3. Phạm vi nghiên cứu
1.3. Những nghiên cứu về tái sinh rừng
1.3.1. Trên thế giới
Việc nghiên cứu về tái sinh rừng nhiệt đới vô cùng phức tạp. Trên thế giới vấn đề này mới được nghiên cứu từ khoảng những năm 30 của thế kỷ XX trở lại đây.Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa thường chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng đã ít nhiều bị biến đổi.
Trên thế giới, các công trình nghiên cứu tái sinh rừng tiêu biểu là những công trình nghiên cứu về rừng nhiệt đới của J.Van Steenis (1956), Aubreville (1938), P.W Richards (1933), Bowt (1946), Sun (1960) và Role (1969) (theo Nguyễn Thế Hưng, 2003 [21])... Trong nghiên cứu tái sinh rừng, mỗi tác giả, nhóm tác giả đã đề cập đến nhiều góc độ, khía cạnh khác nhau.
các phương thức xử lý lâm sinh đến tái sinh rừng các loài cây có mục đích trong các kiểu rừng. Các tác giả bàn đến vấn đề này như Taylor (1854), Kennedy (1935), Lancaster (1953), từ đó các nhà lâm sinh học đã xây dựng thành công nhiều phương thức chặt tái sinh. Công trình của Bernand (1954, 1959), Wyatt Smith (19647, 1963) với phương thức rừng đều tuổi ở Mã Lai; Taylor (1954), Jones (1960) với phương thức chặt dần tái sinh dưới tán ở Nijeria và Gana. Nội dung chi tiết, các bước và hiệu quả của từng phương thức đối với tái sinh đã được Baur (1961) tổng kết trong tác phẩm: Cơ sở sinh thái học của kinh doanh rừng mưa [1].
Theo Richards (1964) [38]: Trong rừng mưa nhiệt đới sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng chủ yếu, trực tiếp đến sự phát triển của cây con. Ông còn đưa ra nhận xét ở rừng nhiệt đới có sự phân bố số lượng cây trong các tầng rất khác nhau. Trong rừng nguyên sinh, phần lớn các loài cây ưu thế ở tầng trên, những loài ưu thế này thường có rất ít thậm chí vắng mặt ở những tầng thấp hay cấp thể tích nhỏ. Ngược lại, ở những rừng đơn ưu như rừng Mora gongifi ở Guana, rừng
Eusdezoxylon ở Borneo lại có đầy đủ đại diện ở các lớp kích thước. Theo ông sự phân bố này là do đặc tính di truyền của các loài cây được thể hiện ở khả năng sinh sản và tập tính của chúng trong các giai đoạn phát triển.
Độ khép tán của quần thụ ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và sức sống của cây con. Trong công trình nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa cây con và quần thụ, Karpov V.G (1969) đã chỉ ra đặc điểm phức tạp trong qua hệ cạnh tranh về dinh dưỡng khoáng của đất, độ ẩm, ánh sáng và tính chất không thuần nhất của quan hệ qua lại giữa các thực vật tùy thuộc đặc tính sinh vật học, tuổi và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật. 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 (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2002 [44]).
(1956) [70] 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 trên các lỗ trống của các loài cây ưa sáng. Richards (1933 - 1939), Aubreville (1938), Beard (1946), Jones (1955 - 1956), Baur (1964), Rollet (1969) đều có chung quan điểm: 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 và độ dài của thời kỳ tái sinh (dẫn theo Phạm Ngọc Thường, 2003) [52].
Khi nghiên cứu tái sinh rừng nhiệt đới ở Châu Phi, Aubreville (1938) đã nhận thấy cây con của các loài cây ưu thế trong rừng mưa là rất hiếm. Ông đã khái quát hóa các hiện tượng tái sinh ở rừng nhiệt đới Châu Phi để đúc kết lên lý luận bức khảm tái sinh, nhưng phần lý giải các hiện tượng còn hạn chế. Tuy nhiên những kết quả quan sát của Davit và Richards P.W (1933), Bot (1946), Sun (1960), Role (1969) ở rừng nhiệt đới Nam Mỹ lại khác hẳn với nhận định của Aubreville. Đó là hiện tượng tái sinh tại chỗ và liên tục của các loài cây và tổ thành loài cây có khả năng giữ nguyên không đổi trong một thời gian dài (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1978) [55].
Trong công trình "Rừng mưa nhiệt đới", Richards P.W (1964) [38], đã nhận định rằng, tất cả các quần xã thực vật sinh ra từ rừng mưa nhiệt đới qua quá trình diễn thế thứ sinh, nếu được bảo vệ thì sau một thời gian qua các giai đoạn trung gian, chúng đều có thể phục hồi trở lại thành rừng cao đỉnh.
Baur G.N (1976) [1], khi nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên đã nhận định thảm cỏ và cây bụi đã ảnh hưởng tới tái sinh của cây gỗ.
Theo Taylor (1954), Bơoat Berwad (1955), số lượng cây tái sinh trong rừng thiếu hụt cần phải bổ sung bằng rừng trồng nhân tạo. Ngược lại, ở châu Á như Budowski (1956), Bava (1954), Atinôt (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) [8].
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, ô có kích thước lớn từ 10 đến 100m2, điều tra theo dải hẹp ô có kích thước từ 10 đến 100m2 . 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 sót 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 tùy theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau (dẫn theo Phạm Ngọc Thường, 2003 [52]).
H.Lamprecht (1989) căn cứ nhu cầu sử dụng ánh sáng của các loài cây, đã phân chia cây rừng nhiệt đới thành nhóm cây ưa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng. Kết cấu của quần tụ lâm phần có ảnh hưởng đến tái sinh rừng. Yurkevich I.D (1960) đã chứng minh độ tàn che tối ưu cho sự phát triển bình thường của đa số các loài cây gỗ là 0,6 - 0,7 (dẫn theo Lê Đồng Tấn, 2000 [42]).
Tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy cũng được một số tác giả nghiên cứu. Saldarriaga (1991) nghiên cứu tại rừng nhiệt đới ở Colombia và Venezuela nhận xét sau khi bỏ hóa, 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 thủy mà nó được sống sót từ thời gian đầu của quá trình tái sinh, thời gian phục hồi phụ thuộc vào mức độ, tần số canh tác của khu vực đó (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000 [2]).
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) 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 hóa. 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 hóa được 3 năm thì
có 17 họ, 21 chi, 21 loài thực vật; bỏ hóa 19 năm thì có 60 họ, 134 chi, 167 loài (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000 [2]).
Tóm lại, qua những kết quả công trình nghiên cứu tái sinh tự nhiên của các thảm thực vật rừng trên thế giới cho thấy được các phương pháp nghiên cứu của một số tác giả cũng như những quy luật sinh thái ở một số nơi, thông qua đó đưa ra một số biện pháp lâm sinh phù hợp thúc đẩy quá trình tái sinh theo hướng có lợi. Như vậy, có thể thấy các công trình nghiên cứu tái sinh trên thế giới chủ yếu tập trung vào trạng thái rừng tự nhiên mà ít đề cập tới trạng thái rừng thứ sinh nhân tác, phục hồi nhân tạo.
1.3.2. Ở Việt Nam
Rừng nhiệt đới ở nước ta mang những đặc điểm tái sinh của rừng nhiệt đới nói chung nhưng do phần lớn là rừng thứ sinh bị tác động của con người nên những quy luật tái sinh đã bị xáo trộn nhiều. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về tái sinh rừng nhưng tổng kết thành quy luật tái sinh cho từng loại rừng thì còn rất ít.
Ở nước ta, quá trình nghiên cứu tái sinh rừng nhiệt đới được tiến hành từ những năm 60 của thế kỷ XX. Từ năm 1962 - 1967, Viện Điều tra và Quy hoạch rừng đã thực hiện chuyên đề: “Tái sinh tự nhiên rừng” tại một số khu vực rừng trọng điểm thuộc tỉnh Quảng Ninh (Tiên Yên, Ba Chẽ, Yên Hưng), Yên Bái (Văn Đàn), Nghệ An (Quỳ Châu, Nghĩa Đàn), Hà Tĩnh (Hương Sơn, Hương Khê), Quảng Bình (Long Đại).
Nguyễn Vạn Thường (1991) [48] đã tổng kết và đưa ra kết luận về tình hình tái sinh tự nhiên ở một số khu rừng miền Bắc Việt Nam như sau: 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 nhau. 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 chiếm tỷ lệ thấp và phân bố tản mạn, thậm chí còn vắng bóng trong thế hệ sau trong rừng tự nhiên.
Đỗ Hữu Thư, Trần Đình Lý và cộng sự (1994) [53] khi nghiên cứu năng lực tái sinh tự nhiên thảm thực vật rừng trong các trạng thái thực bì của Việt Nam nhận xét: Về số lượng và chất lượng của lớp cây tái sinh tự nhiên, tốc độ sinh trưởng và những thay đổi của lớp tái sinh tự nhiên trong giai đoạn đầu của quá trình phục hồi thảm thực vật rừng thì các dạng thực bì ở trạng thái IB, IC, IIA, IIC đều có thể xếp vào đối tượng có khả năng khoanh nuôi phục hồi rừng.
Thái Văn Trừng (1978) [55] khi nghiên cứu thảm thực vật rừng Việt Nam đã nhấn mạnh ý nghĩa của điều kiện ngoại cảnh đến các giai đoạn phát triển của cây con và nhận định rằng: Trong các nhân tố sinh thái thì ánh sáng là nhân tố quan trọng khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên cả ở rừng nguyên sinh và rừng thứ sinh.
Khi bàn về vấn đề đảm bảo tái sinh trong khai thác, Phùng Ngọc Lan (1984) [23] đã nêu ra kết quả tra dặm hạt Lim dưới tán rừng ở lâm trường Hữu Lũng (Lạng Sơn). Ngay từ giai đoạn nảy mầm, bọ xít là nhân tố sinh vật đầu tiên gây ảnh hưởng đáng kể đến tỉ lệ nảy mầm. Tiếp theo các đề tài trên, tác giả đã nghiên cứu và nêu lên sự cần thiết của việc bảo vệ và phát triển Lim xanh, đồng thời đề ra một số biện pháp kỹ thuật về xử lý hạt giống, gieo trồng loài cây này.
Nguyễn Văn Trương (1983) [57] đã đề cập đến mối quan hệ giữa lớp cây tái sinh với tầng cây gỗ và quy luật đào thải tự nhiên trong quá trình tái sinh tự nhiên dưới tán rừng.
Hiện tượng tái sinh tự nhiên dưới lỗ trống ở các rừng thứ sinh vùng Hương Sơn - Nghệ Tĩnh đã được tác giả Phạm Đình Tam (1987) [41] làm sáng tỏ. Theo dõi tình hình tái sinh dưới các lỗ trống cho thấy 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.
Vũ Tiến Hinh (1991) [18] khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh của rừng tự nhiên ở lâm trường Hữu Lũng (Lạng Sơn) và vùng Ba Chẽ (Quảng Ninh) đã nhận xét hệ số tổ thành tính theo % số cây của tầng tái sinh và tầng cây cao có liên hệ
chặt chẽ. Đa số các loài có hệ số tổ thành tầng cây cao càng lớn thì tổ thành tầng cây tái sinh càng lớn. Qua tính toán cho thấy giữa hai hệ số tổ thành có quan hệ bậc nhất và tuân theo đường thẳng: n = a + bN (Trong đó: n và N lần lượt là hệ số tổ thành tính theo % số cây của tầng tái sinh và tầng cây cao).
Đinh Quang Diệp (1993) [13] nghiên cứutái sinh tự nhiên ở rừng Khộp (Đăk Lăk) kết luận độ tàn che của rừng, thảm mục, độ dày đặc của thảm tươi, điều kiện lập địa, lửa rừng là những nhân tố có ảnh hưởng sâu sắc đến số lượng và chất lượng cây con tái sinh dưới tán rừng, trong đó lửa rừng là nguyên nhân gây nên tái sinh cây từ chồi. Về quy luật phân bố cây trên mặt đất, tác giả nhận định khi tăng diện tích lên thì lớp cây tái sinh có phân bố cụm.
Nguyễn Ngọc Lung và cộng sự (1993) cho rằng nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên cho phép nắm vững các điều kiện cần và đủ để hướng sự can thiệp của con người đi đúng hướng. Quá trình đó tùy thuộc vào mức độ tác động của con người mà ta thường gọi là xúc tiến tái sinh, với mức độ cao nhất là tái sinh nhân tạo.
Lê Mộng Chân (1994) [6] khi điều tra tổ thành loài cây ở vùng núi cao Vườn quốc gia Ba Vì, ông cho rằng tình hình tái sinh tốt là 4100 - 7440 cây/ha. Cây có triển vọng chiếm trên 60%, thành phần cây tái sinh phần lớn là những cây chịu bóng.
Khi nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên sau khai thác chọn tại lâm trường Hương Sơn - Hà Tĩnh, Trần Cẩm Tú (1998) [58] 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 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 dọn vệ sinh rừng.
Thái Văn Trừng (2000) [56] 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 quy luật nhân quả giữa sinh vật và môi trường.
Nguyễn Trọng Đạo (1969) [17] đã đưa ra các biện pháp kỹ thuật xúc tiến tái sinh tự nhiên dựa vào tiêu chuẩn phân loại rừng, theo ông rừng loại một thì không tu bổ và xúc tiến tái sinh.
Trần Ngũ Phương (1970) [35] 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 tần 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 (2000, 2003) [42], [43] 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 kết luận mật độ cây tái sinh giảm dần từ chân đồi lên đỉnh đồi.
Phạm Ngọc Thường (2001 - 2003) [49], [50], [51], [52] nghiêncứu quá