Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang (Luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------------

VŨ MẠNH CƯỜNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC
CỦA CÁC TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN
TẠI TỈNH TUYÊN QUANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC

THÁI NGUYÊN, 2019

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------------

VŨ MẠNH CƯỜNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC
CỦA CÁC TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN
TẠI TỈNH TUYÊN QUANG
Chuyên ngành: Lâm học
Mã số ngành: 8620201

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Hoàng Văn Thắng
2. TS. Nguyễn Thanh Tiến

THÁI NGUYÊN, 2019
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ: Nghiên cứu một số đặc điểm cấu
trúc của các trạng thái rừng tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang là công trình
nghiên cứu nghiêm túc của bản thân tôi, công trình được thực hiện dưới sự
hướng dẫn của TS. Hoàng Văn Thắng và TS. Nguyễn Thanh Tiến trong thời
gian từ năm 2017 đến 2019. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực
và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Các thông tin
trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc.
Thái Nguyên, ngày 10 tháng 9 năm 2019
Tác giả

Vũ Mạnh Cường

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

ii

LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được hoàn thành tại trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên theo chương trình đào tạo Cao học lâm nghiệp từ năm 2017 - 2019.
Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ tận
tình đầy trách nhiệm của các thầy cô giáo hướng dẫn khoa học Trường Đại học
Nông Lâm Thái Nguyên, Ban Quản lý rừng Đặc dụng, hạt kiểm lâm huyện Sơn
Dương và Lâm Bình, tỉnh Tuyên Quang đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong
suốt quá trình học tập và thu thập số liệu ngoại nghiệp.
Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới thầy giáo TS.
Hoàng Văn Thắng, TS. Nguyễn Thanh Tiến đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt
quá trình thực hiện luận văn này. Tác giả cũng 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
Khoa Lâm Nghiệp - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Nhân dịp này, tác
giả xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quý báu đó.
Do thời gian và trình độ còn hạn chế, nên luận văn không tránh khỏi
những thiếu sót, rất mong được sự nhận xét, đóng góp ý kiến của các nhà khoa
học, các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn
Thái Nguyên, ngày 10 tháng 9 năm 2019
Tác giả

Vũ Mạnh Cường

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................................. ii
MỤC LỤC .................................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU .................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................................ vi
DANH MỤC BIỂU ĐỒ ........................................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................................ vii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết ......................................................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................................... 2
2.1. Mục tiêu chung .................................................................................................................... 2
2.2. Mục tiêu cụ thể .................................................................................................................... 2
3. Ý nghĩa của đề tài ................................................................................................................... 2
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài ................................................................................................ 2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ................................................................................................. 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................................ 4
1.1. Trên thế giới ........................................................................................................................ 4
1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc tổ thành ....................................................................................... 4
1.1.2. Nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ ....................................................................................... 5
1.1.3. Nghiên cứu về cấu trúc mật độ ......................................................................................... 7
1.1.4. Nghiên cứu phân bố số cây theo đường kính và chiều cao .............................................. 8
1.1.5. Nghiên cứu về tái sinh rừng............................................................................................ 10
1.2. Các nghiên cứu ở trong nước............................................................................................. 14
1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc tổ thành ...................................................................................... 14
1.2.2 Về nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ ................................................................................. 16
1.2.3. Nghiên cứu về cấu trúc mật độ ....................................................................................... 17

1.2.4. Nghiên cứu định lượng mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc ..................................... 18
1.2.5. Nghiên cứu về tái sinh rừng............................................................................................ 19
1.3. Nhận xét chung .................................................................................................................. 22
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU25
2.1. Đối tượng và giới hạn nghiên cứu ..................................................................................... 25
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................................... 25
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




iv

2.1.2. Giới hạn nghiên cứu ....................................................................................................... 25
2.2. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................................... 25
2.2.1. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây cao ................................................................... 25
2.2.2. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh ............................................................. 25
2.2.3. Đề xuất các biện pháp tác động phù hợp ........................................................................ 26
2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................... 26
2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu ......................................................................................... 26
2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................................................. 29
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................................. 33
3.1. Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao ......................................................................................... 33
3.1.1. Cấu trúc mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng của lâm phần ............................................. 33
3.1.2. Cấu trúc tổ thành loài ...................................................................................................... 38
3.1.3. Cấu trúc tầng thứ ............................................................................................................. 42
3.1.4. Cấu trúc N/D, N/H .......................................................................................................... 45
3.2. Đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh ................................................................................... 53
3.2.1. Mật độ cây tái sinh .......................................................................................................... 53
3.2.2. Tổ thành cây tái sinh ....................................................................................................... 55

3.2.3. Phân bố cấp chiều cao cây tái sinh .................................................................................. 58
3.2.4. Kiểu phân bố tầng cây tái sinh ........................................................................................ 60
3.3.Đề xuất các biện pháp lâm sinh tác động phù hợp ............................................................. 61
3.3.1. Đề xuất biện pháp lâm sinh đối với tầng cây cao............................................................ 62
3.3.2. Đề xuất biện pháp lâm sinh đối với tầng cây tái sinh ..................................................... 63
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................... 65
4.1. Kết luận ............................................................................................................................. 65
4.2. Tồn tại ................................................................................................................................ 66
4.3. Kiến nghị ........................................................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 68
PHỤ LỤC ................................................................................................................................. 70

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Giải nghĩa

Từ viết tắt
D1.3

Đường kính thân cây ở vị trí chiều cao 1,3 m

Dt

Đường kính tán

Hvn

Chiều cao vút ngọn

IV%

Chỉ số mức độ quan trọng của loài

LK

Loài khác

N%

Hệ số tổ thành loài theo số cây

N/ha

Mật độ cây trên đơn vị diện tích 1 ha

OTC

Ô tiêu chuẩn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 3.1

Mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng của ba trạng thái
rừng

32

Bảng 3.2

Phẩm chất cây trong các trạng thái rừng ở khu vực
nghiên cứu

34

Bảng 3.3

Tổ thành loài tầng cây gỗ trong các ô tiêu chuẩn của các
trạng thái rừng phục hồi trong khu vực nghiên cứu

38

Bảng 3.4

Phân bố cấu trúc tầng cây cao của các trạng thái rừng ở
khu vực nghiên cứu

41

Bảng 3.5

Kết quả mô phỏng phân bố N/D1.3 của các trạng thái
rừng ở khu vực nghiên cứu

44

Bảng 3.6

Kiểm tra quy luật phân bổ N/Hvn của 3 trạng thái rừng
tự nhiên khu vực nghiên cứu

48

Bảng 3.7

Kiểu phân bố của tầng cây của các trạng thái rừng trong
khu vực nghiên cứu

49

Bảng 3.8

Mật độ và một số chỉ tiêu sinh trưởng của tầng cây tái
sinh trong các trạng thái rừng tự nhiên ở khu vực
nghiên cứu

52

Bảng 3.9

Tổ thành tầng cây tái sinh trong các trạng thái rừng tự
nhiên ở khu vực nghiên cứu

53

Bảng 3.10

Phân cấp cây tái sinh theo cấp chiều cao của các trạng
thái rừng

56

Bảng 3.11

Kiểu phân bố trên mặt đất của tầng cây tái sinh trong
các trạng thái rừng ở khu vực nghiên cứu

58

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

vii

DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ

Tên biểu đồ

Trang

Biểu đồ 3.1 Trữ lượng các ô tiêu chuẩn của 3 trạng thái rừng
Tỷ lệ phẩm chất loại A của tầng cây cao các OTC của 3
trạng thái
Tỷ lệ phẩm chất loại B của tầng cây cao các OTC của 3
Biểu đồ 3.3
trạng thái
Biểu đồ 3.2

34
35
35

Tỷ lệ phẩm chất loại C của tầng cây cao các OTC của 3
trạng thái

36

Phân bố N/D1.3 theo hàm khoảng cách trạng thái IIB tại
Biểu đồ 3.5 khu vực nghiên cứu

45

Phân bố N/D1.3 theo hàm khoảng cách trạng thái IIIA2 tại
Biểu đồ 3.6 khu vực nghiên cứu

45

Phân bố N/D1.3 theo hàm khoảng cách trạng thái IIIB tại
Biểu đồ 3.7 khu vực nghiên cứu

46

Biểu đồ 3.4

Phân bố thực nghiệm phân bố số cây theo cỡ chiều cao
(N/Hvn)
Phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm N/Hvn trạng
Biểu đồ 3.9
thái IIB
Biểu đồ 3.8

47
48

Biểu đồ
3.10

Phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm N/Hvn trạng
thái IIIA2

48

Biểu đồ
3.11

Phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm N/Hvn trạng
thái IIIB

49

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình

Tên hình

Trang

Hình 3.1

Rừng phục hồi sau khai thác kiệt (IIB) tại khu vực nghiên
cứu

36

Hình 3.2

Rừng phục hồi sau khai thác chọn (IIIA2) tại khu vực
nghiên cứu

36

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




viii

Hình 3.3

Rừng phục hồi sau khai thác chọn (IIIB) tại khu vực
nghiên cứu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

37




1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Sinh thời Chủ tịch Hồ Chí Minh đã viết “Rừng là vàng nếu chúng ta biết
bảo vệ, xây dựng thì rừng rất quý”. Từ xa xưa, loài người sinh ra đã tìm cách
dựa vào rừng để sinh sống và biết khai thác, sử dụng rừng để sinh sống, phát
triển. Điều này cho thấy, rừng có vai trò rất to lớn đối với con người thông
qua việc cung cấp nguồn gỗ, củi, điều hoà khí hậu, tạo ra oxy, điều hoà nước,

chống xói mòn, rửa trôi... Mất rừng gây ra hậu quả nghiêm trọng, diện tích đất
trống đồi núi trọc tăng lên là nguyên nhân gây ra hiện tượng xói mòn, rửa trôi,
lũ lụt, hạn hán, mất diện tích canh tác và giảm đi sự đa dạng sinh học. Theo số
liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, tính đến ngày
31/12/2018 tổng diện tích rừng của nước ta còn khoảng 14.491.295 ha, trong
đó rừng tự nhiên có 10.255.525 ha chiếm 70,77%, rừng trồng là 4.235.770 ha
chiếm khoảng 29,23% và có độ che phủ đạt 41,65% (Quyết định số 911/QĐBNN-TCLN ngày 19/3/2019 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn). Điều này cho thấy diện tích rừng tự nhiên của nước ta chiếm
tương đối lớn trong tổng diện tích rừng hiện có.
Tuyên Quang là một trong các tỉnh có diện tích rừng tương đối lớn, tính
đến 31/12/2018 tổng diện tích rừng hiện có của Tuyên Quang là 422.473ha,
trong đó diện tích rừng tự nhiên là 233.205ha, chiếm 55,2% tổng diện tích
rừng (Quyết định số 911/QĐ-BNN-TCLN ngày 19/3/2019 của Bộ trưởng Bộ
NN&PTNT). Tuy nhiên hầu hết, rừng tự nhiên hiện có ở Tuyên Quang hiện
nay đều đã bị tác động, thông qua khai thác chọn để lấy gỗ về làm nhà, làm
chất đốt hoặc khai thác để làm nương rẫy,… Một số trạng thái rừng tự nhiên
trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang do bị khai thác trong thời gian dài nên đã làm
ảnh hưởng đến cấu trúc, năng suất và chất lượng rừng. Do đó việc nghiên cứu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




2

đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên (được phân chia theo hệ
thống phân loại của Loeschao, 1960 và được bổ sung bởi Viện Điều tra quy
hoạch rừng) trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang nhằm xác định được các đặc điểm
cấu trúc, làm cơ sở đề xuất các giải pháp phục hồi các trạng thái rừng này là
rất cần thiết. Tuy nhiên, đến nay các nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng tự

nhiên ở một số huyện trên địa bàn tỉnh còn chưa được quan tâm, đặc biệt là
các trạng thái rừng tự nhiên ở hai huyện Sơn Dương và Lâm Bình. Vì vậy, đề
tài luận văn “Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc của các trạng thái rừng
tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang” được thực hiện có lý nghĩa về mặt lý luận và
thực tiễn, góp phần quản lý bền vững các hệ sinh thái rừng trên địa bàn tỉnh
Tuyên Quang.
2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1. Mục tiêu chung
Xác định được một số cơ sở khoa học về cấu trúc của các trạng thái
rừng tự nhiên, làm cơ sở cho việc quản lý bền vững rừng tự nhiên tại tỉnh
Tuyên Quang.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Xác định được một số đặc điểm cấu trúc tầng cây cao và cây tái sinh
của các trạng thái rừng tự nhiên tại tỉnh Tuyên Quang.
- Đề xuất được một số biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp.
3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Kết quả thực hiện luận văn bổ sung thêm cơ sở khoa học và thông tin về
đặc điểm cấu trúc rừng của một số trạng thái điển hình ở 2 huyện Lâm Bình
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




3

và Sơn Dương tỉnh Tuyên Quang.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài đề xuất sẽ xác định được một số đặc
điểm cấu trúc của các trạng thái rừng tự nhiên hiện có ở khu vực nghiên cứu

và đề xuất được các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp nhằm nâng cao giá
trị, chất lượng rừng, hiệu quả quản lý bền vững tài nguyên rừng tại khu vực
nghiên cứu.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Trên thế giới
1.1.1. Nghiên cứu về cấu trúc tổ thành
Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên
quần thể thực vật rừng theo không gian và theo thời gian.
Cấu trúc rừng là hình thức thể hiện bên ngoài của những mối quan hệ qua
lại bên trong giữa thực vật rừng với nhau và giữa chúng với môi trường sống,
từ đó có thể hiểu được mối quan hệ sinh thái bên trong quần xã, làm cơ sở đề
xuất các biện pháp kỹ thuật tác động phù hợp.
Cấu trúc tổ thành rừng cho biết rõ thành phần các loài cây, số lượng các
loài cây, tiết diện ngang của các loài cây nhưng không chỉ ra được cấu trúc
tầng thứ, cấu trúc tuổi của các loài cây trong lâm phần. Sự phong phú của hệ
thực vật rừng mưa nhiệt đới được nhiều nhà khoa học ghi nhận. Theo
Richards P.W (1952), trong rừng mưa nhiệt đới, trên mỗi ha hiếm khi thấy ít
hơn 40 loài cây gỗ, mà có trường hợp còn đến trên 100 loài. Baur G.N (1962),
khi nghiên cứu rừng mưa ở khu vực gần Belem trên sông Amazon, trên một ô
tiêu chuẩn diện tích khoảng 2 ha đã thống kê được 36 họ thực vật và trên ô
tiêu chuẩn diện tích hơn 4 ha ở phía bắc New South Wales cũng đã ghi nhận

được sự hiện diện của 31 họ chưa kể cây leo, cây than cỏ và thực vật phụ
sinh. Theo Catinot. R (1965) thì trong rừng ẩm nhiệt đới châu Phi có đến vài
tram 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.
Nghiên cứu cấu trúc tổ thành rừng thông qua việc biểu diễn các phẫu đồ rừng,
nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




5

các khái niệm dạng sống, tầng phiến….
Nghiên cứu của Joost E. Duivenvoorden (1995) tại vùng Amazon thuộc
Colombia cho thấy, trong 95 ô tiêu chuẩn, với diện tích 0,1 ha, phân bố ở các
vị trí địa hình khác nhau có 1077 loài với đường kính ngang ngực (DBH) ≥ 10
cm. Các loài này thuộc 271 giống của 60 họ, trong đó các họ Leguminosae và
họ Sapotaceae có nhiều loài có giá trị nhất.
Khi nghiên cứu cấu trúc tổ thành loài rừng tự nhiên nhiệt đới thành thục
(về sinh thái), Evans, J. (1984) xác định, có tới 70-100 loài cây gỗ trên 1ha,
nhưng hiếm có loài nào chiếm hơn 10% tổ thành loài (dẫn theo Ngô Út, 2010).
Theo Tolmachop A.L. (1974) ở vùng nhiệt đới thành phần thực vật rất đa
dạng thể hiện ở chỗ rất ít họ chiếm tỷ lệ 10% tổng số loài của hệ thực vật đó
và tổng tỷ lệ phần trăm của 10 họ có số loài lớn nhất chỉ đạt 40-50% tổng số
loài (dẫn theo Viện Điều tra quy hoạch rừng, 2006). Trong rừng hỗn giao,
nhiều loài cây gỗ lớn phân bố theo tỷ lệ khá cân bằng. Tuy nhiên, phần lớn
trong một quần thụ thường có 1-2 loài chiếm ưu thế.
Schimper (1935) khi nghiên cứu rừng vùng Bắc Mỹ cho thấy có 25-30
loài thực vật thuộc nhóm cây cho gỗ lớn (dẫn theo Ngô Út, 2010).

Laura Klappenbach (2001) cho rằng thành phần loài cây liên quan đến
các loại rừng, một số khu rừng chứa đựng hàng trăm loài cây, trong khi đó
một số khu rừng chỉ có một ít loài. Rừng luôn luôn biến đổi và phát triển
thông qua một chuỗi diễn thế, trong thời gian đó thành phần loài cây trong các
khu rừng có sự thay đổi.
1.1.2. Nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ
Hiện tượng phân tầng là một đặc trưng quan trọng của rừng nhiệt đới.
Một trong những cơ sở định lượng để phân chia tầng là quy luật phân bố số
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




6

cây theo cấp chiều cao. Đã có một số tác giả đề xuất các phương pháp nghiên
cứu tầng thứ của rừng nhiệt đới, điển hình như phương pháp vẽ biểu đồ mặt
cắt đứng của rừng do David và P.W. Richards (1933-1934) đề xướng và sử
dụng lần đầu tiên ở Guyan, đây là phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu
cấu trúc tầng thứ của rừng. Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là chỉ
minh họa được cách sắp xếp theo hướng thẳng đứng của các loài cây gỗ trong
một diện tích có hạn. Cusen (1951) đã khắc phục bằng cách vẽ một số giải kề
bên nhau và đưa lại một hình tượng về không gian ba chiều. Tuy nhiên, do
tính chất phức tạp của nó nên nhiều tác giả có ý kiến không thống nhất nhau
trong cách phân chia tầng thứ. Chevalier (1917), Mildraed (1922) đã ngụ ý
rằng mọi phương pháp dựa vào chiều cao của cây để phân rừng thành tầng
đều có tính chất tùy tiện và các “tầng” đó không có một thực tế khách quan.
Booberg (1932) đã lập đồ thị chiều cao của tất cả các cây gỗ đo được trong
các “khu rừng bảo vệ” ở Java, và đi đến kết luận là không thể nhận ra có mấy
tầng cây như các tác giả khác đã mô tả.

Ngược lại, nhiều tác giả khác cho rằng rừng mưa thường có từ ba đến
năm tầng: Brown (1919) khi nghiên cứu rừng cây họ Dầu tại Phillippin, đã
cho biết là các cây gỗ lớn sắp xếp thành ba tầng khá rõ. Richards P.W (1936)
cho biết trong rừng cây họ Dầu hỗn loài nguyên sinh ở núi Dulit tại Borneo có
3 tầng cây gỗ nhưng tầng A phân biệt rõ ràng còn tầng B và C khó xác định rõ
ranh giới, ngoài ra còn có một tầng cây bụi và tầng thực vật mặt đất; năm
1939 ông cũng phân rừng hỗn loài nguyên sinh ở Nigeria thành năm tầng với
ba tầng cây gỗ. Vaughan và Weihe (1941) nhận thấy rằng trong rừng cực đỉnh
tại Moritiut sự phân tầng là có thực và Bear (1946) cũng mô tả sự phân tầng
rõ rệt trong rừng Trinidad, với ba tầng cây gỗ và tầng cây bụi, tầng mặt đất
(dẫn theo Richards P.W (1952)). Ngoài ra, khi liệt kê các nghiên cứu về cấu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




7

trúc hình thái rừng nhiệt đới còn phải kể đến các tác giả như Catinot.R (1965),
Plaudy.J (1978), đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng phẫu diện đồ ngang
và đứng. Kraft (1884), lần đầu tiên đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng, tiêu
chuẩn phân cấp của Kraft là: khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng
của cây rừng trồng. Theo phân cấp Kraft, cây rừng được chia làm hai nhóm:
nhóm cây thống trị và nhóm cây bị chèn ép, tiếp đó ông phân chia cây rừng
thành năm cấp dựa vào tình hình sinh trưởng của chúng.
Việc phân cấp cây rừng cho rừng hỗn loài nhiệt đới tự nhiên là một vấn
đề phức tạp, cho đến nay vẫn chưa có tác giả nào đưa ra được phương án phân
cấp cây rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiên mà được chấp nhận rộng rãi.
Dawkins (1958) cũng phân cây rừng tự nhiên thành 5 cấp dựa vào mức độ tán
cây nhận được ánh sáng khác nhau. Hệ thống Dawkins tuy mang nặng tính

chủ quan, nhưng rất có giá trị để nghiên cứu quan hệ giữa mức độ thu nhận
ánh sáng của cây và sinh trưởng của nó.
Như vậy, nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ của các tác giả trên mới chỉ
đưa ra nhận xét mang tính định tính. Việc phân chia tầng thứ dựa vào cấp
chiều cao mang tính cơ giới, những phân cấp đó mới chỉ thể hiện được cấu
trúc đứng của rừng mà chưa phản ánh được các mối quan hệ của các nhân tố
điều tra rừng, nên phần nào chưa phản ánh đúng tính phức tạp của cấu trúc
rừng nhiệt đới.
Tóm lại, sự phân tầng trong rừng mưa nhiệt đới mặc dù có các ý kiến trái
ngược, nhưng sự phân tầng rõ rệt trong rừng mưa nhiệt đới đã được nhiều nhà
khoa học xác nhận.
1.1.3. Nghiên cứu về cấu trúc mật độ
Theo Richards P.W (1952), trong rừng mưa nhiệt đới ở Nam Mỹ và châu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




8

Phi, mật độ lâm phần (cây có đường kính ngang ngực từ 10 cm trở lên) biến
động từ 390-1710 cây/ha, trong đó mật độ của những cây có đường kính từ 41
cm trở lên khoảng 39-60 cây/ha. Baur G.N (1962), cũng cho biết: trong rừng
mưa nguyên sinh ở Mã Lai trên diện tích một ha có khoảng 550 cây có đường
kính từ 10 cm trở lên, trong đó những cây có đường kính trên 48 cm từ 42-65
cây/ha. Về mật độ tối ưu lâm phần, H. Thomasius (1972) đã xây dựng lý thuyết
khoảng sống và hằng số không gian sinh trưởng liên quan tới chiều cao, mật độ
và tuổi. Kairukstis (1980) xác định mật độ tối ưu lâm phần theo diện tích tán lá
và mức độ che phủ. Chiabera (1982) mô hình hóa mật độ tối ưu theo tuổi trên
cơ sở lấy mật độ tại tuổi 100 làm gốc (dẫn theo Nguyễn Ngọc Lung). Nhưng

các phương pháp này chỉ thích hợp cho nghiên cứu rừng thuần loài đều tuổi.
Đối với rừng hỗn loài khác tuổi, việc xác định tuổi lâm phần rất khó khăn, cho
nên khó áp dụng đối với rừng nhiệt đới hỗn loài khác tuổi.
1.1.4. Nghiên cứu phân bố số cây theo đường kính và chiều cao
Các nghiên cứu cấu trúc rừng trong các thập niên gần đây có xu hướng
chuyển dần từ mô tả định tính sang định lượng với sự hỗ trợ của thống kê
toán học và tin học, trong đó việc mô hình hóa cấu trúc rừng, xác lập mối
quan hệ giữa các nhân tố tạo nên cấu trúc rừng đã được nhiều tác giả nghiên
cứu. Để biểu thị tính đa dạng về loài, một số tác giả đã xây dựng công thức
xác định tỷ số đa dạng về loài. Một số tác giả đã xây dựng các công thức xác
định chỉ số đa dạng loài như Simpson (1949), Marglef (1958), Menhinik
(1964),….. và để đánh giá mức độ phân tán hay tập trung của các loài, đặc
biệt là lớp thảm tươi, Drule đã đưa ra khái niệm độ nhiều và cách xác định.
Về cấu trúc không gian và thời gian của rừng đã được các tác giả tập
trung nghiên cứu nhiều, B.Rollet (1971) đã biểu diễn các quan hệ chiều cao –
đường kính ngang ngực, đường kính tán – đường kính ngang ngực bằng các
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




9

hàm hồi quy; Phân bố đường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng các
phân bố xác suất. Balley (1973) mô hình hóa cấu trúc đường kính thân cây
Thông với phân bố số cây theo cỡ kính (N-D) bằng hàm Weibull. Lacheux
(1955) đề xuất một dạng phương trình Log chuẩn để biểu thị quy luật phân bố
số cây theo đường kính, nghĩa là biểu diễn phân bố số cây theo Log của
đường kính sẽ có một đường cong hình chuông. Lochtch (1967) đã kiến nghị,
nếu lấy đường kính làm hoành độ và log N là tung độ sẽ có 3 dạng:

- Dạng đường cong giảm đều tương ứng với hàm Mayer
- Dạng đường cong hơi lồi về phía trên thích ứng với số liệu điều tra
trên diện rộng (một tỉnh, toàn quốc).
- Dạng đường cong lõm về phía trên như dạng Dawkins đã đề xuất
năm 1958.
Pierlot (1966) đã nhận thấy rằng việc nắn đường thực nghiệm bằng
phương trình mũ sẽ mất đi những sai số ở những cỡ kính nhỏ và khuyến cáo
nên dung hàm Hyperbol để nắn đường thực nghiệm là tốt hơn cả. J. LF
Batista và H.T.Z Docouto (1990) của trường đại học Saopaulo- Brazil trong
khi nghiên cứu cấu trúc rừng ở Marahoo – Brazil đã dùng hàm Weibull để
nắn phân bố phần tram số cây theo cỡ kính đã có nhận xét là hàm Weibull mô
phỏng rất tốt phân bố này. Khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng
đứng thường dựa vào phân bố số cây theo chiều cao.
Phương pháp kinh điển để nghiên cứu cấu trúc đứng của rừng tự nhiên là
vẽ các phẫu diện đồ đứng với các kích thước khác nhau tùy theo mục đích
nghiên cứu. Các phẫn đồ đứng mang lại hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng
tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng. Phương pháp này được nhiều nhà
nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng mà điển hình là các công trình của các tác
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




10

giả P.W. Richards (1952) hay của Roller (1974).
Nghiên cứu quy luật tương quan giữa chiều cao với đường kính thân cây
được rất nhiều tác giả quan tâm. Tiurin D.V (1927) đã phát hiện ra quy luật
cấp sinh trưởng giảm khi tuổi lâm phần tăng lên, dẫn đến tỷ lệ H/D tăng theo
tuổi. Do đó đường cong quan hệ giữa H và D có thể thay đổi dạng và luôn

dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên. Prodan (1965) và
Dittmar.O cho rằng độ dốc đường cong chiều cao có chiều hướng giảm dần
khi tuổi tăng lên. Curtis. R.O (1967) đã mô phỏng quan hệ chiều cao với
đường kính và tuổi theo dạng phương trình:
Logh = d+b1/d+b2/A+b3/dA
Nhìn chung các tác giả trên thế giới khi nghiên cứu về cấu trúc vẫn tập
trung nhiều vào nghiên cứu phân bố số cây theo cỡ kính. Các nghiên cứu đã
áp dụng nhiều hàm toán học để mô phỏng tương quan. Tuy nhiên việc sử
dụng các hàm toán học không thể phản ánh hết được những mối quan hệ sinh
thái giữa các cây rừng với nhau và giữa chúng với hoàn cảnh xung quanh.
Việc tìm một hàm toán học nào đó phù hợp tuyệt đối cho các quy luật của
rừng tự nhiên nhiệt đới là rất khó.
1.1.5. Nghiên cứu về tái sinh rừng
Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái
rừng, biểu hiện của nó là sự xuất hiện của một thế hệ cây con của những loài
cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng: dưới tán rừng, chỗ trống trong rừng,
đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy. Vai trò lịch sử của lớp cây non
này là thay thế thế hệ cây già cỗi. Vì vậy tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là
quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Theo
quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




11

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 tái sinh và tầng cây gỗ lớn
đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbre-ad, 1930; Richards, 1933; 1939;

Aubreville, 1938; Beard, 1946; Lebrun và Gilbert, 1954, Joné, 1955-1956;
Schultz, 1960, Baur, 1964; Rollet, 1969). Do tính chất phức tạp về tổ thành loài
cây, trong đó chỉ có một số loài có giá trị nên trong thực tiễn, người ta chỉ khảo
sát những loài cây có ý nghĩa nhất định. Van steenis (1956) đã nghiên cứu hai
đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là tái sinh phân tán liên tục
của các loài cây chịu bóng và tái sinh vệt của các loài cây ưa sáng. 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 hóa, 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 thủy mà nó được sống sót từ thời gian đầu của quá trình tái sinh,
thời gian phục hồi khác nhau phụ thuộc vào mực độ, tần số canh tác của khu
vực đó (dẫn theo Phạm Hồng Ban).
Kết quả nghiên cứu của các tác giả Lambert et al (1989), Warner (1991),
Rouw (1991) 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 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 tram năm
thì nương rẫy cũ mới chuyển thành loài 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, Ramakrishman (1981,1992) đã cho
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




12

biết chỉ số đa dạng loài rất thấp. Chỉ số ưu thế đạt đỉnh cao nhất ở pha đầu của
quá trình diễn thế và giảm dần theo thời gian bỏ hóa. Kết quả nghiên cứu tái
sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới cho chúng ta những hiểu
biết các phương pháp nghiên cứu, quy luật tái sinh để xây dựng các biện pháp
kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý tài nguyên rừng bền vững.
Trong các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng và sinh trưởng của tái sinh thì
ánh sáng được xác nhận là quan trọng. Balanford (1929) khi nghiên cứu tại
vùng rừng thường xanh ở Malaixia nhận thấy tái sinh tốt nhất là tại những nơi
có lỗ trống, ở đấy bề ngang không rộng quá 6 m; ở nơi có lỗ trống lớn hơn
không thấy xuất hiện cây tái sinh ở giữa lỗ trống (theo Ngô Út, 2010).
Theo Catinot R. (1978) khi nghiên cứu về tái sinh cây họ Dầu
(Dipterocarpaceae), trong các khu rừng ở vùng Đông Nam châu Á, thấy rằng
tái sinh cây họ Dầu hình thành từng vệt sau khai thác.
Tuomela K. và các cộng sự (1995) nghiên cứu tái sinh ở các ô trống
có diện tích từ 406 đến 1242 m2 trong các khu rừng đã qua khai thác ở
Kalimantan- Indonesia nhận thấy phân bố tần suất đường kính cây con ở
các ô trống khác hẳn so với cây ở vùng rừng xung quanh. Điều đó cho
thấy cây con họ Dầu bắt đầu phát triển mạnh sau khi mở tán, tốc độ sinh
trưởng tỷ lệ nghịch với diện tích ô trống và đã xác định diện tích ô trống
thích hợp là khoảng 500 m2, như vậy cây họ Dầu chịu ảnh hưởng lớn của
nhân tố ánh sáng.
Độ khép tán của quần thụ ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ và sức sống
của cây con. Trong công trình nghiên cứu mối quan hệ qua lại giữa cây con và
quần thụ, V.G.Karpov (1969) đã chỉ ra đặc điểm phức tạp trong quan hệ cạnh
tranh về dinh dưỡng khoáng của đất, ánh sáng, ẩm độ và tính chất không
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

13

thuần nhất của quan hệ qua lại giữa các cá thể tùy thuộc đặc tính sinh vật học,
tuổi và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật. I.N.Nakhtenko (1973) cho
rằng: sự trùng hợp cao của sự hấp thụ dinh dưỡng giữa hai loài có thể gây cho
nhau sự kìm hãm sinh trưởng và làm tăng áp lực cạnh tranh giữa hai loài (dẫn
theo Nguyễn Văn Thêm,1992).
Đối với rừng thuần loài cũng đã có nhiều tác giả nghiên cứu về khả năng
tái sinh tự nhiên của loài rừng này. Mary L. Duryea (1981) nghiên cứu về tái
sinh của rừng thông thuần loài đã đề xuất 6 bước để thực hiện tái sinh tự
nhiên, bao gồm: Lựa chọn cây làm giống; xây dựng kế hoạch để xác định mùa
giống tốt; khai thác rừng thông; chuẩn bị hiện trường (có thể đốt hoặc cày xới
đất, ….. để hạt dễ tiếp xúc, nẩy mầm); khai thác những cây còn chừa lại; kiểm
soát các loài thực bì để cây thông con phát triển.
Khi nghiên cứu về tái sinh và quản lý rừng mưa các tác giả Arturo
Gomez-Pompa, Timothy Charles Whitmore and Malcolm Hedley (1991) đã
đề cập đến khả năng tái sinh cũng như những yêu cầu về quản lý đối với tái
sinh rừng, những vấn đề liên quan chủ yếu là thành phần đa dạng sinh học,
các động lực tái sinh ở các tỷ lệ không gian khác nhau, sinh lý thực vật của
các loài mọc nhanh, khả năng tái sản xuất và di truyền, quả và quan hệ sinh
thái chất nuôi dưỡng với cây con và cuối cùng là những vấn đề liên quan đến
quản lý rừng.
Theo tổ chức nông lương liên hiệp quốc FAO tại Bangkok- Thái Lan đã
tổng kết những tiến bộ trong việc hỗ trợ phục hồi tái sinh rừng tự nhiên vùng
Châu Á- Thái Bình Dương, các tác giả Patrick C.Dugan, Patrick B. Durst,
David J. Ganz và Philip J.McKenzie (2003) đã tập hợp các nhân tố quan trọng
ảnh hưởng đến tái sinh rừng tự nhiên tại các nước gồm: kiểm soát lửa rừng,
hạn chế chăn thả, ngăn chặn sự phát triển của các loài cỏ tranh và một vấn đề
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

14

quan trọng là thu hút cộng đồng địa phương cũng như chính sách của Chính
phủ đối với phục hồi tái sinh rừng tự nhiên.
Các nghiên cứu tại vùng Conecticut-Mỹ, các tác giả Jeffrey S.Ward,
Thomas E.Worthley (2008) đã đưa ra các nhân tố giới hạn ảnh hưởng tới sự
phát triển của các loài cây tái sinh, bao gồm: ánh sáng và không gian dinh
dưỡng; đất, độ ẩm đất, chất đất; sự cạnh tranh, sự phát triển của quần thụ,
trong đó ánh sáng được xác định là nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới sự
hình thành phát triển của cây tái sinh…v..v..v….
1.2. Các nghiên cứu ở trong nước
Từ những năm đầu thành lập ngành lâm nghiệp, đã có nhiều công trình
nghiên cứu về cơ sở khoa học và biện pháp kỹ thuật kinh doanh rừng tự nhiên
ở nước ta.
1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc tổ thành
Thái Văn Trừng (1963, 1978, 1999) đã dựa trên số lượng và sinh khối
nhóm loài ưu thế trong rừng nhiệt đới ẩm Việt Nam để phân định các ưu hợp
và phức hợp. Nhóm loài ưu thế trong các ưu hợp không quá 10 loài, tỷ 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 các tầng lập quần trong quần thể
trên đơn vị diện tích điều tra. Nguyễn Văn Trương (1983), cho rằng: trong
rừng tự nhiên hỗn loài, chỉ tính loài cây gỗ từ trạng thái sào trở lên cũng có
đến ba bốn chục loài trên một ha, nhưng trong đó loài cây gỗ lớn có thể vươn
đến lớp không gian cao 30m chỉ từ 10-20%. Nguyễn Ngọc Lung (1991) qua
điều tra các dạng rừng khí hậu ở Hương Sơn, Kon Hà Nừng và một số địa
phương khác, cũng cho biết: trên ô tiêu chuẩn diện tích một hecta thường có
từ 23-25 loài, với số cây thấp nhất cũng đạt 317 cây và cây cao nhất đến 859

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN




15

cây trên một hecta. So sánh với khu vực khác trên thế giới, Phạm Hoàng Độ
(1999) cho biết: nếu ở rừng Amazon, trung bình có khoảng 90 loài trên hecta,
thì ở Đông Nam Á có 160 loài. Để đánh giá tổ thành rừng, nhiều tác giả đã sử
dụng công thức tổ thành trên tỷ lệ phần mời theo số cây, diện ngang, hoặc chỉ
số IV%, trong đó phương pháp tính tỷ lệ tổ thành (IV%) theo phương pháp
của Daniel Marmillod, (dẫn theo Vũ Đình Huề (1984)) thường được các nhà
khoa học vận dụng trong những công trình nghiên cứu cấu trúc rừng.
Về nghiên cứu mối quan hệ sinh thái giữa các loài cây trong rừng tự
nhiên, Nguyễn Hải Tuất (1991), đã sử dụng phương pháp tương quan giữa hai
sự kiện và phương pháp kiểm tra tính độc lập. Phương pháp này yêu cấu số
lượng ô thu thập số liệu, tác giả đã đề xuất có thể dùng phương pháp 6 cây để
đánh giá sẽ khách quan hơn. Hà Thị Mừng (2004), đã sử dụng hệ số tương
quan p và kiểm tra tính độc lập bằng tiêu chuẩn χ2, để nghiên cứu mối quan hệ
sinh thái giữa loài giáng hương với một số loài cây khác. Tác giả đã kết luận
“Quan hệ của Giáng Hương với các loài ưu thế trong rừng bán thường xanh là
quan hệ ngẫu nhiên”. Nguyễn Văn Thêm (1992), nghiên cứu sự kết nhóm
giữa các loài trong rừng thường xanh ở Đồng Nai, đã sử dụng bảng chéo,
kiểm định tính độc lập giữa các loài cây bằng tiêu chuẩn χ2; nếu hai loài có
quan hệ với nhau sẽ tính cường độ liên hệ theo thống kê Lambda, Phi và
Cramer’s.V; và khi có mặt nhiều loài cây trên ô, thì mối liên hệ giữa hai loài
được xác định thông qua hệ số kết nhóm riêng phần. Phương pháp tính toán
của Nguyễn Văn Thêm là tương đối phức tạp, khó áp dụng trên thực tiễn.
Tóm lại: rừng tự nhiên nhiệt đới là các kiểu rừng có cấu trúc sinh thái

phức tạp nhất về thành phần loài, tầng phiến và dạng sống. Các chỉ tiêu để chỉ
sự đa dạng về loài của rừng tự nhiên là hệ số hỗn loài (số loài/ số cây). Cấu
trúc tổ thành của loài có ý nghĩa quan trọng về sinh thái đối với quận thụ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN