Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.2. Các nghiên cứu về nƣơng rẫy và phục hồi rừng sau CTNR
1.2.2. Những nghiên cứu trong nước
1.2.2.1. Nghiên cứu về đặc điểm, tính chất đất sau CTNR
Nghiên cứu của Đặng Minh Ngọc (2011) [30] về canh tác nương rẫy của người Khơ Mú trong mối quan hệ với bảo vệ nguồn tài nguyên đất ở bản Co Chai, xã Hát Lót, huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La cho thấy: Mặc dù người dân đã có ý thức trong việc bảo vệ đất, nhưng do canh tác bằng cày cuốc trên địa hình dốc, nương rẫy khơng có cây rừng bảo vệ nên đất bị bạc màu, rửa trôi, mất chất dinh dưỡng. Rất cần thiết có chính sách riêng để phát triển nương rẫy một cách bền vững.
Đỗ Khắc Hùng (2014) [20] nghiên cứu về quá trình phục hồi rừng tự nhiên ở Vị Xuyên, Hà Giang đã đưa ra kết luận: Mật độ và thành phần các nhóm
VSV đất chủ yếu (vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm), cũng như VSV phân giải hợp chất phốt phát khó tan, VSV phân giải cellulose, vi khuẩn cố định đạm, VSV sinh màng nhầy đều tăng tỷ lệ thuận với thời gian phục hồi rừng. Và yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố và mật độ vi sinh vật trong đất chính là độ che phủ của thảm thực vật. Đồng thời, nghiên cứu còn chỉ ra rằng: Một số tính chất vật lý đất (độ ẩm, độ xốp và tỷ lệ cấp hạt sét trong đất), tính chất hố học (độ chua thực tại (pHKCl), hàm lượng mùn, hàm lượng đạm tổng số, hàm lượng lân, kali dễ tiêu và hàm lượng Ca2+, Mg2+ trao đổi) của đất đều có xu hướng tăng lên theo thời gian phục hồi rừng.
Đánh giá khả năng phục hồi rừng không thể bỏ qua nội dung đánh giá mức độ thối hóa đất, phục hồi dinh dưỡng đất đặc biệt với đối tượng đất bỏ hóa sau CTNR. Điển hình là nghiên cứu về khả năng phục hồi dinh dưỡng đất trong các giai đoạn bỏ hóa ở tỉnh Hịa Bình, nhóm tác giả Nguyễn Văn Dung và cs (2005) [9] đã cho kết luận: Khả năng phục hồi dinh dưỡng đất trong canh tác nương rẫy phụ thuộc vào chu kỳ sử dụng đất (thời gian bỏ hóa) - Nếu tăng chu kỳ sử dụng đất thì cân bằng dinh dưỡng trên đất dốc sẽ giảm đi so với trước khi canh tác; Quá trình này xảy ra đối với cả ba nguyên tố dinh dưỡng đa lượng N, P và K. Đồng thời, quá trình phục hồi dinh dưỡng đất tuân theo phương trình bậc 2 với hệ số tương quan chặt, cụ thể là: Hệ số tương quan với đạm: R2 = 0,95; Lân: R2 = 0,87; Kali: R2 = 0,92. Các tác giả cịn chỉ ra rằng: Thời gian bỏ hố tối thiểu để cân bằng dinh dưỡng lập lại trạng thái ban đầu từ 11 - 20 năm, phụ thuộc vào các phương thức quản lý nương rẫy khác nhau của người dân.
1.2.2.2. Nghiên cứu về đặc điểm tái sinh và phục hồi rừng sau CTNR
* Tái sinh tự nhiên sau CTNR và các phương pháp nghiên cứu tái sinh Tái sinh tự nhiên sau CTNR: Võ Đại Hải (2008) [13] với nghiên cứu đặc
điểm tái sinh tự nhiên của Vối thuốc (Schima wallichii Choisy) tại vùng Tây Bắc nước ta cho thấy: Vối thuốc là loài cây tái sinh chồi và hạt rất mạnh, đặc biệt trên đất canh tác sau nương rẫy, mật độ tái sinh đạt 1.100 - 5.000 cây/ha, luôn ln
chiếm ưu thế với các lồi cây tái sinh khác với vị trí số tổ thành từ 2,4 - 9,7, tỷ lệ cây tái sinh triển vọng từ 73 - 100%, số lượng cây tái sinh chất lượng tốt và trung bình chiếm 88% và có nhiều triển vọng tái sinh thành rừng Vối thuốc chiếm ưu thế. Cũng theo tác giả, để xúc tiến và hỗ trợ quá trình tái sinh Vối thuốc cần có một số biện pháp tác động như: khoanh nuôi bảo vệ, phát dọn dây leo, cây bụi, sửa gốc và tỉa bớt chồi cây tái sinh…
Phạm Xuân Hoàn và Trương Quang Bích (2009) [19] khi nghiên cứu về động thái PHR trên đất bỏ hóa tại Cúc Phương đã đưa ra kết luận: Số lượng loài và mật độ cây tái sinh đều tăng lên sau thời gian bỏ hoá (trên các ơ định vị I, III, IV, số lượng lồi và mật độ cây tái sinh tăng từ 15 lên 17; từ 29 lên 35, từ 23 lên 34 và mật độ tăng lên từ 1600 cây/ha lên 1800 cây/ha, từ 1360 cây/ha lên 6840 cây/ha và từ 2760 cây/ha lên 17.360 cây/ha sau 5 năm bỏ hố).
Nguyễn Thanh Tân, Ngơ Văn Cầm (2018) [42], trong nghiên cứu về tái sinh rừng tự nhiên sau CTNR tại rừng phòng hộ IA Grai, tỉnh Gia Lai cho thấy: đặc điểm tái sinh tại khu vực rừng phịng hộ IA: khi thời gian bỏ hóa tăng lên thì số lồi thuộc tầng cây cao tăng trong khi số lồi cây tái sinh lại có xu hướng giảm đi và số lồi cây gỗ chịu bóng giai đoạn đầu đều có xu hướng tăng. Mật độ cây tái sinh trung bình theo thời gian bỏ hóa < 5 năm, 5 - 10 năm, 10 - 15 năm và trên 15 năm lần lượt là 9.500, 5.000, 4.800 và 4.200 cây/ha. Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao có xu thế chung là giảm dần từ cấp chiều cao thấp (3m). Tỷ lệ cây có nguồn gốc hạt khoảng 80% và chồi là 20%. Tỷ lệ cây chất lượng tốt biến động từ 10,2% đến 26,6%; chất lượng trung bình từ 8,1% đến 33,3%; chất lượng xấu từ 40% đến 73%.
Nguyễn Thanh Tân (2020) [44] với nghiên cứu về đặc điểm tái sinh tự nhiên rừng phục hồi sau CTNR tại Vườn quốc gia Tà Đùng, tỉnh Đắk Nông đã làm sáng tỏ các đặc điểm tái sinh tự nhiên gồm: Mật độ, tổ thành, chất lượng và nguồn gốc cây tái sinh, phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao, theo mặt phẳng ngang và đa dạng cây tái sinh. Cụ thể là: mật độ cây tái sinh kiểu rừng ít tre nứa
từ 10.067 cây/ha đến 14.793 cây/ha, trong khi kiểu rừng tre nứa từ 6.220 cây/ha đến 8.280 cây/ha. Về chất lượng cây tái sinh cho thấy: tỷ lệ cây phẩm chất tốt đạt từ 56,4% đến 69,2%. Cây có nguồn gốc từ hạt chiếm ưu thế, khoảng 80 đến 90%. Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao có xu hướng chung là giảm dần từ cây có chiều cao thấp (< 1 m) đến cây có chiều cao lớn (> 5 m). Phân bố cây tái sinh trên bề mặt đất rừng ở giai đoạn đầu của quá trình phục hồi rừng chủ yếu là phân bố cụm, giai đoạn tiếp theo có dạng phân bố ngẫu nhiên hoặc phân bố cách đều. Chỉ số đa dạng cây tái sinh đối với kiểu rừng ít tre nứa từ 3,24 đến 3,48 cao hơn so với kiểu rừng tre nứa (từ 2,98 đến 3,14).
Phương pháp nghiên cứu tái sinh rừng
Viện Điều tra – Quy hoạch rừng đã điều tra tái sinh tự nhiên vùng sông Hiếu (1962 – 1964) bằng phương pháp đo đếm điển hình. Ngồi ra, Viện cịn điều tra tái sinh theo các loại hình thực vật ưu thế rừng thứ sinh ở Yên Bái (1965), Hà Tĩnh (1966), Quảng Bình và Lạng Sơn (1969). Khi thử nghiệm một số phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên Đỗ Thị Ngọc Lệ (2009) [25] cho thấy các phương pháp điều tra tái sinh khác nhau cho kết quả biểu thị tái sinh khác nhau về tổ thành, mật độ, nguồn gốc, chất lượng, hình thức phân bố tái sinh. Căn cứ vào sai số giữa các chỉ tiêu biểu thị tái sinh ở các phương pháp điều tra với phương pháp điều tra toàn diện trên 6 OTC, diện tích 1000 m2/OTC, tác giả đã lựa chọn được 2 phương pháp điều tra tái sinh rừng tự nhiên phù hợp là phương pháp điều tra 5 ô dạng bản (diện tích mỗi ơ là 25 m2) và phương pháp điều tra theo dải.
Nguyễn Hải Tuất và cs (2011) [60] đã có nghiên cứu về đa dạng thực vật bằng ứng dụng các chỉ số đa dạng sinh học, trong cơng trình “Ứng dụng một số
phương pháp định lượng trong nghiên cứu sinh thái rừng” của mình tác giả đã
giới thiệu các chỉ số đa dạng sinh học như: Hàm số liên kết Shannon - Wiener (H’) chỉ số ưu thế và đa dạng Simpson (1-Lambda), chỉ số tương đồng Pielou (J,J’), cơng thức tính đa dạng bằng lý thuyết thơng tin phụ thuộc vào sự ưu thế
của một vài loài trong quần xã thực vật rừng, đặc biệt là các quần xã mới hình thành sự đấu tranh giữa các lồi cịn yếu ớt. Sau này, các chỉ số đa dạng được các nhà khoa học áp dụng khá rộng rãi trong các nghiên cứu về quần xã thực vật rừng. Trần Văn Con (2008) [6] đã tính tốn tỷ lệ hỗn loài (HI), độ ưu thế (Dominace) được tính bằng trị số quan trọng IV%, chỉ số đa dạng sinh học Shannon - Wiener (H’). Ngô Kim Khôi (2002) [24] cũng áp dụng các chỉ số Simpson, J’, H’ vào nghiên cứu của mình. Lê Quốc Huy (2005) [21] trong nghiên cứu của mình cũng đưa ra phương pháp luận nghiên cứu định lượng đa dạng sinh học bao gồm các chỉ số da dạng sinh học loài (H’), chỉ số tương đồng SI, chỉ số ưu thế (Cd).
Lê Hồng Sinh, Hà Thị Mừng (2016) [36] với nghiên cứu về đa dạng sinh học tầng cây gỗ phục hồi sau CTNR tại huyện Mường Lát, tỉnh Thanh Hóa, nhóm tác giả đã sử dụng chỉ số phong phú loài (R), chỉ số đa dạng sinh học Shannon – Wiener (H’), các chỉ số Simpson (D1, D2) để so sánh mức độ đa dạng và đánh giá biến động về đa dạng lồi theo thời gian bỏ hóa. Kết quả nghiên cứu đã xác định được chỉ số phong phú loài R theo thời gian phục hồi rừng, đối với cây rừng có chiều cao Hvn ≥ 2 m: chỉ số R trung bình của giai đoạn bỏ hóa 16 đến 18 năm (2,4014) cao gấp 2,2 lần so với giai đoạn bỏ hóa 1 đến 3 năm (1,0879 ), gấp 1,8 lần so với giai đoạn bỏ hóa 4 đến 6 năm (1,3591), gấp 1,4 lần so với giai đoạn bỏ hóa 7 đến 9 năm (1,6979), gấp 1,12 lần so với giai đoạn bỏ hóa 10 đến 12 năm (2,1442), gấp 1,03 lần so với giai đoạn bỏ hóa 13 đến 15 năm (2,3236); đối với cây rừng có D1.3 ≥ 6 cm: chỉ số R của giai đoạn bỏ hóa 16 đến 18 năm cao gấp 1,3 lần so với giai đoạn bỏ hóa 10 đến 12 năm và gấp 1,1 lần so với giai đoạn bỏ hóa 13 đến 15 năm.
Nguyễn Thanh Tân, Nguyễn Thị Thanh Hương (2020) [43], nghiên cứu về cấu trúc tổ thành và đa dạng cây gỗ ở các thảm thực vật rừng phục hồi sau CTNR tại Vườn quốc gia Tà Đùng, tỉnh Đắk Nông đã thiết lập 33 ô nghiên cứu định vị với diện tích 2.500 m2/ơ (50 m x 50 m) ở các kiểu rừng và thời gian đoạn
bỏ hóa là 5 - 9 năm, 10 - 14 năm và 15 - 20 năm. Kết quả của nghiên cứu cho thấy: Các chỉ tiêu mật độ, tổ thành lồi, đường kính bình qn, chỉ số đa dạng và chỉ số phong phú lồi ở kiểu rừng ít tre, nứa cao hơn kiểu rừng tre, nứa và có xu hướng tăng theo thời gian phục hồi đối với cả hai kiểu rừng.
Như vậy, ở Việt Nam, phương pháp ơ nghiên cứu điển hình, các chỉ số đa dạng được nghiên cứu khá phổ biến như: số lồi (S), số cây tái sinh trên ơ tiêu chuẩn (N), chỉ số Shannon (H’), chỉ số tương đồng SI, chỉ số Simpson (1- Lambda),... để phân tích tính đa dạng lồi làm cơ sở đánh giá tiềm năng phục hồi rừng và đề xuất biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp.
* Nghiên cứu về phục hồi rừng
Phục hồi rừng tự nhiên là quá trình diễn thế thứ sinh phục hồi thảm thực vật. Tất cả các quần xã thực vật sinh ra từ rừng mưa nhiệt đới, qua quá trình diễn thế thứ sinh từ trảng cỏ, trảng cây bụi, trảng cây bụi xen cây gỗ, đến rừng thứ sinh... nếu được bảo vệ, không chặt phá, không bị lửa đốt và không bị chăn thả, theo thời gian qua một số giai đoạn trung gian, chúng đều có thể phục hồi lại thành rừng cao đỉnh [3], [20], [47].
Ở nước ta, các nghiên cứu về phục hồi rừng tập trung chủ yếu vào tìm hiểu quy luật của quá trình tái sinh, diễn thế. Những kết quả nghiên cứu đó là cơ sở khoa học cho việc xác định các giải pháp kỹ thuật lâm sinh trong xúc tiến phục hồi rừng. Có thể điểm qua các cơng trình nghiên cứu sau:
Trần Ngũ Phương (1970) [31] với cơng trình “ Bước đầu nghiên cứu rừng miền Bắc Việt Nam”, Lâm Phúc Cố (1998) [7] đã chia các giai đoạn phục hồi rừng sau nương rẫy theo kiểu du canh tiến triển của người H’Mông thành 5 giai đoạn, mỗi giai đoạn là 5 năm: Giai đoạn 1 và 2: Rừng phục hồi dưới 10 tuổi chưa khép tán có 6 lồi thân gỗ ưa sang tiên phong là Thị lông vàng, Vối thuốc, Nanh chuột, thảm tươi dày chủ yếu là cỏ và dương xỉ; giai đoạn 3: 10 đến 15 năm; giai đoạn 4: 15 – 20 năm; giai đoạn 5: trên 20 năm. Đồng thời tác giả Trần Ngũ Phương đã nhận xét “Rừng tự nhiên dưới tác động của con người khai thác
hoặc nương rẫy lặp đi lặp lại nhiều lần thì kết quả cuối cùng là sự hình thành đất trống đồi núi trọc. Nếu để thực vật hoang dã tự nhiên phát triển lại thì sau một thời gian dài, trảng cỏ, trảng cây bụi sẽ chuyển dần lên những dạng thực bì cao hơn thơng qua q trình tái sinh tự nhiên”.
Lê Đồng Tấn, Đỗ Hữu Thư và Hà Văn Tuế (1995) [45] với nghiên cứu thảm thực vật tái sinh trên đất sau nương rẫy tại Sơn La qua 3 giai đoạn phát triển: Giai đoạn 1 (thời kì bỏ hố từ 4 đến 5 năm), giai đoạn 2 (thời kì bỏ hố từ 9 đến 10 năm), giai đoạn 3 (thời kì bỏ hố từ 14 đến 15 năm) đã đưa ra nhận xét: Trong 15 năm đầu, thảm thực vật tái sinh trên đất sau nương rẫy có số lượng lồi tăng liên tục theo thời gian bỏ hóa. Sau 3 giai đoạn, thảm thực vật tái sinh trên đất sau nương rẫy thể hiện một quá trình thay thế khá rõ ràng, lượng tăng trưởng của thảm thực vật không cao.
Lê Đồng Tấn (1999) [46] trong nghiên cứu về quá trình phục hồi tự nhiên một số quần xã thực vật sau nương rẫy tại Sơn La phục vụ cho khoanh nuôi đã kết luận rằng mật độ cây tái sinh giảm dần từ chân đồi lên đỉnh đồi. Tổ hợp lồi cây ưu thế trên ba vị trí địa hình và 3 cấp độ dốc là giống nhau. Sự khác nhau chính là hệ số tổ thành các lồi trong tổ hợp đó.
Phạm Đình Tam và cs (2001) [41] khi nghiên cứu về khả năng phục hồi rừng sau khai thác ở Kon Hà Nừng cho biết: Sau một năm, thảm thực vật đã phục hồi, độ che phủ trên 50% và sau 8 năm nếu khơng có tác động đốt phá thì độ che phủ sẽ đạt 85 – 95%. Đặc biệt, ở một số nương rẫy trồng đậu xanh có thời gian đất nghỉ trong một năm là 8 - 9 tháng thì cây có phục hồi cũng đạt độ che phủ 40%.
Nghiên cứu về cấu trúc rừng phục hồi sau nương rẫy tại huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên ở các giai đoạn tuổi khác nhau (1 - 3 tuổi, 3 - 5 tuổi, 6 - 10 tuổi và 10 - 15 tuổi) tác giả Đặng Kim Vui (2002) [62] đã đưa ra kết luận: Tổng số loài cây của hệ sinh thái rừng phục hồi giảm dần khi giai đoạn tuổi tăng lên. Đồng thời, khi giai đoạn tuổi tăng lên, số loài cây gỗ tăng dần, số loài cây bụi giảm
nhanh. Ở giai đoạn đầu của quá trình phục hồi thành phần cây gỗ chủ yếu là các loài cây ưa sáng, chịu hạn cao, hai giai đoạn sau số lồi cây gỗ trung tính tăng lên, số lồi cây ưa sáng giảm. Theo ơng, rừng phục hồi sau nương rẫy tại khu vực, quá trình tái sinh tầng cây gỗ rất hạn chế; đặc biệt trong hai giai đoạn đầu, tỷ lệ cây gỗ có giá trị kinh tế tầng cây cao cũng như tầng cây tái sinh là rất thấp.
Lê Ngọc Công (2004) [8], khi nghiên cứu về q trình phục hồi rừng bằng khoanh ni trên một số thảm thực vật ở Thái Nguyên đã đi đến kết luận rằng: Quá trình diễn thế phục hồi rừng diễn ra chậm chạp trên đất bị thối hóa nặng và nguồn giống ít do phải trải qua giai đoạn trảng cỏ cao. Trong giai đoạn đầu của diễn thế phục hồi rừng bằng khoanh ni, số lượng lồi và mật độ cây tái sinh giảm từ chân đồi > sườn đồi > đỉnh đồi. Ở giai đoạn đầu của quá trình diễn thế (1 – 6 năm), mật độ cây tái sinh tăng lên sau đó giảm xuống. Đồng thời, phân bố của cây tái sinh là phân bố cụm, sau đó chuyển dần sang phân bố ngẫu nhiên. Quá trình này bị chi phối bởi các quy luật tái sinh tự nhiên, quá trình nhập cư và