Trên địa bàn, trạng thái thảm cỏ có diện tích không nhiều, thƣờng phân bố trên những khu vực là đất nƣơng rẫy do canh tác càn đi quét lại nhiều lần và đất đai đó bị thoái hóa.
Thảm cỏ dạng lúa cao có cây bụi và cây gỗ mọc rãi rác. Kiểu này có đại diện là ƣu hợp Lau (Saccharum spontaneum) + Chít (Thysanolaena maxima) phân bố trên các sƣờn núi. Về cấu trúc có 2 tầng: tầng cỏ ƣu thế cao 2 - 3m và tầng cây bụi cây gỗ cao 3 - 4m. Tầng cây bụi cây, gỗ có thành phần gồm Ba chạc (Euodia lepta), Mắt trâu (Micromelum hirsutum), Muồng truổng (Zanthoxylum avicenniae), Nóng (Saurauia napaulensis), Thàu táu (Aporosa dioica), Phèn đen (Phyllanthus reticulatus), Găng (Randia spinosa), Hu đay (Trema orientalis), Thôi ba (Alangium kurzii), Lim xẹt (Peltophorum pterocarpum), Ràng ràng (Ormosia balansea)…
Thảm cỏ không dạng lúa cao nhiệt đới có hay không có cây gỗ. Đại diện là ƣu hợp Chuối rừng (Musa sp.). Ƣu hợp chuối rừng có diện tích không nhiều, thƣờng là những khoảnh nhỏ phân bố rãi rác trên các vùng đất ở chân núi và sƣờn núi. Cấu trúc gồm có 3 tầng. Tầng I: tầng cây gỗ cao 4 -6m với thành phần chính gồm Hu đay (Trema orientalis), Thôi ba (Alangium kurzii), Lim xẹt (Peltophorum pterocarpum), Ràng ràng (Ormosia balansea), Ba soi (Macarang diticulata)… Tầng II – tầng tán rừng đƣợc ƣu thế bởi loài Chuối rừng ( Musa
sp.) với độ tàn che 0,6 - 0,9. Tầng III - tầng dƣới tán cao 1 - 2m gồm các loài chịu bóng thuộc họ Ô rô (Acanthaceae), họ Ráy (Araceae), họ Riềng (Zingiberaceae), họ Cà phê (Rubiaceae), họ Thầu dầu (Euphorbiaceae)...
4.2.3. Phân bố N/D1.3, N/HVN, HVN/D1.3. * Quy luật phân bố N/D1.3.
Nhƣ chúng ta đã biết mật độ và đƣờng kính cây rừng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Phân bố N/D1.3 là một đặc trƣng rất quan trọng của cấu trúc rừng
do đó rất đƣợc các nhà nghiên cứu quan tâm. Thông qua phân bố N/D1.3, chúng ta có thể xác định đƣợc cây rừng đang trong giai đoạn sinh trƣởng nào để xác định biện pháp tác động hợp lí nhất, mang lại hiệu quả cao nhất trong trồng rừng. Qua thu thập số liệu, chỉnh lý và nhờ vào máy tính chúng tôi đã sử dụng một số chỉ tiêu toán học để mô hình hoá quy luật cấu trúc N/D1..3 đối với rừng cây lá rộng, kết quả thu đƣợc ở bảng sau:
Bảng 4.7: Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết bằng hàm Meyer về luật phân bố N/D1.3
Hình 4.1: Phân bố N/D ở rừng thứ sinh cây gỗ
0 10 20 30 40 50 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Ft Flt
Nhận xét: Qua biểu đồ trên ta thấy, hầu hết tầng cây cao ở đây đang tuổi rừng non, biểu đồ có dạng một đỉnh lệch trái. Vì vậy cần có những nghiên cứu để trồng thay thế thế hệ rừng đã đến tuổi thành thục này.
Trạng thái r Α β Χ2 t Χ2 0.05 Kết luận Rừng thứ sinh cây gỗ - 0.823 90.44 0.116 36.62 37.78 H+0
- Mối quan hệ giữa mật độ (N) và đƣờng kính ngang ngực (D1.3) còn đƣợc mô phỏng bằng các phƣơng trình toán học có dạng: D = α x e -β x
. Cụ thể nhƣ sau:
D = 39,24 x e - 0.103 x
Qua các phƣơng trình trên ta thấy rằng thảm thực vật ở 2 xã Phú Đình - Điềm Mặc có quy luật tƣơng quan giữa mật độ và đƣờng kính cây rừng là mối tƣơng quan nghịch, tức là trong phạm vi nhất định, khi mật độ tăng thì đƣờng kính sẽ giảm và khi mật độ giảm thì đƣờng kính sẽ tăng lên do chúng cạnh tranh nhau về không gian và dinh dƣỡng.
* Quy luật phân bố N/HVN
Sự phân bố số cây theo cấp chiều cao phản ánh quy luật sinh trƣởng phát triển và đặc trƣng sinh thái của quần xã thực vật trong không gian theo mặt phẳng đứng. Cấu trúc này hợp lí thì cây sinh trƣởng và phát triển tốt nhất, giảm sự cạnh tranh ảnh hƣởng xấu giữa các cá thể với nhau. Vì vậy việc nghiên cứu quy luật này là cần thiết và nó cho biết mức độ tích tụ tán cây tái sinh theo chiều thẳng đứng trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp lâm sinh hợp lí nhằm điều tiết không gian dinh dƣỡng cho cây sinh trƣởng và phát triển đồng thời phát huy tối đa khả năng phòng hộ và bảo vệ môi trƣờng sinh thái.
Cấu trúc N/HVN là một chỉ tiêu đánh giá khả năng sinh trƣởng chiều cao của cây rừng có ảnh hƣởng bởi yếu tố mật độ cây rừng. Qua nghiên cứu, chúng tôi xác định mối quan hệ giữa mật độ (N) và chiều cao vút ngọn (HVN) thông qua việc mô phỏng bằng phƣơng trình toán học có dạng: H = a + b.N, cụ thể phƣơng trình nhƣ sau:
Bảng 4.8 : Tƣơng quan giữa mật độ và chiều cao vút ngọn (N/HVN) Trạng thái Phƣơng trình Hệ số R Sai số S
Nhận xét: Thông qua quy luật phân bố N/D1.3 và N/HVN, chúng ta thấy rằng mật độ cây có quan hệ rất mật thiết đến sinh trƣởng và phát triển của từng cá thể của quần xã.
* Quy luật tƣơng quan chiều cao và đƣờng kính (HVN/D1.3).
Chúng tôi xác định phƣơng trình tƣơng quan giữa chiều cao và đƣờng kính ngang ngực cho từng ÔTC, sau đó xác định phƣơng trình tƣơng quan chung cho từng trạng thái rừng. Phƣơng trình tƣơng quan giữa chiều cao và đƣờng kính ngang ngực là HVN = a + b.D1.3. Phƣơng trình cụ thể nhƣ sau:
Bảng 4.9: Tuơng quan giữa chiều cao vút ngọn và đƣờng kính ngang ngực (HVN/D1.3).
Trạng thái Phƣơng trình Hệ số R Sai số S
Rừng thứ sinh cây gỗ
HVN = 3.274 + 0.576.D1..3 0,876 0,52
Qua bảng, ta thấy rừng ở vùng ATK Định Hoá có quy luật tƣơng quan giữa HVN và D1.3 rất chặt chẽ. Nhƣ vậy khi cây rừng lớn lên về đƣờng kính thì chiều cao cây rừng cũng tăng lên, hiện tƣợng cạnh tranh về không gian và dinh dƣỡng giữa các cây rừng với nhau ngày một mạnh mẽ và quyết liệt hơn, dẫn đến hiện tƣợng phân hoá tỉa thƣa tự nhiên. Rõ ràng, sự cạnh tranh này làm ảnh hƣởng đến khả năng tái sinh tự nhiên của lớp cây mạ và cây con cũng nhƣ sự gieo giống của cây rừng, ảnh hƣởng đến chế độ chiếu sáng của ánh sáng mặt trời, lƣợng nhiệt bị hạn chế, chỗ nào cây rừng bị đào thải ngay lập tức xuất hiện nhiều cây tái sinh và cơ hội cho cây con và cây mạ sinh trƣởng, phát triển. Khi đó hiện tƣợng phân hoá, tỉa thƣa sẽ là nhân tố quan trọng thúc đẩy quá trình tái sinh tự nhiên của cây rừng.
4.3. Nghiên cứu hiện trạng tái sinh tự nhiên trong các trạng thái thảm thực vật.
4.3.1. Nguồn gốc và chất lƣợng cây tái sinh.
Từ số liệu điều tra thu thập đƣợc chúng tôi tiến hành thống kê các chỉ tiêu
về mặt chất lƣợng tại 50 ÔDB trên 5 ÔTC cho từng trạng thái thảm thực vật. Kết
quả đƣợc tổng hợp ở bảng sau:
Bảng 4.10: Nguồn gốc và chất lƣợng của cây tái sinh
Qua số liệu điều tra thấy tỷ lệ cây tái sinh từ hạt vẫn là chủ yếu, chiếm từ 48,7% - 80,2%. Tỷ lệ cây tái sinh có nguồn gốc từ chồi thấp hơn. Nhƣ vậy, cây tái sinh có nguồn gốc từ hạt là cơ sở để hình thành rừng nhiều tầng trong tƣơng lai, bởi vì cây mọc từ hạt sẽ có đời sống dài hơn cây có nguồn gốc từ chồi, khả năng thích nghi và chống chịu với điều kiện bất lợi của hoàn cảnh sống tốt hơn chắc chắn sẽ tạo ra một hệ sinh thái có tính bền vững và đa dạng hơn. Do đó, việc xác định đúng biện pháp kỹ thuật lâm sinh để tạo điều kiện cho cây tái sinh sinh trƣởng tốt theo chiều hƣớng có lợi là rất quan trọng.
Qua bảng 4.10, ta thấy tỷ lệ chất lƣợng cây tái sinh tốt của trạng thái thảm thực vật cây bụi là chiếm tỷ lệ cao nhất (62.3%) mặc dù cây chồi có tỷ lệ lớn. Sở dĩ nhƣ vậy là vì nƣơng rẫy mới bị bỏ hoang, chu kỳ canh tác trong thời gian ngắn, đất phục hồi dinh dƣỡng tạo điều kiện cho sự phát triển của nhiều loài.
4.3.2. Thành phần loài cây tái sinh.
Trạng thái thực bì Mật độ
(cây/ha)
Nguồn gốc tái sinh
Tỷ lệ cây tái sinh Hạt (%) Chồi (%) Tốt (%) TB (%) Xấu (%) Rừng thứ sinh cây gỗ 4420 80,2 19,8 48,2 26,3 25,5 Rừng tre nứa (Vàu) 2250 75,1 24,9 59,2 27,3 13,5 Thảm cây bụi 4505 48,7 51,3 62,3 28,2 9,5
Nhìn chung, rừng thứ sinh cây gỗ có số lƣợng cây tái sinh khá lớn (4420 cây/ha), thành phần loài trong lớp tái sinh khá phức tạp với các nhóm loài có các đặc điểm sinh thái khác nhau: Lim xẹt (Pelthophorum pterocarpum), Lọng bàng
(Dillenia heterosepala), Dẻ gai (Castanopsis indica)… Ở rừng thứ sinh cây gỗ có điều kiện về thổ nhƣỡng và vi khí hậu còn khá thuận lợi nên số lƣợng loài cây ƣa sáng thƣờng gặp ở rừng tre nứa hay thảm thực vật cây bụi nhƣ: Thành ngạnh
(Cratoxylum cochinchinensis), Thàu táu (Aporosa microcalyx), Lá nến
(Macaranga denticulata), Sau sau (Liquidambar formosana)… thì ở đây không đáng kể. Một số loài phổ biến trong tổ thành rừng khí hậu cũ nhƣ: Táu mật
(Vatica odorata), Sến (Madhuca pasquieri) thì lại không gặp do nguồn gieo giống từ những cây mẹ không còn hoặc có số lƣợng không đáng kể trong rừng.
Đối với thảm cây bụi: Tổ thành loài trong lớp tái sinh tự nhiên còn khá phong phú, có một số loài cây gỗ tái sinh chiếm số lƣợng lớn đó là những loài tiên phong tạm thời ƣa sáng, gỗ có phẩm chất kém, cây có kích thƣớc nhỏ và trung bình nhƣ: Thành ngạnh (Cratoxylum cochinchinensis), Lá nến (Macaranga denticulata), Chẹo (Engelhardtia roxburghiana)… Phần lớn những loài cây này đều có sức sống tốt, nhanh chóng vƣợt lên tầng thảm tƣơi cây bụi trở thành nhóm loài ƣu thế.
Đối với rừng tre nứa: Tổ thành loài trong lớp tái sinh tự nhiên gồm chủ yếu các loài sau: Thành ngạnh (Cratoxylum cochinchinensis), Thàu táu (Aporosa microcalyx), Màng tang (Litsea cubeba), Sau sau (Liquidambar formosana), Chẹo (Engelhardtia roxburghiana), Dẻ gai Castanopsis indica). Đây là nhóm cây tiên phong phục hồi rừng ƣa sáng, mọc nhanh nhƣng giá trị kinh tế không cao. Điều quan tâm là trong số các loài cây tái sinh ở đây có xuật hiện một số loài có thể thay thế dần các loài ƣa sáng mọc nhanh nhƣ: Dẻ gai (Castanopsis indica), Chẹo (Engelhardtia roxburghiana). Đây là cơ sở để chuyển hoá rừng trồng thành rừng có cấu trúc gần giống với rừng tự nhiên nhằm bảo vệ môi
trƣờng tốt hơn và bảo tồn đƣợc tính đa dạng của sinh vật trƣớc hết là tính đa dạng của thực vật trong vùng.
4.3.3. Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao.
Từ số liệu điều tra thu thập đƣợc ngoài thực địa, chúng tối tiến hành tính toán và tổng hợp số liệu nhƣ sau:
Bảng 4.11: Mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao dƣới tán rừng
Hình 4.2: Đồ thị về sự phân bố cây tái sinh qua các cấp chiều cao 0 10 20 30 40 50 Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV Cấp V Cấp VI Rừng thứ sinh cây gỗ Rừng tre nứa (Vàu) Thảm cây bụi
Quy luật chung cho các trạng thái thực bì là càng lớn lên thì cây tái sinh có số lƣợng và tỷ lệ càng giảm. Tỷ lệ cây tái sinh cấp I giảm nhanh chóng ở
Trạng thái thực bì
N/ha (cây)
Số cây tái sinh theo cấp chiều cao (cây)
<0.5m 0.5–1m 1-1.5m 1.5-2m 2-3m <3m Rừng thứ sinh cây gỗ 4420 2012 825 448 317 376 442 % 45,5 18,7 10,1 7,2 8,5 10 Rừng tre nứa (Vàu) 2354 1023 472 333 220 202 104 % 43,5 20 14,1 9,3 8,6 4,5 Thảm cây bụi 4505 825 1187 798 658 397 640 % 18,3 26,3 17,7 14,6 8,8 14,3
cấp II, sau đó tốc độ giảm có chậm hơn ở các cấp sau. Hiện tƣợng này có thể đƣợc giải thích vì ở cây mạ (< 20 cm) thƣờng có mật độ rất lớn, chúng sinh trƣởng nhờ chất dự trữ trong hạt hoặc trong các cơ quan sinh dƣỡng của cây mẹ, chúng chƣa tự tổng hợp đƣợc chất hữu cơ, nên ở giai đoạn này chế độ ánh sáng, điều kiện thổ nhƣỡng ít ảnh hƣởng đến cây mạ. Khi sử dụng hết chất dự trữ ở trong hạt và trở thành cây con thì chúng phải tự tổng hợp chất hữu cơ bằng quang hợp. Ở giai đoạn này, nhu cầu về ánh sáng của cây con tăng lên nhƣng chiều cao của cây con còn thấp, độ che phủ của tán rừng đã ảnh hƣởng xấu đến việc đồng hoá cacbon nên chúng có thể bị chết hàng loạt.
Ở rừng thứ sinh cây gỗ, tỷ lệ cây tái sinh giảm nhanh khi chuyển từ cấp I lên cấp II, sự thay đổi về tỷ lệ cây tái sinh ở các cấp còn lại không có sự biến động quá lớn. Ở thảm thực vật cây bụi quy luật phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao lại khác. Sau khi nƣơng rẫy đƣợc bỏ hoá thì khả năng tái sinh của các loài không những không bị ngăn chặn mà chúng còn đƣợc phát huy tối đa trƣớc những điều kiện thuận lợi, quá trình tái sinh bằng chồi hay thân ngầm cũng thuận lợi vì lúc đó không có sự cạnh tranh, độ che phủ của quần xã còn thấp nên ánh sáng đƣợc cung cấp đầy đủ, do đó ở các cấp chiều cao I, II cây tái sinh có số lƣợng rất lớn, khi chuyển lên các cấp chiều cao lớn hơn số lƣợng cây tái sinh có giảm nhƣng nó vẫn có một tỷ lệ đáng kể.
Qua bảng chúng ta thấy rằng, phân bố số cây tái sinh dƣới tán rừng ở 2 xã Điềm Mặc và Phú Đình tập chung cao vào cây có cấp chiều cao cấp I, cấp II và cấp III.
* Nhận xét chung: Trong phần lớn các trạng thái thực bì, số lƣợng cây tái sinh ở các cấp chiều cao đều thể hiện tính kế thừa, tính liên tục trong tái sinh tự nhiên, nhƣng sự biến thiên về tỷ lệ cây tái sinh ở các cấp chiều cao trong các trạng thái thực bì rất khác nhau và thể hiện quy luật biến động riêng cho mỗi trạng thái. Giữa các trạng thái thực bì thuộc kiểu thảm cây bụi với các trạng thái
thực bì thuộc kiểu thảm rừng có sự khác nhau cơ bản về tốc độ biến thiên của tỷ
lệ cây tái sinh theo chiều cao.
4.3.4. Đánh giá năng lực tái sinh tự nhiên trong các trạng thái thảm thực vật.
Ở Việt Nam, quan niệm về cây tái sinh có triển vọng là vấn đề chƣa thống nhất giữa các nhà nghiên cứu và chƣa ai đƣa ra tiêu chuẩn đánh giá tái sinh có triển vọng ở các trạng thái thực bì thoái hoá cao (trong đó có thảm thực vật cây bụi).
Nếu coi cây tái sinh có triển vọng là những cây có chiều cao từ 1,5m trở lên (theo cách đánh giá thông thƣờng), thì tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng ở các trạng thái thực bì rất khác nhau. Tỷ lệ cây tái sinh có triển vọng phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Trong đó, chiều cao và độ che phủ của tầng thảm tƣơi cây bụi có vai trò rất quan trọng. Yếu tố này thay đổi tuỳ theo từng trạng thái thực bì ở từng nơi cụ thể. Tuy nhiên, theo chúng tôi, dùng chỉ tiêu về tỷ lệ cây tái sinh cao từ 1,5m trở lên để đánh giá năng lực tái sinh của thảm thực vật. Đối với thảm thực vật cây bụi, nếu áp dụng chỉ tiêu này để đánh giá năng lực tái sinh của các quần xã thực vật thì không ổn. Ở thảm thực vật rừng do có độ che phủ cao, cấu trúc tầng tán phức tạp nên cây tái sinh cần vƣợt qua độ cao 1,5m (tƣơng ứng với cấp III) mới có tỷ lệ sống sót cao. Ngƣợc lại, ở thảm cây bụi do có độ che phủ thấp, cấu trúc của quần xã rất đơn giản nên cây tái sinh chỉ cần vƣợt khỏi cấp chiều cao II (1m) là đã đạt đƣợc tỷ lệ sống khá cao và ổn định.
Cây tái sinh có tỷ lệ sống cao khi chúng đạt đƣợc độ cao nhất định là do ở độ cao này trở lên chế độ chiếu sáng trong hệ sinh thái đã đƣợc cải thiện. Ngoài ra, khả năng chống chịu của cây tái sinh lúc này tốt hơn so với khi chúng ở giai đoạn đầu. Tập đoàn các loài cây tái sinh khi đạt đến độ cao này tuy chúng chƣa có vai trò quyết định sự phát triển của quần xã nhƣ các loài trong tầng cây cao nhƣng chúng cũng đã có vai trò chi phối sự phát triển của quần xã vì chúng có
mật độ lớn và tạo ra độ phủ đáng kể. Vì những lí do trên, theo chúng tôi tiêu
