giáo trình tài NGUYÊN RỪNG

1
NGUYỄN XUÂN CỰ - ĐỖ ĐÌNH SÂM










TÀI NGUYÊN RỪNG















NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

2
Chịu trách nhiệm xuất bản:
Giám đốc: PHÙNG QUỐC BẢO
Tổng biên tập. PHẠM THÀNH HƯNG
Chịu trách nhiệm nội dung.
Hội đồng nghiệm thu giáo trình
Trường ĐHKHTN - Đại học Quốc gia Hà Nội
Người nhận xét.
GS.TS. LÊ VĂN KHOA
TS. NGÔ ĐÌNH QUẾ
Biên tập:
ĐỨC HỮU
NHƯ QUỲNH
Trình bày bìa:
NGỌC ANH











3
MỞ ĐẦU
Rừng là một trong những bộ phận quan trọng nhất cấu thành
nên sinh quyển. Ngoài ý nghĩa về nguồn tài nguyên sinh vật.

Rừng còn là một yếu tố địa lý không thể thiếu được trong từ
nhiên. Nó có vai trò cực kỳ quan trọng tạo nên cảnh quan vi có
tác động mạnh mẽ đến các yếu tố khí hậu, đất đai. Chính vì vậy,
rừng không chi có chức năng trong phát triển kinh tế - xã hội mà
nó còn có ý nghĩa đác biệt trong việc bảo vệ môi trường sinh
thái.
Ngay từ buổi đầu tiên trong lịch sử phát triển nhân loại. Rừng
đã có những đóng góp cực kỳ quan trọng đối với đời sống con
người. Rừng cung cấp nơi cư trú, lương thực, thực phẩm,
nguyên liệu, nhiên liệu cho sự tồn tại và phát triển của xã hội
loài người.
Sự phát triển ngày càng cao của kinh tế - xã hội, đặc biệt là
trong giai đoạn hiện đại dựa trên nền tảng sự tiến bộ của khoa
học kỹ thuật đã làm đa dạng hơn quá trình sử dụng tài nguyên
thiên nhiên và làm thay đổi sự phụ thuộc của con người vào
rừng. Con người đã rời bỏ từng phần hoặc toàn bộ sự lệ thuộc
vào rừng di chuyển xuống sông ở các lưu vực sông. Nơi có các
điều kiện dễ dàng hơn và có năng suất cây trồng cao hơn. Các
cộng đồng dân cư đã phân bố rộng khắp từ những vùng đô thị
đến các vùng nông thôn ven biển. Tuy nhiên một bộ phận quan
trọng gồm nhiều công đồng dân cư khác nhau vẫn sống trong
rừng hoặc ở các vùng ven rừng. Họ tiếp tục nền sản xuất nông
nghiệp truyền thống tự cung tự cấp, sử dụng đất rừng để canh
tác nông nghiệp và khai thác các tài nguyên rừng phục vụ trực
tiếp cho cuộc sống của họ.
Ngày nay do dân số tăng nhanh nhu cầu về tài nguyên ngày
càng lớn. Quá trình sản xuất phát triển dựa trên một nền khoa
học công nghệ cao đã gáy sức ép ngày càng lớn đối với các

4

nguồn tài nguyên nói chung. Trong đó, tài nguyên rừng được
huy động ngày càng nhiều nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng
tăng về lương thực,thực phẩm, nhu cầu gò củi và các nguyên
liệu cho sự phát triển kinh tế xã hội của loài người. Điều này đã
dẫn dấn làm suy giảm đáng kể nguồn tài nguyên rừng, đặc biệt
là ở các nước đang phát triển. Rừng bị suy giảm do bất kỳ một
nguyên nhân nào cũng đều có thể gây ra các vấn đề về sinh thái,
môi trường như: Gây hạn hán, lũ lụt, ảnh hưởng đến khí hậu
toàn cầu, làm giảm đa dạng sinh học, gây xói mòn đất và có
nguy cơ dẫn đến sa mạc hóa các vùng đất. Cuối cùng chúng sẽ
gây hậu quả về kinh tế, xã hội và dẫn đến đói nghèo.
Rừng không chỉ có ý nghĩa trong phát triển kinh tế xã hội của
từng địa phương mà nó đồng thời cũng là bộ phận cấu thành
quan trọng trong sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia. Những
nguyên nhân làm giảm diện tích rừng ít nhiều có sự thay đổi
theo từng vùng nhưng trước hết đều có liên quan trực tiếp đến
các cộng đồng người sống trong rừng hoặc ở các vùng ven rừng.
Do vậy, để bảo vệ và phát triển rừng. Chính phủ và các tồ chức
có liên quan cần ủng hộ, trợ giúp các quá trình sản xuất nhằm
phát triển đời sống các cộng đồng dân cư địa phương.
Việt Nam cũng như nhiều nước dang phát triển khác đang
đứng trước những vấn đề cấp bách về môi nhường. Tài nguyên
rừng đất nước, khoáng sản đang được huy động mạnh mẽ cho
quá trình phát triển kinh tế và bị suy giảm nhanh chóng nhiều
loài động thực vật quý hiếm đang có nguy cơ bị tuyệt chủng môi
trường đang bị đe dọa bởi sự ô nhiễm. Bảo vệ và phát triển tài
nguyên rừng sẽ có vai trò đặc biệt quan trọng nhằm giữ ổn định
cân bẵng sính thái trong sinh quyển."Chính vì vậy bảo vệ tài
nguyên rừng đã được xác định là một trong những mục tiêu lớn
trong chiến lược hành động cho sự phát triển bền vững ở nước ta

nói riêng và trên toàn thế giới nới chung.
Là một bộ phận cấu thành của chương trình đào tạo cử nhân
khoa học môi trường, giáo trình "Tài nguyên rừng" nhằm trang

5
bị những kiến thức cơ bản về rừng và tài nguyên rừng, về vai trò
của rừng trong sự nghiệp phát triển kinh tế, xã hội và bao vệ môi
trường cho sinh viên khoa Môi trường. Đồng thời được dùng
làm tài liệu tham khảo cho các ngành khoa học có liên quan. Với
mục đích đó, giáo trình "Tài nguyên rừng" đề cập cái những nội
dung chính có liên quan đến các khái niệm, các quá trình cơ bản
của rừng, vai trò của rừng những vấn đề xe tài nguyên rừng
cũng như việc tổ chức quản lý và sử dụng tài nguyên rừng cho
sự phát triển bền vững.
Các tác giả mong nhận được những ý kiến đóng góp của các
chuyên gia và các nhà khoa học để sửa chửa bổ sung và hoàn
chỉnh nội dung nhằm đáp ứng ngày một tốt hơn yêu cầu của quá
trình đào tạo.

6
Chương I:
NHỮNG KHÁI NIÊM CƠ BẢN VÀ Ý
NGHĨA SINH THÁI CỦA RỪNG
1.1. KHÁI NIỆM VỀ RỪNG.
Rừng là bộ phận cấu thành quan trọng nhất của sinh quyển và
có ý nghĩa lớn trong sự phát triển kinh tế xã hội, sinh thái và môi
trường. Trên thực tế, rừng đã có lịch sử phát triển lâu dài nhưng
những hiểu biết về rừng chỉ mới thức sự có được từ thế kỷ XIX.
Cùng với sự ra đời của sinhthái học, các khái niệm về rừng và
khoa học rừng dần dần được sáng to: Theo quan điểm học
thuyết về hệ sinh thái rừng được xem như là hệ sinh thái điển
hình trong sinh quyển (Temslay, 1935; Vili, 1997; Odum, 1966).
Mặt khác trên cơ sở học thuyết về rừng của morodov, Sukasov
thì rừng được coi là một sinh địa quần lạc (Biogeocenose).
Thực ra thì hai học thuyết này là không khác nhau về bản
chất, nhung mỗi học thuyết nhấn mạnh về một khía cạnh đặc
trưng riêng của rừng. Cả hai học thuyết đều sử dụng các nguyên
lý cơ bản của sinh thái học khi nghiên cứu một đơn vị tự nhiên
trong sinh quyển. Chung đều được thừa nhận và sử dụng trong
khoa học nghiên cứu về rừng.
1.1.1. Rừng là một hệ sinh thái .
Vili (1957) đã khái niệm hệ sinh thái là một đơn vị tự nhiên
bao gồm các yếu tố sống và không sống, giữa chúng có sự trao
đổi vật chất và năng lượng tạo nên một hệ thống ổn định. Nói
cách khác, hệ sinh thái là một hệ thống bao gồm quần xã sinh

vật và các yếu tố môi trường vật lý, trong đó có sự tương tác
giữa chúng vôi nhau.

7
Các yếu tố môi trường vật lý trong hệ sinh thái bao gồm khí
hậu (như nhiệt độ, độ ẩm), ánh sáng, không khí và các yếu tố
dinh dưỡng (như N, P, K, Ca, Mg, Mo, H
2
O).
Quần xã sinh vật bao gồm các loài thực vật, động vật, vi sinh
vật. Đây là thành phần sống và biến động nhất trong hệ sinh
thái. Xét về quan hệ dinh dưỡng, người ta chia các sinh vật ra
làm 2 nhóm: (l) Sinh vật tự dưỡng hay sinh vật sản xuất, chủ yếu
là các cây xanh có khả năng chuyển hóa năng lượng mặt trời
nhờ quá trình quang hợp; (2) Sinh vật dị dưỡng bao gồm sinh
vật tiêu thụ (chủ yếu là các loại động vật) và các sinh vật phân
hủy (nấm và các vi sinh vật). Các sinh vật tiêu thụ lại được chia
thành sinh vật tiêu thụ bậc 1, tiêu thụ bậc 2, tiêu thụ bậc 3,
Chức năng cơ bản của hệ sinh thái là thực hiện vòng tuần
hoàn vật hất và dòng năng lượng. Bắt đầu từ các thực vật, chúng
sử dụng các chất khoáng, CO
2
và H
2
O dưới tác dụng của ánh
sáng mặt trời để tổng hợp nên các hợp chất hữu cơ. Một phần
các chất hữu cơ này sẽ được chuyển sang các sinh vật tiêu thụ
thông qua chuỗi thức ăn. và cuối cùng chúng bị phân hủy trả lại
các hợp chất vô cơ cho môi trường, khép kín chu trình vật chất
trong hệ sinh thái. Dòng năng lượng từ bức xạ mặt trời được

thức vật cố định cũng được vận chuyển trong hệ sinh thái thông
qua chuỗi thức ăn. Tuy nhiên, năng lượng là dòng hở, nó bị tiêu
hao dần qua các bậc dinh dưỡng. Có thể biểu diễn vòng tuần
hoàn dinh dưỡng và dòng năng lượng trong hệ sinh thái bằng sơ
đồ đơn giản như hình 1. Tùy theo phạm vi nghiên cửu, hệ sinh
thái có thể có giới hạn rộng hẹp khác nhau khác nhau: Một khi
rừng, một đồng cỏ, một vùng biển, hoặc có thể nhỏ chỉ là một
cái ao, thậm chí chỉ là. một bể cá nhỏ. Cả hành tinh của chúng ta
dược coi là một hệ sinh thái khổng lồ. Do có đa dạng sinh học
cao và cấu trúc phức tạp nên rừng được xem là hệ sinh thái phức
tạp nhất trong các hệ sinh thái trên cạn.


- Mối quan hệ dinh dưỡng trong hệ sinh thái rừng:
Cây xanh tự dưỡng sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời và
các chất vô cơ tổng hợp nên các hợp chất hữu cơ đây là nguồn
thức ăn cung cấp trực tiếp cho các sinh vật tiêu thụ bậc 1 là các
động vật ăn thực vật như trâu, bò, ngựa, hươu, nai, thỏ, chuột
đồng, sóc và nhiều loài chim ăn hạt như chim bồ câu, gà lôi
(Gaulus gtandarins). Côn trùng lấy phấn hoa và mật (ong, ruồi
hoa, các loài bướm) có vai trò quan trọng trong việc truyền phấn
hoa cho các cây rừng như phong lan, anh đào. Côn trùng ăn và
phá hoại các loài thực vật như ong xinip, sâu cuốn lá, một sâu ăn
lá, ăn chồi. Các côn trùng ăn thực vật tuy có khối lượng không
lớn nhưng có tác động rõ rệt đến hệ sinh thái rừng. Các động vật
ăn thịt bậc 1: Ăn các loại động vật ăn thực vật như cáo, chồn.
Nhiều loại chim như chim chích, gõ kiến và một số động vật nhỏ
hơn như nhện ăn sâu bọ. Đến lượt mình, chính các động vật ăn
thịt bậc 1 lại bị các động vật khác ăn thịt (ăn thịt bậc 2). Ví dụ
như cú ăn thịt, diều hâu chuyên săn bắt các loại chuột, gà.

8

9
Cuối cùng trên đỉnh tháp dinh dưỡng thể hiện mối tác động
tương hỗ về thức ăn trong hệ sinh thái gồm các vật ký sinh trên
động vật ăn thịt bậc 1 và bậc 2 như ve, bét. Trên thực tế mối
quan hệ thức ăn trong hệ sinh thái rừng là rất phức tạp. Mỗi một
sinh vật tiêu thụ có thể đồng thời tham gia một số chuỗi dinh
dưỡng khác nhau. Tập hợp tất cả các mối quan hệ thức ăn (các
chuỗi thức ăn) sẽ tạo thành một mạng lưới dinh dưỡng (mạng
lưới thức ăn) nhiều nhánh.
Các sinh vật sản xuất và tiêu thụ ở mức độ dinh dưỡng khác
nhau khi chết đi trả lại cho đất một khối lượng lớn các chất hữu
cơ. Đây là nguồn thức ăn nuôi sống một số lượng lớn các động
vật hoại sinh sống trong đất và trên mặt đất thuộc các nhóm
khác nhau như bộ cánh cổng, bộ hai đuôi (Diptera), bộ nhiều
chân (Scolopendromorpha), giun tròn, giun đất. Sự phân hủy
cuối cùng các chết hữu cơ để trả lại chất vô cơ cho đất là do
nấm, xạ khuẩn và vi khuẩn đảm nhận.
Sinh khối của các nhóm sinh vật trong:hệ sinh thái rừng là
khác nhau phụ thuộc vào các điều kiện sinh thái, đặc biệt lả Loài
cây ưu thế. Ví dụ như trong 1ha rừng sồi và dẻ 120 tuổi ở châu
Âu có thành phần sinh khối của các nhóm sinh vật chủ yếu như
sau:
Cây gỗ
Lá 4 tấn
Cành 30 tấn
Thân 240 tấn
Cỏ 1 tấn

Động vật có vú (lợn lòi, hươu, nai) 5 kg
Chim 1,5 kg
Động vật đất (chủ yếu là giun đất) 600 kg

10

Nhìn chung trong hệ sinh thái rừng, khối lượng, động vật chỉ
chiếm một tỷ lệ rất nhỏ so với sinh khối thực vật. Tuy nhiên về
số lượng cá thể thì lại rất lớn Ước tính số lượng các cá thể động
vật trên 1 ha rừng cũng nhiều gấp 20 lần so với dân số trên trái
đất. Trong quẩn xã sinh vật rừng, tỉ lệ giữa các nhóm sinh vật
luôn có sự biến động và điều chỉnh nhằm thiết lập sự cân bằng
động giữa chúng với nhau và với môi trường tạo nên sự ổn định
của hệ sinh thái.
Năng suất hệ sinh thái rừng
Năng suất sơ cấp của rừng bao gồm tổng lượng vật chất hoặc
năng lượng tích lũy được do các sinh vật sản xuất sơ cấp tích luỹ
được hệ sinh thái rừng và được tính bằng lượng chất hữu cơ
(hay C ) hoặc năng lượng được tích lũy trong 1 đơn vị thời gian
trên 1 đơn vị diện tích. Năng suất rừng phụ thuộc chủ yếu vào
khả năng quang hợp của cây xanh. Tuy nhiên một phần lớn năng
lượng cố định được lại bị tiêu hao cho các hoạt động của hệ sinh
thái nên phần tích lũy lại trong thực vật (bao gồm cả thân, lá,
hoa, quả và rễ) là không lớn lắm. Nhiều nghiên cứu ở vùng rừng
Trung Âu cho thấy khoảng 45% sản phẩm đồng hóa được sử
dụng cho quá trình hô hấp của thực vật, gần 16 % mất đi do
cành lá rụng, 3% mất đi qua hệ thống rễ, 1% do quả, 3% do rễ
chết và 8% do các nguyên nhân khác. Chỉ có khoảng 29% là mô
gỗ có thể sử dụng trong thực tiễn. Theo tính toán như vậy thì
lượng chất hữu cơ tổng hợp trong quá trình quang hợp ở rừng

châu Âu có thể đạt 8-23 tấn/ha năm tương ửng với 2-8 tấn gỗ.
Kết quả này là phù hợp với lượng gỗ khai thác được trên thực tế,
dao động trong khoảng 1-7 tấn/năm.
Năng suất cây rừng cũng phụ thuộc rất lớn vào các điều kiện
khí hậu, đất đai. Ở Tây âu có thể đạt tới 12 m
3

/ha/năm, trong
khi ở vùng cực Bắc chỉ vào khoảng 0,5 m
3
/ha/năm. Do vậy chu
kỳ khai thác rừng ở Tây âu vào khoảng 6 - 9 năm, còn ở cực Bắc
thì chu kỳ này kéo dài tới 30 - 40 năm. Hiện nay, việc biểu thị

11
năng suất cây rừng thường dược biểu thị bằng thể tích gỗ (m
3
)
thực ra không phản ánh đầy đủ lượng vật chất thực tích lũy được
của hệ sinh thái rừng, vì chất lượng các loại gỗ khác nhau là rất
khác nhau. Các cây gỗ nhẹ có độ xốp lớn thường có mức tăng
trưởng nhanh nhưng thực tế lượng vật chất tích luỹ được không
cao. Ví dụ như 1 ha rừng thông tăng dược 18 m
3
gỗ và rừng dẻ
tăng lượng gỗ trong một năm. Nhưng thực chất lượng nhất khô
tích luỹ được ở loại rừng này có sự khác nhau không nhiều vì gỗ
thông có độ hổng là 10% trong khi gỗ dẻ chỉ là 63%.
Thực tế cho thấy tâng, nếu trong các diều kiện có tiềm năng
cho năng suất như nhau và các cây rừng đều thích ứng với khí

hậu và đất đai thì rừng cây lá kim thường có, tăng trưởng gỗ về
thể tích lớn hơn so với các rừng cây lá rộng, gỗ cứng. Tuy nhiên,
xét về thực chất từ khối lượng vật hất sản xuất được tỷ lệ sai
khác ít hơn nhiều. Ví dụ như rừng cây vân sam có mức tăng
trưởng là 11,1 m
3
/ha/năm còn rừng cây lá rộng chỉ là 3,8
m
3
/ha/năm. Trong khi xét về trọng lượng chất khô tương ứng là
2,7 và 1,4 tấn chất khô/năm.
Việc tính toán năng suất của hệ sinh thái rừng là một vấn đề
quan trọng, nhưng thường gặp nhiều khó khăn nên các chỉ số
ước tính về năng suất rừng còn khác nhau khá nhiều. Schroeder
(1919) lấy năng suất 2,5 tấn C ha/năm làm cơ sở để tính thì năng
suất rừng trên toàn trái đất (44 triệu km
2
) sẽ là 11 tỷ tấn C hay
22 tỷ tấn chất hữu cơ trong một năm. Theo Ovington và Pẹrsal,
thì năng suất ở rừng cây lá rộng ở Anh là 2,55 tấn C/ha/năm.
Còn năng suất trung bình ở rừng thường xanh nhiệt đới là 4,8
tấn C/ha/năm tương ứng với hiệu suất quang hợp là 1% (Foog,
1958).
Một tính toán khác vào năm 1955, trên trái đất có 11,4 triệu
km
2
rừng được khai thác, cung cấp 2,390 triệu m
3
/năm hay 2,1
m

3
gỗ/ha tương ứng gõ tan C (nếu tính cả cành và lá thì lượng C
sẽ là 1triệu). Trên cơ sở này người ta ước tính năng suất rừng
trên toàn thế giới sẽ là 8,3 tỷ tấn gỗ hoặc 4,1 tỷ tấn chẩt khô, hay
2,08 tỷ tấn C. Nếu tính cả cành lá và rễ cây thì hàng năm rừng

12
trên thế giới có khả năng tích lũy khoảng 4 tỷ tấn C hay 8 tỷ tấn
chất hữu cơ.
Hệ sinh thái rừng mưa nhiệt đới:
Nhờ có điều kiện khí hậu, đất dai thuận lợi khu hệ thực vật
của rừng mưa nhiệt đới rất phong phú và được xem là khu bảo
tồn thiên nhiên đầy đủ nhất trên lục địa. Do có lượng bức xạ dồi
dào và lượng ẩm khá lớn, quátrình trao đổi chất và năng lượng
xảy ra mạnh tạo điều kiện cho các loài cây ưa ẩm thường xanh
chiếm ưu thế. Với lịch sử phát triển lâu dài và sự đa dạng sinh
học cao của mình, rừng mưa nhiệt đới được xem là trung tâm
tiến hóa của giới thực vật.
Cấu trúc của rừng mưa nhiệt đới thường rất phức tạp. kín tán
các với loài cây gỗ chiếm ưu thế khác tuổi, nhiều tầng dày rậm,
phong phú về dây leo và thực vật phụ sinh. Bánh rễ và hiện
tượng ra hoa quả trực tiếp trên thân là những đặc trưng chỉ có ở
rừng mưa nhiệt đới. Ngoài ra trong rừng mưa nhiệt đới còn có
nhiều loài cây gỗ quý có ý nghĩa kinh tế và giá trị sử dụng cao.
Tuy nhiên do điều kiện khí hậu thuận lợi, sự sinh trưởng và
phát triển của thực vật diễn ra quanh năm đã làm cho thành phần
loài cây và quá trình tái sinh rừng mưa nhiệt đới diễn ra rất phức
tạp. Rừng thường bao gồm nhiều loài cây sống hỗn giao, thành
phần và tuổi cây cũng không đồng nhất nên gây khó khăn trong
quản lý, khai thác cũng như chăm sóc rừng. Nhìn chung, rừng

nhiệt đới có các loài cây tia sáng có hiệu suất quang hợp cao,
nhưng cường độ hô hấp lớn nên tiêu hao nhiều sản phẩm hữu cơ
và năng lượng đã tích luỹ dược.
Phần lớn diện tích rừng nước ta mang đặc trưng của rừng
mưa nhiệt đới. Rừng có sự đa dạng sinh học cao và nhiều loài gỗ
quý. Đặc biệt là còn có nhiều loại động thực vật đượẫtem là đặc
trưng ít gặp ở các khu rừng khác trên thế giới.
1.1.2. Rừng là một quần lạc sinh địa.

13
Học thuyết về "Quần lạc sinh địa" được Sukasov đưa ra vào
năm 1964. Theo Sukasov quần lạc sinh địa là tổng hợp trên mặt
đất nhất định các hiện tượng tự nhiên đồng nhất (khí quyển, đá
mẹ, đất, thảm thực vật, thế giới động vật, vi sinh vật và các điều
kiện thủy văn) có đặc thù riêng về sự tương tác giữa các hợp
phần tổ thành. Chúng là một thể thốn ơ nhất biện chứng giữa các
mâu thuẫn nội tại, và luôn vận động phát triển không ngừng.
Theo nghĩa chung, quần lạc sinh địa là một khái niệm rộng bao
gồm cả quần lạc sinh địa rừng và quần lạc sinh địa đồng cỏ. Một
quần lạc sinh địa bao gồm các thành phần chủ yếu như sinh cảnh
(ánh sáng, khí hậu, đất) và các quần lạc sinh vật (quần lạc thực
vật, quần lạc động vật, quần lạc vi sinh vật). Bản chất của mối
quan hệ giữa các hợp phần trong quần lạc sinh địa là quá trình
chuyển hóa vật chất và năng lượng. Sukasov gọi đây là quá trình
sinh địa quần lạc, nó quyết định quá trình phát triển và diễn thế
rừng. Mỗi một kiểu rừng có một quá trình sinh địa quần lạc đặc
trưng do tổ thành tầng cây cao giữ vai trò quyết định. Trong đó
loài cây lập quần ưu thế sinh thái) có vai trò chủ đạo trong việc
hình thành nặn hoàn cảnh bên trong của quần thể (tiểu hoàn
cảnh rừng). Chỉ có quần thể thực vật rừng mới có khả năng tạo

nên "nội cảnh" riêng biệt khác với môi trường ba ngoài. Do vậy,
đặc trưng cơ bản nhất của rừng là trong tô thành thực vật, loài
cây cao phải chiếm ưa thế. Chúng có một mật độ nhất định mọc
chung với nhau trên một diện tích nhất định luôn có sự tác động
tương hô giữa các cây rừng với nhau và với môi trường tạo nên
một tiểu hoàn cảnh riêng biệt
Quần lạc sinh địa rừng dược hiểu là một khoảng rừng nhất
định có sự đồng nhất về tổ thành cấu trúc và đặc tính của các
thành phần hợp thành. Nghĩa là đồng nhất về thảm thực vật, thế
giới động vật, thế giới vi sinh vật, các điều kiện về khí hậu, đất
đai. Trong đó có sự đồng nhất về các quá trình tác động qua lại
lẫn nhau, có cùng một kiểu trao đổi vật chất và nặng lượng giữa
các hợp phần trong quần lạc và với môi trường (Sukasov, 1964).


14
1.2. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG
ĐẾN RỪNG
1.2.1. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến sự hình
thành và phân bố rừng.
Môi trường bao gồm nhiều yếu tố khác nhau (khí hậu, đất
đai; sinh vật), chúng luôn tác động đồng thời tạo thành một tổ
hợp sinh thái ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng phát triển
của các loài thực vật. Mỗi vùng địa lý khác nhau có một điều
kiện sinh thái nhất định và cũng có một kiểu rừng đặc trưng với
một cảnh quan địa lý riêng biệt. Ở vùng ôn đới có đặc trưng cơ
bản của cấu trúc rừng cây lá kim thuần loài, đều tuổi. Còn rừng
mưa vùng nhiệt đới được đặc trưng bởi các cây lá rộng thường
xanh, có cấu trúc phức tạp về thành phần loài, khác tuổi. Khả
năng tập hợp các loài cây thành các quần hợp khác nhau là một

sự kiện trong thực tế thiên nhiên đây không phải là sự ngẫu
nhiên. Trong điều kiện môi trường của vùng nhiệt đới với lượng
mưa dồi dào) lượng nhiệt và ánh sáng đầy đủ và chênh lệch
không lớn trong năm là thích hợp với biên độ sinh thái hẹp của
nhiều loài cây đã tạo ra thảm thực vật phong phú riêng của rừng
nhiệt đới. Sự đấu tranh sinh tồn ở Tây Âu tuy vẫn xảy ra nhưng
không gay gắt, do đó mà các cá thể của nhiều loài có thể cùng
tồn tại bên nhau. Tuy nhiên trong những điều kiện khí hậu, đất
đai nhất định có những loài cây thích hợp sẽ chiếm ưu thế trong
từng sinh thái của quần thể: Theo Thái Văn Trừng (1970), số
loài cây ưu thế trong một hệ sinh thái rừng thường không quá 10
loài, tỉ lệ cá thể của mỗi loài ưu thế chiếm khoảng 5%, và tổng
số cá thể của 10 loài ưu thế đó phải chiếm 40-50% tổng số cá
thể cây của tầng tập quần của quần thể trên một đơn vị diều ra.
Khí hậu được xem là yếu tố quyết định sự hình thành các đai
rừng theo vĩ độ khác nhau trên thế giới. Trong các yếu tố khí
hậu thì nhiệt đó và độ ẩm có ý nghĩa quyết định nhất tạo nên sự
phân bố rừng theo vĩ độ và theo độ cao (Hình 2). Trong cùng

15
một diều kiện khí hậu thì đất đai sẽ có vai trò quan trọng hình
thành nên các thực vật khác nhau. Như đất ngập mặn ven biến
hình thành các rừng ngập mặn, đất đối núi hình thành từ các loại
đá mẹ khác nhau sẽ hình thành những quần thể thực vật tương
ứng.
Ngày nay, con người cũng có tác động không nhỏ làm thay
đổi sự phân bố của các loại cây rừng. Nhiều khu rừng tự nhiên
đã bị biến mất hoặc thay vào đó là các khu rừng trồng với những
loài cây không phải là khu vực phân bố tự nhiên của chúng, như
các rừng bạch đàn hay keo đang được trồng khá nhiều ở vùng

đồi núi phía bắc nước ta.




16
1.2.2. Ảnh hưởng của khí hậu đến sinh trưởng và phát triển
của rừng.
Các yêu tố khí hậu có liên quan chặt chẽ với nhau và có ảnh
hưởng đồng thời đến đời sống của sinh vất. Các yếu tố về bức xạ
mặt trời, nhiệt, nước, thành phần và sự chuyển động của không
khí có ảnh hưởng rất lớn đến sự phân bố, cấu trúc, sinh trưởng,
phát triển và năng suất của rừng. Paeson(1956) đã mô hình hóa
các mối quan hệ giữa khả năng tăng trưởng của cây gỗ với
những nhân tố cơ bản cửa khí hậu bằng phươngtrình sau:
CVP =
.T
T
X P X
12
G
X
200
E

Trong đó: CVP chỉ một quan hệ giữa khí hậu (C), thực vật
(V) và sản lượng (P), T là nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất
(
o
c), T. là biên độ nhiệt trung bình tháng nóng nhất vả tháng lạnh

nhất (
o
c), G là thời gian sinh trưởng (tháng) và là lượng bức xạ
mặt trời, P là năng suất.
Trên cơ sở phương pháp của paleson, Pado (1964) đã xác lập
mối quan hệ tuyến tính giữa lượng tăng trưởng và chỉ số cuả
Paleson dưới dạng phương trình:
Y = A +B x CVP
Bức xạ mặt trời .


17
Bức xạ mặt trời là nguồn năng lượng chủ yếu cung cấp cho
toàn bộ hoạt động của hệ sinh thái rừng và có ảnh hưởng rất lớn
đến năng suất của rừng. Nhìn chung cường độ quang hợp có
quan hệ tỉ lệ thuận với cường độ chiếu sáng. Trong điều kiện
vùng nhiệt đới, thực vật rừng có khả nẫng quang hợp cao tạo ra
nhiều sản phản chất hữu cơ. Tuy nhiên cũng do điều kiện nhiệt
độ cao và độ ẩm lớn mà quá trình hô hấp cũng xảy ra mạnh làm

têu hao một lượng đáng kể năng lượng đã tích lũy được dẫn đến
làm cho năng suất thực tế bị hạn chế một phần. Theo các tính
toán của VanTo cho thấy không có sự khác nhau rõ rệt giữa sản

18
lượng của rừng nhiệt đới nguyên thủy và rừng Fagus slvatica.
(Bảng 1).
Bảng 1. Sản phẩm quang hợp và năng suất hai loại rừng ở châu
Âu (tấn/ha)

Loại rừng Sản phẩm
quang hợp

Tiêu hao
do hô hấp.
Năng suất
thực tế.

Rừng nguyên thủy nhiệt
đới.

42.5 29.1 13,4
Rừng Fagus savatil 23,5 10,0 13,5
Một trong những nguyên nhân của hiện tượng trên là do rừng
nhiệt đới bao gồm cấu trúc nguyên sơ với các cây lá rộng nhiều
tầng, nhiều cành nhánh. Những cây ở tầng dưới do bị che bóng
nên có năng suất quang hợp thấp. Trong khi ở rừng ôn đới đã
được con người chọn lọc với những cây trồng có khả năng sinh
trưởng nhanh, phần gỗ kinh tế chiếm tỉ lệ cao hơn ánh sáng
không chỉ làm tăng khả năng sinh trưởng mà còn có ảnh hưởng
mạnh đến quá trình ra hoa kết quả của cây rừng. Do khả năng
tiếp nhận ánh sáng khác nhau mà ngày trên cùng một cây phần
tán lá nhận được nhiều ánh sáng sẽ ra hoa kết quả nhiều hơn
phần tán lá bị che bóng (Phùng Ngọc Lan, 1986).
Trên thực tế, các cây sống dưới bóng rừng không hoàn toàn
là các cây ưa bóng mà trong đó có rất nhiều cây chịu bóng. Khi
điều kiện ánh sáng được cải thiện thì khả năng sinh trưởng của
chúng sẽ tăng mạnh. Khả năng chịu bóng của cả , rừng chỉ thể

hiện rõ rệt trong giai đoạn cây còn nhỏ, khi tuổi tăng lên khả

năng chịu bóng sẽ giảm đi.

Dựa vào nhu cầu ánh sáng có thể chia cây rừng làm hai nhóm
cơ bản là cây ưa sáng và cây chịu bóng. Cây ưa sáng là loại cây
không có khả năng sống dưới bóng rợp như bồ đề (Stvrax
tonkinensis), thông (Pinus sụp), sau sau (Liquydamba
formosama). Cây chịu bóng là các cây có khả năng sống dưới
bóng rợp như hồi (il1cium ve rum), dọc (Garcinia sụp). Các cây

19
chịu bóng lại có thể chia ra cây rất chịu bóng, cây chịu bóng cây
chịu bóng vừa và cây chịu bóng ít. Nhu cầu về ánh sáng là
nguyên nhân cơ bản dẫn đến sự phân bố không gian của quần
thể thực vật rừng.

Nhiệt độ.
Nhiệt độ là nhân tố sinh thái quan trọng đối với cây rừng.
Nhiệt độ ảnh hưởng đến nhiều yếu tố sinh lý của cây như khả
năng quang hợp, hô hấp, thoát hơi nước, khá năng hấp thụ dinh
dưỡng. Trên thực tế sự biến đổi của nhiệt độ thường đi kèm
cùng các yếu tố ánh sáng và độ ẩm sẽ có ý nghĩa quyết định đến
sự hình thành và phân bố các đai rừng khác nhau trên thế giới
(Hình 3).
Nước:

Ảnh hướng của nước đến cây rừng được thể hiện dưới 3 dạng
cơ bản là lượng mưa, độ ẩm không khí và độ ẩm đất. Lượng
mưa và sự phân bố trong năm có ảnh hưởng trực tiếp đến sinh
trưởng, cấu trúc và trạng mùa của quần thể thực vật rừng. Mưa
là nguồn cung cấp nước chính cho cây rừng.

Độ ẩm đất là nguồn cung cấp nước trực tiếp cho thực vật
rừng và có tính quyết định đến thành phần loài, số lượng cá thể
của quần thể thực vật rừng. Độ ẩm đất thích hợp sẽ tạo điều kiện
cho cây rừng phát triển tốt. Khi đất quá khô sẽ hạn chế sinh
trưởng của lớp thảm thực vật rừng.


Thành phân và sự chuyển động của không khí.
Thành phần chủ yếu của không khí bao gồm 3 loại khí là N
2

(78%), O
2
(21%), CO
2
(0,03%). Đây là những chất khí có ý
nghĩa sống còn đối với đời sống của các loài sinh vật. CO
2
và O
2

rất cần cho quá trình quang hợp và hô hấp của cây xanh. Giả sử
nếu
không có chu trình tuần hoàn C trong tự nhiên thì chi sau 30
năm toàn bộ lượng CO
2
trong khí quyển sẽ bị cây xanh sử dụng
hết. Lượng CO
2

được trả lại cho khí quyển chủ yếu là do quá
trình phân hủy các chất hữu cơ. Theo Ludogo, đất cát ít mùn có
khả năng giải phóng CO
2
), còn ở đất cát pha hay sét pha nhiều
mùn giải phóng khoảng 4 kg CO
2
/ha trong 1 giờ.
Hàm lượng N
2
trong khí quyển tuy nhiều, nhưng nhìn chung
thực vật không sử dụng được một cách trực tiếp. Chỉ có một số
loài vi sinh vật sống tự do như Azotobacter, Clostridium, các

20

21
loài tảo như Anbaena, Nostoc và các loài vi khuẩn cố định N
2

sống cộng sinh ở rễ cây họ đậu mới có khả năng sử dụng trực
tiếp N
2
từ khí quyển. Do vậy, lượng nitơ bổ sung cho đất rừng
phụ thuộc chủ yếu vào sự có mặt của các nhóm sinh vật này.
Một phần khác nitơ dinh dưỡng của cây rừng còn được bổ sung
từ các trận mưa dông.
Bên cạnh các yếu tố có lợi, trong không khí cũng có chứa
nhiều yếu tố độc hại có ảnh hưỏng xấu đến đời sống cây rừng,
như các khí SO

2
, H
2
S, CO, F
2
NO
2
Bụi trong khí quyển cũng
có ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống cây rừng thông qua ảnh
hưởng của chúng đến bức xạ mặt trời làm giảm khả năng quang
hợp và trao đổi chất giữa cây với khí quyển.

Sự chuyển động của không khí cũng trực tiếp hoặc gián tiếp
ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của rừng. Gió làm thay
đổi thành phần không khí, nhiệt độ, độ ẩm. Gió cũng có vai trò
quan trọng trong truyền phấn hoa, phát tán hạt giống mở rộng sự
phân bố của cây rừng. Ngoài ra, gió còn có ảnh hưởng dấn hình
thái cây rừng. Gió mạnh làm cây bị va đập và bị tổn thương, đặc
biệt có thể làm cây bị đổ gãy.

1.2.3. Ảnh hưởng của dải đất đến sự sinh trưởng và phát
triển của cây rừng.
Đất là bộ phận cấu thành quan trọng của hệ sinh thái rừng.
Trong những điều kiện khí hậu nhất định đất có vai trò quyết
định đến việc hình thành thảm thực vật, sinh trưởng phát triển và
năng suất của rừng. Ví dụ như ở nước ta trên các núi đá vôi ở
Bắc Cạn, Thái Nguyên, Lạng Sơn tổ thành rừng chủ yếu gồm
các loài cây như đinh (Markhtzmia spp), nghiến
(Bureliodendron toninens), trai (Garcinia fagraeodes). Rừng
thông (Pinus spp) phân bố chủ yếu trên đá mẹ sa thạch. Trên

phiến thạch miền ở vùng núi trung tâm phía Bắc là các loài cây
mỡ (Mangliata glanca), vầu (Phylostachys spp.), dẻ (Quercus
spp ) Cây phi lao (Casuarina equysetifolia) thích hợp ỏ đất cát

22
thoát nước. Cây tếch (Tectonạ grandis) sinh trưởng tốt ở đất ẩm,
độ phi cao và tầng dày khá.

Đối với cây rừng, các tính chất vật lý đất như tầng dày, độ
ẩm, thành phần cơ giới, cấu trúc, độ thoáng khí có ảnh hưởng
mạnh mẽ đến sự phân hóa thành phần thức vát trong rừng (Ham,
1936; Risa 1952). Trong khi đó, các tính chất hóa học đất như
thành phần dinh dưỡng và phản ứng của dung dịch đất lại có ảnh
hưởng trực tiếp đến sinh trưởng và năng suất cây rừng. Đặc biệt
là các cây non rất mẫn cảm với sự thiếu hụt các chất dinh
dưỡng. Thiếu sắt cây sẽ mắc bệnh vàng lá, thiếu kim ]á cây bị
nhăn nheo và xoăn lại, thiếu càn xi chồi đỉnh và rễ cây dễ bị chết
thiếu canxi và phátpho cây rừng sinh trưởng chậm, ra hoa ít
thậm chí không có khả năng ra hoa kết quả. Các cây bụi thảm
tươi cũng rất mân cảm với độ chua của đất nhiều cây có tác
dụng chỉ thị cho điều kiện của môi trường đất như sim
(Rhodomyrtus onentosa) mua (Melasloma candidull) là chỉ
thị
cho đất chua có pa khoảng 4-5; các loài cây họ nước
(Rhlzophoracae) đặc trưng cho đất ngập mặn ven biển.

Khu hệ sinh vật đất (động vật, nấm và vi sinh vật) tham gia
tích cực trong quá trình phân giải chất hữu cơ và chuyển hóa các
chất trong đất, làm khép kín vòng tuần hoàn dinh dưỡng giữa đất
cây trồng. Đặc biệt trong đất rừng còn có nhiều loại nấm sống

cộng sinh trên rễ giúp cây có khả năng huy động nguồn dinh
dưỡng và nước từ ngoài vùng rễ.
1.3. ẢNH HƯỞNG CỦA RỪNG ĐẾN KHÍ HẬU VÀ ĐẤT
ĐAI .
1.3.1. Ảnh hưởng của rừng đến các yếu tố khí hậu.
Ảnh hưởng của rừng đến gió.
Rừng là vật cản trên đường vận chuyển của gió. Nó không
chỉ ảnh hưởng đến vận tốc (Bảng 2) mà lên thay đổi hướng gió

23
và thông quạ đó làm thay đổi các nhân tố khác của hoàn cảnh
sinh thái.
B

ảng 2: Ảnh hưởng của rừng đến tốc độ gió (theo Nesterop)

Chỉ số theo dõi Mặt đón gió : Mặt khuất gió .
Cự ly cách bia
lửn
g

(
m
)

117 81 3 0 0 64 170 256 470
Tốc độ gió (%) 100 82 98 85 23 28 30 l98 100

Nhìn chung nếu gọi h là chiều cao của dải rừng thì phạm vi
ảnh hưởng của rừng giảm tốc độ gió rõ rệt trong phạm vi 5-10 h

ở mặt đón gió và 20-30 h ở mặt khuất gió. Ở các vùng ven biển
thường trồng các dải rừng chắn gió và chần cát báy có tác dụng
làm tăng năng suất cây trồng nông nghiệp. Như các rừng chắn

tăng năng suất lúa tăng 10 %, đặc biệt năm có bão có thể tăng
gấp 2-3 lần so với nơi trống gió (Phùng Ngọc Lan, 1986).

Ảnh hưởng của rừng nên thành phần khí quyển:
Rừng không chỉ chăn gió mà nó còn làm sạch không khí và
có ảnh hưởng lớn đến vòng tuần hoàn các bon trong tự nhiên.
Trên thực tế, rừng được xem như những nhà máy lọc bụi không
lồ Theo Mendan (1956) thì trong một năm, 1 ha rừng thông có
khả năng hút 36,4 tấn bụi trong không khí, lá cây có khả năng
hấp thụ 50% lượng ion phóng xạ trong không khí: Nhiều nghiên
cứu cho thấy, nước mưa ở nơi không có rừng chứa các chất
phóng xạ cao hơn 39 lần so với nước mưa trong rừng. Bên cạnh
đó rừng cũng góp phần làm giảm đáng kể tiếng ồn. Ví dụ như
một dải cây rộng 50 m ở cạnh đường giao thông có khả năng
làm giảm tiếng ồn 20-30 dB. Khả năng làm giảm tiếng ồn cũng
phụ thuộc vào cấu trúc rừng. Rừng có ý nghĩa đặc biệt quan
trọng làm cân bằng hàm lượng O
2
và CO
2
trong khí quyển. Hàng
năm có khoảng 100 tỉ tấn CO
2
được cố định bởi quá trình quang
hợp do cây xanh và một lượng tương tự được trả lại khí quyển
do quá trình hô hấp của sinh vật. Tuy nhiên do tác động của con

24
người đã có ảnh hưởng xấu đến cân bằng CO
2
trong khí quyển.
Nếu chỉ tính từ năm 1958 đến nay lượng CO
2
trong khí quyển
tăng hơn 5% với tốc độ gia tăng 1,5 ppm/năm (Woodwell 1978).
Nếu toàn bộ sinh khối của rừng mưa nhiệt đới được đốt trong
vòng 50 năm tới, và lượng CO
2
giải phóng ra không được thay
thế bằng các nguồn hấp thụ khác thì CO
2
sẽ được giải phóng với
tốc độ gấp đôi hiện nay.

Trên lục địa, hầu hết lượng cácbon được tích luỹ trong cây
rừng, đặc biệt là ở rừng mưa nhiệt đới. Một phần ít hơn nhiều
được tích trữ ở trong đất. Woodwell và Pecan (1973) đã ước tính
lượng cácbon tích trữ ở các hợp pháp khác nhau trên lục địa như
sau (tỉ tấn C):

Rừng mưa nhiệt đới . 340
Rừng nhiệt đới gió mùa : 12
Rừng thường xanh ôn đới: 80
Rừng Phương Bắc: 108
Đất trồng trọt: 7
Tổng cácbon ở lục địa: 827

Ảnh hưởng của rừng đến khí hậu.
Rừng có ảnh hưởng đến thành phần khí quyển và do vậy nó
có ảnh hưởng lớn đến khí hậu vùng cũng như toàn cầu. Rừng có
ảnh hưởng mạnh đến nhiệt độ trái đất thông qua việc phát thải
và làm điều hòa các chất khí đặc biệt là các khí nhà kính. Khi
nhiệt độ trung bình trên Trái đất tăng làm CO
2
hòa tan trong đại
dương giảm cung dẫn đến làm tăng lượng CO
2
trong khí quyển.
Người ta dự đoán rằng, nếu cứ tốc độ như hiện nay thì vào năm
2050 nồng độ CO
2
trong khí quyển tăng gấp đôi và nhiệt độ
Trái đất tăng 2
o
c. Lúcđó, các khối băng tan làm mực nước biển
có thể dâng cao l-3m vào cuối thế kỷ XXI.

Hiện tượng thoát hơi nước sinh học từ cây rừng có tác dụng

25
điều tiết khí hậu. Số lượng nước thoát ra ở thực vật là rất lớn và
phụ thuộc vào độ ẩm của đất. Ở Thụy Điển, 1 ha rừng vân sâm
trên đất khô lượng nước thoát vào khoảng 2100 m
3
/năm; tương
ứng với lượng mưa 210 mm, trong khi 1 ha rừng loại này trên

đất xám sẽ thoát ra gần 4000 mm nước/năm tương ứng lượng
mưa 378 mm. Nhìn chung lượng thoát hơi nước từ thực vật ở
rừng lá kim trung bình đạt 2-8 nghìn tấn/ha/năm, còn ở rừng
thường xanh có thể đạt 4-6 nghìn tấn/ha/năm. Sự bốc hơi nước
vật lý xa lưới tán rừng lâu hơn nhiều so với nơi đất trống thường
chỉ vào khoảng 100 tấn/ha trong một năm ở rừng Trung Âu.

Rừng còn tạo ra một môi trường tiểu khí hậu có tác dụng tốt
đến sức khỏe con người. Rừng làm giảm nhiệt độ và làm tăng độ
ẩm không khí. Đặc biệt nhiều loài cây có khả năng tiết ra các
chất phytonxit có tác dụng diệt khuẩn như thông (Pinus spp)
long não (Cinamomum camphora), bạch đàn (Eucaltus spp ):
quế (Cinallollunl cassia). Cũng cần phải chú ý rằng ở rừng nhiệt
đới do quá ẩm ướt, nước trong xác hữu cơ thối rùa tạo điều kiện
thuận lợi cho các vi khuẩn gây bệnh, ruồi muỗi phát triển và gây
ô nhiễm nguồn nước.

1.3.2. Ảnh hưởng của rừng đến đất đai.
Thảm thực vật có chức năng quan trọng trong việc ngăn cản
một phần nước mưa rơi xuống đất và có vai trò phân phối lại
lượng nước này. Các nghiên cứu ở vùng ôn đới cho thấp nước
mưa được thực vật rừng giữ lại là 25% tổng lượng mưa. Lượng
nước đước tán cây giữ lại sẽ chạy từ tán lá qua cành, theo thân
cây rồi thấm vào dết hoặc đổ vào dòng chảy trên mặt; một phần
khác sẽ bay hơi trở lại khí quyển. Một phần nước mưa thấm vào
đất được giữ lại trong đất lại được rễ cây hút lên và một phần
thoát hơi nước vào khí quyển.

Tán rừng có khả năng giảm sức công phá của nước mưa đối

với tầng đất mặt. Rừng còn làm tăng khả năng thẩm và giữ
nước
của đất hạn chế dòng chạy trên mặt. Tầng thảm mục rừng có khả