MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Rừng là di sản của mỗi quốc gia, có ý nghĩa quan trọng trong đời sống
con người. Ngoài khả năng cung cấp gỗ, củi, dược liệu….rừng còn có vai trò
to lớn trong việc bảo vệ đất, nước, không khí tạo nên sự cân bằng sinh thái và
sự phát triển bền vững của sự sống trên trái đất.
Vai trò của rừng là rất to lớn, thế nhưng trong những năm vừa qua diện
tích rừng tự nhiên của chúng ta ngày càng giảm sút cả về số lượng và chất
lượng. Theo số liệu thống kê của Viện điều tra quy hoạch rừng, năm 1945
tổng diện tích rừng tự nhiên của nước ta là 14 triệu ha, tương đương với độ
che phủ là 43%, đến năm 1990 tổng diện tích rừng nước ta chỉ còn là 9,175
triệu ha, tương đương với độ che phủ là 27,2%. Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến
mất rừng là do chiến tranh, khai thác bừa bãi, đốt nương làm rẫy. Từ khi
Chính phủ có chỉ thị 286/TTg (năm 1996) cấm khai thác rừng tự nhiên, tốc độ
phục hồi rừng đã trở nên khả quan hơn. Năm 2012 tổng diện tích rừng nước ta
đã l3,5 triệu ha với độ che phủ là 39,7%, trong đó rừng tự nhiên chiếm 10,3
triệu ha và rừng trồng chiếm 3,2 triệu ha.
Để đạt được kết quả như trên, Chính phủ đã giao quyền sử dụng đất rừng
cho các tổ chức, các cá nhân và hộ gia đình trồng, chăm sóc và quản lý bảo
vệ. Qua đó, bước đầu tạo được sự chuyển biến theo hướng xã hội hoá nghề
rừng, làm cho rừng có chủ và người dân đã chủ động tham gia quản lý bảo vệ
phát triển rừng, góp phần tích cực trong việc làm tăng diện tích rừng, giảm
diện tích đất trống đồi trọc và rừng đã dần phục hồi trở lại.
Rừng tự nhiên của nước ta rất lớn, do đó việc nghiên cứu xây dựng cơ sở
khoa học cho công tác quản lý, bảo vệ, phục hồi và sử dụng hợp lý là rất cần
thiết, trong đó nghiên cứu cấu trúc thảm thực vật rừng là một khâu cơ bản
không thể thiếu. Đối với công tác phục hồi rừng tự nhiên, nghiên cứu cấu trúc
rừng cho phép đưa ra những quyết định quan trọng như: để rừng tái sinh tự
nhiên hay trồng bổ sung, nếu trồng bổ sung thì trồng loài gì, trồng với mật độ
1
nào, kích thước cây con là bao nhiêu và trồng bổ sung theo đám hay trồng đều
trên khắp diện tích?
Với đại đa số là đồng bào dân tộc chiếm 67,5% sống trên địa bàn huyện,
từ bao đời nay cuộc sống của họ gắn liền với rừng và đất rừng. Vì vậy nơi
đây, rừng đã bị phá hủy một cách nghiêm trọng dưới những tác động của con
người như: đốt nương làm rẫy, chăn thả gia súc, khai thác gỗ củi…. Kết quả
điều tra đã cho thấy, rừng nguyên sinh trên khu vực địa bàn huyện đã bị
phá huỷ hoàn toàn, thay vào đó là các trạng thái thảm thực vật thứ sinh
nhân tác: trảng cỏ, trảng cây bụi, rừng thứ sinh phục hồi tự nhiên và rừng
trồng nhân tạo. Vấn đề đặt ra là phải làm gì để xúc tiến phục hồi thảm
thực vật rừng tự nhiên trên địa bàn nghiên cứu.
Việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tái sinh tự nhiên
của một số trạng thái thảm thực vật, đề xuất biện pháp kỹ thuật nhằm phục
hồi rừng ở huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La” là phù hợp với thực tiễn.
2. Mục đích nghiên cứu
Góp phần nghiên cứu quá trình tái sinh tự nhiên làm cơ sở khoa học cho
việc đề xuất giải pháp lâm sinh thúc đẩy nhanh quá trình diễn thế và nâng cao
chất lượng của rừng phục hồi.
3. Mục tiêu đề tài
* Về lý luận
Bổ sung những hiểu biết về đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của các
trạng thái thảm thực vật phục hồi tự nhiên làm cơ sở khoa học cho việc nghiên
cứu về tái sinh diễn thế và đa dạng sinh học. Từ đó đề xuất các biện pháp tác động
thích hợp nhằm từng bước đưa rừng về trạng thái có cấu trúc hợp lý, ổn định hơn.
* Về thực tiễn
Trên cơ sở các quy luật cấu trúc rừng đã phát hiện, từ đó đề xuất các biện
pháp lâm sinh hợp lý nhằm phục hồi rừng, phục vụ cho công tác bảo tồn tài
nguyên đa dạng sinh học tại huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La.
2
4. Đối tượng nghiên cứu
Đề tài chọn các đối tượng là các trạng thái thảm thực vật rừng thuộc khu
rừng tái sinh tự nhiên, cụ thể tập trung vào các đối tượng Trạng thái Ic, Trạng
thái rừng IIa và trạng thái rừng IIb.
5. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
- Địa điểm: Huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn La
- Thời gian: Đề tài được tiến hành từ ngày 15 tháng 02 năm 2012 đến
ngày 31 tháng 05 năm 2013.
6. Ý nghĩa của đề tài
Kết quả nghiên cứu là tư liệu quan trọng để tham khảo trong quá trình
phục hồi rừng tại địa điểm nghiên cứu là khuyến nghị giúp cho người dân địa
phương có những giải pháp phát triển rừng phục hồi một cách tốt nhất.
Thông qua nghiên cứu giúp cho tác giả có được phương pháp tổng hợp
tài liệu, hệ thống hóa những kiến thức đã được học.
Đánh giá thực trạng các đặc điểm cấu trúc của một số trạng thái thảm
thực vật phục hồi tự nhiên tại huyện làm cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp
xúc tiến quá trình phục hồi nhằm nâng cao chất lượng rừng và các quá trình
diễn ra trong hệ sinh thái rừng tự nhiên.
3
Chương 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
1.1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu
- Phục hồi rừng: Phục hồi rừng được hiểu là quá trình tái tạo lại rừng
trên những diện tích đã bị mất rừng. Theo quan điểm sinh thái học thì phục
hồi rừng là một quá trình tái tạo lại một hệ sinh thái mà trong đó cây gỗ là
yếu tố cấu thành chủ yếu. Đó là một quá trình sinh địa phức tạp gồm nhiều
giai đoạn và kết thúc bằng sự xuất hiện một thảm thực vật cây gỗ bắt đầu
khép tán [1], [2]. Để tái tạo lại rừng người ta có thể sử dụng các giải pháp
khác nhau tuỳ theo mức độ tác động của con người là: phục hồi nhân tạo
(trồng rừng); phục hồi tự nhiên và phục hồi tự nhiên có tác động của con
người (xúc tiến tái sinh).
- Loài ưu thế: là một loài hoặc các nhóm có ảnh hưởng xác định lên
quần xã, quyết định số lượng, kích thước, năng suất và các thông số của
chúng. Loài ưu thế tích cực tham gia vào sự điều chỉnh, vào quá trình trao đổi
vật chất và năng lượng giữa quần xã với môi trường xung quanh. Chính vì
vậy, nó có ảnh hưởng đến môi trường, từ đó ảnh hưởng đến các loài khác
trong quần xã [3].
1.1.2. Nghiên cứu ngoài nước
Tái sinh rừng, phục hồi rừng là một trong những nội dung quan trọng
nhất của ngành lâm nghiệp. Lịch sử nghiên cứu tái sinh rừng trên thế giới đã
trải qua hàng trăm năm nhưng với rừng nhiệt đới vấn đề này được tiến hành
chủ yếu từ những năm 30 của thế kỷ trước trở lại đây. Nghiên cứu về tái sinh
rừng là những nghiên cứu rất quan trọng làm cơ sở cho các biện pháp kỹ thuật
lâm sinh xây dựng và phát triển rừng. Tái sinh rừng là một quá trình sinh học
mang tính đặc thù của hệ sinh thái, nó đảm bảo cho nguồn tài nguyên có khả
4
năng tái sản xuất mở rộng nếu con người nắm bắt được quy luật tái sinh và
điều khiển nó phục vụ cho kinh doanh rừng. Vì vậy, tái sinh rừng trở thành
vấn đề then chốt trong việc xác định các phương thức kinh doanh rừng. Kết
quả nghiên cứu của các công trình nghiên cứu về tái sinh rừng tự nhiên trên
thế giới rất nhiều, chúng tôi nêu một số nghiên cứu và được tóm tắt như sau:
- Nghiên cứu về đặc điểm tái sinh: Tái sinh (Regeneration) là một thuật
ngữ chỉ khả năng tự tái tạo, hay sự hồi sinh từ mức độ tế bào đến một quần lạc
sinh vật trong tự nhiên, các tác giả như Jordan, Peter và Allan (1998) sử dụng
thuật ngữ này để diễn tả sự lặp lại của quần xã sinh vật giống như nó đã xuất
hiện trong tự nhiên. Tái sinh rừng (Forestry regeneration) cũng để mô tả sự tái
tạo của lớp cây con dưới tán rừng.
Về đặc điểm tái sinh, theo Van Steenis (1956), đối với rừng nhiệt đới có
hai đặc điểm tái sinh phổ biến là tái sinh phân tán liên tục và tái sinh vệt (tái sinh
lỗ trống). Hai đặc điểm này không chỉ thấy ở rừng nguyên sinh mà còn thấy ở cả
rừng thứ sinh - một đối tượng rừng khá phổ biến ở nhiều nước nhiệt đới [35].
Theo Aubréville (1938), nghiên cứu tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới
Châu Phi, ông cho rằng “Cây con của loài cây ưu thế trong rừng mưa có thể
cực hiếm”. Tổ thành loài cây mẹ ở tầng trên và tổ thành loài cây tái sinh ở
tầng dưới thường khác nhau rất nhiều. Trong khi đó nghiên cứu của David
(2003), Ri Sa (1993), Bead (1964) và RôLê (1969) ở rừng nhiệt đới Nam Mỹ
nhận định sự xuất hiện hiện tượng tái sinh tại chỗ và liên tục của các loài cây
và tổ thành loài cây có thể giữ nguyên không đổi trong một thời gian dài. Sự
khác nhau của hai tác giả này có thể lý giải: nơi tác giả quan sát, khi đó rừng
chưa đạt tới giai đoạn ổn định, tổ thành loài cây chưa ổn định về thành phần
loài và ngược lại [32].
Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả của tái sinh rừng
được xác định bởi mật độ, tổ thành loài, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc
điểm phân bố. Sự tương đồng hay khác biệt giữa lớp cây con và tầng cây gỗ
được nhiều nhà khoa học quan tâm như Mibbre-ad (1930), Richards (1952),
Baur G.N (1964) [28], [30].
5
Theo Van Steenis (1956) thì đặc điểm tái sinh là “tái sinh phân tán, liên
tục”, vì rừng mưa nhiệt đới có tổ thành loài cây phức tạp, khác tuổi nên thời
kỳ tái sinh của quần thể diễn ra quanh năm [35].
- Nghiên cứu về nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh: Các nhân tố ảnh
hưởng đến tái sinh được phân tích và chia thành hai nhóm:
∗ Nhóm nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến tái sinh và phục hồi rừng không
có sự can thiệp của con người.
Theo Aubréville [30], trong các nhóm yếu tố sinh thái phát sinh quần thể
thực vật, nhóm yếu tố khí hậu - thủy văn là nhóm yếu tố chủ đạo, quyết định
hình thái và cấu trúc của các kiểu thảm thực vật. Nhóm khí hậu - thủy văn
gồm các yếu tố quan trọng nhất là nhiệt độ, ánh sáng, lượng mưa, độ ẩm, chế
độ gió,…
Nhà lâm học người Đức cho rằng;“ánh sáng là chiếc đòn bẩy mà nhà
lâm học dùng để điều khiển sự sống của rừng theo hướng có lợi về kinh tế”.
Độ khép tán của quần thụ ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và sức sống
của cây con. Andel.S (1981) chứng minh độ đầy tối ưu cho sự phát triển bình
thường của cây gỗ là 0,6 - 0,7. V.G.Karpov (1969) còn khẳng định “độ khép
tán của quần thụ ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và sức sống của cây con”.
Ngoài những nhân tố sinh thái, thì trong tái sinh rừng, các nhân tố như : Thảm
tươi, cây bụi, động vật ăn hạt cũng có ảnh hưởng rõ rệt đến tái sinh tự nhiên
(Xannikov (1976), Vipper (1973), Mishra và Sharma (1994).
Khi nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái đến tái
sinh tự nhiên. Trong đó nhân tố ánh sáng (thông qua độ tàn che của rừng), độ
ẩm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi được đề cập thường xuyên.
Baur G.N cho rằng, trong rừng nhiệt đới sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến
phát triển của cây con còn đối với sự nảy mầm, ảnh hưởng này thường không
rõ ràng [26].
∗ Nhóm nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến tái sinh và phục hồi rừng có sự
can thiệp của con người. Các nhà lâm học như: Gorxenhin (1972, 1976);
Bêlốp (1982) đã xây dựng thành công nhiều phương thức tái sinh và phục hồi
6
rừng nghèo kiệt; đáng chú ý là một số công trình nghiên cứu của Maslacop
E.L (1981) về "phục hồi rừng trên các khu khai thác", Mêlêkhốp I.C (1966)
về "ảnh hưởng của cháy rừng tới quá trình tái sinh phục hồi rừng",
Pabedinxkion (1966) 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 đã bị tác động ở vùng nhiệt đới. 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. Tuy nhiên, hạn chế của chúng là không thể áp
dụng trên quy mô rộng, bởi các yêu cầu về nhân công và các nguồn lực khác
trong quá trình thực hiện.
- Nghiên cứu về điều tra, đánh giá tái sinh tự nhiên: Có nhiều phương
pháp khác nhau để xác định mật độ cây tái sinh như: ô dạng bản theo hệ thống
với diện tích ô đo đếm điều tra tái sinh từ 1 đến 5 m
2
. Do diện tích ô nhỏ nên
việc đo đếm gặp 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.
Richards P.W (1952) đã tổng kết việc nghiên cứu tái sinh trên các ô dạng
bản và phân bố tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới. Để giảm sai số trong khi
thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1955) đã đề nghị một phương pháp "điều
tra chẩn đoán" mà theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai
đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau. Richards P.W
(1952) và Barnard (1974) tổng kết các kết quả nghiên cứu về tái sinh tự nhiên
đã nhận xét: Trong các ô kích thước nhỏ có phân bố dạng cụm, một số ít phân
bố Poison [28], [34], [36].
Ở Châu Phi trên cơ sở các dữ liệu thu thập Taylor (1954), Barnard
(1955) xác định cây tái sinh trong rừng nhiệt đới thiếu hụt cần thiết phải bổ
sung bằng trồng rừng nhân tạo, ngược lại một số tác giả nghiên cứu tái sinh tự
nhiên rừng nhiệt đới châu Á như Bara (1954), Budowski (1956), có nhận
định, dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ lượng cây tái sinh có giá trị
kinh tế, nên việc đề xuất các biện pháp lâm sinh để bảo vệ lớp cây tái sinh
7
dưới tán rừng là rất cần thiết. Nhờ những nghiên cứu này nhiều biện pháp tác
động vào lớp cây tái sinh đã được xây dựng và đem lại hiệu quả đáng kể
(Nguyễn Duy Chuyên, 1995) [4].
- Phương thức lâm sinh liên quan đến tái sinh phục hồi rừng: Vấn đề
tái sinh rừng nhiệt đới được thảo luận nhiều nhất là hiệu quả của các phương
thức xử lý lâm sinh liên quan đến tái sinh của các loài cây mục đích ở các
kiểu rừng. Từ kết quả nghiên cứu kiểu tái sinh các nhà lâm sinh học đã xây
dựng thành công nhiều phương thức chặt tái sinh như: Công trình của Bernard
(1954, 1959), Wyatt Smith (1961, 1963) với phương thức kinh doanh rừng
đều tuổi ở Mã Lai; Nicholson (1958) ở Bắc Borneo; Taylor (1954), Jones
(1960) phương thức chặt dần tái sinh dưới tán ở Nijêria và Gana; Barnarji
(1959) với phương thức chặt dần nâng cao vòm lá ở Andamann; Donis và
Maudouz (1951, 1954) với phương thức đồng nhất hóa tầng trên ở Java [36].
Các phương thức lâm sinh cho phục hồi và phát triển rừng tự nhiên có
hai dạng chính: (i) 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. Ngoài ra còn có thể sử dụng phương thức chặt chọn từng cây hay từng
đám, phương thức cải thiện quần thể và chặt nuôi dưỡng rừng tự nhiên để dẫn
dắt rừng có cấu trúc gần với cấu trúc của rừng tự nhiên nguyên sinh. (ii)- Tác
động rừng theo hướng đều tuổi, có một hoặc một số loài cây bằng phương
thức chủ yếu là cải biến tổ thành rừng tự nhiên, tạo lập rừng đều tuổi bằng tái
sinh tự nhiên đều tuổi, như các phương thức chặt dần tái sinh dưới tán rừng
nhiệt đới ; phương thức cải tạo rừng bằng chặt trắng trồng lại; phương thức
trồng rừng kết hợp với nông nghiệp (Taungya).
- Những tồn tại trong nghiên cứu: Nghiên cứu ở các nước trên thế giới
cho thấy, vì còn thiếu những nghiên cứu cụ thể về tái sinh cho từng trạng thái
thực vật khác nhau, ở vị trí địa lý khác nhau mà những biện pháp kỹ thuật lâm
sinh thường không được áp dụng hoặc được áp dụng một cách hình thức và
không đạt được hiệu quả như mong muốn. Bên cạnh đó, các yếu tố về kinh tế
8
- xã hội nhạy cảm nhất với các giải pháp phục hồi rừng thường liên quan đến
chính sách về quyền sở hữu và sử dụng rừng, chia sẻ lợi ích từ rừng, thuế tài
nguyên, sự tham gia của cộng đồng trong quản lý rừng, vì vậy, trong một số
trường hợp, người ta đã coi trọng những giải pháp kinh tế - xã hội hơn là các
nghiên cứu về đặc điểm tự nhiên của thực vật
1.1.3. Nghiên cứu trong nước
Ở Việt Nam, tái sinh rừng đã đươc quan tâm nghiên cứu từ những thập
kỷ 60 của thế kỷ trước. Kết quả của các công trình nghiên cứu có thể tóm tắt
như sau:
- Nghiên cứu về đặc điểm tái sinh rừng
Các kết quả nghiên cứu được Nguyễn Vạn Thường (1991) tổng kết về
tình hình tái sinh tự nhiên của một số khu rừng ở miền Bắc Việt Nam; hiện
tượng tái sinh dưới tán rừng của một số loài cây gỗ đã tiếp diễn liên tục,
không mang tính chu kỳ, sự phân bố số cây tái sinh không đều tuổi, số cây mạ
có chiều cao < 20 cm chiếm ưu thế rõ rệt so với lớp cây ở cấp kích thước khác
nhau. Những loại cây gỗ mềm, ưa sáng mọc nhanh có khuynh hướng phát
triển mạnh và chiếm ưu thế trong lớp cây tái sinh. Những loại cây gỗ cứng,
sinh trưởng chậm chiếm tỷ lệ thấp và phân bố tản mạn [19].
Nguyễn Văn Trương (1983) đã nghiên cứu mối quan hệ giữa lớp cây tái
sinh với tầng cây gỗ và quy luật đào thải tự nhiên dưới tán rừng. Ông nhận
xét: 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 rõ ràng là số lượng
lớp cây dưới phải nhiều hơn lớp cây kế tiếp nó ở phía trên. Điều kiện này
không thực hiện được trong rừng tự nhiên ổn định mà chỉ có trong rừng chuẩn
có hiện tượng tái sinh liên tục đã được sự điều tiết khéo léo của con người
[23].
Vũ Tiến Hinh (1991), nghiên cứu đặc điểm quá trình tái sinh của rừng tự
nhiên ở Hữu Lũng (Lạng Sơn) và vùng Ba Chẽ (Quảng Ninh) đã nhận xét: hệ
số tổ thành tính theo % số cây của tầng tái sinh và tầng cây cao có liên hệ chặt
9
chẽ. Đa phần các loài có hệ số tổ thành tầng cây cao càng lớn thì hệ số tổ
thành tầng tái sinh cũng vậy [6], [7].
Lê Đồng Tấn - Đỗ Hữu Thư (1995) nghiên cứu thảm thực vật tái sinh
trên đất sau nương rẫy tại Sơn La qua 3 giai đoạn phát triển: giai đoạn I (tuổi
từ 4 đến 5), giai đoạn II (tuổi 9 đến 10), giai đoạn III (tuổi 14 đến 15) và nhận
xét: Trong 15 năm đầu, thảm thực vật tái sinh trên đất sau nương rẫy có số
lượng loài đều tăng lên qua các giai đoạn phát triển. Sau 3 giai đoạn phát triển
thảm thực vật tái sinh trên đất sau nương rẫy thể hiện một quá trình thay thế
tổ thành rất rõ ràng, lượng tăng trưởng của thảm thực vật không cao [14].
Căn cứ vào nguồn giống, người ta phân chia ra 3 mức độ tái sinh: (i) tái
sinh nhân tạo, (ii) tái sinh bán nhân tạo (xúc tiến TSTN), (iii) tái sinh tự
nhiên. Theo Phùng Ngọc Lan (1986), biểu hiện đặc trưng của tái sinh rừng là
sự xuất hiện một thế hệ cây của những loài cây ở những nơi còn hoàn cảnh
rừng, còn Trần Xuân Thiệp (1995) cho rằng, nếu thành phần cây tái sinh
giống như thành phần cây đứng thì đó là quá trình thay thế một thế hệ cây này
bằng thế hệ cây khác [8], [21].
Như vậy, đặc điểm cơ bản của quá trình này là lớp cây con đều có nguồn
gốc từ hạt và chồi sẵn có, kể cả trong trường hợp tái sinh nhân tạo.
- Nghiên cứu về nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh:
Theo Thái Văn Trừng (1978) đã xây dựng quan niệm “Sinh thái phát
sinh quần thể ” trong thảm thực vật rừng nhiệt đới và vận dụng để xây dựng
biểu phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam. Theo tác giả một công trình
nghiên cứu về thảm thực vật mà không đề cập đến hoàn cảnh thì đó là một
công trình hình thức, không có lợi ích thực tiễn. Trong các nhân tố sinh thái
thì ánh sáng là nhân tố quan trọng khống chế và điều khiển quá trình TSTN cả
ở rừng nguyên sinh và rừng thứ sinh [22].
Nếu các điều kiện khác của môi trường như đất rừng, nhiệt độ, độ ẩm
dưới tán rừng chưa thay đổi thì tổ hợp các loài cây tái sinh không có những
biến đổi lớn và cũng không diễn thế một cách tuần hoàn trong không gian và
10
theo thời gian mà diễn thế theo những phương thức tái sinh có qui luật nhân
quả giữa sinh vật và môi trường.
Một số tác giả trong nước đã nghiên cứu về mối quan hệ giữa địa hình và
khả năng tái sinh tự nhiên của thực vật: Ngô Quang Đê, Lê Văn Toán, Phạm
Xuân Hoàn (1994) nghiên cứu mật độ cá thể và số lượng loài cây phục hồi
sau nương rẫy bỏ hóa tại Con Cuông - Nghệ An; Lâm Phúc Cố (1996) nghiên
cứu ở Púng Luông - Yên Bái; Phùng Tửu Bôi - Trần Xuân Thiệp (1997) nghiên
cứu ở vùng Bắc Trung Bộ [5].
Mặt khác, theo Thái Văn Trừng một kiểu thảm thực vật có xuất hiện hay
không trước hết phụ thuộc vào khu hệ thực vật ở đó và điều kiện khí hậu thổ
nhưỡng thích hợp. Việc tái sinh phục hồi lại rừng trên đất chưa có rừng ngoài
việc bị chi phối bởi khu hệ thực vật thì nó còn chịu ảnh hưởng bởi khoảng
cách từ nơi đó đến các khu rừng lân cận. Thực vật có khả năng tự phát tán để
gieo giống hoặc gieo giống nhờ gió, nhờ nước, nhờ động vật. Tuy vậy, phạm
vi phát tán để gieo giống của bất kỳ cách thức nào cũng không phải là vô hạn,
nên khoảng cách càng xa thì khả năng tái sinh của thực vật càng kém vì càng
xa thì mật độ hạt giống đưa đến càng thấp [22].
Trần Ngũ Phương (1970), khi nghiên cứu về kiểu rừng nhiệt đới mưa
mùa lá rộng thường xanh đã có nhận xét: “Rừng tự nhiên dưới tác động của
con người khai thác hoặc làm nương rẫy, lặp đi lặp lại nhiều lần thì kết quả
cuối cùng là sự hình thành đất trống, đồi núi trọc. Nếu chúng ta để thảm thực
vật hoang dã tự nó phát triển lại thì sau một thời gian dài trảng cây bụi, trảng
cỏ sẽ chuyển dần lên những dạng thực bì cao hơn thông qua quá trình tái sinh
tự nhiên và cuối cùng rừng khí hậu sẽ có thể phục hồi dưới dạng gần giống
rừng khí hậu ban đầu” [12].
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
11
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” [13].
Tìm hiểu đặc điểm quá trình tái sinh, diễn thế tự nhiên của thảm thực
vật cây gỗ trên đất bỏ hoá sau canh tác nương rẫy ở Bắc Kạn. Tác giả Phạm
Ngọc Thường (2003) cho rằng: Tổ thành cây gỗ phụ thuộc vào mức độ thoái
hoá đất. Phân bố số cây tái sinh theo cấp chiều cao có dạng một đỉnh, từ giai
đoạn II (3 - 6 năm), đến giai đoạn V (12 - 15 năm) được mô tả bởi phân bố
Weibull. Phân bố số cây theo mặt phẳng ngang dưới 7 năm là phân bố cụm, từ
7 - 15 năm là phân bố ngẫu nhiên và có xu hướng tiến dần đến phân bố đều.
Mật độ tái sinh giảm dần theo thời gian phục hồi. Từ kết quả trên tác giả cho
biết nếu sau nương rẫy thảm thực vật tái sinh không bị phá hoại thì rừng thứ
sinh được phục hồi thông qua con đường tái sinh tự nhiên là thuận lợi. Tuy
nhiên, do tổ thành loài đơn giản nên trong điều kiện cho phép cần xúc tiến tái
sinh tự nhiên bằng biện pháp tra dặm hạt giống, phát dây leo bụi dậm, kết hợp
trồng bổ sung cây có giá trị kinh tế để nâng cao năng suất chất lượng rừng [18].
- Nghiên cứu về điều tra, đánh giá tái sinh tự nhiên
Từ năm 1962 - 1967 Cục điều tra quy hoạch rừng (nay là Viện Điều tra
quy hoạch rừng) đã điều tra tái sinh tự nhiên trên một số vùng thuộc tỉnh
Quảng Bình, Hà Tĩnh, Nghệ An, Yên Bái và Quảng Ninh với sự tư vấn của
chuyên gia Hà Cự Trung - Trung Quốc. Phương pháp tiến hành là điều tra
khu tiêu chuẩn điển hình của các trạng thái rừng, trên cơ sở sử dụng ô điều tra
2.000m
2
diện tích đo đếm tái sinh 100 - 125 m
2
kết hợp với điều tra theo
tuyến. Dựa vào các tài liệu đã thu thập ngoài rừng, các tác giả tiến hành phân
tích, tính toán những chỉ tiêu cây đứng và cây tái sinh, phân chia các loại hình
thực vật rừng và dựa trên cơ sở đó nhận xét thực trạng rừng, đánh giá tình
hình TSTN và đề xuất biện pháp kinh doanh [3].
Lê Đồng Tấn (1993-1999), nghiên cứu quá trình phục hồi tự nhiên một
số quần xã thực vật sau nương rẫy tại Sơn La theo phương pháp kết hợp điều
12
tra ô tiêu chuẩn 400m
2
cho các đối tượng là thảm thực vật phục hồi sau nương
rẫy và theo dõi ô định vị 2000m
2
. Tác giả kết luận: mật độ cây tái sinh giảm
dần từ chân đồi lên đỉnh đồi. Tổ hợp loài 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 loài trong
tổ hợp đó [15].
Đỗ Thị Ngọc Lệ (2009), thử nghiệm một số phương pháp điều tra tái
sinh rừng tự nhiên. Kết quả nghiên cứu cho thấy, các phương pháp điều tra tái
sinh khác nhau sẽ thu được những số liệu biểu thị tái sinh khác nhau về tổ
thành, mật độ, nguồn gốc, chất lượng và hình thái phân bố cây 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 ô tiêu chuẩn có diện tích 1000m
2
, tác
giả đã lựa chọn được hai phương pháp phù hợp là phương pháp điều tra 5 ô
dạng bản với diện tích mỗi ô là 25m
2
(5x5m) và phương pháp điều tra theo
dải để điều tra tái sinh rừng tự nhiên [9].
- Nghiên cứu về giải pháp về tái sinh phục hồi rừng
Các nghiên cứu liên quan đến phục hồi rừng tự nhiên ở Việt Nam đã
được bắt đầu từ những năm 1960, các đề tài nghiên cứu về phân loại rừng,
nghiên cứu cấu trúc, động thái, các kỹ thuật khai thác bảo đảm tái sinh, kỹ
thuật làm giàu rừng, với các hệ sinh thái rừng đặc trưng của Việt Nam. Trong
giai đoạn 1991- 2000, các nghiên cứu về rừng tự nhiên hầu như bị gián đoạn
để tập trung cho nghiên cứu trồng rừng, bắt đầu từ năm 2001 trở lại đây, các
nghiên cứu về rừng tự nhiên mới được khởi động trở lại.
Trong một công trình nghiên cứu về cấu trúc, tăng trưởng trữ lượng và tái
sinh tự nhiên rừng thường xanh lá rộng hỗn loài ở ba vùng kinh tế (sông Hiếu,
Yên Bái và Lạng Sơn), Nguyễn Duy Chuyên (1988) đã khái quát đặc điểm phân
bố của nhiều loài cây có giá trị kinh doanh và biểu diễn bằng các hàm lý thuyết.
Từ đó làm cơ sở định hướng các giai pháp lâm sinh cho các vùng sản xuất nguyên
liệu. Tiếp theo, sự ra đời của thuật ngữ phục hồi rừng bằng “khoanh nuôi xúc tiến
tái sinh” những năm 1990 được coi như một bước tiến vượt bậc về mặt khoa học
trong phục hồi rừng khi hàng loạt công trình nghiên cứu về lĩnh vực này được
triển khai và tập trung theo hai hướng chủ yếu [25]:
13
∗ Tập trung nghiên cứu các vấn đề cơ bản của quá trình phục hồi rừng tự
nhiên. Điển hình trong số đó là các đề tài của Viện Sinh thái và tài nguyên
sinh vật, (1992, 1994), Trường Đại học Lâm nghiệp (1993), Đỗ Hữu Thư
cùng các cộng sự (1994), Viện Điều tra quy hoạch rừng (1991-1995) [3], [7],
[14].
∗ Tập trung nghiên cứu triển khai bao gồm việc phân loại đối tượng, đề
xuất các biện pháp cũng như các quy trình kỹ thuật nhằm phục hồi rừng bằng
khoanh nuôi; điển hình trong số đó là hai đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước
thuộc Chương trình lâm nghiệp tổng hợp, mã số 04.01, giai đoạn 1986-1990
và Chương trình khôi phục và phát triển rừng, giai đoạn 1991-1995. Một số
nghiên cứu điển hình khác của Trung tâm Khoa học sản xuất lâm nghiệp Tây
Bắc (1992), Trần Đình Đại (1990), Trần Đình Lý (1995), Viện ĐTQHR
(1998), Phạm Ngọc Thường (2001-2003), v.v [10], [17], [18].
Kết quả nghiên cứu của các đề tài trên không chỉ là tiền đề cho các hoạt
động khoanh nuôi phục hồi rừng mà còn đặt nền móng cho sự ra đời của các
quy phạm về phục hồi rừng đã được Nhà nước ban hành trong những năm
1990, bao gồm quy phạm "Các giải pháp kỹ thuật lâm sinh áp dụng cho rừng
sản xuất gỗ và tre nứa" (QPN 14 - 92) và "Phục hồi rừng bằng khoanh nuôi
xúc tiến tái sinh tự nhiên kết hợp trồng bổ sung" (QPN 21 - 98) [1], [2].
Nhận xét và đánh giá chung
Tóm lại, các công trình nghiên cứu về tái sinh rừng trên đây đã làm sáng tỏ
phần nào cho chúng ta để hiểu biết về đặc điểm tái sinh rừng, các nhân tố ảnh
hưởng đến tái sinh rừng, các phương pháp điều tra đánh giá tái sinh rừng Tuy
nhiên các nghiên cứu về đặc điểm tái sinh ở khu vực miền núi phía Bắc còn ít ỏi
và tản mạn, hạn chế này gây khó khăn cho thực tiễn sản xuất, cụ thể là: (I) chưa
tìm ra đặc điểm, quy luật tái sinh và đặc trưng riêng của từng vùng miền, (II) chưa
có các giải pháp đồng bộ và hiệu quả mong muốn cho từng đối tượng cụ thể, (III)
còn nhầm lẫn trong đối tượng phục hồi rừng
Xuất phát từ những tồn tại nêu trên, việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu
đặc điểm cấu trúc tái sinh tự nhiên của một số trạng thái thảm thực vật, đề
xuất biện pháp kỹ thuật nhằm phục hồi rừng tại huyện Mai Sơn, tỉnh Sơn
La” là cần thiết, góp phần nâng cao nhận thức trong công tác phục hồi và phát
triển các hệ sinh thái tự nhiên.
14
1.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu
1.2.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu
1.2.1.1. Vị trí địa lý
Mai Sơn là một trong những huyện miền núi của tỉnh Sơn La, nằm ở
trung tâm của tỉnh Sơn La với toạ độ từ 20
o
52'30'' đến 21
o
20'50'' vĩ độ Bắc;
từ 103
o
41'30'' đến 104
o
16' kinh độ Đông. Có vị trí địa lý như sau:
- Phía Đông giáp huyện Bắc Yên, Yên Châu và huyện Mường La.
- Phía Tây giáp huyện Thuận Châu và Sông Mã.
- Phía Nam giáp tỉnh Hủa Phăn (Lào).
- Phía Bắc giáp thị xã Sơn La.
Với tổng diện tích tự nhiên 143.247 km
2
, bao gồm 22 đơn vị hành chính
(21 xã và 1 thị trấn) với tổng số 547 bản, tiểu khu.
1.2.1.2. Địa hình
Địa hình huyện 3/4 diện tích nằm trên cao nguyên Nà Sản, núi đá xen lẫn
đồi, thung lũng, lòng chảo và cao nguyên. Độ cao trung bình so với mực nước
biển từ 700 - 2800m. Với 2 hệ thống núi chính là dãy núi Đông chính chạy
dọc theo hướng Tây Bắc - Đông Nam và chạy dọc theo hướng Tây Bắc - Tây
Nam có độ cao 1200 - 1500 m, tạo ra nhiều tiểu vùng có các ưu thế khác nhau
cho phép phát triển kinh tế đa dạng.
Do đặc điểm kiến tạo địa chất với các vết đứt gãy, điển hình, đã tạo cho
Mai Sơn nhiều dạng địa hình đặc trưng vùng núi, có địa thế hiểm trở, cát cứ,
nhiều đỉnh cao xen kẽ các hẻm sâu, mức độ chia cắt sâu và mạnh.
1.2.1.3. Khí hậu, thuỷ văn
Khí hậu Mai Sơn mang đặc điểm chung của vùng Tây Bắc (nhiệt đới gió
mùa) nóng ẩm, mưu nhiều và chia làm 2 mùa rõ rệt.
Mùa mưa: bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 10 hàng năm, mùa khô từ tháng
11 đến tháng 3 năm sau. Lượng mưa bình quân hằng năm 1263,6 mm.
Nhiệt độ không khí cao nhất: 38
o
C; trung bình là 21,9
o
C; thấp nhất là
0,5
o
C. Độ ẩm không khí trung bình là 80%; thấp nhất đạt 23,5%.Tổng số giờ
nắng trung bình hằng năm là 2049,6 giờ.
15
1.2.1.4. Đất đai: Gồm có 3 nhóm đất chính bao gồm:
- Nhóm đất đỏ vàng: 138.364 ha, chiếm 96,88%.
- Nhóm đất đá vôi: 957ha, chiếm 0,67%.
- Nhóm đất đỏ vàng biến đổi do trồng lúa: 1.642 ha, chiếm 1,15%.
- Còn lại là các nhóm khác: 1858 ha, chiếm 1,3%.
Phần lớn đất đai trên địa bàn huyện có độ dốc lớn, có tới 85% diện tích
đất có độ dốc trên 25
0
và gần 10% có độ dốc dưới 15
0
. Có cao nguyên Nà Sản
và nhiều cánh đồng có diện tích khá rộng và tương đối bằng phẳng.
* Tài nguyên nước: Được cung cấp bằng hệ thống suối chính, bao gồm
các suối (Nậm Quét, Nặm Lẹ, Nặm Pàn và một số suối khác), ngoài ra có một
lượng lớn các ao, hồ. Nguồn nước ngầm phân bố không đồng đều, mực nước
thấp, khai thác khó khăn và tồn tại dưới hai dạng: Nước ngầm Kaster và nước
ngầm chứa trong các kẽ nứt của đá.
* Tài nguyên rừng: Diện tích đất lâm nghiệp là 62.836,77 ha chiếm
43,87% tổng diện tích tự nhiên, trong đó diện tích rừng hiện có tính đến
31/12/2012 là 56.460 ha, trong đó có 40.000 ha rừng tự nhiên phân bố tại một
số xã vùng cao biên giới với tỷ lệ che phủ từ 43,5% năm 2010 tăng lên 48,5%
năm 2012. Nơi đây còn lưu giữ nhiều nguồn gen động, thực vật quý hiếm, có
ý nghĩa về kinh tế, khoa học và môi trường sinh thái.
1.2.2.Tình hình kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu
1.2.2.1. Tình hình kinh tế
Cơ cấu kinh tế chuyển dịch tích cực theo hướng giảm tỷ trọng Nông -
Lâm nghiệp, tăng tỷ trọng công nghiệp - xây dựng - dịch vụ. Tỷ trọng GDP
Nông, lâm nghiệp giảm từ 40,05% xuống 32,3%; công nghiệp xây dựng tăng
từ 29,95% lên 33,5%; dịch vụ - thương mại từ 30,0% lên 34,2%; an ninh
lương thực được đảm bảo, các vấn đề an sinh xã hội được quan tâm thực hiện;
quy hoạch rõ vùng sản xuất cây công nghiệp với quy mô hợp lý; gắn với công
nghiệp chế biến. Năm 2012 thu đạt 35,8 tỷ đồng.
1.2.2.2. Giao thông, thuỷ lợi
- Giao thông: Huyện có các tuyến đường QL- 6, QL-4G, QL-37, tỉnh
lộ 113, 110, 109, 103, 117 và các tuyến đường liên xã, liên bản. Đến nay
16
22 xã, thị trấn với 547 bản đã có đường ô tô đến trung tâm bản. Hệ thống
giao thông đường thuỷ, đường không khá thuận lợi, với cảng Tà Hộc sông
Đà nối liền với thuỷ điện Hoà Bình, cảng hàng không Nà Sản là điều kiện
để thông thương, trao đổi hàng hoá với mọi miền.
- Thuỷ lợi: Địa bàn huyện có 18 hồ chứa với dung tích 728.000 m
3
phần nào đáp ứng được nhu cầu sử dụng nước của người dân trong sinh
hoạt cũng như phát triển nông lâm nghiệp, thuỷ sản. Tuy nhiên do địa hình
đồi núi đá vôi, mực nước ở các hệ thống sông suối thấp từ 5 - 15m so với
mực tưới tiêu nên chưa đáp ứng nhu cầu sử dụng của nhân dân trên địa bàn
trong sản xuất nông nghiệp phần lớn phục thuộc vào điều kiện tự nhiên.
1.2.2.3. Tình hình phát triển Văn hoá - xã hội
- Giáo dục: Tính đến 31/12/2012 toàn huyện có 31 trường mầm non, 74
trường phổ thông có tổng số hơn 1.600 phòng học kiên cố và bán kiên cố với
tổng số 36.855 học sinh trong đó 9.807 học sinh mầm non và 27.048 học sinh
phổ thông. Tỷ lệ trẻ em đến trường trong độ tuổi, thuộc các cấp học hằng năm
đạt 97- 98%. Đội ngũ giáo viên và cán bộ quản lý giáo dục toàn huyện 2.299
người được đào tạo bồi dưỡng theo hướng chuẩn và trên chuẩn cả về trình độ
chính trị, chuyên môn, nghiệp vụ, đáp ứng được yêu cầu đổi mới chương trình
giáo dục.
- Y tế: Tính đến 31/12/2012, toàn huyện có tổng số 29 cơ sở y tế trong đó
có 02 bệnh viện, 03 phòng khám khu vực, 02 nhà hộ sinh, 22 trạm y tế xã
phường với tổng số cán bộ nghành y là 290 người, 100% các bản, tiểu khu có
nhân viên y tế hoạt động; 90,90% trạm y tế xã có bác sỹ; 100% trạm y tế xã,
thị trấn có nữ hộ sinh hoặc y sỹ sản nhi.
- Văn hoá: Phong trào “Toàn dân đoàn kết xây dựng đời sống văn hoá”
đã được nhân dân các dân tộc trong huyện hướng ứng tích cực. Năm 2012,
toàn huyện có 65% số hộ đạt tiêu chuẩn gia đình văn hoá, 85% số cơ quan đạt
tiêu chuẩn cơ quan văn hoá; có 98% số hộ dân được xem truyền hình.
17
Chương 2
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nội dung nghiên cứu
2.1.1. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tổ thành
- Cấu trúc tổ thành, mật độ tầng cây gỗ.
- Đánh giá sự biến động thành phần loài giữa các nhóm cây.
- Đáng giá chỉ số đa dạng sinh học của quần hợp cây gỗ.
2.1.2. Nghiên cứu quy luật phân bố
- Phân bố số cây theo cấp đường kính.
- Phân bố số cây theo cấp chiều cao.
2.1.3. Nghiên cứu một số đặc điểm tái sinh
- Đặc điểm cấu trúc tổ thành, mật độ cây tái sinh.
- Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học cây tái sinh.
- Chất lượng và ngồn gốc cây tái sinh.
2.1.4. Nghiên cứu nhân tố ảnh hưởng đến khả năng tái sinh của rừng
- Ảnh hưởng của địa hình, khí hậu (độ cao, độ dốc ) đến tái sinh.
- Ảnh hưởng của đất (tính chất vật lý, hóa tính đất ) đến tái sinh.
- Ảnh hưởng của các yếu tố tác động (cách quản lý, tác động ) đến tái sinh.
2.1.5. Đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm bảo tồn và phục hồi
các trạng thái thảm thực vật tại khu vực nghiên cứu.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Tổng quan phương pháp nghiên cứu
* Phương pháp luận
Vận dụng quan điểm sinh thái phát sinh quần thể trong thảm thực vật
rừng nhiệt đới của Thái Văn Trừng (1978).Thảm thực vật rừng là tấm gương
phản chiếu một cách trung thành nhất mà lại tổng hợp được các điều kiện của
hoàn cảnh tự nhiên đã thông qua sinh vật để hình thành những quần thể thực
vật. Thảm thực vật tái sinh tự nhiên phản ánh ảnh hưởng tổng hợp của các
nhân tố sinh thái đến quá trình phục hồi rừng thứ sinh [22].
18
* Phương pháp thu thập số liệu
Để mô tả một quần xã thực vật, số liệu cần phải được thu thập trên một
số ô gọi là ô tiêu chuẩn (OTC) có tổng diện tích đủ lớn. Việc áp dụng phương
pháp điều tra theo OTC đang được áp dụng rộng rãi trên thế giới cũng như
trong nước [1], [2], [3], [8], [17], [22].
Khi nghiên cứu về rừng nhiệt đới, để xác định tổng diện tích OTC, H.
Lamprecht (1969) đã tiến hành điều tra thành phần loài cây trên diện tích ô cơ
sở 400 m
2
, sau đó tăng dần số ô cho đến khi không có loài cây mới xuất hiện.
Tổng diện tích của các ô khi đó là diện tích tối thiểu của các OTC cần điều tra
để đảm bảo có thông tin đầy đủ về tổ thành loài. Phương pháp này cho phép
xác định diện tích của OTC một cách chính xác, đặc biệt là đối với những
kiểu thảm thực vật có cấu trúc đồng đều, còn đối với diện tích lớn bao gồm
nhiều kiểu thảm có thành phần loài và điều kiện địa hình phức tạp cần phải có
sự phân loại khoanh vùng trước.
Phương pháp này được áp dụng một cách rộng rãi trong việc đánh giá
hiệu quả các phương thức xử lý lâm sinh trong kinh doanh rừng ở vùng nhiệt
đới, trong đó đối tượng chính là đánh giá lớp cây tái sinh. Theo phương pháp
này để đánh giá hiện trạng lớp cây tái sinh cần phải mở các tuyến điều tra.
Trên tuyến điều tra đặt các OTC theo cự ly nhất định (thường là 100 m) để
thu thập số liệu.
Thái Văn Trừng (1978, 2000) đề nghị dùng OTC dạng bản nhỏ 100 m
2
(10 m x 10 m) để điều tra nhanh ngoài thực địa và ô kích thước từ 400 m
2
(20
m x 20 m) cho đến 1 ha tuỳ theo thành phần và quần thể phức tạp hay đơn
giản khi điều tra chi tiết [22].
Để điều tra tái sinh, Nguyễn Vạn Thường (1991) [19] đã dùng
phương pháp điều tra tuyến và khu tiêu chuẩn. Khu tiêu chuẩn có diện
tích 0,2 - 0,5 ha.
Trần Xuân Thiệp (1995) [20, 21] thiết lập OTC cho các trạng thái rừng với
diện tích từ 0,1 - 0,2 ha để nghiên cứu diễn thế rừng ở Hương Sơn - Hà Tĩnh.
19
Phạm Ngọc Thường (2001) [17] đã xác định diện tích ô tiêu chuẩn là
500 m
2
(20 m x 25 m) áp dụng cho cho cả 5 giai đoạn trong quá trình tái sinh tự
nhiên phục hồi rừng sau nương rẫy tại 2 tỉnh Bắc Kạn và Thái Nguyên. Đối với
thảm vầu, nứa phục hồi tác giả đã áp dụng diện tích OTC là 100 m
2
(10 m x 10
m).
Tác giả Lê Đồng Tấn(1999) đã áp dụng OTC 400 m
2
cho các đối tượng
là thảm thực vật rừng thứ sinh phục hồi sau nương rẫy [15].
Hệ thống ô tiêu chuẩn gồm các ô có kích thước khác nhau cho các nhóm
cây có kích thước khác nhau đã được nhiều tác giả ứng dụng khi nghiên cứu
rừng tự nhiên nhiệt đới (Brun, 1969; Plonczak, 1989; Hahn - Schilling, 1994;
Kammesheidt, 1994; Nguyễn Văn Sinh, 2000; Wode, 2000, ). Lý do để các tác
giả sử dụng hệ thống ô tiêu chuẩn như vậy là vì nhóm cây lớn thường có mật độ
nhỏ nhất, sau đó đến nhóm cây nhỡ và cuối cùng là nhóm cây tái sinh có mật độ
cao nhất. Một hệ thống ô tiêu chuẩn như vậy bao gồm một lượng ô nhất định
những ô lớn cho nhóm cây lớn. Trong mỗi ô lớn lại có một ô nhỏ hơn cho nhóm
cây nhỡ và một số ô dạng bản cho nhóm cây tái sinh. Diện tích điều tra cho
nhóm cây nhỡ và nhóm cây tái sinh ít hơn diện tích điều tra cho nhóm cây lớn
nhưng vì mật độ của chúng cao nên vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết.
Như vậy, mỗi tác giả khi tiến hành điều tra thu thập số liệu ngoài thực
địa đều áp dụng những kích thước OTC khác nhau. Tuy có khác nhau, nhưng
các tác giả đều thống nhất số lượng và kích thước OTC phải đủ lớn thì số liệu
thu thập được mới đảm bảo độ tin cậy.
2.2.2. Phương pháp cụ thể
Đề tài đã sử dụng phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn đại diện ở ba trạng
thái thảm thực vật rừng đã chọn, số liệu đảm bảo tính đại diện, khách quan và
chính xác. Đề tài sử dụng các phương pháp phân tích số liệu truyền thống, các
mô hình đã được kiểm nghiệm, đảm bảo tính khoa học.
2.2.2.1. Tính kế thừa: Đề tài có kế thừa một số tư liệu như sau
- Những tư liệu về điều kiện tự nhiên, khí hậu, thuỷ văn, đất đai, địa
hình, tài nguyên rừng.
20
- Tư liệu về điều kiện dân sinh, kinh tế, xã hội.
- Những kết quả nghiên cứu có liên quan đến đề tài như: Kết quả điều tra
hệ thực vật và thảm thực vật rừng tại huyện từ năm 2010 – 2012.
2.2.2.2. Thu thập số liệu
Để thu thập số liệu, chúng tôi thực hiện phương pháp điều tra theo tuyến
và OTC như sau: Tuyến điều tra được xác định theo hai hướng song song và
vuông góc với đường đồng mức. Cự ly giữa hai tuyến là 50 - 100 m tuỳ theo
địa hình cho phép. Do đã kế thừa các kết quả điều tra thảm thực vật rừng đã
được thực hiện tại khu vực nghiên cứu nên việc điều tra thảm thực vật được
thực hiện chủ yếu để xác định vị trí ô tiêu chuẩn theo phương pháp điển hình,
có tính đại diện cao phục vụ việc thu thập số liệu về cấu trúc cho các thảm
thực vật thứ sinh phục hồi tự nhiên tại khu vực nghiên cứu.
Một hệ thống ô tiêu chuẩn đại diện đã được thiết lập bao gồm 18 ô tiêu
chuẩn điển hình có diện tích 2500 m
2
(50m x 50m); số ô tiêu chuẩn tỷ lệ với diện
tích mỗi kiểu rừng tái sinh. Trong mỗi ô tiêu chuẩn, ghi chép các thông tin như:
Số hiệu ô, vị trí ô, độ dốc, hướng phơi, độ cao, những tác động chính vào rừng.
Ở giữa mỗi ô tiêu chuẩn, thiết lập 5 ô dạng bản (ODB) ( 4 ô 4 góc và một ô ở
giữa) có diện tích 25 m
2
( 5 x 5 m) để điều tra nhóm cây tái sinh có chiều cao vút
ngọn (Hvn) 0,6 - 2 m.
* Điều tra nhóm cây lớn:
Trong ô tiêu chuẩn cấp I đo chu vi thân cây tại độ cao 1,3 m cho những
cây có đường kính lớn hơn 5 cm (tương đương chu vi 16,7 cm) sau đó dùng
chương trình Excel và công thức chuyển đổi để tính đường kính:
π
P
D =
, trong đó P là chu vi thân cây tại độ cao 1,3 m.
Xác định tên loài và đo chiều cao vút ngọn (H
VN
) bằng thước sào có chia
vạch cho mỗi cây đã đo đường kính.
* Điều tra cây tái sinh
Việc điều tra cây tái sinh được thực hiện trong (ODB) có kích thước 25
m
2
(5 m x 5 m). Tất cả cây tái sinh của các loài cây gỗ có chiều cao Hvn >
21
(0,5 - 2m) được xác định tên cây, nguồn gốc, phẩm chất (tốt, trung bình, xấu)
và đo chiều cao.
* Điều tra cây bụi, dây leo và thảm tươi
Thành phần loài lớp cây bụi, dây leo và thảm tươi được xác định cho các
ô tiêu chuẩn cấp III. Độ nhiều (hay độ dầy rậm) thảm tươi được đánh giá cho
toàn ô cấp I.
2.2.2.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu
Nhóm cây gỗ được xác định theo quy định mới của Cục Lâm Nghiệp.
Các chỉ số thông dụng được tính theo các công thức đã được sử dụng
rộng rãi trong thực tiễn thống kê, quy hoạch rừng với việc sử dụng chương
trình Excel.
Các chỉ số đặc trưng cho cấu trúc quần hợp cây gỗ rừng sẽ được tính
toán bằng chương trình chuyên dụng xử lý số liệu ô tiêu chuẩn. Chương trình
này cho ra các thông tin sau:
- Phân bố số loài, số cây theo các nhóm đường kính: Số loài và số cây
được tính cho các nhóm đường kính: (5 - 10cm); (10 - 15cm); (15 - 20cm),
kết quả được thể hiện bằng đồ thị.
- Phân bố số loài, số cây theo các nhóm chiều cao: Số loài và số cây
được tính cho các nhóm chiều cao: (0 - 5 m); (5 - 10 m); (10 - 15 m) kết quả
được thể hiện bằng đồ thị.
- Các chỉ số đa dạng cho các quần xã rừng tái sinh tự nhiên.
2.2.2.4. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng
a. Cấu trúc tổ thành sinh thái tầng cây gỗ
Tổ thành là chỉ tiêu biểu thị tỉ lệ mỗi loài hay nhóm loài tham gia tạo
thành rừng, tuỳ thuộc vào số lượng loài có mặt trong lâm phần mà phân chia
lâm phần thành rừng thuần hoài hay hỗn loài, các lâm phần rừng có tổ thành
loài khác nhau thì chức năng phòng hộ, bảo vệ môi trường sinh thái và tính đa
dạng sinh học cũng khác nhau.
Trong nghiên cứu, đề tài sử dụng chỉ số mức độ quan trọng
(Importance Value Index = IVI). Chỉ số mức độ quan trọng đã được Curtis và
McIntosh (1951) đề xuất và áp dụng để biểu thị cấu trúc, mối tương quan và
22
trật tự ưu thế giữa các loài trong một quần thể thực vật, cho phép đánh giá
mức độ quan trọng của loài trong quần hợp cây gỗ rừng tự nhiên.
Chỉ số được tính bằng cách cộng các chỉ tiêu độ phong phú tương đối,
độ ưu thế tương đối và tần số gặp tương đối:
3
FDA
IVI
iii
i
++
=
(2-1)
Trong đó:
- IVI
i
là chỉ số mức độ quan trọng (tỷ lệ tổ thành) của loài thứ i.
- A
i
là độ phong phú tương đối của loài thứ i.
- D
i
là độ ưu thế tương đối của loài thứ i.
- F
i
là tần số xuất hiện tương đối của loài thứ i.
Theo Daniel Marmillod (1958), những loài cây có chỉ số IVI ≥ 5%
mới thực sự có ý nghĩa về mặt sinh thái trong lâm phần. Theo Thái Văn
Trừng (1978) [60], trong một lâm phần nhóm loài cây nào chiếm trên 50%
tổng số cá thể của tầng cây cao thì nhóm loài đó được coi là nhóm loài ưu thế.
Chính vì vậy chúng tôi tính tổng IVI của những loài có trị số này lớn hơn 5%,
xếp từ cao xuống thấp và dừng lại khi tổng IVI đạt 50%.
b. Mật độ
Công thức xác định mật độ như sau:
10.000
S
n
N/ha ×=
(2-2)
Trong đó:
- n: Tổng số cá thể của loài trong các OTC.
- S: Tổng diện tích các OTC (ha).
c. Đánh giá sự bến động thành phần loài giữa các nhóm cây
BA
C
SI
+
=
*2
(2-3)
Trong đó:
- C là số lượng loài xuất hiện cả ở 2 quần thể A và B.
- A là số lượng loài của quần thể A.
23
- B là số lượng loài của quần thể B.
d. Đánh giá chỉ số đa dạng sinh học của quần hợp cây gỗ rừng
Từ trước đến nay khi nghiên cứu các quần xã sinh vật, các tác giả đã đề
xuất ra rất nhiều chỉ số đa dạng: chỉ số Shannon (Magurran, 1988), chỉ số
Berger-Parker (Magurran, 1988), chỉ số Brillouin (Brillouin, 1962), chỉ số
Simpson (Simpson, 1949), chỉ số Alpha (Magurran, 1988), chỉ số McIntosh
(McIntosh, 1967), chỉ số Margalef (Margalef, 1958), chỉ số Menhinick
(Magurran, 1988). Trong đề tài, chúng tôi chọn chỉ số Shannon để đánh giá tính
đa dạng của các quần hợp cây gỗ đã nghiên cứu vì chỉ số này đánh giá tổng hợp
cả độ đa dạng loài (số loài) và độ đa dạng trong loài (số cá thể của từng loài):
)ln('
1
NN
H
nn
i
s
i
i
∑
=
−=
(2-4)
Trong đó:
- s là số loài trong quần hợp,
- n
i
là số cá thể loài thứ i trong quần hợp,
- N là tổng số cá thể trong quần hợp.
e. Đặc điểm lớp cây bụi, dây leo, thảm tươi
Độ nhiều (độ dầy rậm) thảm tươi được đánh giá theo Drude (bảng 2.1).
Bảng 2.1: Ký hiệu độ nhiều (độ dầy rậm) thảm tươi
Ký hiệu Tình hình thực bì
Soc Thực vật mọc rộng khắp che phủ 75 - 100% diện tích
Cop1 Thực vật mọc rất nhiều che phủ trên 50 - 75% diện tích
Cop2 Thực vật mọc nhiều che phủ từ 25 - 50% diện tích
Cop3 Thực vật mọc tương đối nhiều che phủ từ 5 - 25% diện tích
Sp Thực vật mọc ít che phủ dưới 5% diện tích
Sol Thực vật mọc rải rác phân tán
Un Một vài cây cá biệt
24
Gr Thực vật phân bố không đều , mọc từng khóm
2.2.2.5. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm tái sinh rừng
a. Tổ thành cây tái sinh
Xác định số cây trung bình theo loài dựa vào công thức:
m
ni
n
m
1i
∑
=
=
(2-7)
Trong đó:
- n là số cây trung bình theo loài,
- m là tổng số loài điều tra được,
- n
i
là số lượng cá thể loài i.
Xác định tỷ lệ tổ thành và hệ số tổ thành của từng loài được tính theo
công thức:
n
%j
.100
n
n
m
1i
i
j
∑
=
=
(2-8)
T rong đó:
- j =1,
- m là số thứ tự loài.
Nếu:
- n
%j
≥ 5% thì loài j được tham gia vào công thức tổ thành
- n
%i
< 5% thì loài j không được tham gia vào công thức tổ thành.
Hệ số tổ thành:
10
N
n
K
i
i
×=
(2-9)
Trong đó:
- K
i
: Hệ số tổ thành loài thứ i,
- n
i
: Số lượng cá thể loài i,
- N: Tổng số cá thể điều tra.
b. Mật độ cây tái sinh
25