MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Mục tiêu chung
Bài viết cung cấp thông tin chi tiết về đặc điểm cấu trúc và khả năng tái sinh của các quần xã rừng tự nhiên lá rộng rụng lá Những đặc điểm lâm học này sẽ là cơ sở quan trọng để đề xuất các biện pháp lâm sinh phù hợp tại khu vực nghiên cứu.
Mục tiêu cụ thể
+ Xác định được một số đặc điểm cấu trúc tầng cây cao;
+ Xác định được một số đặc điểm cấu trúc tái sinh rừng;
+ Xác định một số đặc điểm lâm học khác
+ Đề xuất được một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp cho từng loại rừng cụ thể.
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
Ý nghĩa khoa học
Đề tài nghiên cứu các quy luật cấu trúc và tái sinh rừng, cùng với các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố thực vật rừng lá rộng rụng lá tại tỉnh Gia Lai và Tây Nguyên Tài liệu này cung cấp thông tin quý giá cho các nhà quản lý trong việc hoạch định quy hoạch và xây dựng chính sách phù hợp, nhằm quản lý và điều hành hiệu quả quá trình khôi phục và phát triển rừng tự nhiên lá rộng rụng lá tại địa phương.
Ý nghĩa thực tiễn
Tiếp tục phát triển và đề xuất các giải pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp với từng trạng thái rừng trong khu vực nghiên cứu, bao gồm khoanh nuôi bảo vệ, khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên, làm giàu rừng và bảo tồn đa dạng thực vật Những giải pháp này nhằm định hướng rừng phát triển theo các mục tiêu bảo vệ môi trường sinh thái, tạo cảnh quan và bảo tồn hệ sinh thái đặc trưng cho khu vực.
Giúp cho cộng đồng sử dụng có hợp lý nguồn tài nguyên rừng và đất rừng.
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CẤU TRÚC RỪNG
1.1.1.1 V ề nghi ên c ứu định lượng cấu trúc rừng
Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng tự nhiên đã được nhiều tác giả quốc tế đề cập từ đầu thế kỷ 20, tập trung vào việc xây dựng mô hình rừng chuẩn nhằm nâng cao hiệu quả kinh doanh rừng và đáp ứng các yêu cầu về kinh tế, xã hội và sinh thái.
Nghiên cứu cấu trúc rừng đã chuyển từ mô tả định tính sang định lượng nhờ vào sự hỗ trợ của các phần mềm thống kê và tin học chuyên dụng Các tác giả đã tập trung vào việc mô hình hóa cấu trúc rừng và xác lập mối quan hệ giữa các yếu tố cấu trúc Một số tác giả tiêu biểu trong lĩnh vực này bao gồm Rollet B (1971), Brunn (1970) và Loetsch cùng các cộng sự (1967).
Rollet B (1971) đã nghiên cứu mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính cây bằng cách sử dụng các hàm hồi quy và phân bố đường kính qua các dạng phân bố xác suất Nhiều tác giả đã áp dụng hàm Weibull để mô hình hóa cấu trúc đường kính của loài Thông theo mô hình của Schumarcher và Coil (Belly, 1973) Ngoài ra, các dạng hàm như Meyer, hyperbol, hàm mũ, Pearson, và Poisson cũng được nhiều nghiên cứu sử dụng để mô hình hóa cấu trúc rừng.
Nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên tập trung vào việc định lượng tổ thành, phân bố số cây theo cấp đường kính D1.3 và chiều cao, cũng như phân chia tầng thứ Các tác giả đã thực hiện hiệu quả những nghiên cứu này, không chỉ phản ánh cấu trúc nội tại của lâm phần mà còn làm cơ sở đề xuất các biện pháp kinh doanh rừng hợp lý và nâng cao khả năng phòng hộ Hơn nữa, những nghiên cứu này còn hỗ trợ trong việc xây dựng các phương pháp điều tra và thống kê tài nguyên rừng.
* Về cấu trúc tổ thành
Theo Richards P.W (1968), trong rừng mưa nhiệt đới, mỗi hecta có thể chứa hơn 40 loài cây gỗ, thậm chí có nơi lên đến hơn 100 loài Các loài cây gỗ lớn thường sinh trưởng hỗn giao với nhau theo tỷ lệ đồng đều, nhưng đôi khi một hoặc hai loài sẽ chiếm ưu thế Tại rừng nhiệt đới ẩm ở Đông Nam Á, có một nhóm loài ưu thế, thường là cây họ Dầu, chiếm tới 50% quần thụ.
* Về cấu trúc tầng thứ
Nghiên cứu về cấu trúc tầng thứ của rừng tự nhiên hiện đang gây tranh cãi, với một số tác giả cho rằng chỉ có một tầng cây gỗ, trong khi nhiều người khác khẳng định rằng rừng lá rộng thường xanh có từ 3 đến 5 tầng Mặc dù hầu hết các nghiên cứu đều đề cập đến sự phân tầng, nhưng chủ yếu dừng lại ở những nhận xét định tính và chưa phân tích sâu sắc Việc phân chia các tầng theo chiều cao vẫn mang tính chất cơ giới và chưa phản ánh đầy đủ sự phức tạp của phân tầng trong rừng tự nhiên nhiệt đới.
* Về phân bố số cây theo cấp đường kính (N-D 1.3 )
Phân bố số cây theo cấp đường kính là quy luật cơ bản trong nghiên cứu quần thể rừng, được các nhà lâm học quan tâm Công trình của Meyer (1934) đã mô tả phân bố N-D1.3 bằng phương trình toán học dạng đường cong giảm liên tục, được gọi là hàm Meyer Nhiều tác giả sau đó đã áp dụng phương pháp giải tích để tìm ra các phương trình cho đường cong phân bố, như Bailey R.L và Dell T.R (1973) đã sử dụng hàm Weibull để mô hình hóa cấu trúc thân cây Diatchenko Z.N đã áp dụng phân bố Gamma cho số cây theo đường kính lâm phần Thông ôn đới Để tăng tính mềm dẻo, một số tác giả như Loetsch F., Zohrer F., và Haller K.E (1973) đã sử dụng hàm Beta cho các phân bố thực nghiệm, trong khi Batista J.L.F và Docouto H.T.Z (1992) đã mô phỏng phân bố N-D1.3 với hàm Weibull trong nghiên cứu rừng nhiệt đới ở Maranhoo, Brazil Ngoài ra, nhiều tác giả khác cũng đã áp dụng các hàm như Hyperbol, Poisson, Logarit chuẩn, và hàm Pearson trong nghiên cứu này.
* Về phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N-Hvn)
Cấu trúc rừng nhiệt đới nổi bật với hiện tượng phân chia thành tầng, trong đó, nhiều tác giả nghiên cứu 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 đứng với kích thước khác nhau, tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu Những phẫu đồ này cung cấp hình ảnh tổng quát về cấu trúc tầng tán và phân bố số cây theo chiều thẳng đứng, từ đó cho phép rút ra nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế Phương pháp này đã được áp dụng rộng rãi bởi nhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới, tiêu biểu là công trình của Richards P.W (1968).
Để nghiên cứu sự phân tầng trong rừng mưa ở Guyana, Davis T.A.W và Richards P.W đã áp dụng phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng trong giai đoạn 1933-1934 Phương pháp này được đánh giá cao về giá trị lý luận và thực tiễn trong nghiên cứu rừng.
Mặc dù có nhiều ý kiến khác nhau về sự phân tầng và cách thể hiện tầng tán trong rừng mưa nhiệt đới, nhưng nhiều nhà khoa học đã xác nhận rằng sự phân tầng là một đặc điểm quan trọng của hệ sinh thái này.
1.1.1.2 V ề nghi ên c ứu quy luật tương quan giữa các nhân tố cấu trúc
Nghiên cứu cho thấy chiều cao cây rừng tăng theo tuổi và tương ứng với mỗi cỡ đường kính nhất định Ở các tuổi khác nhau, cây thuộc cấp sinh trưởng khác nhau, với cấp sinh trưởng giảm khi tuổi lâm phần tăng, dẫn đến tỷ lệ H/D1.3 tăng theo tuổi Đường cong quan hệ giữa chiều cao (H) và đường kính thân cây (D1.3) có thể thay đổi và dịch chuyển lên trên khi tuổi lâm phần tăng Để biểu thị tương quan này, nhiều dạng phương trình có thể được sử dụng, nhưng phương trình parabol và logarit thường được ưa chuộng hơn.
Rollet B (1971) đã biểu diễn các quan hệ H/D1.3 bằng các hàm hồi quy, quan hệ
Trong nghiên cứu về mối quan hệ giữa DT và D1.3, nhiều tác giả đã sử dụng các phương trình khác nhau, với phương trình đường thẳng D T = a + b.D1.3 của Willing J.W (1956) là phổ biến nhất Hơn nữa, Bruce E.B và Ray A.S (1987) đã phát triển các mô hình cấu trúc rừng dựa trên phân bố N-D 1.3, cung cấp cơ sở khoa học cho hoạt động kinh doanh rừng.
Các nghiên cứu về cấu trúc rừng, đặc biệt là rừng nhiệt đới, rất phong phú và đa dạng Bài viết đã điểm qua một số nghiên cứu liên quan đến cơ sở sinh thái và mô tả hình thái cấu trúc rừng, cùng với các nghiên cứu định lượng về các yếu tố cấu trúc Những kết luận từ các tác giả sẽ được sử dụng làm tài liệu tham khảo để đề xuất các biện pháp kỹ thuật phù hợp trong nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên tại khu vực nghiên cứu.
1.1.2 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng tại Việt Nam
1.1.2.1 V ề nghi ên c ứu quy luật cấu trúc rừng
Nghiên cứu cấu trúc rừng là yếu tố quan trọng để đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp Cấu trúc rừng bao gồm nhiều đặc trưng phong phú và đa dạng, trong đó có cấu trúc tổ thành, cấu trúc tầng thứ, và phân bố số cây cùng số loài theo đường kính và chiều cao Những đặc trưng này thường được mô tả theo đơn vị lâm phần của Đồng Sĩ Hiền (1974).
Cấu trúc tổ thành rừng là yếu tố quyết định đến sinh thái và hình thái của rừng, đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá đa dạng thực vật, tính ổn định và bền vững của hệ sinh thái rừng Nhiều nhà khoa học Việt Nam đã nghiên cứu và đề cập đến cấu trúc tổ thành trong các công trình của họ.
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ TÁI SINH RỪNG
Khoa học Lâm sinh và kinh nghiệm sản xuất cho thấy việc bảo tồn lớp cây con khỏe mạnh là cách hiệu quả để phục hồi rừng tự nhiên, giúp giảm thiểu chi phí về nhân lực, tài chính và thời gian so với việc trồng rừng mới.
Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới rất phức tạp và chưa được nghiên cứu đầy đủ Hầu hết tài liệu hiện có chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế trong các khu rừng đã bị biến đổi Vấn đề tái sinh rừng nhiệt đới chủ yếu xoay quanh hiệu quả của các phương pháp xử lý lâm sinh liên quan đến việc tái sinh các loài cây mục đích trong các kiểu rừng khác nhau Điều này bao gồm việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm tác động có mục đích vào các khu rừng tự nhiên.
Phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên thường được thực hiện qua việc lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk, W.C (1927), với diện tích ô đo đếm từ 1 đến 4 m² Diện tích ô nhỏ giúp thuận tiện trong quá trình điều tra, tuy nhiên, để có kết quả chính xác và phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng, số lượng ô cần phải đủ lớn.
Nghiên cứu của Richards P.W (1968) về phân bố tái sinh tự nhiên trong rừng nhiệt đới cho thấy cây tái sinh thường phân bố theo cụm trong các ô nhỏ (1 m x 1 m, 1 m x 1,5 m), với một số ít có phân bố Poisson Ông nhận xét rằng sự phân bố số lượng cây ở các tầng rừng có sự khác biệt lớn, trong đó các loài cây ưu thế ở tầng trên thường hiếm gặp hoặc vắng mặt ở các tầng thấp hơn Điều này được giải thích bởi đặc tính di truyền của các loài cây, ảnh hưởng đến khả năng sinh sản và tập tính phát triển của chúng Ông cũng chỉ ra rằng, trong rừng mưa nhiệt đới, ánh sáng là yếu tố chính ảnh hưởng đến sự phát triển của cây con, trong khi ảnh hưởng đến sự nảy mầm và phát triển của mầm non thì không rõ ràng.
Cấu trúc quần thụ ảnh hưởng đến sự tái sinh cây gỗ, với độ đầy tối ưu cho phát triển bình thường là 0,6 - 0,7 (Andel S., 1981) Độ khép tán của quần thụ liên quan đến mật độ và sức sống của cây con Sự cạnh tranh giữa thực vật về dinh dưỡng khoáng, ánh sáng và ẩm độ phụ thuộc vào đặc tính sinh học, tuổi của từng loài và điều kiện sinh thái của quần thể thực vật.
Nghiên cứu khả năng tái sinh tự nhiên của thảm thực vật sau nương rẫy từ 1 –
Sau 20 năm nghiên cứu tại vùng Tây Bắc Ấn Độ, Ramakrishnan P.S (1992) đã chỉ ra rằng chỉ số đa dạng loài ở đây rất thấp Đặc biệt, chỉ số loài ưu thế đạt mức cao nhất trong giai đoạn đầu của quá trình diễn thế, sau đó giảm dần theo thời gian bỏ hoá.
Nghiên cứu về tình hình tái sinh tự nhiên của thảm thực vật rừng trên thế giới đã chỉ ra các phương pháp nghiên cứu và quy luật tái sinh ở nhiều khu vực khác nhau Các tác giả cũng đề xuất những biện pháp lâm sinh phù hợp nhằm thúc đẩy quá trình tái sinh theo hướng tích cực Việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật để xây dựng và duy trì lớp cây tái sinh khỏe mạnh, đưa lớp cây này đến tuổi thành thục, được xem là nền tảng quan trọng để phát triển các phương thức xử lý lâm sinh hợp lý và hiệu quả.
1.2.2 Những nghiên cứu về tái sinh rừng tại Việt Nam
Rừng nhiệt đới Việt Nam có đặc điểm tái sinh tương tự như rừng nhiệt đới toàn cầu, nhưng do phần lớn là rừng thứ sinh chịu ảnh hưởng của con người, nên quy luật tái sinh đã bị xáo trộn Hiện tại, nghiên cứu về tái sinh rừng, đặc biệt là tái sinh rừng tự nhiên, còn hạn chế và chưa có nhiều công trình hệ thống Những kết quả nghiên cứu về tái sinh thường chỉ được nhắc đến trong các công trình nghiên cứu về thảm thực vật, báo cáo khoa học và một số tạp chí.
Nguyễn Hữu Hiến (1970) đã phát triển phương pháp đánh giá tổ thành rừng nhiệt đới, nhấn mạnh rằng trên một hecta có thể tồn tại hàng trăm loài cây khác nhau Do số lượng loài quá phong phú, phương pháp này chỉ tập trung vào các loài có số lượng cá thể nhiều nhất trong các tầng quan trọng, dựa trên loài cây ưu thế hoặc nhóm loài ưu thế.
Theo Vũ Đình Huề (1975), tái sinh tự nhiên của rừng miền Bắc Việt Nam có những đặc điểm giống như rừng nhiệt đới Dưới tán rừng nguyên sinh, cây tái sinh có sự đa dạng tương tự như tầng cây gỗ, trong khi dưới tán rừng thứ sinh lại xuất hiện nhiều loài cây gỗ mềm kém giá trị Hiện tượng tái sinh theo đám cũng rõ nét, dẫn đến sự phân bố không đồng đều của số cây trên mặt đất rừng.
Mối quan hệ giữa cấu trúc rừng và lớp cây tái sinh trong rừng hỗn loài đã được Nguyễn Văn Trương (1983) nghiên cứu Tác giả cho rằng, để đảm bảo sự phát triển bền vững của rừng dưới tác động của quy luật đào thải tự nhiên, lớp cây dưới cần phải phong phú hơn lớp cây phía trên Điều này chỉ có thể đạt được trong rừng chuẩn có sự tái sinh liên tục, được quản lý một cách khéo léo bởi con người, chứ không phải trong rừng tự nhiên ổn định.
Nguyễn Duy Chuyên (1996) đã nghiên cứu quy luật phân bố cây tái sinh tự nhiên trong rừng lá rộng thường xanh hỗn loại vùng Quỳ Châu – Nghệ An, tập trung vào chiều cao, tổ thành và số lượng cây tái sinh Qua phân tích toán học, tác giả nhận định rằng trong loại rừng trung bình (IIIA2), cây tái sinh tự nhiên có dạng phân bố Poisson, trong khi ở các loại rừng khác, cây tái sinh có dạng phân bố cụm.
Nghiên cứu về tái sinh tự nhiên trong rừng chặt chọn ở Lâm trường Hương Sơn
Hà Tĩnh, Trần Xuân Thiệp (1995) đã thực hiện nghiên cứu định lượng cây tái sinh tự nhiên trong các trạng thái rừng khác nhau, cho thấy rừng thứ sinh có số lượng cây tái sinh lớn hơn so với rừng nguyên sinh Nghiên cứu cũng thống kê các cây tái sinh theo 6 cỡ chiều cao, trong đó cây tái sinh triển vọng được xác định là những cây có chiều cao lớn hơn 1,5 m.
Trần Cẩm Tú (1999) đã nghiên cứu về tái sinh tự nhiên sau khai thác chọn tại Hương Sơn, Hà Tĩnh, và kết luận rằng việc áp dụng phương thức xúc tiến tái sinh tự nhiên có thể khôi phục vốn rừng, đồng thời đảm bảo mục tiêu sử dụng tài nguyên rừng bền vững Các biện pháp kỹ thuật cần phải thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của cây tái sinh, đồng thời việc khai thác rừng phải gắn liền với tái sinh rừng Cần chú trọng điều tiết tầng tán và đảm bảo cây tái sinh phân bố đồng đều trên toàn bộ diện tích rừng Trước khi khai thác, cần thực hiện các biện pháp mở tán, chặt cây gieo giống, và phát dọn dây leo, cũng như tiến hành dọn vệ sinh rừng sau khai thác.
Phạm Ngọc Thường (2003) đã phân chia quá trình tái sinh tự nhiên thành các thời gian bỏ hóa khác nhau, mỗi giai đoạn có đặc trưng tái sinh về tổ thành loài cây, mật độ và chất lượng cây tái sinh khác nhau Tác giả sử dụng ô tiêu chuẩn 300 m² để điều tra tổ thành loài cây gỗ tái sinh, sau đó mở rộng diện tích ô lên 400 – 700 m² và lặp lại 3 lần để kiểm tra tỷ lệ tổ thành loài cây tái sinh mới Đồng thời, cây tái sinh được phân loại theo 3 cấp chất lượng: tốt, trung bình và xấu, cũng như phân chia chiều cao theo 8 cấp Đỗ Thị Ngọc Lệ (2009) đã thử nghiệm 6 phương pháp điều tra tái sinh rừng tự nhiên với các kích thước ô khác nhau, cho thấy mỗi phương pháp thu được số liệu khác nhau về tổ thành, mật độ và chất lượng cây tái sinh Từ đó, tác giả lựa chọn hai phương pháp phù hợp là điều tra 5 ô dạng bản với diện tích mỗi ô là 25 m² và phương pháp điều tra theo dải.
48 m 2 /dải) để điều tra tái sinh rừng tự nhiên
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ĐA DẠNG SINH HỌC
Thuật ngữ "đa dạng sinh học" được giới thiệu từ giữa những năm 1980 để nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu sự phong phú và đa dạng của sự sống trên Trái Đất Nguồn gốc của thuật ngữ này bắt nguồn từ hai bài báo năm 1980 (Lovejoy, 1980; Norse và Mc Manus, 1980), trong đó Lovejoy (1980) định nghĩa đa dạng sinh học là tổng số các loài sinh vật hiện có.
Đa dạng sinh học được định nghĩa bởi Norse và McManus (1980) bao gồm hai khái niệm chính: đa dạng di truyền, tức là sự đa dạng về mặt di truyền trong một loài, và đa dạng sinh thái, là số lượng các loài trong quần xã sinh vật (Trương Quang Học và cộng tác viên, 2005) Nhiều định nghĩa khác nhau về đa dạng sinh học đã được đưa ra.
Quỹ Bảo tồn động vật hoang dã – WWF (1989) đã định nghĩa rằng đa dạng sinh học là sự phong phú của sự sống trên Trái Đất, bao gồm hàng triệu loài thực vật, động vật và vi sinh vật, cùng với các gen của chúng và những hệ sinh thái phức tạp tồn tại trong môi trường.
1.3.2 Đa dạng sinh học và bảo tồn đa dạng sinh học
Bảo tồn đa dạng sinh học và các sinh cảnh nhạy cảm là nhiệm vụ quan trọng và cấp bách Do đó, trên toàn cầu và tại Việt Nam, đã có nhiều công trình và chương trình nghiên cứu về đa dạng sinh học được triển khai theo thời gian.
Bài luận văn này chỉ tập trung khái quát một số nghiên cứu liên quan đến đa dạng sinh học nói chung và đa dạng sinh học thực vật nói riêng, nhằm tạo cơ sở cho việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu phù hợp.
Trên toàn cầu, đặc biệt tại Bắc Mỹ và châu Âu, nhận thức về tầm quan trọng của sinh học bảo tồn đã được hình thành và phát triển trong suốt hàng thập kỷ, thậm chí hàng thế kỷ qua.
Emerson và Thoreau nhấn mạnh rằng thiên nhiên đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành phẩm giá và tinh thần đạo đức của con người.
Khoa học sinh học bảo tồn hiện đại khẳng định rằng sự đa dạng của sinh vật sống mang lại nhiều lợi ích, trong khi sự tuyệt chủng có thể gây tác hại nghiêm trọng cho các loài Tính phức tạp của đa dạng sinh học không chỉ có giá trị riêng mà còn đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa, từ đó tạo ra những lợi ích thiết thực cho hệ sinh thái.
Perman và Adelson (1997) đã chỉ ra rằng đa dạng sinh học đang trở nên ngày càng phổ biến trong các hoạt động khoa học và môi trường, đồng thời cũng được chú trọng trong các chương trình giáo dục đại học.
Maurer (1994) nhấn mạnh tầm quan trọng của việc bảo tồn đa dạng sinh học, đề cập đến các phương pháp quản lý tài nguyên truyền thống và tình trạng loài thực vật hiện nay như cơ sở cho việc bảo tồn Ông cũng giải thích nguyên nhân suy giảm đa dạng sinh học và các giải pháp bảo tồn Nhiều nghiên cứu về đa dạng sinh học đã được thực hiện bởi các tác giả như Richard, Diamond, Huston, và Pianka, tập trung vào việc điều tra quần xã sinh vật và mối quan hệ của chúng với môi trường Tại Việt Nam, các nhà khoa học như Võ Quý, Đặng Huy Huỳnh và Phạm Bình Quyền cũng đã nghiên cứu và công bố nhiều công trình quan trọng về đa dạng sinh học từ những thập kỷ trước.
Trong cuốn "Cơ sở sinh học bảo tồn" của Richard (1999) (Võ Quý và cộng tác viên biên dịch), tác giả đã trình bày chi tiết về sinh học bảo tồn và đa dạng sinh học, đồng thời chỉ ra những mối đe dọa đối với sự đa dạng này Cuốn sách cũng đề xuất các chiến lược bảo tồn cho quần thể, loài và quần xã, cung cấp những lý thuyết cơ bản về sinh học bảo tồn làm cơ sở cho việc phát triển các chiến lược bảo tồn đa dạng sinh học phù hợp với từng khu vực nghiên cứu.
Phùng Ngọc Lan và cộng tác viên (2006) đã nghiên cứu về hệ sinh thái rừng tự nhiên ở Việt Nam, nhấn mạnh tính đa dạng của hệ sinh thái này Tuy nhiên, cuốn sách chỉ cung cấp cái nhìn định tính về vấn đề, chưa đi sâu vào các số liệu cụ thể.
Cục Bảo vệ Môi trường Việt Nam (2005) đã tổng quan về hiện trạng đất ngập nước Việt Nam sau 15 năm thực hiện công ước Ramsar
Năm 1989, Việt Nam trở thành quốc gia thứ 50 tham gia công ước Ramsar, đánh dấu bước tiến quan trọng trong việc bảo vệ môi trường Cuốn sách này nhấn mạnh sự đa dạng loài của đất ngập nước tại Việt Nam, đồng thời góp phần vào công tác bảo tồn đa dạng sinh học và quản lý, phát triển bền vững các hệ sinh thái đất ngập nước.
Các nghiên cứu trong nước thường tập trung vào việc thống kê thành phần họ, chi, loài và mô tả định tính các quần xã, quần thể, thảm thực vật, tương tự như nhiều nghiên cứu khác trên thế giới.
ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc quần xã rừng lá rộng rụng lá có trữ lượng trung bình, nghèo, nghèo kiệt và rừng phục hồi
Diện tích rừng lá rộng rụng lá tại Ban quản lý rừng phòng hộ Ia Mơ, tỉnh Gia Lai, bao gồm các loại rừng có trữ lượng trung bình, nghèo, nghèo kiệt và rừng phục hồi.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Xác định tổ thành rừng theo phương pháp của Daniel Marmillod
- Chỉ sổ đa dạng loài Shanon – Wiener (H)
- Chỉ số ưu thế Simpson (d)
- Chỉ số phong phú loài Margerlef (D)
- Chỉ số phong phú loài Menhinick (R)
- Nắn phân bố thực nghiệm bằng các hàm: Meyer, Weibull và hoảng cách
Mức độ tương đồng về thành phần loài giữa tầng cây cao và tầng cây tái sinh được xác định theo các trạng thái rừng thông qua phương pháp Sorensen (Cs).
1 Từ hồ sơ và bản đồ hiện trạng đã tiến hành điều tra, thu thập số liệu và xác định được 4 trạng thái rừng tự nhiên lá rộng rụng lá tại khu vực nghiên cứu là: rừng lá rộng rụng lá trung bình (RLB), rừng lá rộng rụng lá nghèo (RLN), rừng lá rộng rụng lá nghèo kiệt (RLK) và rừng lá rộng rụng lá phục hồi (RLP), với các trữ lượng lần lượt là 139,9 m 3 /ha, 57,4 m 3 /ha, 40,0 m 3 /ha và 66,3 m 3 /ha
2 Quy luật cấu trúc tầng cây cao nhìn chung tương đối ổn định, phản ánh một cách rõ nét và phù hợp với những kết quả của các Nhà khoa học đi trước khi nghiên cứu những quy luật này cho đối tượng rừng tự nhiên, lá rộng rụng lá ở Việt Nam, cụ thể :
Đường biểu diễn quy luật cấu trúc của đường kính và chiều cao theo số cây trong cả 4 trạng thái rừng đều cho thấy dạng đường cong giảm liên tục Điều này thể hiện rõ tính chất giảm dần khi kích thước đường kính và chiều cao của cây tăng lên.
- Với phân bố cấu trúc N-D1.3: thì hàm Khoảng cách là hàm tốt nhất dùng để mô phỏng cho tất cả các trạng thái rừng nghiên cứu
- Với phân bố cấu trúc N-Hvn: thì hàm Weibull là hàm tốt nhất dùng để mô phỏng cho tất cả các trạng thái rừng nghiên cứu
- Với phân bố cấu trúc N L -D1.3: thì hàm Khoảng cách và hàm Weibull đều mô phỏng tốt cho tất cả các trạng thái rừng nghiên cứu
- Với phân bố cấu trúc NL-Hvn: thì hàm Weibull là hàm tốt nhất dùng để mô phỏng cho tất cả các trạng thái rừng nghiên cứu
Phương trình Logarithmic (b0 + b1 lnX) là công cụ toán học hiệu quả nhất để mô phỏng mối quan hệ giữa chiều cao và đường kính thân cây rừng trong bốn trạng thái rừng khác nhau.
Mối quan hệ giữa đường kính tán cây và đường kính ngang ngực được thể hiện qua phương trình đường thẳng tuyến tính (Y = b0 + b1X) Tuy nhiên, mức độ chặt chẽ của mối quan hệ này khác nhau giữa các loại rừng, với hệ số tương quan không đồng nhất và có xu hướng tăng giảm tùy thuộc vào từng loại rừng cụ thể.
3 Đề tài đã xây dựng công thức tổ thành cho 4 trạng thái rừng: Rừng RLB, RLN, RLK và RLP trên cơ sở chỉ số quan trọng IV%, trong đó số loài cây tầng cây cao lần lượt là 36, 32, 35 và 18 loài
4 Về tái sinh rừng đã xác định được công thức tổ thành cho các loài cây cho từng loại rừng với tổng số loài cây tái sinh Rừng RLB, RLN, RLK với lần lượt số loài là 12, 29, 17 và 29 loài
Chất lượng và mật độ cây tái sinh, cũng như số lượng cây trên mỗi hecta và kích thước chiều cao, cho thấy cây tái sinh có triển vọng thấp và không đồng đều giữa các trạng thái rừng Điều này phản ánh chính xác tình hình hiện tại của rừng lá rộng rụng lá, đồng thời cũng phù hợp với các nghiên cứu trước đây của các nhà khoa học về tái sinh rừng khộp.
5 Số lượng loài hay độ phong phú của tầng cây cao và tây tái sinh thấp Với những số liệu thu thập, thông qua phân tích đánh giá Đề tài đã xác định được chỉ có duy nhất 1 loại ưu hợp chính, duy nhất cho cả 4 trạng thái rừng nghiên cứu đó là: Dầu đồng + Cà chít Do vậy có thể khẳng định chỉ số tương đồng Cs về thành phần loài tầng cây cao giữa các trạng thái rừng nghiên cứu có mức độ tương đối cao
6 Chỉ số tương đồng Cs về thành phần loài tầng cây cao tầng cây tái sinh ở 4 trạng thái rừng: Rừng RLB, RLN, RLK và RLP lần lượt là: 0,38 ; 0,54 ; 0,42 và 0,34 Mức độ tương đồng các loài trong quần xã là khá cao Điều đó cho rằng diễn thế tiếp theo của các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu là ổn định
7 Về chỉ số đa dạng về thành phần loài tầng cây tái sinh thì rừng giảm dần từ 4 Rừng RLB, RLN, RLK và RLP
8 Đề xuất được một số giải pháp lâm sinh phục hồi và phát triển rừng cho từng loại rừng cụ thể
TÓM TẮT LUẬN VĂN iii
MỘT SỐ KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN ix
DANH MỤC BẢNG BIỂU xi
DANH MỤC HÌNH ẢNH xii
II MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1
III Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 2
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3
1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CẤU TRÚC RỪNG 3
1.1.1 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng trên thế giới 3
1.1.2 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng tại Việt Nam 5
1.2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ TÁI SINH RỪNG 10
1.2.1 Những nghiên cứu về tái sinh rừng trên thế giới 10
1.2.2 Những nghiên cứu về tái sinh rừng tại Việt Nam 12
1.3 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ĐA DẠNG SINH HỌC 14
1.3.1 Khái niệm về đa dạng sinh học 14
1.3.2 Đa dạng sinh học và bảo tồn đa dạng sinh học 14
CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17
2.1 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 17
2.2.1 Điều tra một số đặc điểm điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 17
2.2.2 Nghiên cứu một số quy luật cấu trúc tầng cây cao của các trạng thái rừng 17
2.2.3 Nghiên cứu cấu trúc tầng cây tái sinh cao của các trạng thái rừng 17
2.2.4 Một số đặc điểm lâm học khác cao của các trạng thái rừng 17
2.2.5 Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp cho từng trạng thái rừng 17
2.3.2 Phương pháp thu thập số liệu 18
2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 20
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29
3.1 TÌNH HÌNH CƠ BẢN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 29
3.1.3 Đặc điểm dân sinh kinh tế xã hội 30
3.1.4 Phân loại trạng thái rừng và hiện trạng tài nguyên rừng của BQL 31
3.2 NGHIÊN CỨU MỘT SỐ QUY LUẬT CẤU TRÚC TẦNG CÂY CAO CỦA CÁC TRẠNG THÁI RỪNG 34
3.2.1 Kiểm tra sự thuần nhất của các trạng thái rừng 34
3.2.2 Cấu trúc tổ thành loài 37
3.2.3 Đa dạng sinh học của quần xã thực vật rừng 38
3.2.4 Quy luật phân bố các nhân tố điều tra cơ bản 38
3.2.5 Một số quy luật tương quan 57
3.3 KẾT QUẢ NGHIÊN CẤU TRÚC TẦNG CÂY TÁI SINH 63
3.3.1 Tổ thành loài cây tái sinh 63
3.3.2 Cấu trúc mật độ và khả năng tái sinh rừng 65
3.3.3 Đa dạng sinh học của tầng cây tái sinh 66
3.3.4 Quy luật phân bố số cây tái sinh theo cỡ chiều cao (N-H) 66
3.3.5 Mối quan hệ tầng cây tái sinh với tầng cây cao 68
3.4 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP KỸ THUẬT LÂM SINH PHÙ HỢP 69
3.4.1 Căn cứ đề xuất giải pháp 70
3.4.2 Biện pháp kỹ thuật lâm sinh cho 4 trạng thái rừng 70
3.4.3 Một số biện pháp lâm sinh phục hồi và phát triển rừng 71
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 74
MỘT SỐ KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN
RLB : Rừng lá rộng rụng lá trung bình
RLN : Rừng lá rộng rụng lá nghèo
RLK : Rừng lá rộng rụng lá nghèo kiệt
RLP : Rừng lá rộng rụng lá phục hồi
Di : Cỡ đường kính thân cây tại vị trí 1,3 m (cm)
Hvn : Cỡ chiều cao vút ngọn (m)
D1.3 : Đường kính thân cây tại vị trí 1,3 m (cm)
Dt : Đường kính tán cây (m)
D : Đường kính trung bình (cm)
Hvn : Chiều cao vút ngọn (m)
G : Tiết diện ngang lâm phần (m 2 )
M/ha : Trữ lượng rừng trên hecta (m 3 /ha)
N-D 1.3 : Phân bố số cây theo cỡ đường kính
N-Hvn : Phân bố số cây theo cỡ chiều cao
OTC : Ô tiêu chuẩn n : Dung lượng mẫu m : Số tổ k : Cự li tổ
Di : Giá trị giữa tổ thứ i
Ni : Tần số xuất hiện tổ thứ i
Sx : Sai tiêu chuẩn mẫu
R : Hệ số tương quan tuyến tính
S x : Sai số chuẩn của số trung bình mẫu
Sk : Độ lệch phân bố
E k : Độ nhọn phân bố fli : Tần số lý thuyết ở tổ thứ i fti : Tần số thực nghiệm ở tổ thứ i
G% : Phần trăm tiết diện ngang
N/ha : Mật độ lâm phần (cây/ha)
N-D t : Phân bố số cây theo đường kính tán
NL-D1.3 : Phân bố số loài theo cỡ đường kính
NL-Hvn : Phân bố số loài theo cỡ chiều cao
Cs : Chỉ số tương đồng (Seronsen)
H : Chỉ số đa dạng loài của Shannon d : Chỉ số ưu thế Simpson
D : Chỉ số phong phú loài Margerlef
R : Chỉ số phong phú loài Menhinick
t : Chỉ số khi bình phương của Person ta, tb, tr : Trị số kiểm tra tham số hồi quy a, b và R IV% : Chỉ số quan trọng của loài
R square : Hệ số xác định
Bảng 3.1 Kết quả phân loại trạng thái rừng tự nhiên lá rộng rụng lá 32
Bảng 3.2 Hiện trạng tài nguyên rừng của Ban quản lý rừng phòng hộ Ia Mơ 33
Bảng 3.3 Kết quả kiểm tra thuần nhất giữa các OTC trong từng trạng thái rừng 35
Bảng 3.4 Cấu trúc tổ thành tầng cây cao theo chỉ số IV% 37
Bảng 3.5 Chỉ số đa dạng sinh học của quần xã thực vật rừng 38
Bảng 3.6 Một số đặc trưng mẫu về đường kính (D1.3) 39
Bảng 3.7 Phân bố số cây theo cỡ đường kính của các trạng thái rừng 40
Bảng 3.8 Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về luật phân bố (N-D1.3) 42
Bảng 3.9 Một số đặc trưng mẫu về chiều cao (Hvn) 44
Bảng 3.10 Phân bố số cây theo cỡ chiều cao của các trạng thái rừng 45
Bảng 3.11 Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về luật phân bố (N-Hvn) 47
Bảng 3.12 Phân bố số loài cây theo cỡ đường kính của các trạng thái rừng 49
Bảng 3.13 Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về luật phân bố (NL-D1.3) 51
Bảng 3.14 Phân bố số loài cây theo cỡ chiều cao của các trạng thái rừng 53
Bảng 3.15 Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về luật phân bố (NL-Hvn) 55
Bảng 3.16 Kết quả thăm dò tương quan HvN-D1.3 của trạng thái rừng RLB 58
Bảng 3.17 Kết quả thăm dò tương quan HvN-D1.3 của trạng thái rừng RLN 58
Bảng 3.18 Kết quả thăm dò tương quan HvN-D1.3 của trạng thái rừng RLK 59
Bảng 3.19 Kết quả thăm dò tương quan HvN-D1.3 của trạng thái rừng RLP 59
Bảng 3.20 Kết quả nghiên cứu tương quan Dt/D1.3 dạng phương trình Dt = a + b*D1.3 62
Bảng 3.21 Tổ thành loài cây tái sinh theo số cây 64
Bảng 3.22 Khả năng tái sinh rừng 65
Bảng 3.23 Đa dạng sinh học của tầng cây tái sinh 66
Bảng 3.24 Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về luật phân bố (N-H) 67
Bảng 3.25 Kết quả tương đồng giữa tầng cây tái sinh và tầng cây cao 69
Hình 3.1 Sơ đồ tổng thể hiện trạng rừng khu vực nghiên cứu 34
Hình 3.2 Biểu đồ phân bố số cây theo cỡ đường kính N-D1.3 của các trạng thái rừng 41
Hình 3.3 Phân bố N-D1.3 trạng thái RLB 43
Hình 3.4 Phân bố N-D1.3 trạng thái RLN 43
Hình 3.5 Phân bố N-D1.3 trạng thái RLK 43
Hình 3.6 Phân bố N-D1.3 trạng thái RLP 43
Hình 3.7 Biểu đồ phân bố số cây theo cỡ chiều cao N-Hvn của các trạng thái rừng 46
Hình 3.8 Phân bố N-Hvn trạng thái RLB 48
Hình 3.9 Phân bố N-Hvn trạng thái RLN 48
Hình 3.10 Phân bố N-Hvn trạng thái RLK 48
Hình 3.11 Phân bố N-Hvn trạng thái RLP 48
Hình 3.12 Biểu đồ phân bố số loài cây theo cỡ đường kính của các trạng thái rừng 50
Hình 3.13 Phân bố NL-D1.3 trạng thái RLB 52
Hình 3.14 Phân bố NL -D1.3 trạng thái RLN 52
Hình 3.15 Phân bố NL -D1.3 trạng thái RLK 52
Hình 3.16 Phân bố NL -D1.3 trạng thái RLP 52
Hình 3.17 Biểu đồ phân bố số loài cây theo cỡ chiều cao của các trạng thái rừng 54
Hình 3.18 Phân bố NL-Hvn trạng thái RLB 56
Hình 3.19 Phân bố NL - Hvn trạng thái RLN 56
Hình 3.20 Phân bố NL - Hvn trạng thái RLK 56
Hình 3.21 Phân bố NL - Hvn trạng thái RLP 56
Hình 3.22 Tương quan Hvn /D1.3 (RLB) 60
Hình 3.23 Tương quan Hvn /D1.3 (RLN) 60
Hình 3.24 Tương quan Hvn /D1.3 (RLK) 60
Hình 3.25 Tương quan Hvn /D1.3 (RLP) 60
Hình 3.26 Tương quan Dt/D1.3 (RLB) 62
Hình 3.27 Tương quan Dt/D1.3 (RLN) 62
Hình 3.28 Tương quan Dt/D1.3 (RLK) 63
Hình 3.29 Tương quan Dt/D1.3 (RLP) 63
Hình 3.30 Phân bố N-H cây tái sinh (RLB) 68
Hình 3.31 Phân bố N-H cây tái sinh(RLN) 68
Hình 3.32 Phân bố N-H cây tái sinh(RLK) 68
Hình 3.33 Phân bố N-H cây tái sinh (RLP) 68
Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề nhất từ biến đổi khí hậu, đặc biệt ở các khu vực ven biển và vùng trũng thấp Biến đổi khí hậu ngày càng trở nên khốc liệt với hiện tượng nước biển dâng diễn ra phức tạp tại Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, đồng bằng sông Cửu Long và thành phố Hồ Chí Minh Trong bối cảnh này, rừng tự nhiên đóng vai trò quan trọng như một lá chắn sinh học, giúp bảo vệ và giảm thiểu tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu.
Rừng lá rộng rụng lá ở Việt Nam, đặc biệt là tại tỉnh Gia Lai, đang đối mặt với tình trạng suy thoái nghiêm trọng do nhiều nguyên nhân khác nhau Tốc độ phát triển kinh tế xã hội nhanh chóng trong những năm gần đây đã gây ra những tác động tiêu cực, dẫn đến mất mát và suy giảm diện tích rừng hiện có Hệ quả của sự suy thoái này là sự giảm sút đa dạng sinh học trong các hệ sinh thái rừng, ảnh hưởng đến tính bền vững của môi trường.
Rừng tự nhiên lá rộng rụng lá tại tỉnh Gia Lai là tài nguyên quan trọng, đóng vai trò thiết yếu trong bảo vệ môi trường sinh thái và cải thiện tiểu khí hậu, đồng thời giảm thiểu thiên tai và hạn chế xói mòn Tuy nhiên, trong những năm gần đây, tình trạng phá rừng để chuyển đổi sang trồng cây nông nghiệp, đặc biệt là cao su, đã dẫn đến sự suy giảm diện tích rừng này, gây khó khăn cho khả năng phục hồi của nó.
Khu vực nghiên cứu về cấu trúc và tái sinh rừng tự nhiên hiện đang còn hạn chế, khiến việc áp dụng vào thực tiễn cho từng đơn vị cụ thể gặp khó khăn Để đáp ứng nhu cầu thực tiễn hiện nay, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên lá rộng rụng lá tại Ban quản lý rừng phòng hộ.”
Ia Mơ – t ỉnh Gia Lai ”
II MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
