Số hóa bởi trung tâm học liệu
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
NGUYỄN TRUNG HIẾU
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC
VÀ TÁI SINH TỰ NHIÊN CỦA LOÀI CÂY DẺ ĐỎ
LITHOCARPUS DUCAMPII (H. ET A. CAMUS) A. CAMUS
TẠI HUYỆN ĐỒNG HỶ - TỈNH THÁI NGUYÊN
Chuyên ngành: Lâm học
Mã số: 60.62.02.01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Lê Sỹ Trung
2. ThS. Nguyễn Thị Thu Hoàn
THÁI NGUYÊN - 2013
i
Số hóa bởi trung tâm học liệu
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Bản luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu đặc điểm cấu
trúc và tái sinh tự nhiên của loài cây Dẻ Đỏ Lithocarpus ducampii (H. et
A. Camus) tại huyện Đồng Hỷ - Tỉnh Thái Nguyên” là công trình nghiên
cứu thực sự của cá nhân tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết,
nghiên cứu khảo sát tình hình thực tiễn và dưới sự hướng dẫn khoa học của
PGS.TS. Lê Sỹ Trung, ThS. Nguyễn Thị Thu Hoàn. Các số liệu, kết quả nêu
trong luận văn đều là trung thực.
Thái Nguyên, tháng 8 năm 2013
Tác giả luận văn
Nguyễn Trung Hiếu
ii
Số hóa bởi trung tâm học liệu
LỜI CẢM ƠN
2011 - 2013.
Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn, tác giả đã nhận được sự
quan tâm, giúp đỡ của Ban giám hiệu, Phòng quản lý Đào tạo sau đại học, các
thầy giáo, cô giáo thuộc khoa Lâm Nghiệp - trường Đại học Nông lâm Thái
Nguyên .
.TS.
Lê Sỹ Trung, ThS. Nguyễn Thị Thu Hoàn - đã tận tình hướng dẫn và truyền
đạt những kiến thức quý báu, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này.
Xin gửi lời cảm ơn tới tập thể cán bộ, công chức Hạt Kiểm Lâm Đồng
Hỷ, UBND xã Hóa Thượng, UBND xã Văn Lăng, UBND huyện Đồng Hỷ -
tỉnh Thái Nguyên, Chi cục Kiểm lâm tỉnh Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện
giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và triển khai thu thập số liệu ngoại
nghiệp phục vụ đề tài luận văn.
, tác giả xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, động viên, giúp
đỡ của người thân trong gia đình và các bạn bè, đồng nghiệp trong suốt thời
gian học tập và thực hiện đề tài luận văn.
Xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 8 năm 2013
Tác giả luận văn
iii
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Nguyễn Trung Hiếu
iv
Số hóa bởi trung tâm học liệu
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii
DANH MỤC CÁC BẢNG ix
DANH MỤC CÁC HÌNH xi
MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4
1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 4
1.2. Những nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh tự nhiên trên thế giới 5
1.3. Những nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh tự nhiên ở Việt Nam 10
1.4. Một số nghiên cứu về giải pháp kỹ thuật lâm sinh áp dụng cho rừng tự
nhiên tái sinh 20
1.5. Các nghiên cứu về Dẻ trên thế giới 21
1.5.1. Tên gọi, phân loại 21
1.5.2. Về hình thái 22
1.5.3. Đặc điểm phân bố và sinh thái 22
1.5.4. Giá trị sử dụng 23
1.6. Các nghiên cứu về Dẻ và Dẻ đỏ ở Việt Nam 24
1.6.1. Tên gọi và phân loại 24
1.6.2. Đặc điểm hình thái của loài Dẻ đỏ 25
1.6.3. Đặc điểm phân bố và sinh thái 26
1.6.4. Giá trị sử dụng 27
v
Số hóa bởi trung tâm học liệu
1.6.5. Tình hình gây trồng Dẻ ở Việt Nam 27
1.7. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 30
1.7.1. Điều kiện tự nhiên 30
1.7.2. Điều kiện dân sinh - kinh tế xã hội của huyện 35
1.7.3. Nhận xét, đánh giá chung 38
CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 40
2.1. Đối tượng nghiên cứu 40
2.2. Phạm vi nghiên cứu 40
2.3. Nội dung nghiên cứu 40
2.4. Phương pháp nghiên cứu 41
2.4.1. Phương pháp kế thừa 41
2.4.2. Phương pháp lập và điều tra ô tiêu chuẩn 41
2.4.2.1. Lập ô tiêu chuẩn và xác định dung lượng mẫu. 41
2.4.2.2. Điều tra trong OTC 42
2.4.3. Phân tích và xử lí số liệu 43
2.4.3.1. Đối với các chỉ số nghiên cứu ở tầng cây gỗ 43
CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 49
3.1. Đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên có Dẻ đỏ phân bố ở Đồng Hỷ -
Thái Nguyên 49
3.1.1. Cấu trúc tổ thành và mật độ trạng thái rừng phục hồi sau nương
rẫy (IIa) 49
3.1.1.1. Cấu trúc tổ thành và mật độ rừng IIa ở xã Hoá Thượng -
Đồng Hỷ 49
vi
Số hóa bởi trung tâm học liệu
3.1.1.2. Cấu trúc tổ thành và mật độ rừng IIA ở xã Văn Lăng -
Đồng Hỷ 51
3.1.2 Cấu trúc tổ thành và mật độ trạng thái rừng tái sinh sau khai thác
kiệt (IIb) 53
3.1.2.1. Cấu trúc tổ thành và mật độ rừng IIb ở xã Hoá Thượng -
Đồng Hỷ 53
3.1.2.2. Cấu trúc tổ thành và mật độ rừng IIb ở xã Văn Lăng -
Đồng Hỷ 54
3.1.3. Nhận xét chung về cấu trúc rừng tự nhiên có Dẻ đỏ phân bố ở
Đồng Hỷ - Thái Nguyên 56
3.1.4. Cấu trúc tầng thứ và độ tàn che tầng cây gỗ của các trạng thái rừng. 56
3.1.4.1. Cấu trúc tầng thứ và độ tàn che của các trạng thái rừng ở Hoá
Thượng 57
3.1.4.2. Cấu trúc tầng thứ và độ tàn che của các trạng thái rừng ở
Văn Lăng 58
3.1.5. Phân bố số cây theo đường kính (N/D
1.3
) 59
3.1.5.1. Phân bố số cây theo đường kính (N/D
1.3
) 59
3.1.5.2. Phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn) ở Văn Lăng - Đồng Hỷ. 64
3.2. Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên của cây tái sinh và cây Dẻ đỏ ở
các trạng thái rừng 68
3.2.1. Nghiên cứu đặc điểm mật độ, cấu trúc tổ thành cây tái sinh và của
cây Dẻ đỏ 68
3.2.1.1. Mật độ, tổ thành cây tái sinh của các trạng thái rừng ở Văn Lăng
- Đồng Hỷ 69
vii
Số hóa bởi trung tâm học liệu
3.2.1.2. Mật độ, tổ thành cây tái sinh của các trạng thái rừng ở Hóa
Thượng - Đồng Hỷ 72
3.2.2. Nghiên cứu đặc điểm chất lượng và tỷ lệ cây tái sinh triển vọng
của lâm phần và của loài cây Dẻ đỏ 75
3.2.2.1. Chất lượng và tỷ lệ cây tái sinh triển vọng của lâm phần và loài
cây Dẻ đỏ ở Văn Lăng - Đồng Hỷ 75
3.2.3. Phân bố cây tái sinh theo cấp chiều cao 79
3.2.3.1. Phân bố cây tái sinh theo chiều cao ở Văn Lăng - Đồng Hỷ 79
3.2.3.2. Phân bố cây tái sinh theo chiều cao ở Hoá Thượng - Đồng Hỷ 81
3.2.4. Ảnh hưởng của cây bụi, thảm tươi đến tái sinh tự nhiên 82
3.2.4.1. Ảnh hưởng của cây bụi, thảm tươi đến tái sinh tự nhiên ở
Văn Lăng 83
3.2.4.2. Ảnh hưởng của cây bụi, thảm tươi đến tái sinh tự nhiên ở
Hóa Thượng 85
3.4. Đề xuất các biện pháp tái sinh tự nhiên loài cây Dẻ đỏ 87
KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 90
1. Kết luận 90
2. Tồn tại 93
3. Kiến nghị 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO 95
I. Tiếng Việt 95
II. Tiếng Anh 99
PHỤ LỤC
viii
Số hóa bởi trung tâm học liệu
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
NN&PTNT : Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
NXB KH- KT : Nhà xuất bản khoa học - kỹ thuật
NC : Nghiên cứu
OTC : Ô tiêu chuẩn
STT : Số thứ tự
TSTN : Tái sinh tự nhiên
ix
Số hóa bởi trung tâm học liệu
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Tiêu chí và các biện pháp kỹ thuật lâm sinh áp dụng cho các
loại rừng 20
Bảng 1.2. Phân bố họ Dẻ trên thế giới 23
Bảng 3.1. Tổ thành và mật độ rừng Trạng thái IIA ở xã Hoá Thượng 50
Bảng 3.2. Tổ thành và mật độ rừng Trạng thái IIa ở xã Văn Lăng 51
Bảng 3.3. Tổ thành và mật độ rừng Trạng thái IIb ở xã Hoá Thượng 53
Bảng 3.4. Tổ thành và mật độ rừng Trạng thái IIB ở xã Văn Lăng 54
Bảng 3.5. Cấu trúc tầng thứ các trạng thái rừng tự nhiên ở xã Hóa Thượng 57
Bảng 3.6. Cấu trúc tầng thứ các trạng thái rừng tự nhiên ở xã Văn Lăng 58
Bảng 3.7. Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về luật phân bố N/D1.3 ở
Văn Lăng và xã Hóa Thượng - huyện Đồng Hỷ 60
Bảng 3.8. Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về luật phân bố N/Hvn ở
Văn Lăng 64
Bảng 3.9. Mật độ, tổ thành tái sinh các trạng thái rừng ở xã Văn Lăng 70
Bảng 3.10. Mật độ, tổ thành tái sinh các trạng thái rừng ở xã Hóa Thượng 72
Bảng 3.11. Phẩm chất cây tái sinh triển vọng của lâm phần và loài cây Dẻ đỏ
ở Văn Lăng - Đồng Hỷ 75
Bảng 3.12. Phẩm chất cây tái sinh triển vọng của lâm phần và loài cây Dẻ đỏ
ở Hóa Thượng - Đồng Hỷ 77
Bảng 3.13. Tổng hợp mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao ở xã Văn Lăng -
Đồng Hỷ 80
Bảng 3.14. Tổng hợp mật độ cây tái sinh theo cấp chiều cao ở xã Hoá Thượng
- huyện Đồng Hỷ 81
Bảng 3.15. Ảnh hưởng của cây bụi, thảm tươi đến tái sinh tự nhiên ở xã Văn
Lăng - huyện Đồng Hỷ 83
x
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Bảng 3.16. Ảnh hưởng của cây bụi, thảm tươi đến tái sinh tự nhiên ở Hoá
Thượng 85
xi
Số hóa bởi trung tâm học liệu
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1: Hình thái thân Dẻ đỏ 25
Hình 1.2: Hình thái lá của Dẻ đỏ 26
Hình 1.3: Sơ đồ huyện Đồng Hỷ - tỉnh Thái Nguyên 30
Hình 1.4: Sơ đồ 2 xã Văn Lăng và Hóa Thượng 32
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí ô đo đếm 42
Hình 3.1. Phân bố N/D
1.3
rừng phục hồi IIa ở xã Văn Lăng 61
Hình 3.2. Phân bố N/D1.3 rừng phục hồi IIb ở xã Văn Lăng 62
Hình 3.3. Phân bố N/D
1.3
rừng phục hồi IIa ở xã Hóa Thượng 63
Hình 3.4. Phân bố N/D
1.3
rừng phục hồi IIb ở xã Hóa Thượng 64
Hình 3.5. Phân bố N/Hvn
rừng phục hồi giai đoạn IIa ở xã Văn Lăng 65
Hình 3.6. Phân bố N/Hvn
rừng phục hồi giai đoạn IIb ở xã Văn Lăng 66
Hình 3.7. Phân bố N/Hvn
rừng phục hồi giai đoạn IIa ở xã Hoá Thượng 67
Hình 3.8. Phân bố N/Hvn
rừng phục hồi giai đoạn IIb ở xã Hoá Thượng 68
Hình 3.9. Tỷ lệ chất lượng cây tái sinh các trạng thái rừng tái sinh tự nhiên tại
xã Văn Lăng - huyện Đồng Hỷ 77
Hình 3.10. Tỷ lệ chất lượng tái sinh của Dẻ đỏ ở các trạng thái rừng tái sinh tự
nhiên tại xã Văn Lăng - huyện Đồng Hỷ 77
Hình 3.11. Tỷ lệ chất lượng cây tái sinh các trạng thái rừng tái sinh tự nhiên
tại xã Hóa Thượng - huyện Đồng Hỷ 79
Hình 3.12. Tỷ lệ chất lượng tái sinh của Dẻ đỏ ở các trạng thái rừng tái sinh tự
nhiên tại xã Hóa Thượng - huyện Đồng Hỷ 79
1
Số hóa bởi trung tâm học liệu
MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của vấn đề
Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa với 2/3 diện tích đất đồi
núi, do đó tài nguyên rừng có vai trò đặc biệt trong công cuộc phát triển kinh
tế - xã hội và bảo vệ môi trường ở nước ta. Do nhiều nguyên nhân khác nhau
như sức ép gia tăng dân số, du canh du cư, đốt nương làm rẫy, khai thác rừng
không kiểm soát, cháy rừng, chiến tranh, nên diện tích và chất lượng rừng
nước ta bị suy giảm liên tục trong thời gian dài, đặc biệt trong giai đoạn 1980-
1985 trung bình mỗi năm chúng ta mất đi khoảng 235.000 ha rừng. Từ năm
1990 trở lại đây, thông qua nhiều chương trình và dự án như: Dự án 327 (phủ
xanh đất trống đối núi trọc), Chương trình trồng mới 5 triệu ha rừng, chỉ thị số
286/TTg ngày 02/05/1997 cấm khai thác rừng tự nhiên của Chính phủ, cùng
với sự hỗ trợ của nhiều dự án quốc tế như PAM, KFW (Đức); JICA (Nhật
Bản), diện tích và độ che phủ rừng nước ta đã tăng lên đáng kể. Đến năm
2011, diện tích rừng toàn quốc là 13.515.064 ha (độ che phủ 39,7 %) (Viện
điều tra quy hoạch rừng Đông Bắc Bộ).[33]
Mặc dù diện tích rừng tăng nhưng trữ lượng và chất lượng rừng chưa
được cải thiện rõ rệt, chủ yếu rừng tự nhiên hiện nay thuộc đối tượng rừng
nghèo kiệt, giá trị kinh tế, phòng hộ, đa dạng sinh học, không cao. Rừng
trồng sản xuất mới chỉ là rừng trồng nguyên liệu, gỗ nhỏ. Vì vậy, trong giai
đoạn hiện nay, việc phát triển các loài cây bản địa đa tác dụng đang rất được
quan tâm, Dẻ đỏ Lithocarpus ducampii (H. et A. Camus) A. Camus thuộc họ
Dẻ (Fagaceae) là cây gỗ lớn có giá trị kinh tế cao.
Dẻ đỏ có tác dụng bảo vệ đất tốt do hệ rễ sâu rộng, rễ rất phát triển
và tán lá dày rậm, khả năng tái sinh hạt và chồi mạnh, quả nhiều tinh bột.
2
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Dẻ đỏ rất có triển vọng trong trồng phục hồi rừng, làm giàu rừng, khoanh
nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên, Dẻ đỏ nằm trong danh sách các loài cây bản
địa quan trọng trong trồng phục hồi rừng tại Việt Nam, đặc biệt là trồng
rừng phòng hộ đầu nguồn. Dẻ đỏ có biên độ phân bố rất rộng, hầu hết các
rừng nguyên sinh và thứ sinh lá rộng thường xanh ở các tỉnh Tuyên Quang,
Thái Nguyên, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Bắc Giang, Sơn La. Ở độ cao 100-
500m, lượng mưa 1700-2000mm/năm, cá biệt có nhiều khu Dẻ đỏ phân bố
thành đám gần như thuần loài (Thái Nguyên, Sơn La). Khi cây còn non ưa
bóng, sau lớn ưa sáng dần nhưng vẫn chịu được bóng, có khả năng phục
hồi rừng rất nhanh, số lượng cây tái sinh 2 vạn cây/ha, sau 3-4 năm phục
hồi, rừng khép tán với độ tàn che trên 0,6. Đồng Hỷ là một huyện miền núi
phía đông bắc tỉnh Thái Nguyên. Diện tích 457,75 km
2
, dân số 114.608
người (tháng 7 năm 2008). Đồng Hỷ giáp huyện Chợ Mới tỉnh Bắc Kạn ở
phía bắc, huyện Võ Nhai về phía đông bắc; giáp huyện Phú Lương về phía
tây; giáp thành phố Thái Nguyên và huyện Phú Bình về phía nam và giáp
huyện Yên Thế thuộc tỉnh Bắc Giang về phía đông. Dẻ đỏ (Lithocarpus
ducampii A.Camus) là loài cây gỗ có giá trị kinh tế cao đang bị khai phá
một cách nghiêm trọng. Loài này rất có triển vọng cho các hoạt động trồng
phục hồi và làm giàu. Đây cũng là loài được xác định là ưu tiên cho trồng
rừng ở Việt Nam, trong đó, Dẻ đỏ là loài cây gỗ có ý nghĩa cho cải tạo
rừng nghèo, và là cây gỗ quý có giá trị kinh tế cao đang bị đe dọa. Một số
mô hình trồng phục hồi rừng với loài này đã được xây dựng, song hiểu biết
về đặc điểm của loài còn ít. Do đó, nghiên cứu một số đặc điểm sinh lý,
sinh thái của chúng là cần thiết nhằm cung cấp các thông tin cơ sở cho việc
xây dựng các biện pháp kỹ thuật gây trồng và phục hồi rừng cây bản địa.
3
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề
tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của loài cây Dẻ đỏ
Lithocarpus ducampii (H. et A. Camus) tại huyện Đồng Hỷ - Tỉnh Thái
Nguyên” được thực hiện là rất cần thiết và có ý nghĩa khoa học, thực tiễn lớn.
2. Mục tiêu và ý nghĩa của đề tài
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Phân tích làm rõ được đặc điểm tái sinh của tự nhiên của loài cây Dẻ
đỏ (mật độ tái sinh, chất lượng cây tái sinh, mối quan hệ giữa tầng cây cao và
đặc điểm tái sinh của Dẻ đỏ).
- Đánh giá được một số yếu tố ảnh hưởng tới khả năng tái sinh của Dẻ đỏ.
- Đề xuất được một số biện pháp nhằm xúc tiến tái sinh tự nhiên loài
cây Dẻ đỏ.
2.2. ý nghĩa của đề tài
Nhằm góp phần bổ sung và hoàn thiện thêm những cơ sở khoa học về
loài Dẻ đỏ, đây cũng là cơ sở để đề xuất xây dựng các quy trình trồng và quản
lý một loài cây bản địa đa tác dụng, có giá trị, bổ sung vào tập đoàn cây trồng
cho Tỉnh Thái Nguyên, nhằm khai thác tối ưu những giá trị của rừng Dẻ tự
nhiên, góp phần phát triển kinh tế, nâng cao thu nhập và xoá đói giảm nghèo
cho người dân trong vùng đặc biệt khó khăn.
4
Số hóa bởi trung tâm học liệu
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu
* Tái sinh rừng 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 các nơi có hoàn cảnh rừng (hoặc mất rừng chưa
lâu): dưới tán rừng, lỗ trống trong rừng, rừng sau khai thác, trên đất rừng làm
sau nương rẫy… Vai trò lịch sử của thế hệ cây con là thay thế thế hệ cây gỗ
già cỗi. Vì vậy, tái sinh rừng theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi lại thành
phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Sự xuất hiện lớp cây con là
nhân tố mới làm phong phú thêm số lượng và thành phần loài trong quần lạc
sinh vật đóng góp vào việc hình thành tiểu hoàn cảnh rừng và làm thay đổi cả
quá trình trao đổi vật chất và năng lượng diễn ra trong hệ sinh thái. Do đó, tái
sinh rừng có thể hiểu theo nghĩa rộng là sự tái sinh của một hệ sinh thái rừng.
Tái sinh rừng thúc đẩy việc hình thành cân bằng sinh học, đảm bảo cho rừng
tồn tại liên tục và do đó bảo đảm cho việc sử dụng rừng thường xuyên.
* Phục hồi rừng được hiểu là quá trình tái tạo lại rừng trên những diện
tích đã 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 của cấu thành
chủ yếu. Đó là một quá trình sinh địa phức tạp gồm nhiều giai đoạn và kết
thúc bằng sự xuất hiện của một thảm thực vật cây gỗ bắt đầu khép tán. Để tái
tạo 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, phục hồi tự nhiên, phục hồi tự nhiên
có tác động của con người.
5
Số hóa bởi trung tâm học liệu
* Cấu trúc rừng là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật
trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau có
thể cùng sinh sống hoà thuận trong một khoảng không gian nhất định trong
một giai đoạn phát triển của rừng. Cấu trúc rừng vừa là kết quả vừa là sự thể
hiện các mối quan hệ đấu tranh sinh tồn và thích ứng lẫn nhau giữa các thành
phần trong hệ sinh thái với nhau và với môi trường sinh thái. Cấu trúc rừng
bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc tuổi.
* 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.
1.2. Những nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh tự nhiên trên thế giới
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. Do sự phát triển của nền công nghiệp ở
thế kỷ XIX, trong lâm nghiệp đã hình thành xu hướng thay thế rừng tự nhiên
thành rừng trồng nhân tạo cho năng suất cao nhằm đáp ứng nhu cầu gỗ cho
nguyên liệu công nghiệp và cuộc sống. Nhưng sau thất bại trong tái sinh nhân
tạo ở Đức và một số nước vùng nhiệt đới, nhiều nhà khoa học đã nêu khẩu
hiệu “Hãy quay lại với tái sinh tự nhiên”. Kết quả nghiên cứu của các công
trình nghiên cứu về tái sinh rừng tự nhiên trên thế giới được tóm tắt như sau.
Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được
xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc
điểm phân bố. Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây con và tầng
6
Số hóa bởi trung tâm học liệu
cây gỗ đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (Richards.P.R., (1965) [17] ;
Baur G.N, (1962) [2]). Do tính phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có
một số loài cây có giá trị nên trong thực tiễn người ta chỉ khảo sát những loài
cây có ý nghĩa nhất định.
Các công trình nghiên cứu về phân bố tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới
đáng chú ý là công trình nghiên cứu của (Richards.P.R., (1965) [17] tổng kết
các kết quả nghiên cứu về phân bố số cây tái sinh tự nhiên đã nhận xét: trong
các ô có kích thước nhỏ (1 m x 1 m; 1 m x 1,5 m) cây tái sinh tự nhiên có
dạng phân bố cụm, một số ít có phân bố Poisson. Ở Châu Phi trên cơ sở các
số liệu thu thập Tayloer (1954), Barnard (1955) xác định số lượng cây tái sinh
trong rừng nhiệt đới thiếu hụt cần thiết phải bổ sung bằng trồng rừng nhân
tạo. Ngược lại, các tác giả nghiên cứu về tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới Châu
á như Budowski (1956), Bava (1954), Atinot (1965) lại nhận định dưới tán
rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ số lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, do
vậy các biện pháp lâm sinh đề ra cần thiết để bảo vệ và phát triển cây tái sinh
có sẵn dưới tán rừng.
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 (1962) [2] cho thấy, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến phát triển của
cây con còn đối với sự nảy mầm và phát triển của cây mầm, ảnh hưởng này
thường không rõ ràng và thảm cỏ, cây bụi có ảnh hưởng đến sinh trưởng của
cây tái sinh. Ở những quần thụ kín tán, thảm cỏ và cây bụi kém phát triển
nhưng chúng vẫn có ảnh hưởng đến cây tái sinh. Nhìn chung có rừng nhiệt
7
Số hóa bởi trung tâm học liệu
đới, tổ thành và mật độ cây tái sinh thường khá lớn. Nhưng số lượng loài cây
có giá trị kinh tế thường không nhiều và được chú ý hơn, còn các loài cây có
giá trị kinh tế thấp thường ít được nghiên cứu, đặc biệt là đối với tái sinh ở
các trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy.
H.Lamprecht (1989) [36] căn cứ vào nhu cầu ánh sáng của các loài cây
trong suốt quá trình sống để phân chia rừng nhiệt đới thành nhóm cây ưu
sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm cây chịu bóng. Kết cấu của quần thụ
lâm phần có ảnh hưởng đến tái sinh rừng.
Trong nghiên cứu tái sinh rừng người ta nhận thấy rằng tầng cỏ và cây
bụi qua thu nhận ánh sáng, độ ẩm và các nguyên tố dinh dưỡng khoáng của
tầng đất mặt 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 cỏ có điều kiện phát sinh mạnh mẽ. Trong điều kiện này
chúng là nhân tố gây trở ngại rất lớn cho tái sinh rừng (dẫn theo Nguyễn
Văn Thêm. 1992) [24].
Nghiên cứu tái sinh rừng ở rừng nhiệt đới Châu Phi, A.Obrevin (1938)
nhận thấy cây con của các loài cây ưu thế trong rừng mưa là rất hiếm.
A.Obrevin đã khái quát hóa các hiện tượng tái sinh ở rừng mưa nhiệt đới Châu
Phi để đúc kết nên lý luận bức khảm tái sinh, nhưng phần lý giải hiện tượng đó
còn bị hạn chế. Vì vậy lý luận của ông còn ít sự thuyết phục, chưa giúp sức cho
thực tiễn sản xuất các biện pháp kỹ thuật điều khiển tái sinh rừng theo những
mục tiêu kinh doanh đã đề ra (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000) [1].
8
Số hóa bởi trung tâm học liệu
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 hoá, 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 thuỷ mà nó được sống sót từ thời gian đầu của quá trình
tái sinh, thời gian phục hồi khác nhau phụ thuộc vào mức độ, tần số canh tác
của khu vực đó (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000) [1].
Kết quả nghiên cứu của các tác giả Lambert et al (1989) [37],
Warner (1991) [42], 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 của các loài cây gỗ, tạo ra tiểu hoàn cảnh thích
hợp cho việc sinh trưởng của cây con. Những loài cây gỗ tiên phong chết
đi sau 5-10 năm và được thay thế dần bằng các loài cây rừng mọc chậm,
ước tính cần phải mất hàng trăm năm thì nương rẫy cũ mới chuyển thành
loại hình rừng gần với dạng nguyên sinh ban đầu.
Nghiên cứu khả năng tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy
từ 1 - 20 năm ở vùng Tây Bắc ấn Độ, Ramakrishnan (1981-1992) đã cho biết
chỉ số đa dạng loài rất thấp. Chỉ số loài ưu thế đạt đỉnh cao nhất ở pha đầu của
quá trình diễn thế và giảm dần theo thời gian bỏ hoá. Long Chun và cộng sự
(1993) đã nghiên cứu đa dạng thực vật ở hệ sinh thái nương rẫy tại
Xishuangbanna tỉnh Vân Nam, Trung Quốc nhận xét: tại Baka khi nương rẫy
bỏ hoá được 3 năm thì có 17 họ, 21 chi, 21 loài thực vật, bỏ hoá 19 năm thì có
60 họ, 134 chi, 167 loài (dẫn theo Phạm Hồng Ban, 2000) [1].
9
Số hóa bởi trung tâm học liệu
Năm 1962, Baur G.N [2] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái
học nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng,
trong đó đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt
lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Tác giả cho rằng, sự thiếu hụt ánh
sáng ảnh hưởng đến phát triển của cây con còn đối với sự nảy mầm và phát
triển của cây mầm ảnh hưởng này thường không rõ ràng và thảm cỏ, cây
bụi có ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây tái sinh. Ở những quần thụ kín
tán, thảm cỏ và cây bụi kém phát triển nhưng chúng vẫn có ảnh hưởng đến
cây tái sinh. Nhìn chung ở rừng nhiệt đới, tổ thành và mật độ cây tái sinh
thường khá lớn nhưng số lượng loài cây có giá trị kinh tế thường không
nhiều và được chú ý hơn, còn các loài cây có giá trị kinh tế thấp thường ít
được nghiên cứu, đặc biệt là đối với tái sinh ở các trạng thái rừng phục hồi sau
nương rẫy.
Odum E.P (1971) [39] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ
sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley A.P, năm 1935. Khái niệm
hệ sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên
quan điểm sinh thái học.
Catinot. R (1979) [5] trong rừng ẩm nhiệt đới châu Phi có đến vài trăm
loài thực vật; và trong tổ thành thực vật rừng ẩm nhiệt đới ở Đông Nam á
thường có một nhóm loài ưu thế là nhóm họ dầu, chiếm đến 50% quần thụ.
Richards P.W (1965) [17] trong rừng nhiệt đới có mùa khô hạn thật rõ,
dựa vào vòng năm đôi khi có thể xác định được tuổi cây gỗ đại khái gần đúng
và có thể dùng phương pháp này đối với một số ít loài cây trong rừng phân
mùa thường xanh, nhưng trong rừng mưa điển hình với khí hậu tương đối
10
Số hóa bởi trung tâm học liệu
không phân thành mùa thì vòng sinh trưởng hình thành hàng năm không phân
biệt rõ rệt.
Van Steenis (1956), [41] 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 .
Tóm lại, các công trình nghiên cứu về tái sinh rừng trên đây đã làm
sáng tỏ phần nào về các nhân tố ảnh hưởng đến tái sinh rừng, các phương
pháp điều tra đánh giá tái sinh rừng từ đó sẽ làm cơ sở cho việc đề xuất các
giải pháp kỹ thuật lâm sinh đặc biệt là khoanh nuôi xúc tiến tái sinh.
1.3. Những nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh tự nhiên ở Việt Nam
Cấu trúc rừng là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần quần thể
thực vật rừng theo không gian và theo thời gian. Việc nghiên cứu cấu trúc tổ
thành loài hoặc nhóm loài ưu thế thông qua tài liệu đã quan sát để từ cấu trúc
thực tế tạo ra một cấu trúc định hướng cho việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật
lâm sinh thích hợp.
Cấu trúc phản ánh kết quả của quá trình đấu tranh và thích ứng lẫn
nhau giữa các loài trong rừng. Cấu trúc là đặc điểm “Nổi bật nhất, là tác nhân
chi phối sự tái sinh và diễn thế rừng” (Nguyễn Văn Trương, 1993) [31]. Do
đó phân tích được đặc điểm cấu trúc của một kiểu rừng là yêu cầu đầu tiên
của việc xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh, nhằm tác động vào rừng
có định hướng như: Xúc tiến tái sinh, làm giàu rừng, nuôi dưỡng rừng hoặc đề
xuất phương thức trồng rừng mô phỏng tự nhiên.
Nói đến cấu trúc rừng, cần quan tâm đầu tiên là cấu trúc tổ thành tầng
loài hoặc nhóm loài ưu thế, vì tổ thành rừng là nhân tố có ảnh hưởng quyết
11
Số hóa bởi trung tâm học liệu
định đến cấu trúc sinh thái và hình thái của rừng. Tổ thành rừng là chỉ tiêu
quan trọng dùng để đánh giá mức độ đa dạng sinh học, tính bền vững, tính ổn
định của hệ sinh thái. Cấu trúc tổ thành có ảnh hưởng lớn đến các định hướng
kinh doanh, lợi dụng rừng, đặc biệt là ảnh hưởng đến khả năng tái sinh rừng.
Vì vậy, nghiên cứu cấu trúc tổ thành được xem như công việc quan trọng đầu
tiên trong quá trình nghiên cứu cấu trúc rừng và đề xuất, áp dụng các biện
pháp bảo tồn và phát triển rừng nhằm nâng cao năng suất, chất lượng rừng.
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 cấu trúc nghiên
cứu về tái sinh rừng nhưng tổng kết thành quy luật tái sinh cho từng loại rừng
thì còn rất ít. Ở Việt Nam, tái sinh rừng đã đươc quan tâm nghiên cứu từ những
thập kỷ 60 của thế kỷ trước. Kết quả nghiên cứu có thể tóm tắt như sau:
Việc chỉ dựa vào tổ thành loài như một số tác giả trước đây đã dùng
không nói rõ được vai trò của các loài trong ưu hợp cả về ý nghĩa sinh thái lẫn
ý nghĩa sử dụng rừng. Qua nghiên cứu của Vũ Đình Huề (1975) [10], ở mỗi
kiểu trạng thái rừng thực ra còn có nhiều xã hợp thực vật khác nhau. Vì vậy,
ngoài việc phân chia trạng thái hiện tại của đối tượng nghiên cứu, còn cần xác
định các loại hình xã tiêu biểu cho từng loại trạng thái, nhằm xác định chi tiết
thêm đối tượng nghiên cứu.
Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Trần Ngũ Phương (1970) [15] đã
chỉ ra những đặc điểm cấu trúc của thảm thực vật rừng miền Bắc Việt Nam
trên cơ sở kết quả điều tra tổng quát về tình hình rừng miền Bắc Việt Nam từ
năm 1961 đến 1965. Nhân tố cấu trúc đầu tiên mà ông nghiên cứu là tổ thành
và thông qua đó một số quy luật phát triển của hệ sinh thái rừng được phát
12
Số hóa bởi trung tâm học liệu
hiện và ứng dụng ngoài thực tiễn sản xuất. Ngoài ra tác giả còn nhận xét
“Rừng tự nhiên dưới tác động của con người khai thác 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 phất 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 sẽ có thể phục hồi gần
giống dạng ban đầu.
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
2.000 m
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 tái sinh tự nhiên và đề xuất biện pháp kinh doanh.
Vũ Tiến Hinh (1991) [8] khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên tại
Hữu Lũng (Lạng Sơn) và Ba Chẽ (Quảng Ninh) đã nhận thấy rằng, hệ số tổ
thành tính theo % số cây của tầng tái sinh và tầng cây cao có liên quan chặt
chẽ với nhau. Các loài có hệ số tổ thành ở tầng cây cao càng lớn thì hệ số tổ
thành ở tầng cây tái sinh cũng vậy.
Phạm Đình Tam (2001) [20] nghiên cứu khả năng tái sinh phục hồi
rừng sau khai thác tại Kon Hà Nừng. Nghiên cứu tiến hành xác định cường độ
khai thác hợp lý nhằm thúc đẩy lượng tăng trưởng hàng năm của lâm phần,
13
Số hóa bởi trung tâm học liệu
cải thiện chất lượng của rừng và xúc tiến quá trình tái sinh tự nhiên. Từ đó,
xây dựng quy phạm khai thác đảm bảo tái sinh áp dụng cho rừng lá rộng
thường xanh. Khai thác với cường độ 30 - 50 % trữ lượng rừng, số loài cây
giảm đi từ 7 - 10 loài; tuy nhiên trong tổ thành vẫn còn nhiều loài kém giá trị
kinh tế cần chặt bỏ. Ở cả hai cường độ khai thác 30 và 50 % trữ lượng đều
đảm bảo cho lâm phần tăng trưởng cả về số lượng cây và trữ lượng rừng. Sau
20 năm, lượng tăng trưởng ở công thức khai thác 50 % lơn hơn ở công thức
khai thác 30 %. Tình hình tái sinh tự nhiên ở công thức 50 % có nhiều triển
vọng hơn.
Thái Văn Trừng (1978) [29] 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 tái sinh
tự nhiên cả ở rừng nguyên sinh và rừng thứ sinh.
Lê Viết Lộc (1964) [12] đã nghiên cứu sơ bộ trong khi điều tra các loại
hình ưu thế trong khu rừng nguyên sinh Cúc Phương. Ông đã dùng một số chỉ
tiêu khác, ngoài số lượng cá thể cây để tính sinh khối trên diện tích điều tra
như chiều cao, tiết diện ngang vv… để tính độ ưu thế của các loài và đã thấy
các nhân tố phát sinh các loại hình ưu thế là khu hệ thực vật, tiểu địa hình, đặc
điểm của tính lý của đất và những hoạt động của con người.
Vũ Đình Huề (1975) [10] đã tổng kết và rút ra nhận xét, tái sinh tự
nhiên rừng miền bắc Việt Nam mang những đặc điểm tái sinh của rừng nhiệt
đới. Dưới tán rừng nguyên sinh, tổ thành loài cây tái sinh tương tự như tầng