vipper, 1973) (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992) [37]

Tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy được một số tác giả nghiên cứu Saldarriaga (1991) nghiên cứu tại rừng nhiệt đới ở Colombia và Venezuela nhận xét: Sau khi bỏ hoá, số lượng loài thực vật tăng dần từ ban đầu đến rừng thành thục Thành phần của các loài cây trưởng thành phụ thuộc vào tỷ lệ các loài nguyên thuỷ mà nó được sống sót từ thời gian đầu của quá trình tái sinh, thời gian phục hồi khác nhau phụ thuộc vào mức độ, tần số canh tác của khu vực đó (dẫn theo Phạm

Hồng Ban, 2000) [1]

Nghiên cứu khả năng tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy từ 1 - 20 năm ở vùng Tây Bắc Ấn Độ, Ramakrishnan (1981-1992) đã cho biết chỉ số đa dạng loài rất thấp Chỉ số loài ưu thế đạt đỉnh cao nhất ở pha đầu của quá trình diễn thế và giảm dần theo thời gian bỏ hoá Long Chun và cộng sự (1993) đã nghiên cứu đa dạng thực vật ở hệ sinh thái nương rẫy tại Xishuangbanna tỉnh Vân Nam, Trung Quốc nhận xét: tại Baka khi nương rẫy bỏ hoá được 3 năm thì có 17 họ, 21 chi, 21 loài thực vật, bỏ hoá 19 năm thì có 60 họ, 134 chi, 167 loài (dẫn theo Phạm Hồng

Ban, 2000) [1]

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

1.2.2 Những nghiên cứu ở Việt Nam

1.2.2.1 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng

Đã có nhiều công trình khoa học của nhiều tác giả tập trung vào các đặc điểm cấu trúc của các kiểu rừng tự nhiên, rừng trồng nhằm phục vụ cho việc kinh doanh rừng lâu dài và ổn định, nhiều tác giả đã đi sâu vào mô phỏng các cấu trúc rừng từ đơn giản đến phức tạp bằng các mô hình

Trần Ngũ Phương (1970) [25] đã đề cập tới một hệ thống phân loại, trong đó rất chú ý tới việc nghiên cứu quy luật diễn thế rừng

Thái Văn Trừng (1978) [43] khi nghiên cứu kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới nước ta đã đưa ra mô hình cấu trúc tầng vượt tán, tầng ưu thế sinh thái, tầng dưới tán, tầng cây bụi và tầng cỏ quyết

Vũ Đình Phương (1987) [27] đã đưa ra phương pháp phân chia rừng phục vụ cho công tác điều chế với phân chia theo lô và dựa vào 5 nhân tố: Nhóm sinh thái tự nhiên, các giai đoạn phát triển và suy thoái của rừng, khả năng tái tạo rừng bằng con đường tái sinh tự nhiên, đặc điểm về địa hình, thổ nhưỡng với một bảng mã hiệu dùng để tra trong qúa trình phân chia

Đối với hệ sinh thái rừng nhiệt đới ở Việt Nam, Thái Văn Trừng (2000) [44] dựa vào sự ghép nối của 2 hệ thống phân loại: hệ thống phân loại đặc điểm cấu trúc ngoại mạo làm tiêu chuẩn và hệ thống phân loại thảm thực vật dựa trên yếu tố hệ thực vật làm tiêu chuẩn đã phân chia thảm thực vật Việt Nam thành 5 nhóm kiểu thảm (gọi là 5 nhóm quần hệ) với 14 kiểu quần hệ (gọi là 14 quần hệ) Mặc dù còn một số điểm cần bàn luận và chỉnh lý bổ sung thêm nhưng bảng phân loại thảm thực vật Việt Nam của Thái Văn Trừng từ bậc quần hệ trở lên gần phù hợp với hệ thống phân loại của UNESCO (1973)

Khi nghiên cứu cấu trúc, việc mô hình hoá quy luật phân bố số cây theo đường kính và theo chiều cao được chú ý nhiều hơn Đây là quy luật cơ bản nhất trong các quy luật kết cấu lâm phần Biết được quy luật phân bố, có thể xác định được số cây tương ứng từng cỡ kính hay từng cỡ chiều cao, làm cơ sở xác định trữ lượng lâm phần

Nguyễn Văn Trương (1983) [45] khi nghiên cứu cấu trúc rừng hỗn loài đã xem xét sự phân tầng theo hướng định lượng, phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới Từ những kết quả nghiên cứu của các tác giả đi trước, Vũ Đình Phương (1987) [27] đã nhận định, việc xác định tầng thứ của rừng lá rộng thường xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhưng chỉ trong trường hợp rừng có sự phân tầng rõ rệt có nghĩa là khi rừng đã phát triển ổn định mới sử dụng phương pháp định lượng để xác định giới hạn của các tầng cây

Đào Công Khanh (1996) [17] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng lá rộng thường xanh ở Hương Sơn, Hà Tĩnh làm cơ sở đề xuất một số biện pháp lâm sinh phục vụ khai thác và nuôi dưỡng rừng

Nguyễn Anh Dũng (2000) [13] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc tầng cây gỗ cho hai trạng thái rừng là IIA và IIIA1 ở lâm trường Sông Đà - Hoà Bình

Bùi Thế Đồi (2001) [14] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng trên núi đá vôi tại ba địa phương ở miền Bắc Việt Nam

Các tác giả Vũ Đình Phương, Đào Công Khanh (2001) [28] thử nghiệm phương pháp nghiên cứu một số quy luật cấu trúc, sinh trưởng phục vụ điều chế rừng lá rộng, hỗn loại thường xanh ở Kon Hà Nừng - Gia Lai cho rằng đa số loài cây có cấu trúc đường kính và chiều cao giống với cấu trúc tương ứng của lâm phần, đồng thời cấu trúc của loài cũng có những biến động

Về nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng thì việc mô hình hoá cấu trúc đường kính (D1.3) được nhiều người quan tâm nghiên cứu và biểu diễn chúng theo các dạng hàm phân bố xác suất khác nhau, nổi bật là các công trình của các tác giả như Đồng Sĩ Hiền (1974) [15] dùng hàm Meyer và hệ đường cong Poisson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ đường kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở cho việc lập biểu độ thon cây đứng ở Việt Nam Nguyễn Hải Tuất (1982, 1986) [35, 36] đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và áp dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể rừng Trần Văn Con (1991) [5] đã áp dụng hàm Weibull để mô phỏng cấu trúc đường kính cho rừng

khộp ở Đăklăk Lê Sáu (1995) [36] đã sử dụng hàm Weibull để mô phỏng các quy luật phân bố đường kính, chiều cao tại khu vực Kon Hà Nừng, Tây Nguyên

Bùi Văn Chúc (1996) [10] đã nghiên cứu cấu trúc rừng phòng hộ đầu nguồn Lâm trường sông Đà ở các trạng thái rừng IIA, IIIA1 và rừng trồng làm cơ sở cho việc lựa chọn loài cây

Nguyễn Nghĩa Thìn (1997) [39], thống kê thành phần loài của Vườn Quốc gia Tam Đảo có khoảng 2.000 loài thực vật, trong đó có 904 loài cây có ích ở Tam Đảo thuộc 478 chi, 213 họ của 3 ngành Dương xỉ, ngành Hạt trần và ngành Hạt kín Các loài này được xếp thành 8 nhóm có giá trị khác nhau Trong các loài trên có 42 loài đặc hữu và 64 loài quý hiếm cần được bảo tồn như: Hoàng thảo Tam đảo

(Dendrobium daoensis), Trà hoa dài (Camellia longicaudata), Trà hoa vàng tam đảo (Camellia petelotii), Hoa tiên (Asarum petelotii), Trọng lâu kim tiền (Paris

delavayi)…

Đặng Kim Vui (2002) [46], nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy để làm cơ sở đề xuất giải pháp khoanh nuôi, làm giàu rừng ở huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên, đã kết luận đối với giai đoạn phục hồi từ 1 -2 tuổi (hiện trạng là thảm cây bụi) thành phần thực vật 72 loài thuộc 36 họ và họ Hoà thảo (Poaceae) có số lượng lớn nhất (10 loài), sau đó đến họ Thầu dầu (Euphorbiaceae) 6 loài, họ Trinh nữ (Mimosaceae) và họ Cà phê (Rubiaceae) mỗi họ có 4 loài Bốn họ có 3 loài là họ Long não (Lauraceae), họ Cam (Rutaceae), họ Khúc khắc (Smilacaceae) và họ Cỏ roi ngựa (Verbenaceae) Ngoài ra, cấu trúc trạng thái thảm thực vật cây bụi này có số cá thể trong ô tiêu chuẩn cao nhất nhưng lại có cấu trúc hình thái đơn giản, độ che phủ thấp nhất 75 - 80%, chủ yếu tập trung vào các loài cây bụi

Như vậy, có nhiều tác giả trong nước cũng như nước ngoài đều cho rằng việc phân chia loại hình rừng ở Việt Nam là rất cần thiết đối với nghiên cứu cũng như trong sản xuất Nhưng tùy từng mục tiêu đề ra mà xây dựng các phương pháp phân chia khác nhau nhưng đều nhằm mục đích làm rõ thêm các đặc điểm của đối tượng cần quan tâm

1.2.2.2 Những nghiên cứu về tái sinh rừng

Vấn đề tái sinh đã được Viện điều tra quy hoạch rừng tiến hành nghiên cứu từ những năm 60 (thế kỷ XX) tại địa bàn một số tỉnh Quảng Ninh, Yên Bái, Nghệ An, Hà Tĩnh (Hương Sơn, Hương Khê), Quảng Bình các kết quả nghiên cứu bước đầu đã được Nguyễn Vạn Thường (1991) [40] tổng kết và kết luận về tình hình tái sinh tựnhiên của một số khu rừng miền Bắc Việt Nam Hiện tượng tái sinh dưới tán rừng của các loài cây gỗ đã tiếp diễn liên tục, không mang tính chất chu kỳ Sự phân bố số cây tái sinh không đồng đều, số cây mạ có h < 20 cm chiếm ưu thế rõ rệt so với lớp cây ở các cấp kích thước khác Những loài cây gỗ mềm, ưa sáng, mọc nhanh có khuynh hướng phát triển mạnh và chiếm ưu thế trong lớp cây tái sinh Những loài cây gỗ cứng sinh trưởng chậm chiếm tỷ lệ thấp và phân bố tản mạn, thậm chí còn vắng bóng trong thế hệ sau trong rừng tự nhiên

Trần Ngũ Phương (1970) [25] khi nghiên cứu về kiểu rừng nhiệt đới mưa mùa lá rộng thường xanh đã có nhận xét: “Rừng tự nhiên dưới tác động của con người khai thác hoặc làm nương rẫy lặp đi lặp lại nhiều lần thì kết quả cuối cùng là sự hình thành đất trống, đồi núi trọc Nếu chúng ta để thảm thực vật hoang dã tự nó phát triển lại thì sau một thời gian dài trảng cây bụi, trảng cỏ sẽ chuyển dần lên những dạng thực bì cao hơn thông qua quá trình tái sinh tự nhiên và cuối cùng rừng khí hậu sẽ có thể phục hồi dưới dạng gần giống rừng khí hậu ban đầu”

Nguyễn Văn Trương (1983) [45] đã nghiên cứu mối quan hệ giữa lớp cây tái sinh với tầng cây gỗ và quy luật đào thải tự nhiên dưới tán rừng

Phùng Ngọc Lan (1984) [19] khi bàn về vấn đề đảm bảo tái sinh trong khai thác rừng đã nêu kết quả tra dặm hạt Lim xanh dưới tán rừng ở lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn Ngay từ giai đoạn nảy mầm, bọ xít là nhân tố gây ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ nảy mầm

Phạm Đình Tam (1987) [30] đã làm sáng tỏ hiện tượng tái sinh lỗ trống ở rừng thứ sinh Hương Sơn, Hà Tĩnh Theo tác giả, số lượng cây tái sinh xuất hiện khá nhiều dưới các lỗ trống khác nhau Lỗ trống càng lớn, cây tái sinh càng nhiều và

hơn hẳn những nơi kín tán Từ đó tác giả đề xuất phương thức khai thác chọn, tái sinh tự nhiên cho đối tượng rừng khu vực này

Trong một công trình nghiên cứu về cấu trúc, tăng trưởng trữ lượng và tái sinh tự nhiên rừng thường xanh lá rộng hỗn loài ở ba vùng kinh tế (Sông Hiếu, Yên Bái và Lạng Sơn) Nguyễn Duy Chuyên (1988) [11] đã khái quát đặc điểm phân bố của nhiều loài cây có giá trị kinh doanh và biểu diễn bằng các hàm lý thuyết Từ đó làm cơ sở định hướng các giải pháp lâm sinh cho các vùng sản xuất nguyên liệu

Vũ Tiến Hinh (1991) [16] khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên tại Hữu Lũng (Lạng Sơn) và vùng Ba Chẽ (Quảng Ninh) đã nhận thấy rằng, hệ số tổ thành tính theo % số cây của tầng tái sinh và tầng cây cao có liên quan chặt chẽ với nhau Các loài có hệ số tổ thành ở tầng cây cao càng lớn thì hệ số tổ thành ở tầng tái sinh cũng vậy

Nguyễn Ngọc Lung (1993) [21] và cộng sự khi nghiên cứu về khoanh nuôi và phục hồi rừng đã cho rằng, nghiên cứu quá trình tái sinh phải nắm chắc các yếu tố môi trường và các quy luật tự nhiên tác động lên thảm thực vật Qua đó xác định các điều kiện cần và đủ để tác động của con người đi đúng hướng, quá trình này được gọi là xúc tiến tái sinh tự nhiên

Để đánh giá vai trò tái sinh và phục hồi rừng tự nhiên ở các vùng miền Bắc, Trần Xuân Thiệp (1995) [38] nghiên cứu tập trung vào sự biến đổi về lượng, chất lượng của tái sinh tự nhiên và rừng phục hồi Qua đó, tác giả kết luận: rừng phục hồi vùng Đông Bắc chiếm trên 30% diện tích rừng hiện có, lớn nhất so với các vùng khác Khả năng phục hồi hình thành các rừng vườn, trang trại rừng đang phát triển ở các tỉnh trong vùng Rừng Tây Bắc phần lớn diện tích rừng phục hồi sau nương rẫy, diễn thế rừng ở nhiều vùng xuất hiện nhóm cây ưa sáng chịu hạn hoặc rụng lá, kích thước nhỏ và nhỡ là chủ yếu và nhóm cây lá kim rất khó tái sinh phục hồi trở lại do thiếu lớp cây mẹ

Khi nghiên cứu quy luật phân bố cây tái sinh tự nhiên rừng lá rộng thường xanh hỗn loại vùng Quỳ Châu, Nghệ An Nguyễn Duy Chuyên (1995) [12] đã nghiên cứu phân bố cây tái sinh theo chiều cao, phân bố tổ thành cây tái sinh, số

lượng cây tái sinh Trên cơ sở phân tích toán học về phân bố cây tái sinh cho toàn lâm phần, tác giả cho rằng loại rừng trung bình (IIIA2) cây tái sinh tự nhiên có dạng phân bố Poisson, ở các loại rừng khác cây tái sinh có phân bố cụm

Trần Xuân Thiệp (1995) [38] nghiên cứu về tái sinh tự nhiên trong rừng chặt chọn ở Lâm trường Hương Sơn - Hà Tĩnh đã định lượng các cây tái sinh tự nhiên trong các trạng thái rừng khác nhau Theo tác giả, rừng thứ sinh có số lượng cây tái sinh lớn hơn rừng nguyên sinh Tác giả còn thống kê các cây tái sinh theo 6 cấp chiều cao, cây tái sinh triển vọng có chiều cao h > 1,5 m

Tác giả Trần Đình Lý (1995, 1997) [22, 23] và cộng sự khi nghiên cứu về lớp cây tái sinh tự nhiên ở Phanxipăng - Sa Pa - Lao Cai đã xác định được quy luật phân bố cây tái sinh ở vùng này

Khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên sau khai thác chọn tại Lâm trường Hương Sơn - Hà Tĩnh, Trần Cẩm Tú (1998) [34] cho rằng áp dụng phương thức xúc tiến tái sinh tự nhiên có thể đảm bảo khôi phục vốn rừng, đáp ứng mục tiêu sử dụng tài nguyên rừng bền vững Tuy nhiên, các biện pháp kỹ thuật tác động phải có tác dụng thúc đẩy cây tái sinh mục đích sinh trưởng và phát triển tốt, khai thác rừng phải đồng nghĩa với tái sinh rừng và phải chú trọng điều tiết tầng tán của rừng; đảm bảo cây tái sinh phân bố đều trên toàn bộ diện tích rừng; trước khi khai thác, cần thực hiện các biện pháp mở tán rừng, chặt gieo giống, phát dọn dây leo cây bụi và sau khai thác phải tiến hành dọn vệ sinh rừng

Thái Văn Trừng (2000) [44] khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng Việt Nam, đã kết luận: ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên trong thảm thực vật rừng Nếu các điều kiện khác của môi trường như: đất rừng, nhiệt độ, độ ẩm dưới tán rừng chưa thay đổi thì tổ hợp các loài cây tái sinh không có những biến đổi lớn và cũng không diễn thế một cách tuần hoàn trong không gian và theo thời gian mà diễn thế theo những phương thức tái sinh có qui luật nhân quả giữa sinh vật và môi trường

Trần Ngũ Phương (2000) [26] khi nghiên cứu các quy luật phát triển rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam đã nhấn mạnh quá trình diễn thế thứ sinh của rừng tự

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

Lê Đồng Tấn (1995, 1997, 1998, 1999, 2003) [31, 32, 33] và cộng sự đã nghiên cứu quá trình phục hồi tự nhiên một số quần xã thực vật sau nương rẫy tại Sơn La Tác giả đã kết luận mật độ cây tái sinh giảm dần từ chân đồi lên đỉnh đồi, tổ hợp loài cây ưu thế trên ba vị trí địa hình và ba cấp độ dốc là khác nhau, sự khác nhau chính là tổ thành các loài trong tổ hợp đó

Phạm Ngọc Thường (2001, 2003) [41, 42] nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên phục hồi sau nương rẫy tại hai tỉnh Thái Nguyên và Bắc Kạn đã cho thấy khả năng tái sinh của thảm thực vật trên đất rừng còn nguyên trạng có số lượng loài cây gỗ tái sinh nhiều nhất, chỉ số đa dạng loài của thảm cây gỗ là khá cao

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

1.2.2.3 Những nghiên cứu về TTV rừng ở Yên Bái

Ở Yên Bái trong thời gian qua có một số công trình của các tác giả về phục hồi rừng Lâm Phúc Cố (1994)[6], nghiên cứu phục hồi lại rừng đầu nguồn sông Đà tại Mù Căng Chải cho rằng ở những nơi đất khó có tái sinh tự nhiên thì trồng rừng là một biện pháp kỹ thuật lâm sinh cần thiết Theo tác giả nên chọn phương thức trồng rừng hỗn giao nhiều loài với các loài cây thích nghi với điều kiện đồi núi trọc

Lâm Phúc Cố (1996) [7], nghiên cứu một số biện pháp xây dựng rừng phòng hộ đầu nguồn sông Đà tại Lâm trường Púng Luông – Mù Cang Chải – Yên Bái đã

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

Lâm Phúc Cố (1996) [7], nghiên cứu rừng thứ sinh sau nương rẫy ở Púng Luông, Mù Căng Chải, tỉnh Yên Bái đã phân chia thành 5 giai đoạn và kết luận diễn thế thứ sinh sau nương rẫy ở Púng Luông theo hướng đi lên tiến tới rừng cao đỉnh Tổ thành loài tăng dần theo các giai đoạnphát triển, từ 4 loài ở giai đoạn I (< 5 năm), tăng lên 5 loài ở giai đoạn V (> 25 năm) Rừng phục hồi có 1 tầng cây gỗ giao tán ở giai đoạn 10 tuổi và đạt độ tàn che 0,4

Âu Văn Bẩy (2005) [3], nghiên cứu đặc điểm vùng bán ngập của một số hồ trọng điểm ở miền bắc Việt Nam, đề xuất giải pháp trồng rừng phòng hộ bán ngập ven hồ cókết luận: Việc trồng rừng bán ngập tại các hồ vùng đầu nguồn là rất cần thiết, có tác dụng chống sạt lở ven hồ, hạn chế xói mòn rửa trôi đất, hạn chế bồi lắng lòng hồ, bảo vệ nguồn nước

Như vậy có thể thấy các công trình nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng ở tỉnh Yên Bái còn rất ít, chưa đáp ứng được nhiệm vụ phục hồi, bảo vệ và phát triển rừng của vùng đầu nguồn Hồ Thác Bà Những nghiên cứu của chúng tôi sẽ góp phần nhỏ vào mục tiêu đó

2.1.2 Đặc điểm cấu trúc tổ thành và mật độ cây gỗ của hai trạng thái TTV

- Cấu trúc tổ thành sinh thái, mật độ tầng cây gỗ

- Đánh giá sự biến động thành phần loài giữa các nhóm cây - Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học của hai trạng thái TTV

2.1.3 Đặc điểm cấu trúc ngang của các trạng thái TTV nghiên cứu

- Phân bố loài cây theo các nhóm tần số xuất hiện trong quần hợp cây gỗ - Phân bố số cây theo cấp đường kính

- Phân bố loài cây theo cấp đường kính

2.1.4 Đặc điểm cấu trúc đứng của các trạng thái TTV nghiên cứu

- Phân bố số cây theo cấp chiều cao - Phân bố loài cây theo cấp chiều cao

2.1.5 Đặc điểm tái sinh TN của các trạng thái TTV nghiên cứu

- Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học lớp cây tái sinh - Cấu trúc tổ thành, mật độ cây tái sinh

- Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao - Chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh

- Phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang

2.1.6 Đề xuất một số giải pháp để phục vụ cho công tác bảo tồn tài nguyên sinh học và khả năng phòng hộ đầu nguồn tại khu vực nghiên cứu

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 Phương pháp luận

Vận dụng quan điểm sinh thái phát sinh quần thể trong thảm thực vật rừng nhiệt đới của Thái Văn Trừng (1978) Đề tài đã sử dụng phương pháp điều tra ô tiêu

chuẩn đại diện ở hai trạng thái thảm thực vật sau nương rẫy và sau khai thác kiệt ở khu vực nghiên cứu, số liệu đảm bảo tính đại diện, khách quan và chính xác Đề tài sử dụng các phương pháp phân tích số liệu truyền thống, phương pháp kế thừa các tư liệu, số liệu có liên quan

2.2.2 Phương pháp thu thập số liệu

2.2.2.1 Phương pháp tuyến điều tra và ô tiêu chuẩn

Để mô tả một quần xã thực vật, số liệu cần phải được thu thập trên một số ô tiêu chuẩn (OTC) có diện tích đủ lớn Việc áp dụng phương pháp điều tra theo OTC đang được áp dụng rộng rãi trên thế giới cũng như trong nước

Khi nghiên cứu về rừng nhiệt đới, để xác định tổng diện tích OTC, H Lamprecht (1979) [6] đã tiến hành điều tra thành phần loài cây trên diện tích ô cơ sở 400 m2, sau đó tăng dần số ô cho đến khi không có loài cây mới xuất hiện Tổng diện tích của các ô khi đó là diện tích tối thiểu của các OTC cần điều tra để đảm bảo có thông tin đầy đủ về tổ thành loài Phương pháp này cho phép xác định diện tích của OTC một cách chính xác, đặc biệt là đối với những kiểu thảm thực vật có cấu trúc đồng đều, còn đối với diện tích lớn bao gồm nhiều kiểu thảm có thành phần loài và điều kiện địa hình phức tạp cần phải có sự phân loại khoanh vùng trước

Từ năm 1930, ở Malaysia người ta đa áp dụng phương pháp điều tra OTC với diện tích đo đếm là 4 m2

(2x2 m) đối với cây tái sinh Đến năm 1948, London đã tiếp tục phát triển sau đó là Barnard (1950) lại tiếp tục hoàn thiện cho đến năm 1960 Wyatt - Smith bổ sung có sửa đổi thành phương pháp điều tra chuẩn đoán Phương pháp này được áp dụng một cách rộng rãi trong việc đánh giá hiệu quả các phương thức xử lý lâm sinh trong kinh doanh rừng ở vùng nhiệt đới, trong đó đối tượng chính là đánh giá lớp cây tái sinh Theo phương pháp này, để đánh giá hiện trạng lớp cây tái sinh cần phải mở các tuyến điều tra Trên tuyến điều tra đặt các OTC theo cự ly nhất định (thường là 100 m) để thu thập số liệu

Thái Văn Trừng (1978) [43] đề nghị dùng OTC dạng bản nhỏ 100 m2

(10x10 m) để điều tra nhanh ngoài thực địa và ô kích thước từ 400 m2

(20x20 m) cho đến 1 ha tuỳ theo thành phần và quần thể phức tạp hay đơn giản khi điều tra chi tiết

Để điều tra tái sinh, Nguyễn Vạn Thường (1991)[40] đã dùng phương pháp điều tra tuyến và khu tiêu chuẩn Khu tiêu chuẩn có diện tích 0,2 - 0,5ha

(10x10 m)

Hệ thống ô tiêu chuẩn gồm các ô có kích thước khác nhau cho các nhóm cây có kích thước khác nhau đã được nhiều tác giả ứng dụng khi nghiên cứu rừng tự nhiên nhiệt đới (Brun, 1969, Plonczak, 1989, Hahn-Schilling, 1994, Kammesheidt, 1994, Nguyễn Văn Sinh, 2000, Wode, 2000 ) Lý do để các tác giả sử dụng hệ thống ô tiêu chuẩn như vậy là vì nhóm cây lớn thường có mật độ nhỏ nhất, sau đó đến nhóm cây nhỡ và cuối cùng là nhóm cây tái sinh có mật độ cao nhất Một hệ thống ô tiêu chuẩn như vậy bao gồm một lượng ô nhất định những ô lớn cho nhóm cây lớn Trong mỗi ô lớn lại có một số ô nhỏ hơn cho nhóm cây nhỡ và một số ô dạng bản cho nhóm cây tái sinh Diện tích điều tra cho nhóm cây nhỡ và nhóm cây tái sinh ít hơn diện tích điều tra cho nhóm cây lớn nhưng vì mật độ của chúng cao nên vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết

Như vậy, mỗi tác giả khi tiến hành điều tra thu thập số liệu ngoài thực địa đều áp dụng những kích thước OTC khác nhau Tuy có khác nhau, nhưng các tác giả đều thống nhất số lượng và kích thuớc OTC phải đủ lớn thì số liệu thu thập được mới đủ độ tin cậy

Để thu thập số liệu, chúng tôi thực hiện phương pháp điều tra theo tuyến và OTC như sau:

Tuyến điều tra đầu tiên được xác định theo hướng vuông góc với đường đồng mức, các tuyến tiếp theo song song với tuyến đầu tiên Cự ly giữa hai tuyến là 50 – 100 m tuỳ theo địa hình cho phép Một hệ thống ô tiêu chuẩn đại diện đã được thiết lập bao gồm 15 (hoặc 10 ô) ô tiêu chuẩn cấp I trong trạng thái thảm thực vật (TTV) thứ sinh phục hồi tự nhiên (TN) sau nương rẫy và 5 ô tiêu chuẩn cấp I trong trạng thái TTV thứ sinh phục hồi TN sau khai thác kiệt để điều tra nhóm cây có đường kính d > 5 cm; mỗi ô tiêu chuẩn cấp I có diện tích 400 m2

(20 m x 20 m); số ô tiêu chuẩn tỷ lệ với diện tích mỗi kiểu rừng tái sinh.[dẫn theo Pham Ngọc Thường(2003)] Trong mỗi ô tiêu chuẩn cấp I, ghi chép các thông tin như: Số hiệu ô, vị trí ô, độ dốc, hướng phơi, độ cao, những tác động chính vào rừng, số cây có d > 5cm Ở giữa mỗi ô tiêu chuẩn cấp I trên lại thiết lập một ô tiêu chuẩn cấp II có diện tích 100 m2 (5 m x 20 m) để điều tra nhóm cây có đường kính d ≤ 5 cm và chiều cao trên 1,3 m Tại 4 góc ô tiêu chuẩn cấp I thiết lập 4 ô tiêu chuẩn cấp III có diện tích 4 m2 ( 2 m x 2 m) để điều tra nhóm cây tái sinh có chiều cao 30 - 130 cm (nhưsơ đồ trong hình 3.1)

Hình 3.1 - Sơ đồ ô tiêu chuẩn cấp I với các ô cấp II và cấp III

* Điều tra nhóm cây lớn

Trong ô tiêu chuẩn cấp I đo chu vi thân cây tại độ cao 1,3 m cho những cây có đường kính lớn hơn 5 cm (tương đương chu vi 16,7 cm) sau đó dùng chương trình Excel và công thức chuyển đổi để tính đường kính:

Ô cấp III (2x2 m)

Ô cấp II (20x5 m)

PD 

, trong đó P là chu vi thân cây tại độ cao 1,3 m

Xác định tên loài và đo chiều cao vút ngọn (HVN) bằng thước sào có chia vạch cho mỗi cây đã đo đường kính

* Điều tra nhóm cây nhỡ

Trong ô tiêu chuẩn cấp II đo chu vi thân cây tại độ cao 1,3 m với những cây có đường kính nhỏ hơn hoặc bằng 5 cm (chu vi nhỏ hơn 16,7 cm) sau đó dùng chương trình Excel và công thức chuyển đổi để tính đường kính:

, trong đó P là chu vi thân cây tại độ cao 1,3 m

Xác định tên loài và đo chiều cao vút ngọn (HVN) bằng thước sào có chia vạch cho mỗi cây đã đo đường kính

* Điều tra cây tái sinh có chiều cao 30 - 130 cm

Việc điều tra cây tái sinh được thực hiện trong ô tiêu chuẩn cấp III có kích thước 4 m2

(2 m x 2 m) ở 4 góc ô tiêu chuẩn Tất cả cây tái sinh của các loài cây gỗ có chiều cao 30 - 130 cm được xác định tên cây, nguồn gốc, phẩm chất (tốt,, trung bình, xấu) và đo chiều cao

* Điều tra cây bụi, dây leo và thảm tươi

Thành phần loài lớp cây bụi, dây leo và thảm tươi được xác định cho các ô tiêu chuẩn cấp III Độ nhiều (hay độ dầy rậm) thảm tươi được đánh giá cho toàn ô cấp I

2.2.3 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu

Nhóm cây gỗ được xác định theo quy định mới của Cục Lâm nghiệp Các chỉ số thông dụng được tính theo các công thức đã được sử dụng rộng rãi trong thực tiễn thống kê, quy hoạch rừng với việc sử dụng chương trình Excel

Các chỉ số đặc trưng cho cấu trúc quần hợp cây gỗ rừng sẽ được tính toán bằng chương trình chuyên dụng xử lý số liệu ô tiêu chuẩn F-Structure A&S (Nguyễn Văn Sinh, 2004) Chương trình này cho ra các thông tin sau:

- Tổng góp số loài trong các ô tiêu chuẩn: Số loài mới xuất hiện trong ô tiêu

chuẩn kế tiếp được cộng thêm vào tổng số loài đã có ở các ô tiêu chuẩn trước Tổng

này được dùng để vẽ đường „loài/diện tích‟ Đường „loài/diện tích‟ được vẽ với các điểm có hoành độ là tổng góp diện tích các ô tiêu chuẩn và tung độ là tổng số loài cây gỗ đã điều tra được trên các diện tích đó Đường này cho biết tối thiểu tổng diện tích các ô tiêu chuẩn phải là bao nhiêu để ta có thể bao quát được cấu trúc loài của quần hợp cây gỗ rừng Vì thường khó có thể bao quát được tất cả các loài cây gỗ, Cain và Oliveira Castro [4] đã đề xuất coi diện tích đại diện tối thiểu là đã đạt được khi tăng diện tích ô tiêu chuẩn lên 10% mà số loài tăng thêm ít hơn 10%

- Phân bố số loài, số cây theo các nhóm đường kính: Số loài và số cây

được tính cho các nhóm đường kính: 6 - 10 cm; 11 - 15 cm; 16 - 20 cm, kết quả được thể hiện bằng đồ thị

- Phân bố số loài, số cây theo các nhóm chiều cao: Số loài và số cây được

tính cho các nhóm chiều cao: 1 - 5 m; 6 - 10 m; 11 - 15 m, kết quả được thể hiện bằng đồ thị

- Phân bố số loài theo các nhóm tần số xuất hiện: Tần số xuất hiện ở đây là

tần số xuất hiện tuyệt đối của loài, là tỷ lệ phần trăm số ô tiêu chuẩn có đại diện của loài đó trên tổng số ô tiêu chuẩn đã điều tra Số loài được tính cho 5 nhóm tần số: 1 - 20%; 21 - 40%; 41 - 60%; 61 - 80%; 81 - 100%

- Các chỉ số đa dạng cho các quần xã rừng tái sinh tự nhiên

2.2.3.1 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng

a Cấu trúc tổ thành sinh thái tầng cây gỗ:

Tổ thành là chỉ tiêu biểu thị tỉ lệ mỗi loài hay nhóm loài tham gia tạo thành rừng, tuỳ thuộc vào số lượng loài có mặt trong lâm phần mà phân chia lâm phần thành rừng thuần hoài hay hỗn loài, các lâm phần rừng có tổ thành loài khác nhau thì chức năng phòng hộ, bảo vệ môi trường sinh thái và tính đa dạng sinh học cũng khác nhau

Trong nghiên cứu, đề tài sử dụng chỉ số mức độ quan trọng (Importance Value Index = IVI) Chỉ số mức độ quan trọng đã được Curtis và McIntosh (1951) đề xuất và áp dụng để biểu thị cấu trúc, mối tương quan và trật tự ưu thế giữa các

loài trong một quần thể thực vật, cho phép đánh giá mức độ quan trọng của loài trong quần hợp cây gỗ rừng tự nhiên

Chỉ số được tính bằng cách cộng các chỉ tiêu độ phong phú tương đối, độ ưu thế tương đối và tần số gặp tương đối:

IVI iiii

(3-1) Trong đó:

- IVIi là chỉ số mức độ quan trọng (tỷ lệ tổ thành) của loài thứ i

- Ai là độ phong phú tương đối của loài thứ i: được tính bằng cách lấy số cá thể của loài thứ i chia cho tổng số cá thể của tất cả các loài rồi nhân với 100 %

- Di là độ ưu thế tương đối của loài thứ i: được tính bằng cách lấy tổng diện tích mặt cắt thân ở độ cao 1,3 m của các cây thuộc loài thứ i chia cho tổng diện tích mặt cắt thân ở độ cao 1,3 m của tất cả các cây đã điều tra rồi nhân với 100%

- Fi là tần số xuất hiện tương đối của loài thứ i: được tính bằng cách lấy tần số xuất hiện của loài thứ i chia cho tổng tần số xuất hiện của tất cả các cây đã điều tra rồi nhân với 100 %

Theo Daniel Marmillod (1958), những loài cây có chỉ số IVI  5% mới thực sự có ý nghĩa về mặt sinh thái trong lâm phần Theo Thái Văn Trừng (1978), trong một lâm phần nhóm loài cây nào chiếm trên 50% tổng số cá thể của tầng cây cao thì nhóm loài đó được coi là nhóm loài ưu thế Chính vì vậy chúng tôi tính tổng IVI của những loài có trị số này lớn hơn 5%, xếp từ cao xuống thấp và dừng lại khi tổng IVI đạt 50%

b Mật độ:

Công thức xác định mật độ như sau: 10.000S

(3-2)

Trong đó:

- n: Tổng số cá thể của loài trong các OTC,

c Đánh giá sự biến động thành phần loài giữa các nhóm cây

Đề tài sử dụng công thức Soerensen‟s Index - SI (1948) để tính chỉ số tương đồng về thành phần loài giữa các nhóm cây trong cùng một trạng thái cũng như giữa các trạng thái TTV khác nhau để đánh giá sự biến động thành phần loài cây gỗ của các tầng khác nhau trong hiện tại và tương lai

 2*

(3-3) Trong đó:

-C là số lượng loài xuất hiện cả ở 2 quần thể A và B, -A là số lượng loài của quần thể A,

-B là số lượng loài của quần thể B

d Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học của quần hợp cây gỗ rừng:

Từ trước đến nay khi nghiên cứu các quần xã sinh vật, các tác giả đã đề xuất ra rất nhiều chỉ số đa dạng: chỉ số Shannon (Magurran, 1988), chỉ số Berger-Parker (Magurran, 1988), chỉ số Brillouin (Brillouin, 1962), chỉ số Simpson (Simpson, 1949), chỉ số Alpha (Magurran, 1988), chỉ số McIntosh (McIntosh, 1967), chỉ số Margalef (Margalef, 1958), chỉ số Menhinick (Magurran, 1988) Trong đề tài, chúng tôi chọn chỉ số Shannon để đánh giá tính đa dạng của các quần hợp cây gỗ đã nghiên cứu vì chỉ số này đánh giá tổng hợp cả độ đa dạng loài (số loài) và độ đa dạng trong loài (số cá thể của từng loài):

(3-4) Trong đó:

- s là số loài trong quần hợp, - ni là số cá thể loài thứ i trong quần hợp,- N là tổng số cá thể trong quần hợp

e Đặc điểm lớp cây bụi, dây leo, thảm tươi:

Đánh giá độ phong phú loài của lớp cây bụi, dây leo và thảm tươi Độ nhiều

(hay độ dầy rậm) của thảm tươi được đánh giá theo Drude (bảng 3.1)

Bảng 3.1.Ký hiệu độ nhiều (độ dầy rậm) thảm tươi

Ký hiệu Tình hình thực bì

Soc Thực vật mọc rộng khắp che phủ 75 - 100% diện tích Cop3 Thực vật mọc rất nhiều che phủ trên 50 - 75% diện tích Cop2 Thực vật mọc nhiều che phủ từ 25 - 50% diện tích

Cop1 Thực vật mọc tương đối nhiều che phủ từ 5 - 25% diện tích Sp Thực vật mọc ít che phủ dưới 5% diện tích

Sol Thực vật mọc rải rác phân tán Un Một vài cây cá biệt

Gr Thực vật phân bố không đều , mọc từng khóm

2.2.3.2 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng

a Chỉ số đa dạng cây tái sinh:

Chúng tôi chọn chỉ số Shannon để đánh giá tính đa dạng cây tái sinh trong hai trạng thái rừng nghiên cứu:

(3-5) Trong đó:

- s là số loài trong quần hợp, - ni là số cá thể loài thứ i trong quần hợp,- N là tổng số cá thể trong quần hợp

b Hệ số tổ thành cây tái sinh:

Xác định tỷ lệ tổ thành và hệ số tổ thành của từng loài được tính theo công thức sau:

n%j

(3-6)

Trong đó: - j =1,

- m là số thứ tự loài Nếu:

- n%j  5% thì loài j được tham gia vào công thức tổ thành

- n%i < 5% thì loài j không được tham gia vào công thức tổ thành

Hệ số tổ thành: N 10nK i

(3-7) Trong đó:

- Ki: Hệ số tổ thành loài thứ i, - ni: Số lượng cá thể loài i, - N: Tổng số cá thể điều tra

c Mật độ cây tái sinh:

Là chỉ tiêu biểu thị số lượng cây tái sinh trên một đơn vị diện tích, được xác định theo công thức sau:

Sn 10.000

(3-8) Trong đó:

- S là tổng diện tích các ô dạng bản điều tra tái sinh (m2), - n là số lượng cây tái sinh điều tra được

d Chất lượng cây tái sinh:

Tính tỷ lệ % cây tái sinh tốt, trung bình, hoặc xấu theo công thức:

nN% 

Xác định cây chồi dựa vào vết sẹo trên gốc cây

Cây tốt là cây có thân thẳng, không cụt ngọn, sinh trưởng phát triển tốt không sâu bệnh Cây trung bình là cây không cong queo, không sâu bệnh, không gãy cành cụt ngọn nhưng khả năng sinh trưởng kém hơn, có thể còn đang bị chèn ép bởi tầng cây bụi và thảm tươi Cây xấu là cây cong queo, cụt ngọn, sinh trưởng phát triển kém, bị sâu bệnh

e Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao:

Thống kê số lượng cây tái sinh theo 5 cấp chiều cao: h  20 cm; 21 -50 cm; 51 - 100 cm; 101 - 130 cm và h > 130 cm Vẽ biểu đồ biểu diễn số lượng cây tái sinh theo cấp chiều cao

g Phân bố cây tái sinh:

Để nghiên cứu sự phân bố cây tái sinh trên bề mặt đất rừng, chúng tôi sử dụng công thức của Poisson khi dung lượng mẫu đủ lớn (n ≥ 30) Công thức tính U như sau:

- r: là giá trị trung bình khoảng cách của n lần quan sát, - λ : là mật độ cây tái sinh trên một đơn vị diện tích (cây/m2), - n : số lần quan sát

Nếu:

U ≤ - 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có dạng phân bố cụm U ≤ 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có dạng phân bố ngẫu nhiên U > 1,96 thì tổng thể cây tái sinh có dạng phân bố cách đều