Tái sinh rừng là quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện ở sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ dưới tán rừng. Tái sinh rừng là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ.
Theo nghĩa rộng, tái sinh rừng là sự tái tạo một hệ sinh thái rừng mới bảo đảm cho rừng tồn tại và phát triển. Có 3 mức độ tái sinh:
- Tái sinh tự nhiên: nguồn hạt (nguồn giống) hoàn toàn tự nhiên. Theo Phùng Ngọc Lan (1986) [22], tái sinh được coi là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng. Biểu hiện đặc trưng của tái sinh rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở nơi còn hoàn cảnh rừng. Theo ông, vai trò lịch sử của thế hệ cây con là thay thế thế hệ cây gỗ già cỗi. Vì vậy, tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Ông cũng khẳng định, tái sinh rừng có thể hiểu theo nghĩa rộng là sự tái sinh của một hệ sinh thái rừng.
- Tái sinh nhân tạo: nguồn giống do con người tạo ra bằng cách gieo giống trực tiếp.
- Tái sinh bán nhân tạo: nguồn giống được con người tạo ra bằng cách trồng bổ sung các cây giống, sau đó cây giống sẽ tạo ra nguồn hạt cho quá trình tái sinh.
Như vậy, tái sinh rừng là một khái niệm chỉ khả năng và quá trình thiết lập lớp cây con dưới tán rừng. Đặc điểm cơ bản của quá trình này là lớp cây con đều có nguồn gốc từ hạt và chồi có sẵn, kể cả trong trường hợp tái sinh nhân tạo thì cây con cũng phải mọc từ nguồn hạt do con người gieo trước đó. Nó được phân biệt với các khái niệm khác (như trồng rừng) là sự thiết lập lớp cây con bằng việc trồng cây giống đã được chuẩn bị trong vườn ươm. Vì đặc trưng đó nên tái sinh là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của các hệ sinh thái rừng.
1.4.2. Nghiên cứu về tái sinh rừng trên thế giới
Tái sinh rừng trên Thế giới đã được các nhà khoa học nghiên cứu từ lâu, nhưng rừng nhiệt đới chỉ được nghiên cứu vào khoảng những năm 30 của thế kỷ 20 trở lại đây.
Khi nghiên cứu tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới Châu Phi, Aubreville (1938) nhận thấy các cây con của các loài ưu thế trong rừng mưa có thể cực hiếm hoặc vắng hẳn. Tác giả gọi đây là hiện tượng “không bao giờ sinh con đẻ cái” của cây mẹ trong thành phần tầng cây gỗ của rừng mưa. Từ nơi này qua nơi khác, các loài ưu thế đã biến đổi hẳn, sự biến đổi này không chỉ theo không gian mà biến đổi theo thời gian, từ đó Aubreville đã đặt nền móng cho lý luận về bức khảm (dẫn theo Nguyễn Đắc Triển, 2015 [42]).
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 - 4m2. 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 (dẫn theo Lê Đồng Tấn, 2000 [33]).
Nghiên cứu về phân bố cây tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới, đáng chú ý là công trình của Richards P.W (1952) đã nhận xét ở rừng nhiệt đới sự phân bố số lượng cá thể của các loài cây trong các lớp cây bụi là rất khác nhau. Phần lớn các loài cây ưu thế ở tầng trên trong rừng nguyên sinh 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 gonggijpii ở Guana, rừng Mora exelsa ở Guana và Trinidat…lại có đầy đủ các lớp kích thước. Theo tác giả thì 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 (theo Nguyễn Ngọc Linh, 2012 [24]).
Ở Châu Phi, trên cơ sở các số liệu thu thập được Taylor (1954), Barnard (1955), đã xác định ở rừng nhiệt đới ẩm Châu Phi có số lượng cây là thiếu hụt. Ngược lại Bava (1954), Budowski (1956), Antinot (1965) cho rằng dưới tán rừng nhiệt đới, nhìn chung có đủ số lượng cây có giá trị kinh tế (theo Nguyễn Ngọc Linh, 2012 [24]).
Đối với rừng nhiệt đới thì các nhân tố sinh thái như nhân tố ánh sáng thông qua độ tàn che của rừng, độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi là những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tái sinh rừng, cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu đề cập đến vấn đề này. Baur G. N. (1976) [1] khi nghiên cứu tái sinh rừng đã nhận định thảm cây cỏ và cây bụi đã ảnh hưởng đến tái sinh của cây gỗ. Từ đó ông đã tổng kết các biện pháp lâm sinh tác động vào rừng nhằm đem lại rừng căn bản đều tuổi khi nghiên cứu sinh thái rừng mưa. Trong cuốn “Cơ sở sinh thái học của kinh doanh rừng mưa” ông đã tổng kết chi tiết các bước và hiệu quả của từng phương thức tái sinh.
Lamprecht H. (1989) căn cứ nhu cầu sử dụng ánh sáng của các loài cây trong suốt quá trình sống đã phân chia cây rừng nhiệt đới thành nhóm cây ưa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng (theo Lê Ngọc Công, 2004 [11]).
Tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy 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 khác nhau vào mức độ, tần số canh tác của khu vực đó. Kết quả nghiên cứu của các tác giả Lambertetal (1989), Warner (1991), Rouw (1991) đều cho thấy quá trình diễn thế sau nương rẫy như sau: đầu tiên đám nương rẫy được các loài cỏ xâm chiếm, nhưng sau một năm loài cây gỗ tiên phong được gieo giống từ vùng lân cận hỗ trợ cho việc hình thành quần thụ các loài cây gỗ, tạo ra tiểu hoàn cảnh thích hợp cho việc sinh trưởng của cây con (dẫn theo Nguyễn Thị Thoa, 2014 [37]).
Tóm lại: Các công trình nghiên cứu tái sinh trên thế giới chủ yếu tập trung vào các trạng thái rừng tự nhiên, cho chúng ta hiểu biết được các phương pháp nghiên
cứu, quy luật tái sinh tự nhiên ở một số nơi. Đặc biệt vận dụng các hiểu biết các quy luật tái sinh để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý nhằm quản lý tài nguyên rừng một cách bền vững.
1.4.3. Nghiên cứu về tái sinh rừng ở Việt Nam
Rừng nhiệt đới Việt Nam 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. Một số kết quả nghiên cứu về tái sinh thường được đề cập trong các công trình nghiên cứu về thảm thực vật, trong các báo cáo khoa học và một phần công bố trên các tạp chí.
Ở miền Bắc nước ta từ 1962 đến 1969, Viện Điều tra Qui hoạch rừng đã điều tra tình hình tái sinh 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 công trình điều tra tái sinh tự nhiên ở vùng sông Hiếu (1962 -1964) bằng phương pháp đo đếm điển hình. Kết quả điều tra đã được Vũ Đình Huề (1975) tổng kết trong báo cáo khoa học “Khái quát về tình hình tái sinh tự nhiên ở rừng miền Bắc Việt Nam”. Theo báo cáo, tái sinh tự nhiên ở rừng miền Bắc Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh của rừng nhiệt đới (dẫn theo Nguyễn Thị Thoa, 2014 [37]).
Thái Văn Trừng (1970) [43] trong “Thảm thực vật rừng Việt Nam” đã nhấn mạnh một số nhân tố sinh thái trong nhóm nhân tố khí hậu đã khống chế và điều khiển quá trình tái sinh tự nhiên trong thảm thực vật rừng, đó là ánh sáng.
Nguyễn Văn Trương (1983) [45] trong “Quy luật cấu trúc rừng gỗ hỗn loại” đã đề cập đến mối quan hệ giữa cấu trúc rừng với tái sinh tự nhiên trong rừng hỗn loài.
Tác giả đã cho rằng cần phải thay đổi cách khai thác rừng cho hợp lý, vừa cung cấp được gỗ, vừa nuôi dưỡng và tái sinh được rừng. Muốn đảm bảo cho rừng phát triển liên tục trong điều kiện quy luật đào thải tự nhiên hoạt động thì số lượng lớp cây dưới phải nhiều hơn lớp cây kế tiếp nó ở phía trên.
Khi nghiên cứu vai trò của tái sinh rừng ở các vùng Tây Bắc, Đông Bắc, Bắc Trung Bộ, Trần Xuân Thiệp (1995) đã nhận định rằng vùng Đông Bắc có năng lực tái sinh khá tốt với số lượng từ 8.000-12.000 cây/ha, tỷ lệ cây có triển vọng cao đáp ứng được cho việc phục hồi rừng (dẫn theo Đặng Kim Vui, 2002 [46]).
Trần Ngũ Phương (2000) 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 tầng 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” (dẫn theo Nguyễn Đắc Triển, 2015 [42]).
Phạm Ngọc Thường (2003) [41] nhận định rằng quần xã thực vật tái sinh tự nhiên sau nương rãy có tính đa dạng sinh học cao, nó thể hiện tính thích nghi với điều kiện sống trong quá trình phục hồi hệ sinh thái rừng đã mất do canh tác nương rãy.
Lê Ngọc Công (2004) [11] khi nghiên cứu quá trình phục hồi bằng khoang nuôi trên một số thảm thực vật ở Thái Nguyên, cho rằng giai đoạn đầu của quá trình diễn thế phục hồi rừng (giai đoạn 1 - 6 năm), mật độ cây tăng lên sau đó giảm. Quá trình này bị chi phối bởi quy luật tái sinh tự nhiên, quá trình nhập cư và quá trình đào thải của các loài cây.
Ma Thị Ngọc Mai (2007) [29] khi nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình diễn thế đi lên của thảm thực vật đã đưa ra kết luận: trong giai đoạn đầu của quá trình diễn, số lượng loài cây trong OTC và mật độ cây tái sinh giảm dần từ chân đồi lên sườn đồi tới đỉnh đồi.
Nguyễn Thị Thoa (2014) [37] khi nghiên cứu về tái sinh trong các trạng thái rừng trên núi đá vôi ở Khu BTTN Thần Sa - Phượng Hoàng (Thái Nguyên) cho rằng:
số lượng loài cây tái sinh khá phong phú, biến động từ 42 - 74 loài, mật độ cây tái sinh biến động từ 3.187 cây/ha đến 7.133 cây/ha.
Nguyễn Đắc Triển (2015) [42] khi nghiên cứu động thái tái sinh tự nhiên rừng lá rộng thường xanh ở Vườn Quốc gia Xuân Sơn (Phú Thọ) có nhận định: Các chỉ tiêu cấu trúc tầng cây cao (mật độ, đường kính-D1.3, chiều cao cây-Hvn, diện tích tán lá- St) có ảnh hưởng rõ rệt đến mật độ và chiều cao cây tái sinh dưới tán. Trong đó St có ảnh hưởng mạnh nhất đến mật độ và Hvn, St ảnh hưởng mạnh nhất đến chiều cao cây tái sinh.
Tóm lại, ở nước ta đã có nhiều công trình nghiên cứu về tái sinh rừng, tập trung về tái sinh rừng lá rộng thường xanh, tái sinh sau canh tác nương rẫy. Tuy nhiên, vấn đề nghiên cứu tái sinh dưới tán rừng trồng, thảm cây bụi, thảm cỏ còn ít.