Phân tích một số yếu tố cấu trúc nhằm bước đầu đánh giá xu hướng diễn thế rừng phục hồi trong phân khu phục hồi sinh thái tại vườn quốc gia ba vì hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
---------------------

LÊ LƯU CẦU

PHÂN TÍCH MỘT SỐ YẾU TỐ CẤU TRÚC
NHẰM BƯỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG DIỄN THẾ
RỪNG PHỤC HỒI TRONG PHÂN KHU PHỤC HỒI SINH THÁI
TẠI VƯỜN QUỐC GIA BA VÌ - HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

HÀ NỘI – NĂM 2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
---------------------

LÊ LƯU CẦU

PHÂN TÍCH MỘT SỐ YẾU TỐ CẤU TRÚC
NHẰM BƯỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ XU HƯỚNG DIỄN THẾ
RỪNG PHỤC HỒI TRONG PHÂN KHU PHỤC HỒI SINH THÁI

TẠI VƯỜN QUỐC GIA BA VÌ - HÀ NỘI

CHUYÊN NGÀNH LÂM HỌC
MÃ SỐ: 06.62.60

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Lê Xuân Trường

HÀ NỘI - 2010


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Việt Nam nằm ở vị trí trung tâm khu vực Đông Nam Á, với diện tích
phần đất liền khoảng 330.991 km2. Trong đó phần đất các đồi núi chiếm ¾
lãnh thổ và quyết định nhiều đặc điểm của tự nhiên Việt Nam. Bên cạnh đó
lãnh thổ lại nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa: nắng nhiều, mưa
nhiều, độ ẩm cao là những nhân tố thuận lợi đối với sự tồn tại và phát triển tại
chỗ của nhiều loài thực vật nhiệt đới.
Với mục đích bảo tồn và phát triển bền vững nguồn tài nguyên sinh vật
đa dạng và phong phú phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học, tham quan
học tập cũng như bảo vệ nguồn tài nguyên rừng thì hệ thống các Vườn Quốc
gia (VQG), các Khu bảo tồn đã được đã được thành lập. Vườn quốc gia Ba Vì
nằm trong hệ thống các VQG của Việt Nam đã nổi tiếng từ lâu với cảnh quan
thiên nhiên sơn thủy hữu tình, là vùng núi chuyển tiếp với hệ sinh thái rừng
nhiệt đới còn tồn tại khá nhiều loài thực vật và động vật quí, đặc trưng cho
vùng trung du Bắc Bộ, có giá trị về nghiên cứu khoa học và bảo tồn nguồn

gen. Đặc biệt ở đây còn có nhiều thảm thực vật đã và đang góp phần tạo nên
một số cảnh quan sinh thái, các địa điểm như Đỉnh Vua, Đỉnh Tản Viên, Đỉnh
Ngọc Hoa, Ao Vua, Khoang Xanh, Thiên Sơn, Thành Thắng, Yên Quang....
đã trở thành một quần thể cảnh quan nổi tiếng cùng với nhiều bản sắc văn hóa
dân tộc, là nơi tham quan du lịch sinh thái khá nổi tiếng, thu hút nhiều du
khách trong và ngoài nước tới tham quan, du lich.
̣
Nằm trên địa bàn của 2 đơn vị hành chính là Hà Nội mở rộng (huyện
Ba Vì, tỉnh Hà Tây cũ) và tỉnh Hoà Bình. Vườn Quốc gia Ba Vì có vị trí lý
tưởng là gần Trung tâm Thủ đô, có hệ thống giao thông khá tốt, thuận lợi cho
việc giao lưu, kết nối với các điểm du lịch, các thành phố, khu đô thị lớn trong
khu vực đồng bằng Bắc Bộ. Chính do các hoạt động của dân cư trong vùng,


2

các hoạt động du lịch và ảnh hưởng của việc khai thác rừng và đốt rừng làm
nương rẫy trước đây nên các kiểu thảm thực vật trong VQG Ba Vì nhất là các
thảm thực vật trong phân khu phục hồi sinh thái của VQG đã và đang có sự
biến đổi theo các loạt diễn thế nhân tác – phục hồi với các chiều hướng khác
nhau. Nghiên cứu cấu trúc rừng phục hồi nhằm cung cấp những hiểu biết về
hệ sinh thái rừng phục hồi nằm trong phân khu phục hồi sinh thái làm cơ sở
dự báo xu hướng diễn thế rừng, đề xuất giải pháp quản lý rừng bền vững tại
những diện tích này của VQG là việc làm đáp ứng tính cấp thiết cả về khoa
học và thực tiễn.
Xuất phát từ những yêu cầu trên chúng tôi đã mạnh dạn thực hiện đề
tài: “Phân tích một số yếu tố cấu trúc rừng nhằm bước đầu đánh giá xu
hướng diễn thế rừng phục hồi trong phân khu phục hồi sinh thái Vườn
Quốc gia Ba Vì”.

3

Chương 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Quan điểm về cấu trúc quần xã thực vật rừng
Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo
nên quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian.
Cấu trúc rừng bao gồm:
- Tổ thành là nhân tố diễn tả số loài tham gia và số cá thể của từng loài
trong thành phần cây gỗ của rừng. Hiểu một cách khác, tổ thành cho biết sự tổ
hợp và mức độ tham gia của các loài cây khác nhau trên cùng đơn vị thể tích.
Trong một khu rừng nếu một loài cây nào đó chiếm trên 95% thì rừng đó
được coi là rừng thuần loài, còn rừng có từ 2 loài cây trở lên với tỷ lệ sấp xỉ
nhau thì là rừng hỗn loài. Tổ thành của các khu rừng nhiệt đới thường phong
phú về các loài hơn là tổ thành các loài cây của rừng ôn đới.
- Tầng thứ là sự phân bố theo không gian của tầng cây gỗ theo chiều
thẳng đứng, phụ thuộc vào đặc tính sinh thái học, nhu cầu ánh sáng của các
loài tham gia tổ thành. Cấu trúc tầng thứ của các hệ sinh thái rừng nhiệt đới
thường nhiều tầng thứ hơn các hệ sinh thái rừng ôn đới (Brummitt, 1992)
[23].
Một số cách phân chia tầng tán:
 Tầng vượt tán: Các loài cây vươn cao trội hẳn lên, không có tính
liên tục.
 Tầng tán chính (tầng ưu thế sinh thái): Cấu tạo nên tầng rừng chính,
có tính liên tục.
 Tầng dưới tán: Gồm những cây tái sinh và những cây gỗ ưa bóng.
 Tầng thảm tươi: Chủ yếu là các loài thảm tươi.
 Thực vật ngoại tầng: Chủ yếu là các loài thân dây leo.

4

- Cấu trúc về mặt thời gian, trạng thái tuổi tác của các loài cây tham
gia hệ sinh thái rừng, sự phân bố này có mối liên quan chặt chẽ với cấu trúc
về mặt không gian.
Trong nghiên cứu và kinh doanh rừng người ta thường phân tuổi lâm
phần thành các cấp tuổi. Thường thì mỗi cấp tuổi có thời gian là 5 năm, nhiều
khi là các mức 10, 15, hoặc 20 năm tùy theo đố i tượng và mục đích.
- Cấu trúc mật độ phản ánh số cây trên một đơn vị diện tích. Phản ảnh
mức độ tác động giữa các cá thể trong lâm phần. Mật độ ảnh hưởng đến tiểu
hoàn cảnh rừng, khả năng sản xuất của rừng. Theo thời gian, cấp tuổi của
rừng thì mật độ luôn thay đổi. Đây chính là cơ sở của việc áp dụng các biện
pháp kỹ thuật lâm sinh trong kinh doanh rừng (Baur G. N., 1962) [1].
- Độ tàn che là mức độ che phủ của tán cây
 Độ che phủ: Là tỷ lệ diện tích rừng trên một đơn vị diện tích hay
lãnh thổ. Ví dụ độ che phủ của rừng ở Việt Nam năm 2005 là 35,5%.
 Độ tàn che: Là mức độ che phủ của tán cây rừng. Người ta thường
phân chia theo các mức từ: 0,1; 0,2;...0.9; 1,0.
 Mức độ khép tán: Mức độ này thể hiện sự giao tán giữa các cá thể.
Cũng là chỉ tiêu để xác định giai đoạn rừng.
 Phân bố số cây theo đường kính: Biểu đồ và hàm toán học phân bố
mật độ cây rừng theo chỉ tiêu đường kính.
 Phân bố số cây theo chiều cao: Tương tự như với đường kính chỉ
khác là căn cứ theo chiều cao.
( />Ac_r.E1.BB.ABng).
Theo quan điểm của các nhà lâm học thì cấu trúc rừng (forest
structure) là sự sắp xếp tổ chức nội bộ các thành phần trong hệ sinh thái rừng
mà qua đó các loài có đặc tính sinh thái khác nhau có thể chung sống hài hòa

5

và đạt tới sự ổn định tương đối trong một giai đoạn phát triển nhất định của tự
nhiên, (Ngô Quang Đê, Triệu Văn Hùng, Phùng Ngọc Lan, 1986) [9]. Trên
quan điểm sản lượng thì cấu trúc rừng là sự phân bố kích thước của loài và cá
thể trên diện tích rừng, (Husch, B. 1982) [24]. Như vậy có thể nói cấu trúc
rừng nói riêng và cấu truc thảm thực vật nói chung là kết quả của quá trình
chọn lọc tự nhiên, là kết quả của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với
thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống. Xét trên quan điểm biện chứng
thì cấu trúc phản ánh mối quan hệ giữa sinh vật với nhau và giữa sinh vật với
môi trường. Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc chính là hình thái bên ngoài
phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái. Trên quan điểm sản lượng thì
cấu trúc rừng phản ánh sức sản xuất của rừng trên từng điều kiện lập địa cụ
thể.
Việc nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên đã được nhiều tác giả trong
và ngoài nước đề cập đến với những nghiên cứu từ định tính ban đầu đến định
lượng chính xác nhờ ứng dụng của toán thống kê và các phần mềm tính toán
trên máy vi tính. Các quy luật kết cấu của hệ sinh thái rừng đã được các tác
giả lượng hóa và mô hình hóa nhằm khái quát hóa các quy luật tự nhiên. Bên
cạnh đó các quy luật phân bố, tương quan của một số nhân tố điều tra cũng
được các tác giả quan tâm nghiên cứu. Có thể kể đến một số công trình
nghiên cứu như sau:
1.2. Nghiên cứu về cấu trúc rừng trên thế giới
1.2.1. Mô tả hình thái cấu trúc rừng
Về cấu trúc rừng là sự biểu hiện bên ngoài những mối quan hệ bên
trong giữa thực vật rừng với nhau, giữa chúng với môi trường sống. Đặc biệt
là đối với rừng mưa nhiệt đới với sự đa dạng và phong phú của nó đã cuốn hút
nhiều nhà khoa học với kiến thức sâu rộng như:

6

Kraft (1984) [9] đã tiến hành phân chia những cây rừng trong một lâm
phần thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng của
cây rừng. Phân cấp Kraft phản ánh tình hình phân hóa cây rừng tiêu chuẩn
phân cấp rõ ràng, đơn giản dễ áp dụng nhưng chỉ phù hợp với rừng thuần loài
nhiều tuổi.
Richads P.M (1952) [9] đã đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng mưa nhiệt
đới. Về mặt hình thái, theo tác giả, đặc điểm nổi bật rừng mưa nhiệt đới là
tuyệt đại bộ phận thực vật đều thuộc thân gỗ và đều có nhiều tầng.
Baur G.N. (1964) [1] đã nghiên cứu vấn đề cơ sở sinh thái học nói
chung và cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, trong đó
đã đi sâu nghiên cứu nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý lâm sinh áp dụng
cho rừng mưa.
Odum E.P. (1971) [9] đã hoàn chỉnh về học thuyết hệ sinh thái trên cơ
sở thuật ngữ hệ sinh thái và đã được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các
nhân tố cấu trúc rừng trên quan điểm sinh thái học.
1.2.2. Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng.
Khi chuyển đổi từ định tính sang định lượng thì nhiều tác giả đã dùng
hàm toán học để mô hình hóa cấu trúc rừng như:
- Nghiên cứu về phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D 1.3)
Phân bố số cây theo cỡ đường kính là quy luật sắp xếp, tổ hợp các
thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian.
Đây là quy luật kết cấu cơ bản nhất của kết cấu lâm phần. Khi mô phỏng các
quy luật phân bố các tác giả phần lớn đều sử dụng các hàm toán học. Một số
nghiên cứu tiêu biểu như:
Meyer (1934) [21] đã miêu tả phân bố N/D1.3 bằng phương trình toán
học có dạng đường cong giảm liên tục và được gọi là phương trình Meyer hay
hàm Meyer:

Ni = ke-di


7

Trong đó Ni, di là trị số giữa số cây của cỡ đường kính thứ i; k là tham
số.
Podan và Patatscase (1964), Bill và kem K.A. (1964) đã biểu thị phân
số N/D bằng phương trình logarit.
Balley (1973) sử dụng hàm Weibull để mô hình hóa cấu trúc đường
kính loài Thông theo mô hình của Schumacher và Coile. Loestchau (1973)
dùng hàm Bê ta để nắn các phân bố thực nghiệm. Ngoài ra một số tác giả còn
dùng các hàm Hyperbol, Poisson… để mô phỏng quy luật phân bố số cây theo
đường kính ngang ngực.
- Về phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn)
Phương pháp này đã được nhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng
mà điển hình là các công trình của các tác giả P.W Richards (1952), Rollet
(1979) [21] . Đây là quy luật kết cấu lâm phần theo chiều thẳng đứng, phản
ánh sự phân tầng của các cây trong lâm phần theo chiều cao.
- Nghiên cứu quy luật tương quan giữa chiều cao với đường kính thân
cây.
Chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực của các cây trong lâm
phần luôn tồn tại mối quan hệ chặt. Với mỗi loài cây thì mối quan hệ này phụ
thuộc vào tuổi cây và cấp đất. Các tác giả đã sử dụng các hàm toán học khác
nhau để biểu thị mối quan hệ này. Có thể kể đến một số tác giả như
Tovstolesse, DI. (1930) đã nghiên cứu mối quan hệ Hvn/D1.3 cho các cấp đất
khác nhau. Mỗi cấp đất ứng với mỗi cỡ đường kính lập một đường cong chiều
cao bình quân để thiết lập tương quan giữa chiều cao và đường kính bình
quân sau đó dùng biểu đồ để nắn tương quan theo dạng đường thẳng. Krauter,

G (1958) và Tiurin, A. V (1931) khi nghiên cứu tương quan H vn/D1.3 trên cơ
sở cấp đất và cấp tuổi đã rút ra nhận xét mối quan hệ chiều cao vút ngọn và
đường kính không phụ thuộc vào cấp đất, cấp tuổi và cũng không cần xét đến


8

tác động của hoàn cảnh và tuổi đến sinh trưởng của cây rừng. Hay nói cách
khác quan hệ đường kính và chiều cao đã bao hàm tác động của hoàn cảnh và
tuổi [18].
- Quy luật tương quan giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực.
Tán cây là chỉ tiêu biểu thị không gian dinh dưỡng của cây và là thong
số để xác định mật độ tối ưu của lâm phần. Giữa tán cây và đường kính luôn
tồn tại mối quan hệ. Qua nghiên cứu nhiều tác giả như: Zieger, Erich (1928):
Ahken J.D, Wiling J.W (1948); Hollernoger F. (1954) [11] đã đi đến kết luận:
Giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực có mối quan hệ mật thiết với
nhau. Đối với mỗi loài cây khác nhau thì mối quan hệ này cũng khác nhau
nhưng phổ biến là dạng phương trình đường thẳng: Dt = a + bD1.3
Tóm lại: Các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng trên thế giới là rất
phong phú và đa dạng. Có nhiều công trình nghiên cứu công phu đóng góp
không chỉ cơ sở lý luận mà còn đem lại hiệu quả cao trong kinh doanh rừng.
1.3. Ở Việt Nam
1.3.1. Phân loại rừng
Loestchau (1960) đã đưa hệ thống phân loại rừng theo trạng thái hiện
tại để đáp ứng nhu cầu kinh doanh rừng, điều tra rừng gỗ nhỏ ở Quảng Ninh.
Đến năm 1966 công trình này được bổ sung và được sử dụng rộng rãi với tên
gọi: “Phân chia kiểu trạng thái và phương hướng kinh doanh rừng hỗn giao
thường xanh lá rộng nhiệt đới. Công trình này sau đó được Viện Điều tra Quy
hoạch rừng cải tiến cho phù hợp với đặc điểm nước ta. Thái Văn Trừng
(1978) [17] đã dựa vào 4 tiêu chuẩn đó là: Dạng sống, ưu thế của những thực

vật trong cây lập quần, độ tàn che, hình thái sinh thái lá và trạng thái mùa của
tán lá để phân chia rừng Việt Nam thành 14 kiểu thảm thực vật. Nguyễn Hồng
Quân, Trương Hồ Tố, Hồ Viết Sắc đã dựa vào các chỉ tiêu như trạng thái hiện
tại, mức độ bị tác động, cấp sản xuất, khả năng tái sinh tự nhiên tình trạng đất


9

đai để tiến hành phân loại rừng thưa lá rộng rụng lá (rừng khộp) nhằm phục
vụ cho công tác điều chế loại rừng này.
Vũ Đình Huề (1984) đề nghị phân loại rừng theo kiểu rừng với các chỉ
tiêu là khả năng tái sinh tự nhiên, tình hình đất đai, trạng thái rừng và loại
hình xã hợp thực vật. Vũ Biệt Linh (1984) lại đề xuất hướng phân chia trạng
thái rừng theo mục đích, nội dung, phương thức, biện pháp kinh doanh để tạo
điều kiện kinh doanh rừng hiệu quả. Bảo Huy (1993) [11] đã dùng hệ thống
phân loại của Loestchau để phân chia trạng thái rừng Bằng lăng ở Tây
Nguyên.
Như vậy việc phân chia loại rừng là cần thiết đối với sản xuất, nghiên
cứu khoa học cũng như bảo tồn rừng. Cấu trúc của thảm thực vật rừng chính
là cơ sở của việc phân chia. Tùy từng mục tiêu cụ thể mà việc phân loại cũng
sử dụng các phương pháp khác nhau, với những yêu cầu đòi hỏi khác nhau
cho phù hợp với mục đích và đối tượng sử dụng.
1.3.2. Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng
- Phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3)
Với rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi, Đồng Sỹ Hiền (1974) chỉ ra rằng
dạng phân bố N/D1.3 là dạng phân bố giảm nhưng do trong quá trình khai thác
chọn thô không theo nguyên tắc, nên đường thực nghiệm có dạng hình răng
cưa và ông đã chọn hàm Meyer để nắn phân bố N/D1.3 ở rừng tự nhiên lá rộng
nước ta và dùng họ đường cong Poisson để nắn phân bố thực nghiệm cho
rừng tự nhiên miền Bắc nước ta.

Nguyễn Hải Tuất (1996) [21] sử dụng phân bố khoảng cách mô tả phân
bố thực nghiệm dạng hình “j” với điểm cực đại nằm ở giữa cỡ đường kính thứ
hai. Ông cũng sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng cách để biểu diễn
cấu trúc rừng thứ sinh và sử dụng hàm Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần
thể.


10

Lê Sáu (1996) khi nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên đã khẳng định sự
phù hợp hơn hẳn của phân bố Weibull trong việc mô tả quy luật phân bố N/D
cho tất cả mọi trạng thái rừng tự nhiên, cho dù phân bố thực nghiệm đó ở
dạng nào đi nữa.
Vũ Tiến Hinh (1985, 1986, 1990) [21] đã thử nghiệm một số phân bố
lý thuyết để nắn phân bố N-D1.3 rừng trồng một số loài cây và kết luận phân
bố Weibull là phân bố thích hợp nhất.
- Phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn)
Đối với rừng tự nhiên lá rộng nước ta, Đồng Sỹ Hiền (1974) phân bố
N/Hvn trong từng loài lâm phần thường có nhiều đỉnh, phản ánh mức độ phức
tạp của rừng chặt chọn. Phạm vi biến động về chiều cao từ (0,3 -2,5) H trong
từng loài có thể hẹp hơn. Hệ số biến động chiều cao với lâm phần tự nhiên 24
- 40%, trong phạm vi loài ưu thế 12 – 34%. Một số tác giả như Bảo Huy
(1993) [11], Đào Công Khanh (1996) [12] đã nghiên cứu phân bố N-Hvn để
tìm ra tầng tích tụ tán cây và thấy rằng phân bố N-Hvn là phân bố một đỉnh,
nhiều đỉnh phụ hình răng cưa và thích hợp với hàm Weibull. Nguyễn Thành
Mến (2005) sử dụng hàm Weibull, Meyer, khoảng cách để mô phỏng quy luật
phân bố N-Hvn ở các khu rừng lá rộng thường xanh sau khai thác ở Phú Yên
và thấy rằng hàm Meyer và hàm khoảng cách là không phù hợp, chỉ có hàm
Weibull là có khả năng mô phỏng tốt quy luật phân bố này.
- Tương quan chiều cao với đường kính (H/D1.3)

Đồng Sỹ Hiền đã sử dụng phương trình logarit hai chiều hoặc hàm mũ
để mô tả quan hệ H/D đồng thời cho thấy khả năng sử dụng một phương trình
chung cho cả nhóm cây có tương quan H/D thuần nhất với nhau. Theo Vũ
Đình Phương (1975) [15] thì có thể lập biểu chiều cao lâm phần Bồ đề tự
nhiên theo phương trình bậc 2 dạng parabol mà không cần phân biệt cấp đất
và tuổi. Đối với lâm phần Thông đuôi ngựa có thể dùng phương trình logarit


11

một chiều để xác lập quan hệ H/D1.3 (Phạm Ngọc Giao, 1995; Vũ Nhâm,
1998). Đào Công Khanh (1996), Trần Cẩm Tú (1999) [19] đã chọn phương
trình: log Hvn = a+ blogD1.3 để biểu diễn mối quan hệ chiều cao vút ngọn và
đường kính ngang ngực cho rừng tự nhiên hỗn loài ở Hương Sơn- Hà Tĩnh.
Tất cả những công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng trên thế giới và ở
Việt Nam rất phong phú và đa dạng, được tiến hành trên nhiều đối tượng
nghiên cứu là những định hướng, cơ sở lý luận rất rõ nét cho nghiên cứu của
luận văn. Tuy nhiên tại Vườn Quốc gia Ba Vì công tác nghiên cứu khoa học
nói chung và nghiên cứu về cấu trúc rừng nói riêng mới chỉ tập trung cho khu
vực vùng lõi, nơi được bảo tồn nghiêm ngặt chứ chưa chú ý nhiều đến phân
khu phục hồi sinh thái với một diện tích khá lớn, đang diễn ra các quá trình
phục hồi, diễn thế và từng bước hỗ trợ chức năng cho khu vực trung tâm của
Vườn. Đề tài nghiên cứu sẽ góp phần hoàn thiện cho nhiệm vụ nghiên cứu
của Vườn, làm cơ sở cho đánh giá xu hướng diễn thế và đề xuất giải pháp
phục hồi rừng trên những địa bàn này của Vườn Quốc gia Ba Vì.


12

Chương 2

MỤC TIÊU- GIỚI HẠN- NỘI DUNG VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Mục tiêu chung
Thông qua việc phân tích một số yếu tố cấu trúc rừng bước đầu đánh
giá xu hướng diễn thế rừng trong phân khu phục hồi sinh thái thuộc Vườn
Quốc gia Ba Vì làm cơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh cho đối
tượng rừng này.
2.1.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá được tình hình sinh trưởng và một số đặc điểm cấu trúc tầng
cây cao tại VQG Ba Vì
- Xác định được một yếu tố cấu trúc của lớp cây tái sinh cũng như tình
hình sinh trưởng của lớp cây bụi thảm tươi
2.2. Giới hạn đề tài
Nghiên cứu được tiến hành trên 2 ô tiêu chuẩn định vị đã được thiết lập
ở trạng thái rừng phục hồi trong hai khu vực khác nhau trong phân khu phục
hồi sinh thái là khu vực Khánh Thượng (sườn tây) và Suối Ổi (sườn đông) tại
VQG Ba Vì, huyện Ba Vì, Hà Nội từ năm 2006 và điều tra bổ sung vào cuối
năm 2008. Các trạng thái rừng thuộc trạng thái từ IIa đến IIb trên vị trí sườn
của VQG Ba Vì, là các trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy và sau khai
thác kiệt. Đất vẫn còn tính chất đất rừng.
Về nội dung đề tài chỉ nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc cơ bản và
các chỉ tiêu sinh trưởng của tầng cây cao, đặc điểm cấu trúc của lớp cây tái
sinh và tình hình cây bụi thảm tươi dưới tán rừng.


13

2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Nghiên cứu sinh trưởng và động thái của lâm phần

- Sinh trưởng D1.3
- Sinh trưởng Hvn
- Sinh trưởng Hdc
- Sinh trưởng Dt
2.3.2. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao
- Cấu trúc tổ thành tầng cây cao
- Cấu trúc mật độ tầng cây cao
- Quy luật phân bố số cây theo đường kính
- Quy luật phân bố số cây theo chiều cao
- Tương quan Hvn- D1.3
2.3.3. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc lớp cây tái sinh
- Cấu trúc tổ thành lớp cây tái sinh
- Cấu trúc mật độ lớp cây tái sinh
2.3.4. Nghiên cứu cây bụi, thảm tươi
Về thành phần loài, tỷ lệ che phủ, tình hình sinh trưởng.
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp luận
Hệ sinh thái rừng là một thực thể phức tạp tồn tại mối quan hệ qua lại
giữa các cá thể trong quần thể và giữa chúng với môi trường sinh thái tạo
thành một thể thống nhất, có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau và luôn vận động
theo quy luật tự nhiên và hướng đến sự đa dạng, tính ổn định và hoàn thiện về
chức năng mà trong đó cây rừng luôn giữ vị trí chủ đạo. Sự thay đổi về tổ
thành tầng cây cao sẽ kéo theo sự thay đổi của các thành phần khác trong hệ
sinh thái rừng.


14

Từ khi hình thành thì giữa cây rừng và các yếu tố hoàn cảnh đã nảy
sinh các mối quan hệ phức tạp. Ban đầu là sự thích nghi của cây rừng với các

điều kiện khí hậu, đất đai. Ở giai đoạn này rừng thường có cấu trúc đơn giản
và chưa có sự cạnh tranh giữa các cây rừng với nhau. Mối quan hệ giữa các
cây rừng trong giai đoạn này chủ yếu là mối quan hệ tương hỗ, tạo điều kiện
sống tốt hơn cho các loài cây trong hệ sinh thái rừng. Theo thời gian cây rừng
lớn lên, rừng bước vào giai đoạn khép tán, giữa các cây rừng xảy ra sự cạnh
tranh về không gian sống như cạnh tranh về ánh sáng, dinh dưỡng, nước…
làm xuất hiện hiện tượng phân hóa. Những cây thích nghi hơn với điều kiện
tự nhiên sẽ sinh trưởng vượt trội chiếm tầng ưu thế, chèn ép các cây khác,
ngược lại có những cây do sức đề kháng yếu, khả năng thích nghi kém hơn sẽ
bị chèn ép ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển và xảy ra hiện tượng phân
hóa giữa các cây rừng. Điều này dẫn đến sự biến đổi về thành phần và số
lượng loài. Quá trình này diễn ra trong một thời gian nhất định cho đến khi
rừng đạt được sự ổn định hay còn gọi trạng thái rừng già (rừng cực đỉnh).
Theo tiến trình của chọn lọc tự nhiên thì các thành phần cấu trúc rừng
luôn biến đổi không ngừng và các quá trình này được lặp đi lặp lại nhiều lần
cho đến khi rừng đạt được cấu trúc bền vững với tính đa dạng và độ ổn định
cao nhất. Với rừng thứ sinh nghèo kiệt, rừng phục hồi sau nương rẫy thì quá
trình này thường bắt đầu là những loài cây tiên phong ưa sáng, mọc nhanh,
tuổi thọ ngắn, giá trị thấp được thay thế dần bằng các loài cây gỗ lớn lâu năm.
Hệ sinh thái có kết cấu rừng đơn giản, kém ổn định được thay thế bằng hệ
sinh thái rừng có kết cấu phức tạp, ổn định hơn. Việc nghiên cứu cấu trúc
rừng sẽ đánh giá được hiện trạng rừng, giúp các nhà lâm học dự đoán được xu
hướng diễn thế của rừng trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp tác động vào
rừng nhằm sớm đạt được một hệ sinh thái rừng mong muốn mà đói với một
Vườn Quốc gia thì chính là trạng thái rừng tự nhiên hoặc gần với tự nhiên
nhất.


15

Thu thập, kế thừa tài liệu

Điều tra, thu thập số liệu ngoại nghiệp

Sinh
trưởng
tầng
cây
cao

Đặc
điểm
cấu trúc
tầng
cây cao

Đặc
điểm
cấu
trúc
lớp cây
tái sinh

Tình
hình
cây
bụi
thảm
tươi

Xử lý, phân tích kết quả nghiên cứu
Đề xuất biện pháp kỹ thuật
Hình 2.1: Sơ đồ các bước nghiên cứu
2.4.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể
2.4.2.1. Phương pháp kế thừa
Kế thừa các tài liệu về thảm thực vật, thổ nhưỡng, khí hậu, lịch sử sử
dụng đất, sử dụng rừng... tại khu vực nghiên cứu.
Kế thừa kết quả nghiên cứu của các công trình khoa học về thảm thực
vật rừng có liên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài đã được công bố.
Kế thừa kết quả khảo sát phân khu phục hồi sinh thái Vườn Quốc gia
Ba Vì năm 2004 và kết quả điều tra trên hai ô tiêu chuẩn định vị được xác lập
ở hai khu vực Khánh Thượng và Suối Ổi.


16

2.4.2.2. Phương pháp thu thập số liệu ngoài hiện trường
- Bố trí, thiết lập các OTC nghiên cứu định vị: Năm 2004 Vườn Quốc
gia Ba Vì tiến hành điều tra khảo sát để lựa chọn vị trí lập ô tiêu chuẩn định vị
trong phân khu phục hồi sinh thái của vườn để phục vụ cho việc theo dõi diễn
biến của các thảm thực vật rừng trên diện tích này. Trên cơ sở bản đồ thảm
thực vật và địa hình của VQG, căn cứ vào diện tích, ranh giới của phân khu
phục hồi sinh thái của Vườn mà 40 ô tiêu chuẩn điển hình tạm thời có diện
tích 2000m2 (40x 50m) được lập để đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng và cấu
trúc rừng của tầng cây cao. Kết quả khảo sát đã lựa chọn hai khu vực tiêu biểu
cho phân khu phục hồi sinh thái của Vườn Quốc gia là Khánh Thượng (tọa độ
địa lý: 105036’00” kinh độ đông; 21003’66” vĩ độ bắc) đại diện cho khu vực
sườn phía tây và Suối Ổi (105039’96” kinh độ đông; 21007’21” vĩ độ bắc) đại
diện cho sườn đông để thiết lập các ô tiêu chuẩn (OTC) định vị phục vụ cho
việc nghiên cứu. Việc lập OTC định vị được tiến hành vào cuối năm 2005,

đến năm 2006 được đo đếm thu thập số liệu lần đầu tiên, năm 2008 tiếp tục
đo đếm một lần nữa.
- Việc điều tra cấu trúc tầng cây cao được tiến hành trên các OTC.
Diện tích ô tiêu chuẩn là 10.000m2 (1ha). Các OTC được mô tả về vị trí, địa
điểm, độ cao tuyệt đối, hướng phơi, độ dốc… và dùng cọc mốc đóng ở 4 góc,
phát dọn ranh giới, xác định tọa độ, đánh dấu trên bản đồ để định vị. Nhằm
tạo điều kiện thuận lợi cho việc điều tra thì các OTC được chia thành 16 OTC
thứ cấp, mỗi OTC thứ cấp có kích thước 25x 25m (625 m2). Tiến hành điều
tra chi tiết tầng cây cao trên tất cả các OTC thứ cấp rồi sau đó gộp số liệu lại
để tính toán theo các chỉ tiêu: Tên loài cây, sinh trưởng đường kính ngang
ngực, chiều cao vút ngọn, chiều cao dưới cành, đường kính tán, đánh giá chất
lượng theo các cấp: tốt, trung bình, xấu của tất cả các cây thuộc tầng cây cao


17

trong OTC. Kết quả điều tra được ghi vào mẫu biểu điều tra tầng cây cao như
dưới đây.
Mẫu biểu 01: Biểu điều tra tầng cây cao
STT ÔTC: …………… Lô: ……………….…

Khoảnh: …………….

Ngày điều tra: ………..

Người điều tra:………..

Độ dốc: ………………
STT

Loài
cây

Hướng dốc: …………..

D1.3 (cm)
ĐT

NB

Vị trí: …………………

H (m)
TB

VN

DC

Chất

Dtán (m)
ĐT

NB

TB

lượng

1
…
n
- Điều tra cây tái sinh: Cây tái sinh là những cây còn non sống dưới tán
rừng, được tính từ cây mạ cho đến khi chúng đủ lớn để tham gia vào tầng tán
chính của rừng. Trong mỗi OTC thứ cấp lập 05 ô dạng bản (ODB) có kích
thước 2x 2m, 4 ô ở 4 góc và một ô ở tâm OTC thứ cấp để tiến hành điều tra
lớp cây tái sinh và tình hình cây bụi thảm tươi.
Các chỉ tiêu điều tra về cây tái sinh như tên loài cây, cấp chiều cao,
nguồn gốc và phân cấp chất lượng. Cấp chiều cao được chia thành 3 cấp
<0,5m; 0,5-1m và >1m; Nguồn gốc cây được xác định từ hạt hay từ chồi;
Chất lượng sinh trưởng được chia theo các tiêu chí: Cây tốt (A) là cây thân
thẳng, sinh trưởng tốt, tán lá phát triển tròn đều, cây không bị cụt ngọn hoặc
khuyết tật, không bị nhiễm sâu bệnh hại; Cây xấu (C) là cây lệch tán, cây
cong queo, cụt ngọn, khuyết tật, sinh trưởng kém, bị sâu bệnh hại; Cây trung
bình (B) là những cây có chỉ tiêu ở mức độ trung gian giữa cây tốt và cây xấu.


18

Kết quả điều tra tái sinh được ghi vào mẫu biểu điều tra tái sinh dưới
đây:
Mẫu biểu 02: Biểu điều tra cây tái sinh
STT ÔTC: …………… Lô: ……………….…

Khoảnh: …………….

Ngày điều tra: ………..

Người điều tra:………..

Độ dốc: ……………… Hướng dốc: ………….. Vị trí:………………….
STT ODB

Loài cây

Cấp chiều cao

Nguồn gốc

Sinh trưởng

- Điều tra cây bụi thảm tươi
Trên các ô dạng bản, sau khi điều tra tái sinh thì tiến hành điều tra cây
bụi thảm tươi nhằm xác định tên loài cây bụi thảm tươi, chiều cao trung bình,
độ che phủ, tình hình sinh trưởng. Kết quả điều tra cây bụi thảm tươi được ghi
theo mẫu biểu 03 dưới đây.
Mẫu biểu 03. Biểu điều tra cây bụi thảm tươi
STT ÔTC: …………… Lô: ……………….…

Khoảnh: …………….

Ngày điều tra: ………..

Người điều tra:………..

Độ dốc: ………………

Hướng dốc: …………..

Vị trí:………………….

STT ODB Loài cây chủ yếu HTB(m) Độ che phủ (%)

Sinh trưởng

2.4.2.3. Phương pháp xử lý nội nghiệp
- Số liệu cấu trúc tầng cây cao năm 2004 của mỗi khu vực được lựa
chọn từ kết quả điều tra 05 OTC điển hình tạm thời có vị trí gần OTC định vị
của khu vực đó nhất.


19

- Số liệu điều tra được tính toán xử lý theo phương pháp phân tích
thống kê trong lâm nghiệp bằng việc sử dụng các phần mềm Excel và SPSS.
- Các chỉ tiêu sinh trưởng được tính toán theo phương pháp thống kê
mô tả với mức ý nghĩa là 5%.
- Tương quan Hvn- D1.3 được xác định bằng hàm tuyến tính y= a+ bx.
- Tổng tiết diện ngang G được tính theo công thức:

Trong đó di là đường kính ngang ngực của các cây có d≥ 6cm.
- Tỷ lệ tổ thành của tầng cây cao được tính theo chỉ số quan trọng IV%
theo phương pháp của Daniel Marmillod thông qua số cây N(%) và tiết diện
ngang G(%) theo công thức:

Trong đó các loài cây nào có chỉ số IV> 5% thì là loài có ý nghĩa sinh
thái, còn nhóm loài nào chiếm từ 50% trở lên thì nhóm loài đó được coi là
nhóm loài ưu thế.
- Hệ số tổ thành của tầng cây cao được tính theo công thức:

Trong đó:

A là hệ số tổ thành của một loài cây
m là số cá thể mỗi loài trong OTC
n là tổng số cây điều tra trong OTC

- Việc mô hình hóa các quy luật cấu trúc phân bố số cây theo cỡ kính
và cỡ chiều cao được dựa vào các phân bố thường gặp trong lâm nghiệp như
phân bố khoảng cách, phân bố Weibull và phân bố Meyer.
- Tương quan Hvn- D1.3 được xác định bằng hàm Regression như sau:
trong Excel chọn Tools\Data Analysis\Regression.


20

- Tổ thành cây tái sinh được tính theo công thức:

Trong đó:

Ki là hệ số tổ thành của loài cây i
Ni là số cá thể của loài i
n là tổng số cây điều tra

- Mật độ cây tái sinh được tính theo công thức:

Trong đó: N/ha là mật độ cây
Sdt là tổng diện tích các ODB
n là tổng số cây tái sinh điều tra
- Chất lượng cây tái sinh, tỷ lệ cây tái sinh triển vọng được tính bằng

công thức tính phầm trăm thông thường.
- Hàm phân bố lý thuyết được nắn bằng phần mềm XLSTAT. Trong
thanh công cụ của phần mềm XLSTAT được cài trên nền Microft Excel chọn
Modeling data\Distribution fitting rồi Enter. Khi hộp thoại hiện ra, trong
General vào hộp Data để khai báo số liệu đầu vào; vào hộp Distribution để
chọn phân bố lý thuyết dự kiến. Trong Options chọn Chi-square, trong
Intervals chọn Number và khai báo số tổ (được tính theo công thức m= 5log
N) vào ô trống kế bên rồi nhấn OK. Phần mềm sẽ tính toán và lựa chọn cho ta
các thông số để xác định được hàm lý thuyết theo dạng đã chọn gần nhất với
phân bố thực nghiệm và kiểm tra sự tồn tại của hàm lý thuyết này.


21

Chương 3
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI
KHU VỰC NGHIÊN CỨU
3.1. Điều kiện tự nhiên của VQG Ba Vì
3.1.1. Vị trí địa lý
- Toạ độ địa lý:

Từ 20°55 - 21°07' Vĩ độ Bắc.
Từ 105°18' - 105°30' Kinh độ Đông.

- Ranh giới: Ranh giới Vườn Quốc gia tiếp giáp với vùng đệm của 16
xã:
+ Phía Bắc giáp vùng đệm thuộc các xã Ba Trại, Ba Vì, Tản Lĩnh thuộc
huyện Ba Vì, Thành phố Hà Nội.
+ Phía Nam giáp vùng đệm thuộc các xã Dân Hòa, Phúc Tiến huyện
Kỳ Sơn-Hoà Bình.

+ Phía Đông giáp vùng đệm thuộc các xã Vân Hoà, Yên Bài, thuộc
huyện Ba Vì; xã Yên Bình, Yên Trung, Tiến Xuân, huyện Thạch Thất - Hà
Nội; xã Yên Quang thuộc huyện Kỳ Sơn-Hòa Bình; xã Đông Xuân thuộc
huyện Quốc Oai-Hà Nội; xã Lâm Sơn huyện Lương Sơn-Hòa Bình.
+ Phía Tây giáp vùng đệm thuộc các xã Phú Minh, thuộc huyện Kỳ
Sơn; xã Khánh Thượng, Minh Quang huyện Ba Vì- Hà Nội.
3.1.2. Địa hình
Ba Vì là một vùng núi trung bình, núi thấp và đồi trung du tiếp giáp với
vùng bán sơn địa. Vùng núi gồm các dãy núi liên, nổi lên rõ nét là các đỉnh
như Đỉnh Vua cao 1.296m, đỉnh Tản Viên cao 1.227m, đỉnh Ngọc Hoa cao
1131m, Đỉnh Viên Nam cao 1.031m.
Địa hình vùng núi thấp có độ cao tuyệt đối từ 300m đến 700m. Địa
hình vùng đồi có độ cao tuyệt đối < 300m, bị chia cắt bởi những khe hẹp và


22

những thung lũng suối hẹp. Hướng của cả hai khối núi theo hướng Tây Bắc Đông Nam, độ cao của hai khối núi giảm dần ra xung quanh tạo nên một số
bậc địa hình đặc trưng với các đỉnh, dải đồi lượn sóng nối liền hai khối núi
với nhau. Sườn của hai khối núi Ba Vì và Viên Nam có dạng bất đối xứng,
sườn Tây dốc hơn sườn Đông. Hướng dốc chính thoải dần theo hướng Đông
Bắc – Tây Nam, độ dốc bình quân trên 200.

Hình 3.1: Vườn Quốc gia Ba Vì – Hà Nội (nguồn Google Earth)
3.1.3. Thổ nhưỡng
Nền địa chất khu vực có phân vị địa tầng cổ nhất thuộc các đá biến chất
tuổi Proterozoi, gồm các đá gnai, đá phiến biotit - silimanit xen với gnai
biotit, đá hoa. Nền chính là các loại đá phiến thạch sét, sa thạch, đá hỗn hợp,
đá Pocphirit, sa thạch xen những vỉa quắcrit, phù sa cổ ở một số khu vực đồi
núi thấp. Có thể tổng hợp theo các nhóm đá điển hình sau:

23

- Nhóm đá macma kiềm và trung tính
- Nhóm đá trầm tích
- Nhóm đá biến chất
- Nhóm đá vôi
- Nhóm đá trầm tích phun trào nằm
Với thành phần đá mẹ rất phong phú và đa dạng đó hình thành nên
nhiều loại đất khác nhau.
- Đất Feralit mùn vàng nhạt
- Đất Feralit đỏ vàng
- Tổ hợp đất thung lũng bao gồm đất phù sa mới, phù sa cũ, đất sườn
tích, lũ tích, sản phẩm hỗn hợp. Đất có tầng dầy, màu vàng sẫm, đất có sự
phân lớp và thành phần cơ giới khác nhau.
3.1.4. Khí hậu
Khí hậu nhiệt đới ẩm với mùa đông lạnh và khô.
Nhiệt độ bình quân năm trong khu vực là 23,40C.
Ở vùng thấp: nhiệt độ tối thấp xuống tới 2,70C; nhiệt độ tối cao lên tới
420c. Ở độ cao 400m nhiệt độ trung bình năm là 20,6oC.
Từ độ cao 1.000m trở lên nhiệt độ chỉ còn 16 0C. Nhiệt độ thấp tuyệt
đối có thể xuống 0,20C. Nhiệt độ cao tuyệt đối 33,10C.
Lượng mưa trung bình năm 2.500 mm (phân bố không đều trong năm,
tập trung vào các tháng 7, 8).
Độ ẩm không khí 86,1% (vùng thấp thường khô hanh vào tháng 1,
tháng 12.
Từ cốt 400 trở lên không có mùa khô. Mùa đông có gió Bắc với tần
suất > 40%. Mùa hạ có gió Đông Nam với tần suất 25% và hướng Tây Nam.)