1.1. Trên thế giới
1.1.1. Trạng thái rừng
Phân loại trạng thái rừng là một việc làm cần thiết trong quản lý và kinh doanh rừng tự nhiên. Tùy theo điều kiện lập địa, hiện trạng thảm thực vật mà các
nhà khoa học đã phân chia tải nguyên rừng thành các trạng thái khác nhau. Một
trong những công trình tiêu biểu cho đối tượng rừng mưa nhiệt đới là Richard P.W (1952) đã nghiên cứu cấu trúc rừng mưa nhiệt đới về mặt hình thái. Theo ông, đặc điểm nổi bật của rừng mưa nhiệt đới là đại bộ phận thực vật là thân gỗ nên ông đã chia rừng mưa nhiệt đới ở Nigieria thành 6 tầng dựa trên các tiêu chí như dạng sống, tầng phiến, tầng thứ...
Trong hệ thống phân loại trên quan điểm đánh giá tài nguyên rừng của Loeschau (1963), rừng được chia làm bốn nhóm: Nhóm I: Nhóm chưa có rừng;
Nhóm II: Rừng phục hồi, trong đó kiểu IIB là rừng phục hồi sau khai thác kiệt, thành phần loài phức tạp, không đều tuổi đo tổ thành loài cây ưu thế không rõ ràng.
Vượt lên khỏi tán rừng có thể còn sót lại một số cây của quần thụ cũ nhưng trữ lượng không đáng kể. Đường kính của tang cây phô biến không vượt quá 20 cm;
Nhóm III: Kiểu rừng thứ sinh đã bị tác động. Bao gồm các quan thụ rừng đã bị khai thac bởi con người ở nhiều mức độ khác nhau khiến cho kết cấu rừng bị thay đổi, trong đó kiểu phụ HIAI là rừng đã bị khai thác kiệt qué, tán rừng bi phá vỡ từng mang lớn, tầng trên có thé còn sót lại 1 số cây tang cao, to nhưng phẩm chất xấu, nhiều dây leo, bụi ram, tre nứa xâm lấn. Nhóm IV: Là nhóm rừng thứ sinh giàu phục hồi hoàn toàn và rừng nguyên sinh (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1999).
1.1.2. Cấu trúc tô thành
Tổ thành rừng thực vật là một chỉ tiêu quan trong dé đánh giá sự phong phú
của hệ thực vật rừng tại các vùng địa sinh học khác nhau. Theo Richard P.W
(1952), trong rừng mưa nhiệt đới, trên mỗi hecta luôn có hơn 40 loài cây gỗ, có
trường hợp còn trên 100 loài. Nhiều loài cây gỗ lớn sinh trưởng hỗn giao với nhau theo tỷ lệ khá đồng đều, nhưng cũng có khi có một hoặc hai loài chiếm ưu thế.
Trong rừng mưa nhiệt đới ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân cỏ còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thước, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân cây,
cành cây.
Baur G.N (1962) đã nghiên cứu rừng mưa ở khu vực gần Belem trên sông Amazon, trên 6 tiêu chuẩn diện tích khoảng 2 ha đã thốnng kê được 36 họ thực vật và trên ô tiêu chuẩn hơn 4 ha ở phía bắc New South Wales cũng đã ghi nhận được sự hiện điện của 31 họ chưa kể dây leo, cây thân cỏ và thực vật phụ sinh.
Theo Evans J. (1984) khi nghiên cứu cấu trúc tô thành tự nhiên nhiệt đới thành thực (về sinh thái), tác giả đã xác định có tới 70 — 100 loài cây gỗ trên 1 hecta, nhưng hiếm có loài nào chiếm hơn 10% tô thành loài (dẫn theo Đỗ Hữu Huy,
2020).
Laura Klappenbach (2000) cho rằng thành phần loài cây liên quan đến các loại rừng, một số khu rừng chứa đựng hàng trăm loài cây, trong khi đó một số Khu rừng chỉ có một ít loài. Rừng luôn biến đổi và phát triển thông qua một số chuỗi diễn thé, trong thời gian đó thành phan loài cây trong các khu rừng có sự thay đôi.
1.1.3. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D;s)
Mối quan hệ giữa các nhân tô điều tra trong lâm phan là quy luật cơ bản trong nghiên cứu kết cấu rừng được rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Hầu hết các tác gia đều sử dụng hàm toán học dé mô phỏng cho quy luật phân bố này. Có thé điểm qua một số công trình tiêu biểu gồm: Meyer (1934), sử dụng phương trình toán học có dang đường cong giảm liên tục dé mô tả phân bồ số cây theo cỡ đường kính, về sau gọi là phương trình Meyer hay hàm Meyer. Richard P.W. (1952) trong cuốn “Rừng mưa nhiệt đới” cũng đề cập đến phân bố số cây theo cấp đường kính, ông coi dang phân bồ là một dạng đặc trưng của rừng tự nhiên. Balley R.L. and Dell
T.R. (1973) đã sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đường kính loài thông theo mô hình của Schumacher và Coile. Đặc biệt, dé tăng tính mềm dẻo, một số tác giả dung hàm khác như Loestchau (1973) dùng hàm Beta ...Ngoài ra, một số tác giả
sử dụng các hàm Hyperbol, họ đường cong Pearson, họ đường cong Poisson, hàm
Logarith... dé mô phỏng qui luật phân bố nay.
Nhìn chung, việc sử dụng hàm này hay hàm khác để biểu thị qui luật cấu trúc
là tuỳ thuộc vào kinh nghiệm của tác giả, cũng như các loài cây sinh trưởng khác
nhau và số liệu đo đạc ngoài thực tế.
1.1.4. Quy luật phân bồ số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn)
Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao dùng để biểu thị qui luật kết cau lâm phần theo chiều thắng đứng. Phương pháp kinh điển được nhiều nhà khoa học sử dụng là vẽ phẫu đồ đứng mà điển hình là công trình của Richards (1952). Có nhiều dang hàm toán học khác nhau dùng dé nắn phân bó N/H,,. Việc sử dụng hàm nào tuỳ thuộc vào kinh nghiệm của từng tác giả, phụ thuộc vào đối tượng nghiên cứu cụ thé.
Akhter Hossain M. và ctv (2015) trong nghiên cứu về thành phần loài và tính
đa dạng của các loài thực vật ở rừng tự nhiên thuộc khu rừng phía Nam Chittagong
của Bangladesh, các tác giả đã cho kết luận: phân bố số cây theo cấp chiều cao có dạng đường cong hình chữ J đảo ngược, số loài và tỷ lệ phần trăm số cây ở các cấp chiều cao nhỏ nhất thì chiếm số lượng lớn nhất.
1.1.5. 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, dưới tán rừng, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy... Vai trò lịch sử của lớp cây con này là thay thé thế hệ cây gỗ già 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 quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tô thành
loài cây, câu trúc tuôi, chat lượng cây tái sinh và đặc diém phân bô. Việc nghiên
cứu phân bồ cây tai sinh cũng có nhiều công trình dé cập đến, đáng chú ý là công trình Richards (1952). Tác giả đã nghiên cứu tái sinh ở rừng mưa nhiệt đới. Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong các ô dạng bản, thế hệ cây tái sinh có tổ thành giống
hoặc khác biệt cây mẹ.
Van steenis. J (1965) đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng nhiệt đới đó là tai sinh phân tán - liên tục và tái sinh vệt. Hai đặc điểm này không chỉ thấy ở rừng nguyên sinh mà còn thấy cả ở rừng thứ sinh, một đối tượng rừng khá phô biến ở nhiều nước nhiệt đới.
Khi đề cập đến điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927), với ô đo đếm điều tra tái sinh có diện tích từ 1 - 4 m”. Do diện tích điều tra nhỏ nên việc đo đếm có nhiều thuận lợi nhưng số lượng ô phải đủ lớn và trải đều trên diện tích khu rừng mới phản ánh
trung thực tình hình tái sinh rừng.
Về điều tra tái sinh tự nhiên trong rừng nhiệt đới M. Loeschau (1977) đã đưa ra một số đề nghị như: để đánh giá một khu rừng có tái sinh đạt yêu cầu hay không phải áp dụng phương pháp điều tra ngẫu nhiên, trừ trường hợp đặc biệt có thé dựa vào những nhận xét tổng quan về mật độ tái sinh như nơi có lượng cây tái sinh rất lớn. Từ những tính toán về sai số cũng như về mặt tô chức thực hiện thì các 6 được chọn là những 6 vuông có diện tích 25 m’ dễ dàng xác lập bằng gậy tre. Các 6 do đếm được xác lập theo từng nhóm, mỗi nhóm gồm 4 6 bố trí liên tiếp theo kiểu phân bó hệ thống không đồng đều. Như vậy, các ô vừa đại diện đầy đủ toàn bộ khu vực điều tra, và những nhân tố điều tra vừa có dạng gan với phân bố chuẩn.
Tóm lại, kết quả của các công trình nghiên cứu về tái sinh rừng trên thế giới cho thay những hiểu biết các phương pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh tự nhiên ở một số nơi. Đặc biệt, sự vận dụng các hiểu biết về quy luật tái sinh dé xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý tài nguyên rừng bền vững.
1.1.6. Nghiên cứu đa dạng loài cây gỗ
Da dang thực vật được hiểu là trong một phạm vi nghiên cứu thi xuất hiện có bao nhiêu loài, số lượng loải càng nhiều thì tính đa dạng càng cao. Sự đa dạng về
loài trên thế giới được thể hiện bằng tổng số loài có mặt trên toàn cầu, trong các nhóm đơn vị phân loại. Dự đoán số lượng các loài sinh vật trên thế giới khoảng 5 đến 50 triệu loài, số loài được định danh đầy đủ tên kép latinh khoảng 1,5 triệu loài, trong đó có 2/3 số loài ở vùng nhiệt đới (May R.M., 1988). Đến năm 2009, trong cuốn “Số lượng loài đang sống ở Australia và trên thé giới” Chapman (2009) đã đưa ra số liệu thống kê, trên thế giới có gần 11 triệu loài. Đối với thực vật, căn cứ vào một số tài liệu và ngày càng có loài mới được phát hiện, dự đoán tổng số loài thực
vật hiện có khoảng 400.000 loài (Botanic Gardens Conservation International -
BGC)) (dẫn theo Phan Minh Xuân, 2019).
Nghiên cứu đa dạng thực vật và thảm thực vật trên thế giới đã được thực hiện khá lâu, trong đó một số công trình nghiên cứu có giá trị như: thực vật chí Hồng Kông (1861), thực vật chí Australia (1866), thực vật chí An Độ gồm 7 tập (1872 — 1897). Trên bán đảo Đông Dương có một số công trình nghiên cứu như:
thực vật chí Đông Dương 8 quyền (Lecomcete, 1905 — 1952); Lâm nghiệp Đông
Dương (Maurand, 1943); thảm thực vật Đông Dương với lượng mưa hàng năm
(Dop và Gaussen, 1931); nghiên cứu thảm thực vật trên cơ sở phân loại thổ nhưỡng và khí 14 hậu (Carton, 1940); Kiểu rừng thưa vùng Đông Nam Á (Champsoloix,
1959) (dẫn theo Thái Văn Trừng, 1999).
Trong cuốn “Định lượng đa dạng sinh học” (Magurran A.E., 2004), tác giả cho thấy rõ các vấn đề khi nghiên cứu đa dạng sinh học và định lượng các chỉ số đa
dang, mô tả sự đa dạng anpha (a) và béta (B), các phương pháp ước lượng độ giàu
có và các phân tích thống kê về đa dạng, hướng dẫn cách lựa chọn các chỉ số phù hợp khi nghiên cứu về lĩnh vực đa dạng sinh học.
1.2. Ở Việt Nam
1.2.1. Trạng thái rừng
Về phân loại trạng thái rừng trước đây, dựa trên hệ thống phân loại của Loetschau; Viện Điều tra, Quy hoạch rừng đã bô sung cho phù hợp (QPN 6-84) với đặc điểm rừng ở Việt Nam áp dụng hệ thống phân loại này vào việc phân loại trạng thái rừng dé phục vụ cho công tác điều tra, quy hoạch tài nguyên rừng.
Thái Văn Trừng (1978) dựa trên quan điểm sinh thái đã chia rừng nước ta thành 14 kiểu thảm thực vật. Đây là công trình tổng quát, đáp ứng được yêu cầu về quy luật sinh thái. Xuất phát từ tính đa dạng của rừng nhiệt đới, tác giả đã kết luận:
Không thê dùng quần hợp thực vật làm đơn vị phân loại cơ bản như các tác giả kinh điển đã sử dụng ở vùng ôn đới. Ông đề xuất dùng kiểu thảm thực vật làm đơn vị phân loại cơ bản và lấy hình thái, cấu trúc quan thé làm tiêu chuẩn phân loại.
Bảo Huy (1993) đã xác định trạng thái hiện tại của các lâm phần Bằng lăng ở Tây Nguyên theo hệ thống phân loại Losechau, đồng thời tác giả cũng xác định các loại hình xã hợp thực vật với các ưu hợp khác nhau thông qua trị số IV%.
Lê Sáu (1996), Trần Cam Tú (1998), Nguyễn Thành Mén (2005) khi phân
loại trạng thái rừng tự nhiên tại Kon Ha Nung - Tây Nguyên, Huong Sơn - Hà Tĩnh,
Phú Yên đã dựa trên hệ thong phân loại rừng của Loeschau (1960) đã được Viện Điều tra, Quy hoạch rừng Việt Nam bồ sung (QPN 6-84).
Đến năm 2009, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn đã ban hành Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT ngày 10 tháng 6 năm 2009 quy định tiêu chí xác định
phân loại rừng và phân chia rừng theo những tiêu chí khác nhau, theo đó khi căn cứ vào trữ lượng rừng, rừng tự nhiên được chia thành những loại sau: Trữ lượng dưới
10 m’/ha là rừng chưa có trữ lượng; 10 + 100 mÌ/ha là rừng nghèo; 101 + 200 mÌ/ha là rừng trung bình; 201 + 300 mỶ/ha là rừng giàu và trên 300 m’/ha là rừng rất giàu.
Hiện nay, nước ta đang áp dụng Thông tư số 33/2018/TT-BNNPTNT ngày 16 tháng 11 năm 2018 của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn về phân chia trạng thái rừng. Trong các tiêu chí phân chia rừng có điểm khác biệt so với Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT đó là: trữ lượng rừng dưới 10 m’/ha là rừng chưa có trữ lượng; 10 + 50 m”/ha là rừng nghèo kiệt; 50 + 100 m*/ha là rừng nghéo; 100 + 200 m*/ha là rừng trung bình và trên 200 m/ha là rừng giàu. Theo thông tu 33/2018/TT-BNNPTNT thì đối tượng nghiên cứu của đề tài là trạng thái rừng lá
rộng thường xanh nghẻo và rừng lá rộng thường xanh trung bình.
1.2.2. Cấu trúc tô thành
Cấu trúc tô thành thực chat là sự tham gia của các thành phan loài cây trong
quan thé rừng. Đây là nhân tố có ảnh hưởng quyết định đến cấu trúc sinh thái và hình thái của rừng. Tổ thành rừng là chỉ tiêu quan trong dùng dé đánh giá mức độ đa dạng thực vật, tính 6n định, tính bền vững của hệ sinh thái rừng. Rất nhiều công trình khoa học của nhiều tác giả đã tập trung vào các đặc điểm cấu trúc của các kiểu rừng tự nhiên nhằm phục vụ việc bảo ton, phat triển và kinh doanh lâu dài. Nghiên
cứu cau trúc rừng tự nhiên ở Việt Nam trên quan điểm hệ sinh thái, Thái Văn Trừng (1963, 1978, 1999) đã dựa trên số lượng và sinh khối nhóm các loài cây ưu thế trong rừng nhiệt đới âm của Việt Nam đề phân chia các ưu hợp và phức hợp. Các nghiên cứu cho thấy nhóm loài ưu thế trong các ưu hợp không quá 10 loài, số lượng cá thé của mỗi loài ưu thế chiếm khoảng 5% và số lượng các thé của 10 loài ưu thế chiếm khoảng 40-50% tổng số cá thể của các tầng lập quần trong quân thê trên đơn vị điện tích điều tra. Trường hợp độ ưu thế các loài cây không rõ ràng gọi là các
phức hợp.
Nguyễn Văn Trương (1983) trong rừng tự nhiên hỗn loài, chỉ tính loài cây gỗ từ trạng thái sào trở lên cũng có đến ba bốn chục loài trên một hecta, nhưng loài cây gỗ lớn có thé vươn tới chiều cao 30m chỉ có từ 10-20%.
Bảo Huy (1993), Đào Công Khanh (1996) khi nghiên cứu tô thành loài cây đối với rừng tự nhiên ở Dak Lắk và Hương Sơn — Hà Tĩnh đều xác định: Tỷ lệ tổ thành của các nhóm loài cây mục đích, nhóm loài cây hỗ trợ và nhóm loài cây phi mục đích một cách cụ thể, từ đó đề xuất biện pháp khai thác thích hợp cho từng đối tượng theo hướng điều chỉnh tô thành hợp ly.
Lê Sáu (1996), Trần Cẩm Tú (1999) khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên ở
Kon Hà Nùng - Tây Nguyên và Hương Sơn - Hà Tĩnh đã xác định danh mục các
loài cây cụ thé theo cấp tổ thành và các tác giả đều kết luận sự phân bó của số loài cây theo cấp tô thành tuân theo luật phân bố giảm.
Võ Đại Hải (2014) khi nghiên cứu cấu trúc tô thành tầng cây cao ở trạng thái rừng IIA tại khu vực rừng phòng hộ Yên lập, tỉnh Quảng Ninh cho thấy, tô thành loài ở tầng cây cao khá đa dạng với nhiều loài cây khác nhau, biến động từ 28 + 45 loài, trong đó có từ 4 + 7 loài tham gia vào công thức tô thành, các lâm
phan rừng tự nhiên trạng thái ITA tại khu vực nghiên cứu đều có hai tang tán.
Nguyễn Thị Thu Hiền (2014) khi nghiên cứu về đặc điểm cau trúc rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại Vườn Quốc gia Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh, từ dữ liệu trên 6 ô tiêu chuẩn định vị, tác giả đã xác định được 14 loài ưu thế tham gia vào công thức tổ thành.
Võ Hiền Tuân (2017) khi nghiên cứu cấu trúc tổ thành tầng cây cao của trạng thái IIA¡, IIA;, ITB tại khu vực miền Trung Việt Nam đã cho thấy trạng thái rừng
IIA, có 61 loài, trạng thái rừng IITA, có 96 loài va trạng thái rừng IIIB có 81 loài.
Số loài cây tham gia vào công thức tổ thành cả 3 trạng thái trên chỉ có 7 loài và chủ yếu là những cây ít có giá trị về mặt kinh tế nhưng lại có khả năng phòng hộ tốt.
Đỗ Hữu Huy (2020) khi nghiên cứu cấu trúc tổ thành tầng cây cao của trạng thái IITA), IHA;, IIB tại Vườn Quốc gia Vũ Quang, tinh Hà Tĩnh cho thấy, trang thái rừng IIIA, có số lượng loài biến động từ 49 đến 57 loài nhưng chỉ có 4 loài tham gia vào công thức tô thành, trạng thái rừng IITA, số lượng loài biến động từ 46 đến 47 loài nhưng số loài tham gia vào công thức tô thành chỉ có 6 - 7 loài và trạng thái IIIB số loài biến động từ 36 đến 40 loài nhưng số loài tham gia vào công thức tổ thành chỉ có từ 4 + 5 loài.
1.2.3. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D,3)
Ở nước ta, trong những thập kỷ trở lại đây, nghiên cứu quy luật phân bố số
cây theo cỡ đường kính mới được các nhà lâm sinh học quan tâm. Các công trình
tiêu biểu của các tác giả như sau:
Đồng Sĩ Hiền (1974) khi nghiên cứu đối tượng rừng tự nhiên hỗn loài đã đưa ra kết luận: Dạng tổng quát của phân bố N/D; ; là phân bố giảm, nhưng do quá trình khai thác chọn thô không theo quy tắc, nên đường thực nghiệm thường có dạng phân bố giảm, hình răng cưa. Với kiểu phân bố thực nghiệm như vậy, tác giả đã dùng hàm Meyer và họ đường cong Pearson để mô tả và nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cấp đường kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở cho việc lập biểu thể tích và biêu độ thon cây đứng cho rừng gỗ hỗn loài ở Việt Nam.
Nguyễn Hải Tuất (1982) đã sử dụng phân bố giảm, phân bố khoảng cach dé
11