Cấu trúc hiện tại của các trạng thái thảm thực vật

Theo Trần Kông Tấu và cộng sự (1986)[29] đưa ra bảng đánh giá tốc độ thấm nước của đất với 6 cấp độ thấm như sau:

4.4. Cấu trúc hiện tại của các trạng thái thảm thực vật

4.4.1. Phân loại các trạng thái thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu

Từ kết quả phân tích trên bản đồ và thông qua điều tra thực địa, cho thấy: Hiện trạng tài nguyên rừng trong khu vực nghiên cứu hiện nay là những thảm thực vật rừng tự nhiên không liên tục, đan xen nhiều trạng thái phức tạp, cấu trúc tầng tán bị phá vỡ từng mảng lớn. Năng lực phòng hộ của rừng bị giảm sút nghiêm trọng, vành đai an tồn phía Đơng Nam - Vườn quốc gia Bến En bị đe dọa. Một diện tích lớn đã trở thành trảng cỏ cây bụi, khó có khả năng phục hồi bằng con đường tự nhiên. Cụ thể:

Diện tích rừng và đất lâm nghiệp hiện nay của Lâm trường là 12.064 ha, trong đó:

- Diện tích rừng trung bình (IIIA2) chỉ cịn 353 ha, chiếm 2,93% đất lâm nghiệp, tuy nhiên số lượng cây tái sinh mục đích có triển vọng có chiều cao trên 1 m ở trạng thái này là < 1.000 cây/ha. Do vậy, đây vẫn được xếp vào trạng thái rừng thứ sinh nghèo [3].

- Diện tích rừng nghèo (IIIA1) là 768,2 ha, chiếm 6,37% đất lâm nghiệp. - Diện tích rừng non phục hồi (IIA) là 660,8 ha, chiếm 5,48% diện tích đất lâm nghiệp.

- Diện tích trảng cỏ cây bụi (IA, IB, núi đá có cây gỗ tái sinh rải rác) là 5.809 ha, chiếm 48,15% diện tích đất lâm nghiệp.

Hiện trạng về diện tích của các trạng thái theo phân loại này được minh họa trong bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ của Lâm trường Như xuân.

4.4.2. Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao ở các trạng thái rừng thứ sinh nghèo

4.4.2.1. Cấu trúc tổ thành tầng cây cao

Nghiên cứu cấu trúc tổ thành rừng thứ sinh nghèo là công việc quan trọng của đề tài nhằm đưa ra những giải pháp phục hồi lại những khu rừng phòng hộ đầu nguồn hiện nay đã bị suy giảm không đảm bảo chức năng phòng hộ tại khu vực nghiên cứu và đề xuất những giải pháp phục hồi rừng nhằm đạt đến tiêu chuẩn cấu trúc rừng phịng hộ đầu nguồn.

Có nhiều cách để tính và mơ tả tổ thành thực vật như sử dụng công thức tổ thành theo số cây, theo tiết diện, theo trữ lượng. Tuy nhiên, mỗi cách biểu diễn đều có ưu nhược điểm riêng. Nhưng do cơng thức tổ thành tính theo số cây biểu thị cho tính đa dạng sinh học, xu hướng ổn định của lâm phần trong quá trình phục hồi, nên trong nghiên cứu đặc điểm tổ thành thực vật đề tài chọn cách tính cơng thức tổ thành theo số cây. Qua điều tra ở các ô tiêu chuẩn đề tài xác định được công thức tổ thành thực vật ở các trạng thái rừng tại bảng 4.19:

Bảng 4.19: Tổ thành thực vật tại các ơ tiêu chuẩn Trạng thái rừng Số hiệu ƠTC

Cơng thức tổ thành lồi tính theo số cây

IIA 02 1,57Dug + 1,29Dec + 1,29Ttr + 1,14Thng + 0,86Mtg + 0,86Trv + 0,71Tht 02 1,57Dug + 1,29Dec + 1,29Ttr + 1,14Thng + 0,86Mtg + 0,86Trv + 0,71Tht + 0,57Thm + 1,71Lkh (10 loài). 01 2,09Dug + 1,64Khv + 1,19Ttr + 1,04Mđ + 0,9Cht + 0,6Rr + 2,54Lkh (11 loài). 03 2,3Dug + 1,8Khv + 1,2Ttr + 0,9Rr + 0,9Cht + 2,9Lkh (10 loài). IIIA1 05 1,5Ng + 1,2Ttr + 1,0Sph + 0,9Nh + 0,8Cotr + 0,6Slg - 0,5Khv - 0,5Vtr + 3Lkh (15 loài).

04 1,37Dug + 1,27Dec + 1,18Gotr + 0,98Slg+ 0,88Lx + 0,78Sph + 0,59Ttr + 2,95Lkh (11 loài).

06 1,65 Ng + 1,46Ttr + 1,07Sph + 0,97Lx + 0,68Thng + 4,17Lkh (11 loài).

IIIA2

09 1,54Ng + 0,94Ttr + 0,68Sph + 0,68Trav + 0,51Lxa + 0,51Vtr - 0,43Reg - 0,43Slg - 0,34Chch - 0,34Khv + 3,6Lkh (21 loài)

08 1,07 Lxa + 0,99 Gul + 0,91Mch + 0,83Qul + 0,74Trk + 0,66Sa + 0,58Gol - 0,41Gv + 3,81Lkh (19 loài).

07 1,47 Lxa + 1,16Seđ + 1,01Trm + 0,7Su + 0,62Thth - 0,47Phs - 4,57Lkh (20 lồi).

(Tên cây được giải thích ở phần phụ lục)

Nhận xét:

Trạng thái rừng IIAcó 3 ơ tiêu chuẩn. Tại ƠTC 02, số lồi có mặt nhiều nhất là 18 lồi, số lồi ít nhất có mặt trong ƠTC 03 là 15 lồi, số lồi tham gia vào cơng

thức tổ thành là 5 - 8 lồi. Nhìn chung, tổ thành thực vật ở trạng thái rừng IIA bao gồm một số lồi vừa có giá trị kinh tế vừa có khả năng phịng hộ như Trám trắng, Dung giấy, Chẹo tía, Kháo vàng, Trâm vối, Sồi trắng..., đây là những lồi cây gỗ lớn có thể vươn lên chiếm tầng tán chính của rừng, có khả năng phát triển thành những quần thụ, đóng vai trị chủ đạo trong việc xác lập tiểu hoàn cảnh rừng và chi phối hoàn cảnh rừng nếu như được quan tâm xúc tiến bằng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp. Ngồi ra, những lồi cây này có đường kính thân cây lớn, tán rậm, bộ rễ phát triển mạnh, có tác dụng ngăn ngừa làm giảm sự xói mịn rửa trơi đất bề mặt. Một số lồi khác như Thẩu tấu, Thành ngạnh, Nhội,..., là những loài cây ưa sáng, phát triển nhanh về số lượng, thường xanh quanh năm và có khả năng phát huy được chức năng phịng hộ của rừng. Trạng thái rừng IIA là trạng thái rừng non đang trong quá trình phục hồi, do vậy trong q trình ni dưỡng, bảo vệ và cải tạo rừng ngồi việc tạo điều kiện không gian dinh dưỡng để cho các lồi cây mục đích như Trám trắng, Chẹo tía, Dẻ, Cơm trâu, Ràng ràng mít..., sinh trưởng và phát triển tốt cũng cần phải giữ lại những loài cây ưa sáng ở một mức độ nhất định để góp phần tạo hồn cảnh rừng và nâng cao khả năng phòng hộ của rừng.

Trạng thái rừng IIIA1 có 3 ơ tiêu chuẩn. Số lồi có mặt ít nhất là ở trạng thái này là 16 lồi (ƠTC 06), số lượng lồi có mặt nhiều nhất là 23 lồi (ƠTC 05), trong đó các lồi tham gia vào công thức tổ thành dao động từ 5 đến 8 loài. Trạng thái rừng IIIA1đã bị tác động nhiều lần, cấu trúc bị phá vỡ, nhờ có q trình khoanh ni, bảo vệ mà rừng đang được phục hồi trở lại. Những lồi cây có có khả năng phịng hộ tốt như Cà ổi, Côm trâu, Gội trắng, Sổ lọng, Kháo vàng..., cũng đang trong giai đoạn phát triển. Ngoài ra, ở trạng thái này cịn có những lồi cây tiên phong ưa sáng như Dung giấy, Ngát, Sồi phảng…, chiếm tỷ lệ tổ thành tương đối cao. Do vậy, muốn rừng đạt đến một cấu trúc ổn định, bền vững cần phải có những biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động nhằm điều chỉnh để đạt đến tiêu mơ hình cấu trúc rừng có từ hai tầng tán trở lên để đáp ứng tiêu chuẩn cấu trúc rừng phòng hộ đầu nguồn.

Trạng thái rừng IIIA2có 3 ơ tiêu chuẩn. Số lồi có mặt nhiều nhất ở trạng thái này là 31 lồi (ơ tiêu chuẩn 09), số lồi có mặt ít nhất là 27 lồi (ơ tiêu chuẩn 07), trong đó số lồi tham gia vào cơng thức tổ thành dao động từ 7 đến 10 lồi. Trạng

thái rừng IIIA2đã có thời gian phục hồi dài hơn so với hai trạng thái IIAvà IIIA1, hoàn cảnh rừng đã ổn định, nên những lồi cây có khả năng phịng hộ tốt như Lim xanh, Trường mật, Re gừng, Gội trắng, Côm trâu,..., chiếm tỷ lệ cao trong tổ thành. Đó là những lồi cây gỗ lớn, chúng giữ vai trị chủ đạo trong việc xác lập và chi phối hoàn cảnh rừng. Ngồi ra, phía dưới cịn có các lồi cây như Trâm vối, Thẩu tấu, Thành ngạnh, Kháo vàng, là những cây tầng dưới phát triển mạnh, thường xanh quanh năm và sự có mặt của những lồi cây này có tác dụng làm tăng thêm độ che phủ, tăng thêm khả năng phòng hộ. Do vậy, với đối tượng này trong quá trình ni dưỡng và bảo vệ cần điều tiết mật độ thông qua việc loại bỏ những cây cong queo, sâu bệnh, loại bỏ những cây ít có khả năng phịng hộ để tạo điều kiện cho những loài cây mọc chậm như Lim xanh, Trường mật, Sâng, Sến đất, có điều kiện sinh trưởng và phát triển tốt.

4.4.2.2. Quy luật kết cấu quần xã

- Quy luật Phân bố số cây theo cỡ đường kính (n/D1.3): Từ số liệu điều tra được trên các ô tiêu chuẩn ở các trạng thái rừng, thơng qua việc chỉnh lí dựa vào tần số phân bố thực nghiệm, đề tài mơ hình hố cấu trúc n/D1.3tại bảng 4.20:

Bảng 4.20: Kết quả mô phỏng phân bố n/D1.3bằng hàm lý thuyết ở các ơ tiêu chuẩn TTR Số hiệu ƠTC Hàm Weibull n2 2 05 H0 IIA 02 8,93 15,5 H+ 0 IIA 01 5,34 15,6 H+ 0 IIA 03 4,15 15,5 H+ 0 IIIA1 05 15,36 15,5 H+ 0 IIIA1 04 11,47 12,6 H+ 0 IIIA1 06 15,32 15,6 H+ 0 IIIA2 09 3,81 14,1 H+ 0 IIIA2 08 12,67 15,5 H+ 0 IIIA2 07 2,53 17,9 H+ 0 Nhận xét:

Trong 9 ÔTC lập cho ba trạng thái rừng, tất cả đều có thể mơ phỏng mối quan hệ n/D1.3bằng hàm Weibull, các hàm khoảng cách, hàm Meyer…, đều không phù hợp. Như vậy:Đặc điểm phân bố số cây theo cỡ đường kính (n/D1.3) ở các trạng thái rừng thứ sinh nghèo tại khu vực nghiên cứu được mô phỏng bởi hàm Weibull là hợp lý.

Trạng thái rừng IIA: Quy luật phân bố số cây theo đường kính (n/D1.3) tuân theo phân bố Weibull, một đỉnh lệch trái. Tần số cây phân bố tập trung ở cỡ đường kính từ 7 cm đến 10 cm. Kết quả điều tra về quy luật phân bố số cây theo đường (n/D1.3), ở trạng thái rừng IIAđều có một đỉnh lệch trái. Từ đó đề tài mơ phỏng quy luật phân bố n/D1.3theo biểu đồ như sau:

0 5 10 15 20 25 6 8.3 10.6 12.9 15.2 17.5 D1.3(cm) N(cây) ft fll

Hình 4.2: Biểu đồ phân bố n/D1.3của trạng thái rừng IIA ( Hàm Weibull)

Trạng thái rừng IIIA1: Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (n/D1.3) được mơ phỏng tại hình 4.3. Số cây phân bố tập trung ở cỡ kính từ 10 cm đến 14 cm và từ cỡ kính 16 cm đến 18 cm. Kết quả kiểm tra giả thuyết về luật phân bố cho thấy; quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (n/D1.3) ở trạng thái rừng IIIA1, có đỉnh lệch trái theo hàm Weibull.

0 5 10 15 20 25 30 10 12 14 16 18 20 22 24 26 D1.3(cm ) N(cây) ft fll

Hình 4.3: Biểu đồ phân bố n/D1.3ở trạng thái rừng IIIA1( Hàm Weibull)

Trạng thái rừng IIIA2: Tần số phân bố tập trung ở cỡ đường kính 15 cm đến 24 cm. Kết quả kiểm tra giả thuyết về luật phân bố n/D1.3, cho thấy; quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính ở trạng thái rừng IIIA2, có dạng một đỉnh lệch trái theo hàm Weibull. Sự phù hợp giữa phân bố lý thuyết với phân bố thực nghiệm được mơ hình hố tại hình 4.4.

0 5 10 15 20 25 30 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 D1.3(cm) N (cây) ft fll

Hình 4.4: Biểu đồ phân bố n/D1.3ở trạng thái rừng IIIA2(Hàm Weibull)

Nhìn chung, với kết quả thu được sau khi nắn phân bố số cây theo đường kính ở cả ba trạng thái rừng cho thấy rằng: Về phân bố số cây theo theo cỡ đường kính ở từng trạng thái rừng IIA, IIIA1, IIIA2, là khơng có sự khác biệt rõ rệt. Điều này cho thấy, các trạng thái rừng đang ở giai đoạn phục hồi, do đó các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tác động cho những đối tượng này nhằm đáp ứng với yêu cầu phòng hộ đầu nguồn trong khu vực nghiên cứu là loại bỏ những cây chất lượng kém, trồng bổ sung những loài cây bản địa có khả năng phịng hộ cao có trong cơng thức tổ thành như Lim xanh, Trám trắng, Trường mật, Sâng..., nhằm nâng cao mật độ ở những nơi thiếu hụt.

- Quy luật phân bố số cây theo chiều cao (n/Hvn): Phân bố số cây theo chiều cao phản ánh một mặt của đặc trưng sinh thái và hình thái quần thể thực vật rừng. Nhiều kết quả nghiên cứu đã khẳng định, sự phân tầng của rừng theo chiều thẳng đứng được phản ánh một cách sinh động và rõ nét thông qua quy luật phân bố số cây theo chiều cao và như vậy quy luật này sẽ ảnh hưởng đến khả năng phịng hộ, chống xói mịn của đất.

Để mô phỏng phân bố số cây theo chiều cao, căn cứ vào phân bố thực nghiệm của từng ƠTC điển hình và nắn phân bố đó theo hàm phân bố lý thuyết phù hợp. Kết quả tính tốn cụ thể được tổng hợp ở bảng 4.21:

Bảng 4.21: Kết quả tính tốn mơ phỏng quan hệ n/Hvntheo hàm Weibull Trạng thái rừng Số hiệu ÔTC Tham số n2 052 H0   IIA 01 0,022 2,700 7,188 14,100 H0+ 02 0,112 2,000 5,175 19,700 H0+ 03 0,109 1,900 1,753 9,490 H0+ IIIA1 04 0,727 0,190 15,102 15,500 H0+ 05 0,751 0,200 12,573 15,500 H0+ 06 0,005 2,900 7,143 7,810 H0+ IIIA2 07 1E-05 4,700 6,534 11,100 H0+ 08 0,001 3,000 24,586 25,000 H0+ 09 2E-05 4,500 12,942 16,900 H0+ Nhận xét:

Trạng thái rừng IIA: Hệ sốbiến động từ 0,022 đến 0,112, hệ số biến động từ 1,900 đến 2,700. Điều này chứng tỏ phân bố số cây theo chiều cao có đỉnh lệch trái theo hàm Weibull, đỉnh đường cong phân bố tập trung ở cỡ chiều cao từ 6 m đến 8 m. Từ kết quả, đề tài mơ hình hố phân bố n/Hvn theo biểu đồ sau:

0 5 10 15 20 6 7 8 9 10 11 12 Hvn(m) N(cây) ft fll

Hình 4.5: Biểu đồ phân bố n/Hvn của trạng thái rừng IIA(hàm Weibull)

Trạng thái rừng IIIA1: Hệ số  biến động từ 0,005 đến 0,751, hệ số  biến động từ 0,2 đến 2,9. Điều này cho thấy phân bố số cây theo chiều cao có đỉnh lệch

trái theo hàm Weibull, đỉnh đường cong phân bố tập trung chủ yếu vào cỡ chiều cao từ 10 m đến 15 m. Từ kết quả, đề tài mô phỏng quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao theo biểu đồ sau:

Hình 4.6: Biểu đồ phân bố n/Hvn của trạng thái rừng IIIA1(hàm Weibull)

Trạng thái rừng IIIA2: Hệ số biến động từ 1E - 05 đến 0.001 (với E = 10-5), hệ số biến động từ 3,0 đến 4,7 . Điều này chứng tỏ phân bố số cây theo chiều cao có đỉnh lệch phải theo hàm Weibull, đỉnh đường cong phân bố tập trung ở cỡ chiều cao từ 11 m đến 15 m. Từ kết quả, đề tài mô phỏng quy luật phân bố số cây theo chiều cao theo biểu đồ sau:

Hình 4.7: Biểu đồ phân bố n/Hvn của trạng thái rừng IIIA2(hàm Weibull)

Như vậy, trong tất cả các ÔTC ở hai trạng thái rừng IIA và IIIA1, hệ số  biến động từ 0,19 đến 2,9. Điều này cho thấy; trạng thái rừng II và III đang ở giai đoạn

0 10 20 30 40 50 8 10 12 14 16 18 Hvn(m) ft fll N(cây ) 0 10 20 30 40 50 9 11 13 15 17 19 21 23 Hvn(m) ) N(cây) ft fll

phục hồi cho nên quy luật phân bố số cây theo chiều cao có đỉnh lệch trái, đỉnh đường cong phân bố tập trung vào cỡ chiều cao từ 6 m đến 15 m. Trong 6 ƠTC điển hình tạm thời mà đề tài lập cho hai trạng thái rừng IIA, IIIA1 thì cả 6 ƠTC đều có đường cong phân bố lý thuyết tính theo hàm Weibull phù hợp với với đường cong phân bố thực nghiệm (2

n< 2

05với mức ý nghĩa là 0,05). Còn đối với trạng thái rừng IIIA2, hệ số 

biến động từ 3,0 đến 4,7, cho thấy; trạng thái IIIA2đã có thời gian phục hồi tương đối ổn định, nên phân bố số cây theo chiều cao có cao 11m đến 15 m, ở trạng thái này, cả 3 ƠTC đều có đường cong phân bố lý thuyết theo hàm Weibull phù hợp với đường cong phân bố thực nghiệm (2

n< 2

05với mức ý nghĩa là 0,05).

Từ kết quả trên cho thấy; rừng ở Lâm trường Như Xuân đã bị khai thác nhiều lần đến nay đang trong quá trình phục hồi và phát triển, chiều cao tầng cây cao còn thấp và tập trung nhiều cây ở cỡ nhỏ trong đó có những cây với đặc điểm sinh vật học vốn có của mình đã khơng thể vươn cao được nữa nhưng nó lại chèn ép, gây cản trở cho những cây có giá trị phịng hộ sinh thái ở cùng độ cao hoặc những cây phía dưới có khả năng vươn lên để chiếm lĩnh khơng gian. Vì vậy, trong kinh doanh nuôi dưỡng rừng để đạt đến tiêu chuẩn cấu trúc rừng phòng hộ đầu nguồn, cần phải tiến