1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
3.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC TẦNG CÂY CAO
3.2.1. Cấu trúc tổ thành và mật độ
Tổ thành là một trong những chỉ tiêu cấu trúc quan trọng, cho biết số loài cây và tỷ lệ của mỗi loài hay một nhóm loài cây nào đó trong lâm phần. Tổ thành là chỉ tiêu dùng để đánh giá mức độ đa dạng sinh học, tính ổn định, tính bền vững của hệ sinh thái rừng. Về bản chất công thức tổ thành có ý nghĩa sinh học sâu sắc, phản ánh mối quan hệ qua lại giữa các loài cây trong một quần xã thực vật và mối quan hệ qua lại giữa quần xã thực vật với điều kiện ngoại cảnh. Nghiên cứu cấu trúc tổ thành rừng là công việc quan trọng nhằm lựa chọn các biện pháp kinh doanh phù hợp cho từng loại hình rừng tự nhiên nói chung và rừng phục hồi sau nương rẫy nói riêng.
Đề tài sử dụng chỉ số IV% (Important Value) để biểu thị công thức tổ thành tầng cây gỗ cho các trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy.
3.2.1.1. Cấu trúc tổ thành và mật độ rừng phục hồi ở xã Ngư Hóa
a. Giai đoạn tuổi 4 – 7 năm
Từ số liệu điều tra, tổ thành loài trạng thái rừng phục hồi ở giai đoạn tuổi 4 – 7 năm được tổng hợp vào bảng sau:
Bảng 3.1.Tổ thành và mật độ rừng phục hồi giai đoạn tuổi 4 – 7 năm
TT Loài cây N (c/ha) D1.3 (cm) Hvn (m) N (%) G (m2/ha) G (%) IV (%) 1 Thành ngạnh 50 9,7 7,3 12,05 0,37 13,67 12,86 2 Sung rừng 45 8,2 6,0 10,84 0,24 8,85 9,84 3 Hu đay 40 9,30 8,25 9,64 0,27 10,11 9,88 4 Sảng 40 8,41 7,13 9,64 0,22 8,28 8,96 5 Kháo vàng 35 8,87 7,36 8,43 0,22 8,05 8,24 6 Kháo nước 30 10,65 7,92 7,23 0,27 9,95 8,59 7 Xoan ta 25 8,68 7,50 6,02 0,15 5,51 5,77 8 Màng tang 25 8,14 6,30 6,02 0,13 4,84 5,43 8 loài chính 290 8,99 7,22 69,88 1,86 69,26 69,57 14 loài khác 125 9,08 6,85 30,12 0,83 30,74 30,43 Tổng 415 9,05 6,99 100 2,68 100 100
Qua bảng trên ta thấy:
Ở giai đoạn này xuất hiện 22 loài cây gỗ thì có 8 loài tham gia vào công thức tổ thành, đó là các loài: Thành ngạnh, Sung rừng, Hu đay, Sảng, Kháo vàng, Kháo nước, Xoan ta và Màng tang.
Công thức tổ thành như sau:
1,286Th + 0,988Hu+0,984Su+0,896Sa+0,859Kn+0,824Kv + 0,577Xt + 0,543Mt+3,043Lk
Thành phần loài cây chủ yếu là những loài ít giá trị kinh tế, giá trị phòng hộ cũng thấp, do đó biện pháp kỹ thuật áp dụng ở đây là phải loại bỏ dần những cây phi mục đích (Thành ngạnh, Sung rừng, Hu đay, Kháo nước, Màng tang,...), nuôi dưỡng và trồng bổ sung những loài cây có giá trị kinh tế như Kháo vàng,...
Mật độ rừng thấp chỉ đạt 415 cây/ha, trong đó Thành ngạnh có mật độ lớn nhất nhưng cũng chỉ đạt 50 cây/ha, Kháo vàng là loài có giá trị hơn tuy nhiên mật độ tương đối thấp (35 cây/ha).
b. Giai đoạn tuổi 8 – 10 năm
Kết quả điều tra được xử lý và tổng hợp vào bảng 3.2 dưới đây:
Bảng 3.2.Tổ thành và mật độ rừng phục hồi giai đoạn tuổi 8 – 10 năm
TT Loài cây N(c/ha) D1.3 (cm) Hvn (m) N% G (m2/ha) G% IV% 1 Bồ đề 75 17,33 15,77 16,85 1,77 32,10 24,48 2 Trẩu 55 14,55 12,68 12,36 0,91 16,59 14,47 3 Mít rừng 60 12,38 9,54 13,48 0,72 13,10 13,29 4 Hu đay 50 10,22 7,60 11,24 0,41 7,45 9,34 5 Hu đen 40 9,13 8,56 8,99 0,26 4,75 6,87 6 Ba soi 35 9,91 8,37 7,87 0,27 4,90 6,38 7 Lá nến 30 9,70 9,25 6,74 0,22 4,02 5,38 7 loài chính 345 11,89 10,25 77,53 4,57 82,91 80,22 8 loài khác 100 11,24 9,47 22,47 0,94 17,09 19,78 Tổng 445 11,54 9,83 100 5,51 100 100
Qua kết quả thu được tại bảng 3.2 cho thấy: Giai đoạn này số loài cây xuất hiện là 15 loài, trong đó có 7 loài tham gia vào công thức tổ thành. So với giai đoạn trước thì số loài cây xuất hiện ở giai đoạn này đơn giản hơn.
Công thức tổ thành rừng phục hồi giai đoạn 8 - 10 năm như sau:
2,448Bđ + 1,447Tra + 1,329M + 0,934Hu + 0,687Hđ + 0,638Bs + 0,538Ln + 1,978Lk
Qua công thức tổ thành cho thấy thành phần loài cây rất đa dạng, loài cây có tổ thành cao nhất là Bồ đề có mức độ quan trọng 24,48 %, tiếp đến Trẩu 14,47 %, Mít rừng 13,29 %.
Tham gia vào tổ thành trạng thái rừng này phần lớn vẫn là những cây ưa sáng, mọc nhanh, ít giá trị kinh tế: Bồ đề, Hu đay, Hu đen, Trẩu,... Sự biến động về độ ưu thế của loài tương đối giống nhau.
Như vậy, sự thay thế tổ thành loài cây khi thời gian phục hồi rừng tăng lên, giai đoạn đầu của quá trình phục hồi loài cây ưu thế chủ yếu là: Thành ngạnh, Màng tang thì đến giai đoạn này đã có sự thay thế dần bằng những loài cây như Bồ đề, Trẩu, Mít rừng,... Mật độ chung của rừng là 445 cây/ha, trong đó Bồ đề có mật độ lớn nhất chỉ đạt 75 cây/ha, tiếp đó đến Mít rừng 60 cây/ha.
Nhìn chung mật độ rừng thấp, ít loài có giá trị kinh tế. Do đó, để kinh doanh rừng có hiệu quả cần phải trồng bổ sung những loài có giá trị kinh tế, phù hợp với mục tiêu kinh doanh, loại bỏ những cây có giá trị thấp.
c. Giai đoạn tuổi 11 – 15 năm
Kết quả bảng 3.3 cho thấy: Trong giai đoạn này xuất hiện 15 loài cây gỗ. Thành phần loài cây đơn giản, với mật độ trung bình rất thấp chỉ đạt 435 cây/ha. Trong đó, Ràng ràng mít có mật độ là lớn nhất đạt 130 cây/ha, sau đó đến Thẩu tấu (50 cây/ha), Bồ đề (45 cây/ha). Kháo vàng là loài có giá trị thì mật độ lại thấp chỉ đạt 30 cây/ha.
Công thức tổ thành rừng như sau:
3,73R + 1,073Bđ + 0,891Tt + 0,746Sa + 0,595Th + 0,571Kv + 2,394Lk
Bảng 3.3.Tổ thành và mật độ rừng phục hồi giai đoạn tuổi 11 – 15 năm
TT Loài cây N (c/ha) D1.3 (cm) Hvn (m) N% G (m2/ha) G% IV% 1 Ràng ràng mít 130 17,26 12,58 29,89 3,04 44,72 37,30 2 Bồ đề 45 14,62 12,22 10,34 0,76 11,11 10,73 3 Thẩu tấu 50 10,47 8,65 11,49 0,43 6,33 8,91 4 Sảng 35 13,04 9,43 8,05 0,47 6,87 7,46 5 Thành ngạnh 30 12,02 9,67 6,90 0,34 5,00 5,95 6 Kháo vàng 30 11,43 9,33 6,90 0,31 4,53 5,71 6 loài chính 320 13,14 10,31 73,56 5,34 78,56 76,06 9 loài khác 115 12,60 9,62 26,44 1,46 21,44 23,94 Tổng 435 12,82 9,90 100 6,80 100 100
Qua công thức tổ thành: Hệ số tổ thành rừng rất thấp, không có loài nào đạt độ ưu thế tuyệt đối.
Các loài chính tham gia vào công thức tổ thành có mức độ quan trọng cao nhất là 76,06%. Loài có phần trăm tổ thành cao nhất là Ràng ràng mít (37,3 %).
Có thể thấy rằng khi thời gian phục hồi rừng tăng lên, độ tàn che của rừng tăng thì một số loài cây ưa sáng nếu không vượt khỏi tầng rừng chính thì sẽ bị đào thải để nhường chỗ cho các loài cây chịu bóng dưới tán rừng, thành phần loài cây có đời sống dài xuất hiện, tạo lập một hoàn cảnh rừng tiến đến sự ổn định tương đối.
Đường kính thân cây và chiều cao vút ngọn trung bình của rừng đạt 12,82 cm và 10 m. Như vậy, rừng phục hồi giai đoạn này vẫn thuộc rừng non tái sinh, sản lượng rất thấp, chưa đáp ứng được mục tiêu về kinh tế.
3.2.1.2. Cấu trúc tổ thành và mật độ rừng phục hồi xã Nam Hóa
a. Giai đoạn tuổi 4 – 7 năm
Qua kết quả tổng hợp tại bảng 3.4: Tổ thành và mật độ rừng phục hồi ở giai đoạn từ 4 đến 6 năm tại xã Nam Hóa, số lượng loài cây xuất hiện tương đối phong phú với 22 loài cây gỗ, tuy nhiên chỉ có 6 loài tham gia vào công thức tổ thành. Thành phần cây gỗ chủ yếu là cây ưa sáng mọc nhanh như: Hu đay, Bồ đề, Kháo nước, Thẩu tấu,...
Bảng 3.4. Tổ thành và mật độ rừng phục hồi giai đoạn tuổi 4 – 7 năm
TT Loài cây N (c/ha) D1.3 (cm) Hvn (m) N% G (m2/ha) G% IV% 1 Kháo nước 55 9,11 7,64 12,36 0,36 12,76 12,56 2 Thành ngạnh 60 8,19 7,50 13,48 0,32 11,26 12,37 3 Hu đay 60 8,11 6,25 13,48 0,31 11,03 12,26 4 Bồ đề 45 10,39 9,00 10,11 0,38 13,58 11,85 5 Thẩu tấu 40 7,64 9,13 8,99 0,18 6,52 7,76 6 Xoan ta 30 7,83 7,50 6,74 0,14 5,15 5,94 6 loài chính 290 8,54 7,84 65,17 1,69 60,30 62,73 16 loài khác 155 9,57 6,78 34,83 1,11 39,70 37,27 Tổng 445 9,29 7,07 100,00 2,80 100 100
Từ kết quả thu được tại bảng 3.4 có thể đưa ra công thức tổ thành như sau:
Mật độ rừng là 445 cây/ha, trong đó Thành ngạnh và Hu đay có mật độ cao nhất là 60 cây/ha.
Như vậy mật độ rừng ở Nam Hóa cao hơn so với ở Ngư Hóa. Mức độ quan trọng của các loài đạt 62,73.
Loài có mức độ quan trọng lớn nhất cũng chỉ đạt 12,56 % (Kháo nước), không có loài nào chiếm ưu thế tuyệt đối.
Số lượng loài cây có giá trị kinh tế chiếm tỷ lệ tổ thành thấp, cây bụi, thảm tươi nhiều làm cho thảm thực vật và rừng phục hồi sau nương rẫy có tác dụng phòng hộ tốt hơn kinh tế. Điều đó cho thấy để vừa phát huy tác dụng phòng hộ, vừa nâng cao thu nhập từ rừng thì cần xúc tiến tái sinh tự nhiên bằng biện pháp trồng bổ sung một số loài cây có giá trị kinh tế.
b. Giai đoạn tuổi 8 - 10 năm
Tổ thành và mật độ rừng phục hồi giai đoạn 8 đến 10 năm tại xã Nam Hóa được cho tại bảng 3.5
Bảng 3.5.Tổ thành và mật độ rừng phục hồi giai đoạn tuổi 8 – 10 năm
TT Loài cây N (c/ha) D1.3 (cm) Hvn (m) N (%) G (m2/ha) G (%) IV (%) 1 Bồ đề 50 11,95 9,05 10,99 0,56 13,46 12,23 2 Trám chim 35 12,39 9,29 7,69 0,42 10,12 8,91 3 Mít rừng 45 9,47 7,00 9,89 0,32 7,60 8,75 4 Thẩu tấu 35 10,17 6,93 7,69 0,28 6,83 7,26 5 Ba soi 30 10,90 8,00 6,59 0,28 6,72 6,66 6 Thành ngạnh 15 17,47 9,17 3,30 0,36 8,63 5,96 7 Trường kẹn 25 11,42 9,70 5,49 0,26 6,15 5,82 8 Bứa 30 8,63 6,08 6,59 0,18 4,22 5,40 8 loài chính 265 11,55 8,15 58,24 2,65 63,72 60,98 21 loài khác 190 9,84 7,73 41,76 1,51 36,28 39,02 Tổng 455 10,31 7,85 100 4,16 100 100
Từ bảng tổng hợp tổ thành và mật độ rừng phục hồi giai đoạn tuổi 8 - 10 năm tại xã Nam Hóa, chúng tôi nhận thấy rằng: Trạng thái rừng này xuất hiện 29 loài cây gỗ, trong đó số loài tham gia vào công thức tổ thành là 8 loài, nhưng với tỷ lệ tổ thành thấp.
Công thức tổ thành rừng như sau:
1,223Bđ + 0,891Trc + 0,875M + 0,726Tt + 0,666Bs + 0,596Th + 0,582Tk + 0,54Bu + 3,902Lk
Tổng mức độ quan trọng của các loài chính ở giai đoạn này là 60,98%. Giai đoạn này những loài cây chiếm ưu thế là Bồ đề, Trám chim, Mít rừng, ...
Tuy nhiên không có loài nào chiếm ưu thế tuyệt đối, ngoài ra ở đây còn xuất hiện thêm một số loài cây có khả năng chịu bóng thời gian đầu như Bứa, Trám chim,... Như vậy ở giai đoạn này đã có sự thay thế tổ thành loài cây, một số loài cây chịu bóng thời gian đầu đã dần thay thế những loài cây ưa sáng, đời sống ngắn.
Mật độ rừng là 455 cây/ha. trong đó, Bồ đề có mật độ cao nhất là 50 cây/ha và có tỷ lệ tổ thành cao nhất (12,23%), sau đó đến Mít rừng là 45 cây/ha.
Như vậy độ phong phú về loài ở trạng thái rừng giai đoạn này cũng tương đối cao.
c. Giai đoạn tuổi 11 - 15 năm
Bảng 3.6.Tổ thành và mật độ rừng phục hồi giai đoạn tuổi 11 – 15 năm
TT Loài cây N (c/ha) D1.3 (cm) Hvn (m) N% G (m2/ha) G% IV% 1 Bồ đề 65 16,55 11,58 15,66 1,40 23,31 19,49 2 Ràng ràng mít 45 15,12 9,94 10,84 0,81 13,47 12,16 3 Trám chim 30 14,67 11,00 7,23 0,51 8,45 7,84 4 Thừng mực 30 13,42 8,83 7,23 0,42 7,07 7,15 5 Mít rừng 35 10,09 9,79 8,43 0,28 4,66 6,55 6 Trâm trắng 25 14,26 10,30 6,02 0,40 6,65 6,34 7 Nanh chuột 30 11,73 10,00 7,23 0,32 5,41 6,32 8 Thị lông 25 13,26 9,00 6,02 0,35 5,75 5,89 8 loài chính 285 13,64 10,06 68,67 4,48 74,77 71,72 14 loài khác 130 12,36 9,40 31,33 1,52 25,23 28,28 Tổng 415 12,82 9,64 100 6,00 100,00 100,00
Kết quả trên cho thấy: Tại xã Nam Hóa, mật độ rừng giai đoạn này chỉ đạt 415 cây/ha, loài cây chiếm ưu thế lớn vẫn là Bồ đề có mật độ 65 cây/ha, sau đó đến Ràng ràng mít, Trám chim, Thừng mực (30 - 45 cây/ha).
Công thức tổ thành như sau:
1,949Bđ + 1,216R + 0,784Trc + 0,715Tm + 0,655M + 0,634Trt +0,632Nc+0,589Thl+ 2,828Lk
Ở giai đoạn này số loài tham gia vào công thức tổ thành là 8 loài, tuy nhiên chúng cũng chỉ tham gia với tỷ lệ nhỏ. Loài có mức độ quan trọng cao nhất cũng chỉ đạt 19,49% (Bồ đề). Sự thay thế tổ thành loài cây diễn ra khá mạnh, những loài cây nào thích nghi thì chiếm tỷ lệ lớn trong tổ thành còn những loài ít thích nghi hơn chiếm tỷ lệ rất thấp và dần dần nó sẽ bị đào thải để nhường chỗ cho những loài cây khác thích nghi hơn. Đã xuất hiện một số loài cây chịu bóng như Trám chim, Trâm trắng,...
Tóm lại, nghiên cứu đặc điểm tổ thành loài cây qua các giai đoạn phát triển thảm thực vật cho thấy một mô hình thay thế loài trong quá trình diễn thế.
Sự thay thế loài là một đặc điểm quan trọng của quá trình tái sinh tự nhiên phục hồi rừng thứ sinh. Kết quả của sự thay thế loài làm thay đổi cấu trúc tổ thành, mật độ cá thể, quan hệ giữa các loài trong quần thụ và hoàn cảnh từng thời gian phục hồi. Thời gian từ 4 - 7 năm sự có mặt của thảm cỏ, cây bụi và lớp cây gỗ ưa sáng đầu tiên đã tạo lập tiểu hoàn cảnh mới, đó là điều kiện thuận lợi cho những cây ưa sáng (Hu đay, Bồ đề, Ba soi, Màng tang,...) tiếp tục sinh trưởng và một số loài mới có mặt như: Kháo, Trám chim, Thẩu tấu, Mít rừng,... đến giai đoạn tuổi 8 – 10 năm một số loài cây chịu bóng thời gian đầu xuất hiện: Kháo vàng, Thừng mực, Bứa, Chẩn, Dẻ gai,... Chuyển sang giai đoạn 11 - 15 năm thì vẫn có sự xen lẫn giữa cây tạm cư và cây định cư.
Kết quả nghiên cứu tổ thành ở tầng cây gỗ theo các giai đoạn phục hồi rừng cho thấy mật độ rừng tương đối thấp, nhất là giai đoạn đầu của quá trình phục hồi, các giai đoạn sau mật độ rừng cao hơn và có xu hướng tiến dần tới sự ổn định, tổ thành loài ở giai đoạn đầu cũng phong phú đa dạng hơn so với các giai đoạn sau của quá trình phục hồi. Như vậy, thời gian phục hồi rừng tăng thì mật độ và tổ thành loài cây gỗ có xu hướng tiến dần tới sự ổn định để tạo lập một hoàn cảnh rừng mới.
3.2.2. Dạng sống của thực vật rừng
Dạng sống nói lên bản chất sinh thái của hệ thực vật cũng như của cả hệ sinh thái. Dạng sống được thể hiện trên từng cá thể loài và các loài đó đó tập hợp thành những quần xã riêng biệt phản ánh môi trường sống nơi đó. Mỗi dạng sống có một kiểu trao đổi vật chất và năng lượng khác nhau và trở thành một đơn vị cấu trúc sinh thái quan trọng của quần thể. Dựa theo phân loại của Raunkiaer thì dạng sống của thực vật sau nương rẫy ở khu vực nghiên cứu được sắp xếp vào 5 nhóm dạng sống cơ bản sau:
Bảng 3.7. Dạng sống của thực vật khu vực huyện Tuyên Hóa, Quảng Bình
Dạng sống Số loài (%)
Nhóm chồi trên mặt đất (Ph) 244 77,46
Nhóm chồi sát mặt đất (Ch) 19 6,03
Nhóm chồi nửa ẩn (He) 21 6,67
Nhóm chồi ẩn (Cr) 6 1,90
Nhóm cây sống một năm (Th) 25 7,94
Tổng 315 100
Qua bảng trên: Tổng số loài thực vật ở khu vực nghiên cứu là 315 loài.
Công thức dạng sống của hệ thực vật khu vực nghiên cứu theo Raunkiaer