Cấu trỳc rừng là sự sắp xếp nội bộ của cỏc thành phần sinh vật trong hệ sinh thỏi rừng. Nghiờn cứu quy luật về cấu trỳc rừng là cơ sở rất quan trọng để nghiờn cứu sinh thỏi học và để xõy dựng những mụ hỡnh lõm sinh đạt hiệu quả sản xuất cao, đảm bảo yờu cầu phỏt triển bền vững và ổn định sinh thỏi.
Để xỏc định cỏc trạng thỏi rừng, tỏc giả đó dựa vào tiờu chuẩn phõn loại của Loeschau [43]. Tiờu chuẩn phõn loại như sau:
- Kiểu I: Đất khụng cú rừng, cú thể cú cõy bụi hoặc cõy tỏi sinh mọc rải rỏc. + Kiểu IA: Đất trống và trảng cỏ.
+ Kiểu IB: Trảng cỏ và cõy bụi.
+ Kiểu IC: Trảng cỏ và cõy bụi đó xuất hiện một số loài cõy tỏi sinh.
- Kiểu II: Là rừng thứ sinh phục hồi sau khai thỏc hoặc sau nương rẫy, bao gồm cỏc cõy tiờn phong ưa sỏng mọc nhanh và rừng đang tiếp tục phỏt triển.
+ Kiểu IIA: Là trạng thỏi rừng phục hồi rừng cũn non, bao gồm những cõy tiờn phong ưu sỏng hoặc cú D1.3 ≤ 10cm và G10m2/ha.
+ Kiểu IIB: Là rừng phục hồi bao gồm những cõy tiờn phong ưa sỏng hoặc cú tớnh chất tiờn phong ưa sỏng cú D1.3 ≥ 10cm và G10m2/ha.
- Kiểu III: Rừng đó bị tỏc động ở nhiều mức độ khỏc nhau, kết cấu rừng bị phỏ vỡ và khả năng cung cấp ớt nhiều bị phỏ vỡ.
+ Kiểu IIIA: Tổng tiết diện ngang < 21m2 /ha.
một số cõy mẹ kộm phẩm chất, cong queo sõu bệnh, tầng dưới chủ yếu là dõy leo, bụi rậm, tre nứa xen lẫn và cú độ tàn che < 0,3. Tổng tiết diện ngang < 10 m2/ha. Tổng tiết diện ngang của những cõy cú D1.3 ≥ 40cm là ≤ 2 m2/ha.
- Kiểu IIIA2: Là rừng bị khai thỏc kiệt nhưng đó cú thời gian phục hồi nờn đó hỡnh thành tầng cõy tương lai, cú độ tàn che 0,3-0,5. Tổng tiết diện ngang từ 10-16 m2/ha. Tổng tiết diện ngang của những cõy cú D1.3 ≥ 40cm là ≤ 2 m2
/ha. - Kiểu IIIA3: Là rừng bị khai thỏc mạnh, cấu trỳc rừng ớt nhiều đó bị phỏ vỡ, rừng cú 2 tầng trở lờn, rừng cũn chất lượng khai thỏc, cú độ tàn che 0,5-0,7. Tổng tiết diện ngang từ 16-21 m2
/ha.
+ Kiểu IIIB: Là trạng thỏi rừng bị tỏc động rất ớt, cấu trỳc rừng chưa bị phỏ vỡ, rừng cú 2 tầng trở lờn, rừng cũn giàu về trữ lượng, cú độ tàn che >0,7. Tiết diện ngang > 21m2/ha, tổng tiết diện ngang của những cõy cú D1.3 ≥ 40cm là 2-5 m2/ha.
- Kiểu IV: Là trạng thỏi rừng nguyờn sinh hoặc thứ sinh phục hồi đó phỏt triển đến giai đoạn ổn định.
Địa điểm khu vực nghiờn cứu cú chức năng là bảo vệ rừng hiện cú, khoanh nuụi rừng nơi cũn cú khả năng tỏi sinh tự nhiờn, trồng rừng mới nơi đất trống nhằm phục hồi diện tớch rừng đó bị phỏ hoại và bảo vệ phõn khu bảo vệ nghiờm ngặt tại huyện Tam Đảo - Vĩnh Phỳc. Vỡ vậy trong đề tài này tụi chỉ đi sõu nghiờn cứu ở 2 trạng thỏi rừng là: Trạng thỏi IIIA2 và IIIA3.
4.3.2 Cấu trúc tổ thành tầng cây cao:
Cấu trúc rừng là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần quần thể thực vật rừng theo không gian và theo thời gian. Việc nghiên cứu cấu trúc tổ thành tầng cây cao thông qua tài liệu đã quan sát để từ cấu trúc thực tế tạo ra một cấu trúc định h-ớng cho việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh thích hợp.
Cấu trúc phản ánh kết quả của quá trình đấu tranh và thích ứng lẫn nhau giữa các loài trong rừng. Cấu trúc là đặc điểm “Nổi bật nhất, là tác nhân chi phối sự tái sinh và diễn thế rừng” (Nguyễn Văn Trương, 1993)[ 55]. Do đó phân tích đ-ợc đặc điểm cấu trúc của một kiểu rừng là yêu cầu đầu tiên của việc xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh, nhằm tác động vào rừng có định h-ớng
nh-: Xúc tiến tái sinh, làm giàu rừng, nuôi d-ỡng rừng hoặc đề xuất ph-ơng thức trồng rừng mô phỏng tự nhiên để cây Dẻ gai ấn Độ sinh tr-ởng và phát triển thuận lợi.
Nói đến cấu trúc rừng, cần quan tâm đầu tiên là cấu trúc tổ thành tầng cây cao, vì tổ thành rừng là nhân tố có ảnh h-ởng quyết định đến cấu trúc sinh thái và hình thái của rừng. Tổ thành rừng là chỉ tiêu quan trọng dùng để đánh giá mức độ đa dạng sinh học, tính bền vững, tính ổn định của hệ sinh thái. Cấu trúc tổ thành có ảnh h-ởng lớn đến các định h-ớng kinh doanh, lợi dụng rừng, đặc biệt là ảnh h-ởng đến khả năng tái sinh rừng. Vì vậy, nghiên cứu cấu trúc tổ thành đ-ợc xem nh- công việc quan trọng đầu tiên trong quá trình nghiên cứu cấu trúc rừng và đề xuất, áp dụng các biện pháp bảo tồn và phát triển rừng nhằm nâng cao năng suất, chất l-ợng rừng.
Việc chỉ dựa vào tổ thành loài nh- một số tác giả tr-ớc đây đã dùng không nói rõ đ-ợc vai trò của các loài trong -u hợp cả về ý nghĩa sinh thái lẫn ý nghĩa sử dụng rừng. Qua nghiên cứu của Vũ Đình Huề (1975)[29], ở mỗi kiểu trạng thái rừng thực ra còn có nhiều xã hợp thực vật khác nhau. Vì vậy, ngoài việc phân chia trạng thái hiện tại của đối t-ợng nghiên cứu, còn cần xác định các loại hình xã tiêu biểu cho từng loại trạng thái, nhằm xác định chi tiết thêm đối t-ợng nghiên cứu.
4.3.2.1 Cấu trúc tổ thành tầng cây cao trạng thỏi rừng IIIA2:
Kết quả nghiên cứu về tổ thành loài cây cao trong 6 ô tiêu chuẩn, tổng diện tích là 6000m2, đ-ợc thể hiện ở bảng 4.3:
STT Loài cây Số cây đo đếm Tỷ lệ % STT Loài cây Số cây đo đếm Tỷ lệ % 1 Chẹt hoa vàng 36 9,70 34 Thanh thất 2 0,54 2 Tr-ờng kiện 29 7,82 35 Mít rừng 2 0,54 3 Ba soi 19 5,12 36 Thừng mực 2 0,54 4 Đại phong tử 18 4,85 37 Dung quả to 2 0,54 5 Dẻ gai ấn Độ 17 4,58 38 Trâm vối 2 0,54
6 Sung 17 4,58 39 Trẩu 2 0,54
7 Vàng anh 15 4,04 40 Nhọ nồi 2 0,54
8 Xoan nhừ 14 3,77 41 Kè đuôi dông 1 0,27
9 Sồi bộp 12 3,23 42 Sồi đỏ 1 0,27
10 Chè vàng 11 2,96 43 Chẹo tía 1 0,27 11 Máu chó 11 2,96 44 Ngỏt long 1 0,27 12 Trứng ếch 10 2,7 45 Phõn mó 1 0,27 13 Thành ngạnh 9 2,43 46 Cơm nguội 1 0,27
14 Dẻ đấu loe 9 2,43 47 Me chua 1 0,27
15 Trọng đũa gỗ 8 2,16 48 Sơn lá nhỏ 1 0,27
16 Dẻ gai thưa 8 2,16 49 Lọng bàng 1 0,27
17 Bứa 8 2,16 50 Gội nếp 1 0,27
18 Lim xẹt 8 2,16 51 Re gừng 1 0,27
19 Xoan đào 7 1,89 52 Muồng 1 0,27
20 Hoắc quang 6 1,62 53 Sảng 1 0,27
21 Sồi lỗ 6 1,62 54 Đỏng 1 0,27
22 Thị rừng 6 1,62 55 Bồ đề 1 0,27
23 Dền 6 1,62 56 Lim xanh 1 0,27
24 Côm tầng 6 1,62 57 Sồi quả vỏt 1 0,27
25 Quếch 6 1,62 58 Sau sau 1 0,27
26 Ràng ràng hom 5 1,35 59 Thẩu tấu 1 0,27 27 Trám trắng 5 1,35 60 Gừng dại 1 0,27 28 Dung giấy 4 1,08 61 Thọ hoa nỏch 1 0,27 29 Sồi cuống 4 1,08 62 Gù h-ơng 1 0,27
30 Cự đốn 4 1,08 63 Gội trắng 1 0,27
31 Ngát 3 0,81 64 Mói tỏp trơn 1 0,27
32 Hồng rừng 3 0,81 65 Vối thuốc 1 0,27
33 Trai lý 2 0,54
Từ kết quả điều tra ta tính đ-ợc công thức tổ thành tầng cây cao ở trạng thái rừng IIIA2 nh- sau:
0,97Chv+ 0,78Tk + 0,51Bs + 0,49Dpt + 0,46Dgad + 0,46S + 0,40Va + 0,38Xn + 0,32Sb + 0,24Ddl + 0,22Dgt +....
Trong đó: Chv là Chẹt hoa vàng; Tk là Tr-ờng kiện; Bs là Ba soi; Dpt là Đại phong tử; Dgad là Dẻ gai ấn Độ; S là Sung; Va là Vàng anh; Xn là Xoan nhừ; Sb là Sồi bộp; Ddl là Dẻ đấu loe; Dgt là Dẻ gai thưa…
Nhìn vào công thức tổ thành tầng cây cao theo số cây của lâm phần có Dẻ gai ấn độ phân bố ta thấy tổ thành loài cây trong trạng thái rừng IIIA2 rất phức tạp, loài cây -u thế không rõ rệt, nh-ng có thể xác định nhóm loài cây -u thế gồm 5 - 9 loài trong tổng số 65 loài tầng cây cao, đây là những loài thích nghi tốt với điều kiện khí hậu và đất đai của địa ph-ơng.
Nhóm loài -u thế gồm các loài cây nh-: Chẹt hoa vàng, Tr-ờng kiện, Đại phong tử, Dẻ gai ấn Độ, Vàng anh, Dẻ đấu loe, Dẻ gai thưa,…trong đó nhóm loài cây gỗ lớn gồm Dẻ gai ấn Độ, Dẻ đấu loe, Dẻ gai thưa,…tuy nhiên vẫn tồn tại các loài cây gỗ vừa và nhỏ có ít giá trị kinh tế như: Sung, Thành ngạnh,…Do vậy, cần có biện pháp điều chỉnh tổ thành nhằm giảm mật độ một số loài cây gỗ ít giá trị kinh tế trong nhóm loài cây -u thế để tạo điều kiện cung cấp ánh sáng và không gian dinh d-ỡng cho các loài cây mẹ gỗ lớn có giá trị kinh tế cao trong nhóm loài cây -u thế sinh tr-ởng và phát triển thuận lợi, đảm bảo khả năng tái sinh tốt.
Bên cạnh nhóm loài cây -u thế còn có hàng chục loài cây có tổ thành rất thấp (d-ới 1%) và có giá trị kinh tế thấp nh-: Cơm nguội, Sồi đỏ, Phõn mó, Nhọ nồi, Vối thuốc,… (bảng 4.3). Sự vắng mặt phần lớn của các loài cây này trong những điều kiện nhất định của trạng thái rừng IIIA2 sẽ không gây ảnh h-ởng đến khả năng bảo tồn và phát triển rừng. Hầu hết trong các nhóm loài cây -u thế xuất hiện trong các OTC của trạng thái rừng IIIA2 đều có mặt loài Dẻ gai ấn Độ, vì vậy Dẻ gai ấn Độ vẫn là loài cây -u thế của rừng. Điều đó cho thấy Dẻ gai ấn Độ rất thích hợp với khí hậu và điều kiện tự nhiên của địa ph-ơng.
4.3.2.2Cấu trúc tổ thành tầng cây cao trạng thỏi rừng IIIA3: Kết quả tính toán tổ thành tầng cây cao đ-ợc thể hiện ở bảng 4.4
STT Loài cây Số cây Tỷ lệ % STT Loài cây Số cây Tỷ lệ % 1 Chẹt hoa vàng 29 9,29 31 Trám trắng 2 0,64 2 Tr-ờng kiện 28 8,97 32 Gừng dại 2 0,64 3 Đại phong tử 15 4,81 33 Thọ 2 0,64 4 Dẻ gai ấn Độ 15 4,81 34 Kè đuôi dông 2 0,64 5 Vàng anh 15 4,81 35 Sồi lỗ 2 0,64 6 Ba soi 15 4,81 36 Gội trắng 2 0,64
7 Sung 14 4,49 37 Trâm vối 2 0,64
8 Rau sắng 13 4,17 38 Ngát 2 0,64
9 Chè vàng 10 3,21 39 Mít rừng 2 0,64 10 Thành ngạnh 10 3,21 40 Xoan đào 2 0,64
11 Trứng ếch 9 2,88 41 Dền 2 0,64
12 Dẻ gai thưa 9 2,88 42 Nhọ nồi 2 0,64
13 Sồi quả vỏt 9 2,88 43 Hoắc quang 2 0,64
14 Cự đốn 8 2,56 44 Dẻ anh 1 0,32
15 Bứa 7 2,24 45 Muồng 1 0,32
16 Lim xẹt 6 1,92 46 Sảng 1 0,32
17 Máu chó 6 1,92 47 Cơm nguội 1 0,32
18 Hồng rừng 5 1,60 48 Bồ đề 1 0,32
19 Sồi cuống 5 1,60 49 Thẩu tấu 1 0,32 20 Sồi bộp 5 1,60 50 Vối thuốc 1 0,32
21 Đỏng 4 1,28 51 Sau sau 1 0,32
22 Dung quả to 4 1,28 52 Thanh thất 1 0,32 23 Thừng mực 4 1,28 53 Sơn lá nhỏ 1 0,32 24 Ràng ràng hom 4 1,28 54 Gội nếp 1 0,32
25 Chắp trơn 4 1,28 55 Lọng bàng 1 0,32
26 Côm tầng 4 1,28 56 Trẩu 1 0,32
27 Xoan nhừ 4 1,28 57 Lim xanh 1 0,32 28 Dung quả to 3 0,96 58 Gù h-ơng 1 0,32
29 Thị rừng 3 0,96 59 Sồi đỏ 1 0,32
30 Dẻ anh 3 0,96
Từ kết quả điều tra tôi tính đ-ợc công thức tổ thành tầng cây cao trạng thái rừng IIIA3 nh- sau:
Công thức tổ thành tầng cây cao:
0,93Chv + 0,9Tk + 0,48Dpt + 0,48Dgad + 0,48Va + 0,48Bs + 0,45S + ... Trong đó: Chv là Chẹt hoa vàng; Tk là Tr-ờng kiện; Bs là Ba soi; Dpt là Đại phong tử; Dgad là Dẻ gai ấn Độ; S là Sung; Va là Vàng anh;…
phức tạp, cũng có nhiều loài cây hỗn giao (312 cây). Số cõy tham gia vào cấu trúc rừng là 59 loài, số cây trung bình 1 loài là 5 cây. ở trạng thái rừng IIIA3 tỷ lệ các loài cây -u thế chủ yếu là Chẹt hoa vàng 9,29%, Tr-ờng kiện 9%, Đại phong tử 4,81%, Dẻ gai ấn Độ 4,81%, Vàng Anh 4,81%,... Nh- vậy cấu trúc tổ thành loài cây cao trạng thái rừng IIIA3 nghiên cứu gồm nhiều loài cây hỗn giao, thành phần loài cây nhìn chung không có nhiều khác biệt giữa trạng thái rừng IIIA2 chủ yếu vẫn là loài cây tiên phong và tham gia vào cấu trúc chính của rừng nh-: Dẻ gai ấn Độ, Tr-ờng kiện, Chẹt hoa vàng, Đại phong tử,... tuy nhiên số loài cây tham gia ở 2 trạng thái rừng có sự khác nhau về tỷ lệ từng loài cây. Dẻ
gai ấn Độ tham gia vào công thức tổ thành tầng cây cao ở trạng thái rừng IIIA3
chiếm gần nh- nhiều nhất chiếm 4,81% số cây trong lâm phần điều tra. Điều này cũng cho thấy Dẻ gai ấn Độ cũng thích nghi tốt ở trạng thái rừng IIIA3 của VQG Tam Đảo.
Nhận xột chung cho cả 2 khu vực:
Như vậy cấu trỳc tổ thành loài cõy cao tại 2 khu vực nghiờn cứu gồm nhiều loài cõy hỗn giao, thành phần loài cõy nhỡn chung khụng cú nhiều khỏc biệt chủ yếu vẫn là loài cõy tiờn phong và tham gia vào cấu trỳc chớnh của rừng như: Chẹt hoa vàng, Tr-ờng kiện, Đại phong tử, Dẻ gai ấn Độ, Vàng anh,.. tuy nhiờn chỳng lại khỏc nhau về tỷ lệ mỗi loài ở mỗi khu vực, điển hỡnh nhất là cõy Dẻ gai Ấn Độ, cõy cú tỷ lệ tổ thành đứng thứ 4 và thứ 5 trong trạng thỏi rừng IIIA2 và IIIA3. Do đú, Dẻ gai Ấn Độ vẫn là loài cõy ưu thế của rừng.
4.3.3 Cấu trỳc tầng thứ:
Cấu trỳc tầng thứ là sự sắp xếp khụng gian phõn bố của cỏc thành phần sinh vật rừng theo chiều thẳng đứng, cả trờn mặt đất và dưới mặt đất. Với rừng tự nhiờn hỗn loài khỏc tuổi thỡ cấu trỳc tầng thứ phản ỏnh sự cạnh tranh sinh tồn giữa cỏc cõy trong quần xó với nhau và với hoàn cảnh xung quanh trong quỏ trỡnh tiến hoỏ của quần xó. Cấu trỳc tầng thứ cũn phản ỏnh đặc trưng sinh thỏi của quần thể thực vật rừng, nú mụ phỏng một loạt cỏc mối quan hệ giữa cỏc tầng thứ với nhau, giữa tầng cõy cao với tầng cõy thấp, giữa cõy cựng loài với cõy khỏc loài, cõy cựng tuổi với cõy khỏc tuổi,...việc nghiờn cứu những mụ hỡnh cấu
trỳc cú sẵn trong tự nhiờn để tỡm ra mụ hỡnh cấu trỳc mẫu là một trong những vấn đề quan trọng của lõm sinh hiện đại. Để mụ tả cấu trỳc tầng thứ của lõm phần nơi cú Dẻ gai Ấn Độ phõn bố chỳng tụi tiến hành làm theo phương phỏp quan trắc đồ đứng của Richads và Davis của Thỏi Văn Trừng ỏp dụng trong
“Thảm thực vật rừng Việt Nam” năm 1993, kết quả tớnh toỏn và xử lý được thể hiện ở bảng 4.5 sau:
Bảng 4.5: Chiều cao của lõm phần và Dẻ gai Ấn Độ
Khu vực
OTC Toàn rừng Dẻ gai Ấn Độ