Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.2. Nghiên cứu về cầu trúc và tái sinh rừng
1.2.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng
Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiện của một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng như: dưới tán rừng, lỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy, v.v. Vai trò lịch sử của lớp cây tái sinh là thay thế thế hệ cây giả cỗi. Vì vậy, tái sinh rừng được hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng chủ yếu là tầng cây gỗ..
Theo Lamprecht. H (1989) . Trên thế giới, tái sinh rừng nhiệt đới được nghiên cứu từ những năm 50 của thế kỷ 20. Trong đó có những công trình nổi tiếng như nghiên cứu phương thức chặt dần tái sinh dưới tán ở Nijêria và Gana của Donis và Maudoux (1951, 1954), nghiên cứu về kinh doanh rừng
13
đều tuổi ở Mã Lai của Bernard (1954, 1959), nghiên cứu tái sinh bằng phương thức đồng nhất hoá tầng trên ở Zaia của Nicholson (1958), nghiên cứu phương thức chặt dần nâng cao vòm lá ở Andamann của Taylor (1954), Jones (1960).
Theo Wyatt – Smith and P. R. Wycherley (1961), đã nghiên cứu về tái sinh rừng ở Bắc Borneo, nghiên cứu về diễn thế rừng, nghiên cứu vẻ phục hồi rừng khô hạn đã bị tác động mạnh, nghiên cứu về phục hồi hệ sinh thái.
Những nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra về mặt lý luận rằng bắt cứ một kiểu rừng nào sau khi bị tàn phá đều có khả năng tự phục hồi đến trạng thái điển hình vốn có của nó. Tuy nhiên, thời gian tự phục hỏi có thể dài, ngắn khác nhau phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, thổ nhưởng và mức độ bị tàn phá. Phục hồi rừng là quá trình phức tạp, trong đó thảm thực vật phải trải qua nhiều giai đoạn khác nhau gọi là các giai đoạn diễn thế. Ở mỗi giai đoạn, rừng có những đặc trưng riêng về cầu trúc lớp phủ thực vật, hoàn cảnh lập địa và hiệu quả kinh tế - sinh thái khác nhau. Bằng những biện pháp lâm sinh con người có thể thúc đẩy nhanh quá trình diễn thế phục hồi rừng, hơn thế nữa có thể định hướng sự phát triển của rừng phục hồi để đạt được giá trị kinh tế, sinh thái lớn hơn so với sự phục hồi tự nhiên theo quy luật vốn có của nó.
Các kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra 2 phương thức lâm sinh cho phục hồi rừng tự nhiên là duy trì cấu trúc rừng tự nhiên khác tuổi và dẫn đắt rừng tự nhiên theo hướng đồng tuổi. Duy trì cấu trúc rừng tự nhiên không đều tuổi bằng cách lợi dụng lớp thảm thực vật tự nhiên hiện có và sự thuận lợi về điều kiện tự nhiên để thực hiện tái sinh tự nhiên, xúc tiến tái sinh tự nhiên, hoặc trồng bổ sung. Duy trì cấu trúc rừng tự nhiên khác tuổi có thể được thực hiện bằng phương thức chặt chọn từng cây hay từng đám, hay chặt nuôi dưỡng rừng tự nhiên để dẫn dắt rừng có cấu trúc gắn với cấu trúc của rừng tự nhiên nguyên sinh. Còn dẫn dắt rừng theo hướng đều tuổi chủ yếu bằng việc cải biến tổ thành rừng tự nhiên, tạo lập rừng đều tuổi bằng tái sinh tự nhiên đều tuổi như các phương thức chặt dẫn tái sinh dưới tán rừng nhiệt đới (TSS);
phương thức cải tạo rừng bằng chặt trắng trồng lại; phương thức trồng rừng kết hợp với nông nghiệp (Taungya).
- Nhóm nhân tố sinh thái ảnh hưởng tới tái sinh và phục hồi rừng không có sự can thiệp của con người.
Đặc điểm của tái sinh trong rừng nhiệt đới đã nói lên rằng ánh sáng có vai trò quyết định đối với tái sinh (Lamprecht. H (1989). Do đó, nhân tố sinh thái được nhiều tác giá quan tâm và tìm hiểu là sự thiếu hụt ánh sáng của cây con dưới tán rừng. Trong rừng nhiệt đới, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng chủ yếu tới sự phát triển của cây con, còn đối với sự nảy mầm và phát triển mầm non thường không rõ
Cấu trúc của quần thụ ánh hưởng đến tái sinh rừng (Wyatt – Smith and P.
R. Wycherley (1961), đã nghiên cứu tỉ mỉ. Theo các tác giả này, độ tàn che tối ưu cho sự phát triển bình thường của của tầng cây gỗ là 0,6 - 0,7. Độ khép tán của quần thụ có quan hệ với mật độ và tỉ lệ sống của cây con. Sự cạnh tranh về dinh dưỡng, khoáng, ánh sáng, ẩm độ phụ thuộc vào đặc tính sinh vật học, tuổi của mỗi loài và điều kiện sinh thái của quần xã thực vật .
Trong nghiên cứu tái sinh rừng, người ta đều nhận thấy rằng: tầng cỏ và cây bụi thu nhận ánh sáng, ẩm độ và các nguyên tố dinh dưỡng khoáng của tầng đất mặt quá mặn đã ảnh hưởng xấu đến cây con tái sinh của các loài cây gỗ. Những quần thụ kín tán, đất khô và nghèo dinh dưỡng khoáng, do đó thảm cỏ và cây bụi sinh trưởng kém nên ảnh hưởng của nó đến các cây gỗ tái sinh không đáng kể. Ngược lại, những lâm phần thưa, rừng đã qua khai thác thì thảm có điều kiện phát sinh mạnh mẽ. Trong điều kiện này chúng là nhân tố cản trở rất lớn cho tái sinh rừng (Xannikov, 1967; Vipper, 1973) (dẫn theo Nguyễn Văn Trương, 1983) và Trần Cẩm Tú, 1999.
Ngoài ra còn một số nhân tố như thảm mục, chế độ nhiệt, tẳng đất mặt cũng có mỗi quan hệ với tái sinh rừng (Ghent, A.W (1969), (dẫn theo Phạm Đình Tam, 19987).
15
- Nhóm nhân tố sinh thái ảnh hướng đến tái sinh và phục hồi rừng có sự can thiệp của con người.
Trong nhóm nhân tố này, hiệu quả xử lý lâm sinh được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Các nhà lâm học đã xây dựng thành công nhiều phương thức tái sinh và phục hồi rừng nghèo kiệt, như: Groxenhin (1972, 1976);
Belop (1982); đáng chú ý là một số công trình nghiên cứu của Maslacop E.L (1981) về "phục hồi rừng trên các khu khai thác”; Melekhop L.C (1996) về
"ảnh hưởng của cháy rừng tới quá trình phục hồi rừng"; Pabedinxkion (1996) về “phương pháp nghiên cứu quá trình phục hồi rừng". Myiawaki (1993), Yu cùng các cộng sự (1994), Goosem và Tucker (1995), Sun và cộng sự (1995), Kooyman (1996) cũng đã đưa ra nhiều hướng tiếp cận nhằm phục hồi hệ sinh thái rừng bị tác động ở vùng nhiệt đới, một trong số đó chính là việc trồng với mật độ cao của nhiều loài cây trên một khu vực nhất định hoặc áp dụng phương pháp gieo hạt thẳng trên những vùng đất thoái hóa. Kết quả ban đầu của những nghiên cứu này đã tạo nên những khu rừng có cấu trúc và làm tăng mức độ đa dạng về loài.
Bên cạnh đó, từ các kết quả nghiên cứu kiểu tái sinh các nhà lâm sinh học đã xây dựng thành công nhiều phương thức chặt tái sinh. Công trình của Bernard (1954, 1959), Wyatt Smith (1961, 1963) với phương thức rừng đều tuổi ở Mã Lai, Nichlson (1958) ở Bắc Borneo, Donis và Maudoux (1951, 1954) với phương thức đồng nhất hoá tầng trên ở Zaia, Taylor (1954), Jones (1960) với phương thức chặt dần tái sinh dưới tán ở Nigiêria và Gana, Baranarji (1959) với phương thức chặt dần nâng cao vòm lá ở Andamann. Nội dung chi tiết các bước và hiệu quả của từng phương thức đối với tái sinh đã được Baur (1956) tổng kết trong tác phẩm “Cơ sở sinh thái học của kinh doanh rừng mưa" (Loetschau (1963).
Nhìn chung các phương thức xử lý lâm sinh trên đều nhằm mục tiêu tạo ra những khu rừng mưa khá đồng đều để có thể cung cấp một lượng sản phẩm
lớn, đồng đều về chúng loại cho một lần khai thác; nhưng trong thực tế không được như mong muốn. Khi xử lý tạo thành rừng đều tuổi ở Ghana người ta thấy rằng biên độ biến động kích thước cây lớn dẫn đến thiệt hại về tái sinh nên người ta muốn quay trở lại kinh doanh rừng mưa trong điều kiện không đều tuổi (Foggie, 1960), như Peace (1961) nhấn mạnh rừng tự nhiên cho thấy có đủ các cấp tuổi, nên duy trì một quần thể không đều tuổi trong kinh doanh rừng mưa là kiểu kinh doanh tốt nhất. Đối với rừng không đều tuổi, người ta áp dụng phương thức chặt chọn, điển hình là phương thức chặt chọn ở Bắc Queensland với việc loại bỏ dây leo, tầng lâm hạ vô dụng và cây không phù hợp với mục đích kinh doanh; phương thức chặt chọn nâng cao vòm lá của Atxam đã xử lý dây leo, cây xâm hại cây tái sinh và ken triệt những cây vô dụng cao dưới 9m.
Trong thời gian từ năm 1962 đến năm 1968, Viện Điều tra - Quy hoạch rừng đã điều tra tình hình tái sinh rừng tự nhiên theo các "loại hình thực vật ưu thế" rừng thứ sinh ở Yên Bái (1965), Hà Tĩnh (1966), Quảng Bình (1969) và Lạng Sơn (1969). Đáng chú ý là kết quả điều tra tái sinh rừng ở vùng sông Hiếu (1962-1964) bằng phương pháp đo đếm điển hình. Từ kết quả điều tra tái sinh rừng (Vũ Đình Huề, 1975) , đã dựa vào mật độ tái sinh, phân chia khả năng rừng thành 5 cấp, rất tốt, tốt, trung bình, xấu, và rất xấu với mật độ tái sinh tương ứng lớn hơn 12.000 cây/ha, 8.000 -12.000 cây/ ha, 4.000 - 8.000 cây/ ha, 2.000 - 4.000 cây/ ha và dưới 2000 cây/ ha. Nhìn chung, nghiên cứu này chỉ mới chú trọng đến số lượng mà chưa đề cập đến chất lượng cây tái sinh. Cũng từ kết quả điều tra trên, tác giả đã tổng kết và rút ra nhận xét, tái sinh rừng tự nhiên ở rừng miền Bắc Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh rừng của nhiệt đới. Dưới tán rừng nguyên sinh, tổ thành tầng cây tái sinh tương tự như tầng cây gỗ, dưới tán rừng thứ sinh tồn tại nhiều loại cây gỗ mềm kém giá trị và hiện tượng tái sinh theo đám được thể hiện rõ nét tạo nên sự phân bố số cây không đồng đều trên mặt đất rừng.
17
Thái Văn Trừng (1978), khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng Việt Nam, đã nhấn mạnh tới ý nghĩa của điều kiện ngoại cảnh đến các giai đoạn phát triển của cây tái sinh. Theo tác giả, ánh sáng là nhân tố khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên ở cả rừng nguyên sinh và thứ sinh.
Phạm Đình Tam (1987), Nghiên cứu hiện tượng tái sinh lỗ trống ở rừng thứ sinh Hương Sơn, Hà Tĩnh đã được làm sáng tỏ. Theo tác giả, số lượng cây tái sinh xuất hiện khá nhiều ở các lỗ trống khác nhau. Lỗ trống ngày càng lớn, cây tái sinh càng nhiều và hơn hẳn những nơi kín tán. Từ đó tác giả đề xuất phương thức khai thác chọn, tái sinh tự nhiên cho đối tượng rừng khu vực này.
Đây là một trong những đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng nhiệt đới, nhưng đối với rừng núi đá vôi với nền đất xương xẩu, hiện tại những chỗ trống trong rừng, hiện tượng tái sinh này có những gì khác biệt.
Tóm lại, các công trình nghiên cứu được đề cập trên đây phần nào làm sáng tỏ việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh rừng tự nhiên nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng. Đó là những cơ sở để lựa chọn cho việc nghiên cứu cấu trúc và tái sinh rừng trong đề tải này. Việc nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên là việc làm hết sức quan trọng nên với từng đối tượng cụ thể, cần có những phương pháp nghiên cứu phù hợp
Sovu et al (2009), Sovu (2011), tiến hành nghiên cứu tái sinh tự nhiên của rừng lá rộng thường xanh hỗn loài tại Na Po và Nong Boa, huyện Sang Thong, Thủ đô Viêng Chăn cho thấy chiều cao (HVN) bình quân 12,3m, thể tích (M) bình quân 44,80m3/ha, diện tích tiết diện ngang (G) bình quân 6,78m2/ha và số loài bình quân 10 loài/ha.
Keovilay Chanthalaphone et al (2020), nghiên cứu đặc điểm cấu trúc một số trạng thái rừng tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Phoukhoakhouay, tỉnh Bolikhamxay, nước Công hòa Dân chu Nhân dân Lào đã nghi nhận được một số chỉ tiêu cấu trúc cụ thể như: (i). Trữ lượng khu rừng tự nhiên: trữ lượng bình quân rừng tự nhiên khu vực nghiên cứu dao động từ 30,99m3/ha đến
224,817m3/ha tùy thuộc vào trạng thái lâm phần rừng. Trên trạng thái rừng nghèo kiệt trữ lượng bình quân Mbq = 30,99m3/ha, trạng thái rừng nghèo đạt Mbq = 79,833m3/ha, trạng thái rừng trung bình Mbq = 179,55m3/ha, trạng thái rừng giàu Mbq = 224,817 m3/ha). Tỷ lệ cây có phẩm chất tốt chiếm trên 85%
trên toàn khu vực nghiên cứu. (ii). Thành phần loài tầng cây cao: đã nghi nhận được 74 loài, thuộc 38 họ thực vật khác nhau phân bố ngẫu nhiên trên các trạng thái rừng trong khu vực. Số loài tham gia vào công thức tổ thành dao động từ 4 đến 9 loài, tùy thuộc vào từng trạng thái rừng khác nhau. Rừng nghèo kiệt có số lượng loài tham gia vào công thức tổ thành cao nhất (9 loài).
(iii). Thành phần loài cây tái sinh: đã nghi nhận được 84 loài, thuộc 42 họ thực vật khác nhau phân bố ngẫu nhiên trên các trạng thái rừng trong khu vực.
Số loài tham gia vào công thức tổ thành dao động từ 5 đến 6 loài, tùy thuộc từng trạng thái.
Somsack Chanthavong (2020), Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng hỗn giao cây lá kim và cây rá rộng tại Khu Bảo tồn thiên nhiên Phousabot – Poung choong tỉnh Xiêng Khoảng, nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào. Tác giả đã có những kết luận về một số đặc điểm cấu trúc: (i). Thành phần loài tầng cây cao: đã nghi nhận được 47 loài, thuộc 31 họ thực vật khác nhau phân bố ngẫu nhiên trên các trạng thái rừng trong khu vực. Số loài tham gia vào công thức tổ thành dao động từ 5 đến 7 loài, tùy thuộc vào từng trạng thái rừng khác nhau. (ii). Thành phần loài cây tái sinh: đã nghi nhận được 44 loài, thuộc 32 họ thực vật khác nhau phân bố ngẫu nhiên trên các trạng thái rừng trong khu vực. Số loài tham gia vào công thức tổ thành dao động từ 5 đến 6 loài, tùy thuộc từng trạng thái.