BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
NINH VĂN TỨ
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC RỪNG TỰ NHIÊN
Ở MỘT SỐ Ô ĐỊNH VỊ NGHIÊN CỨU SINH THÁI
TẠI KHU VỰC NAM TRUNG BỘ
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP
Đồng Nai, 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
NINH VĂN TỨ
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC RỪNG TỰ NHIÊN
Ở MỘT SỐ Ô ĐỊNH VỊ NGHIÊN CỨU SINH THÁI
TẠI KHU VỰC NAM TRUNG BỘ
CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC
MÃ SỐ: 60.62.02.01
quy luật cấu trúc của hệ sinh thái rừng. Do đó, nghiên cứu cấu trúc rừng được
xem là cơ sở quan trọng nhất giúp các nhà lâm nghiệp có thể chủ động trong
việc xác lập các kế hoạch và các biện pháp kỹ thuật tác động chính xác vào rừng,
góp phần quản lý và kinh doanh rừng bền vững.
Xuất phát từ thực tiễn trên, luận văn: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc
rừng tự nhiên ở một số ô định vị nghiên cứu sinh thái tại vùng Nam Trung
Bộ” được thực hiện nhằm góp phần bổ sung những hiểu biết về đặc điểm quy
luật cấu trúc rừng tự nhiên vùng Nam Trung Bộ; làm cơ sở đề xuất các biện
pháp kỹ thuật lâm sinh góp phần quản lý tài nguyên rừng bền vững.
2
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Theo Husch, B. (1992) cấu trúc là sự phân bố kích thước của loài và cá
thể trên diện tích rừng. Cấu trúc lâm phần là kết quả của đặc tính sinh trưởng
loài cây, điều kiện môi trường và biện pháp tác động. Cấu trúc rừng vừa là kết
quả, vừa là sự thể hiện quan hệ đấu tranh là thích ứng lẫn nhau giữa các sinh
vật rừng với môi trường sinh thái và giữa các sinh vật rừng với nhau [15].
Việc hiểu biết về cấu trúc rừng sẽ đem lại nhiều ý nghĩa khác nhau.
Trước hết, đó là thông tin cơ bản để so sánh và phân loại các quần xã thực vật
với nhau. Thứ hai, cấu trúc quần xã thực vật là kết quả phản ánh mối quan hệ
qua lại phức tạp giữa các loài cây với nhau, giữa thực vật và các vật sống
khác, cũng như giữa thực vật và môi trường. Thông qua nghiên cứu cấu trúc
quần xã thực vật, nhà lâm nghiệp có thể hiểu được tính chất phức tạp của hệ
thực vật, các yếu tố và các quan hệ giữa các thành phần quần xã thực vật.
Ngoài ra, việc nghiên cứu cấu trúc rừng còn cho phép nhận được nhiều chỉ
dẫn tốt về sinh thái của quần xã thực vật.
Trong những năm gần đây, nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước đã
nằm ngang, cách sắp xếp này có ý nghĩa rất quan trọng trong việc phân biệt
với các quần xã thực vật khác và có thể mô tả bằng các biểu đồ. Các biểu đồ
mặt cắt có giá trị không những mô tả được cấu trúc tầng tán mà còn là những
chỉ dẫn cho các nhà lâm sinh lựa chọn các biện pháp kỹ thuật thích hợp tác
động vào rừng, nhằm giúp cho rừng có một cấu trúc bền vững, ổn định.
Theo Meyer (1852), Turnbull (1963), Rollet (1969), cấu trúc dùng để
xác định các quy luật phân bố số cây gỗ theo đường kính hay phân bố diện
tích tiết diện ngang thân cây theo cấp đường kính.
Wenk (1995) khi nghiên cứu xác định cấu trúc của một loại hình rừng
nhằm mục đích không những đánh giá được hiện trạng và động thái sinh
trưởng của rừng qua các quy luật phân bố số cây theo chiều cao vút ngọn Hvn,
4
theo đường kính ngang ngực D1.3, theo đường kính tán Dt, theo tổng tiết diện
ngang G, ... mà còn có thể xác định được chính xác kích thước bình quân của
lâm phần phục vụ cho công tác điều tra quy hoạch rừng [37].
Prodan (1952) nghiên cứu quy luật phân bố cây rừng, chủ yếu theo
đường kính có liên hệ với giai đoạn phát dục của rừng và các biện pháp kinh
doanh. Theo ông, sự phân bố số cây theo đường kính có giá trị đặc trưng nhất
cho rừng, đặc biệt là rừng tự nhiên hỗn loài , nó phản ánh được các đặc điểm
lâm sinh của rừng. Những quy luật phân bố mà ông xác định được ở rừng tự
nhiên đã được kiểm chứng ở rất nhiều nơi trên thế giới. Đó là phân bố của
rừng tự nhiên có quy luật một đỉnh lệch trái, số cây tập trung rất nhiều ở các
cấp kính nhỏ do bởi có nhiều loài, nhiều thế hệ cùng tồn tại. Song ở các cỡ
kính lớn chỉ có một số loài nhất định do bởi đặc tính sinh học là cây gỗ lớn
hay do nhờ vị trí thuận lợi trong rừng chúng mới có khả năng tồn tại và phát
triển. Về phân bố chiều cao, rừng tự nhiên thường có quy luật nhiều đỉnh do
có nhiều thế hệ cùng tồn tại hay do khai thác chọn không đúng quy tắc và giới
Để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1955) đã
đề nghị một phương pháp "điều tra chẩn đoán" mà theo đó kích thước ô đo
đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh. Kết quả
nghiên cứu cho thấy, trong các ô dạng bản, thế hệ cây tái sinh có tổ thành
giống hoặc khác biệt tổ thành cây mẹ.
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 (Mibbread, 1930;
Richards, 1933; 1939; Aubresville, 1938; Beard, 1946; Lebrun và Gilbert,
1954; Jones, 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 Lâm sinh người ta chỉ tập trung khảo sát những loài cây có ý
nghĩa nhất định.
Van steens. J (1956) đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến ở
6
rừng mưa nhiệt đới: Tái sinh phân tán liên tục của loài cây chịu bóng và tái
sinh vệt của loài cây ưa sáng.
Baur G. N. (1964) cho rằng, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến
phát triển của cây con, còn đối với sự nảy mầm và phát triển của cây mầm
ảnh hưởng này thường không rõ ràng và thảm cỏ, cây bụi có ảnh hưởng
đến sinh trưởng của cây tái sinh [1]. Ở những quần thụ kín tán, thảm cỏ và
cây bụi kém phát triển nhưng chúng vẫn có ảnh hưởng đến cây tái sinh.
Nhìn chung ở rừng nhiệt đới, tổ thành và mật độ cây tái sinh thường khá
lớn nhưng số lượng loài cây có giá trị kinh tế thường không nhiều và
được chú ý hơn, còn các loài cây có giá trị kinh tế thấp thường ít được
nghiên cứu, đặc biệt là đối với tái sinh ở các trạng thái rừng phục hồi sau
nương rẫy.
1.2. Nghiên cứu cấu rừng ở Việt Nam
Bắc Việt Nam, đã nghiên cứu nhiều lâm phần trên các địa phương khác nhau
và đi đến kết luận chung là: phân bố N-D là dạng phân bố giảm, nhưng trong
quá trình khai thác chọn thô không theo quy chuẩn, đường phân bố thực
nghiệm thường có dạng hình răng cưa [10]. Với kiểu phân bố thực nghiệm
như vậy, tác giả đã dùng hàm Meyer và họ đường cong Pearson để mô phỏng
quy luật cấu trúc đường kính cây rừng.
Nguyễn Hải Tuất (1986) đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố
khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và vận dụng Poisson vào
nghiên cứu cấu trúc quần thể rừng [46].
Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh (1999) đã nghiên cứu đặc
điểm cấu trúc của rừng thông ba lá ở Lâm Đồng. Các tác giả đã dùng hàm
Pearson mô tả quy luật phân bố số cây theo cỡ kính với kiểu rừng kín thường
xanh có kết cấu phức tạp như: thảm thực vật có cấu trúc về loài phong phú và
phân bố nhiều tầng. Ngoài hai hay ba tầng cây gỗ lớn còn có những tầng cây
8
bụi thấp, gồm những cây mọc rải rác, trong đó có những cây con, cây mạ và
cả những loài mọc trong bóng râm dưới tán rừng.
Thời gian gần đây, khi nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng, việc mô
hình hóa quy luật phân bố số cây theo đường kính và chiều cao đã được các
tác giả chú ý nhiều hơn. Đây là các quy luật được xem là cơ bản nhất trong
các quy luật kết cấu lâm phần. Biết được các quy luật phân bố, có thể xác
định được số cây tương ứng từng cỡ kính hay từng cỡ chiều cao, làm cơ sở
xác định trữ lượng lâm phần.
Trần Văn Con (2001) đã sử dụng mô hình Weibull để mô phỏng cấu
trúc số cây theo cấp đường kính của rừng khộp và cho rằng khi rừng còn non
thì có dạng phân bố giảm, khi rừng càng lớn thì có xu hướng chuyển sang
phân bố một đỉnh và lệch dần từ trái sang phải. Đó là sự biến thiên về lập địa
quá trình tái sinh tự nhiên trong rừng. Khi các điều kiện của môi trường như
đất rừng, nhiệt độ, độ ẩm dưới tán rừng chưa thay đổi thì các loài cây tái sinh
không có những biến đổi lớn và cũng không diễn thế một cách tuần
hoàn trong không gian và theo thời gian mà diễn thế theo những phương
thức tái sinh có quy luật nhân quả giữa sinh vật và môi trường.
Viện Điều tra Quy hoạch rừng tiến hành điều tra tái sinh tự nhiên ở
rừng thứ sinh Yên Bái (1965), Hà Tĩnh (1966), Quảng Bình (1969) và Lạng
Sơn (1969).
Vũ Đình Huề (1969) đã phân chia khả năng tái sinh rừng thành 5 cấp,
rất tốt, tốt, trung bình, xấu và rất xấu [12]. Nhìn chung nghiên cứu này mới chỉ
chú trọng đến số lượng mà chưa đề cập đến chất lượng cây tái sinh.
Nguyễn Duy Chuyên (1985) khi nghiên cứu về tái sinh rừng tự nhiên ở ba
vùng (Sông Hiếu, Yên Bái và Lạng Sơn) đã khái quát đặc điểm phân bố của nhiều
loài cây có giá trị kinh doanh và biểu diễn bằng các hàm lý thuyết. Từ đó làm cơ
sở định hướng các biện pháp Lâm sinh cho các vùng sản xuất nguyên liệu
10
Nguyễn Văn Trương (1983) đã đề cập trong công trình nghiên cứu
của mình về mối quan hệ giữa cấu trúc rừng với lớp cây tái sinh tự nhiên
trong rừng hỗn. Theo tác giả, cần phải thay đổi cách khai thác rừng cho hợp
lý vừa cung cấp được gỗ, vừa nuôi dưỡng và tái sinh được rừng. Muốn đảm
bảo cho rừng phát triển liên tục trong điều kiện quy luật đào thải tự nhiên hoạt
động thì rõ ràng là lớp cây dưới phải nhiều hơn lớp cây kế tiếp nó ở phía trên.
Điều kiện này không thực hiện được trong rừng tự nhiên ổn định mà chỉ có
trong rừng chuẩn có hiện tượng tái sinh liên tục đã được sự điều tiết của con
người.
Vũ Tiến Hinh (1991) khi nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên tại
Hữu Lũng (Lạng Sơn) và vùng Ba Chẽ (Quảng Ninh) đã nhận thấy rằng, hệ
Theo hướng đó, đề tài tập trung nghiên cứu cấu trúc tầng cây cao,
cấu trúc tầng tái sinh của rừng, thử nghiệm mô phỏng phân bố N/D, N/Hvn
bằng các hàm lý thuyết khác nhau để tìm ra hàm phù hợp nhất để mô tả các
quy luật cấu trúc lâm phần. Đây là cơ sở cho việc xây dựng hệ thống các
biện pháp lâm sinh góp phần quản lý bảo vệ rừng phòng hộ tại khu vực
nghiên cứu.
1.3. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội khu vực Nam Trung Bộ
1.3.1. Điều kiện tự nhiên
* Vị trí địa lý:
Vùng sinh thái Duyên hải Nam Trung bộ (DHNTB) kéo dài từ 10020/
đến 16005/ vĩ độ Bắc, từ thành phố Đà Nẵng đến tỉnh Bình Thuận. Phía bắc
giáp vùng kinh tế Bắc Trung Bộ, phía tây và tây bắc giáp vùng Tây Nguyên
và nước Campuchia, phía nam giáp vùng kinh tế Đông Nam Bộ, phía đông
giáp biển Đông.
12
Diện tích tự nhiên 44.360,5 km2, gồm có: có 8 tỉnh, thành phố gồm Đà
Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh
Thuận, Bình Thuận.
* Địa hình:
Địa hình mang tính chất của địa hình đồng bằng duyên hải, được chia
thành 3 dạng chủ yếu là khu vực núi trung bình - cao > 1.000 m, núi thấp
29.67
Rừng sản xuất
284386
8.60
Rừng phòng hộ
584798
17.69
Rừng đặc dụng
111828
3.38
185331
5.60
Rừng sản xuất
132228
4.00
địa.
+ Tài nguyên khoáng sản
Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ nằm trong khu vực có tiềm năng về
khoáng sản của nước ta, đáng chú ý là sa khoáng nặng, cát trắng (cho phép
vùng trở thành trung tâm phát triển công nghiệp thuỷ tinh, kính quang học),
đá ốp lát, nước khoáng, vàng...
14
1.3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
* Cơ sở hạ tầng:
+ Giao thông: Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ có vị trí địa lý kinh tế rất thuận
lợi, nằm trên trục các đường giao thông bộ, sắt, hàng không và biển. Vùng
gần thành phố Hồ Chí Minh và khu tam giác kinh tế trọng điểm miền Đông
Nam Bộ; là cửa ngõ của Tây Nguyên, của đường xuyên Á ra biển nối với
đường hàng hải quốc tế. Nam Trung bộ có sân bay Đà Nẵng là một trong 3
cảng hàng không quốc tế lớn của Việt Nam. Vùng còn có nhiều sân bay nội
địa như Phú Cát (Bình Định), Nha Trang, Cam Ranh (Khánh Hoà)… cùng
hàng ngàn km đường bộ, đường sắt. Về đường biển, vùng có nhiều cảng biển
quan trọng như cảng Đà Nẵng, Tiên Sa, Liên Chiểu (Đà Nẵng), Kỳ Hà
(Quảng Nam)… tạo nên hệ thống cảng biển phục vụ cho phát triển kinh tế
vùng và tạo thành con đường huyết mạch trên biển thông thương với khu vực
và thế giới. Vùng có nhiều khu kinh tế mở như Chu Lai (Quảng Nam), Dung
Quất (Quảng Ngãi), Nhơn Hội (Bình Định) với cơ sở hạ tầng tương đối hoàn
thiện.
+ Năng lượng điện:
Cơ sở năng lượng (điện) chưa đáp ứng được nhu cầu phát triển cũng
như các hoạt động kinh tế khác của vùng. Vấn đề này đang được giải quyết
theo hướng sử dụng điện của nhà máy điện Hoà Bình qua đường dây 500 kV,
cao.
Nhận xét:
+ Tiềm năng
- Tổng lượng nhiệt trong năm lớn và lượng mưa trung bình năm tương
đối cao thuận lợi cho phát triển sản xuất các loại cây trồng nhiệt đới có giá trị
kinh tế cao. Ngoài ra, cường độ bức xạ cũng là nhân tố thuận lợi cho việc
nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm cây trồng, vật nuôi của vùng;
16
- Tiểu vùng khí hậu núi cao có điều kiện thích hợp cho các đối tượng cây
trồng á nhiệt đới và ôn đới phát triển;
- Đất đai còn dồi dào sẽ thuận lợi trong việc quy hoạch vùng sản xuất
nông, lâm nghiệp tập trung theo hướng hàng hóa và thị trường;
- Nguồn tài nguyên đa dạng sinh học dồi dào, phong phú và đa dạng;
- Tỷ lệ dân số và lực lượng trong độ tuổi lao động ở khu vực nông thôn
chiếm > 65% là nguồn nhân lực dồi dào cho sản xuất nông lâm nghiệp và công
nghiệp hóa nông thôn của vùng;
- Truyền thống và tập quán cần cù, chịu khó của người nông dân trong
sản xuất nông nghiệp;
- Được sự quan tâm của các cấp chính quyền, thể hiện qua các chính
sách và chương trình hỗ trợ sản xuất nông lâm nghiệp,…
+ Hạn chế:
- Độ phì đất kém, đất thường chua và khả năng giữ nước, giữ dinh dưỡng
không cao, đất đang bị thoái hóa và hoang mạc hóa;
- Mưa tập trung không phân bổ đều giữa các tháng trong năm, cường độ
bốc thoát hơi nước trong mùa hạn cao nên dễ xảy ra hạn cục bộ hoặc trên diện
rộng khi kết thúc mùa mưa;
- Địa hình dốc và hệ thống giữ nước chưa nhiều nên chưa đáp ứng đủ
- Xác định được đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh;
- Đề xuất được một số biện pháp quản lý và nuôi dưỡng rừng tự nhiên
thuộc đối tượng nghiên cứu.
2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là rừng tự nhiên lá rộng thường xanh trên cơ sở
kế thừa số liệu 4 ÔĐVNCST của Viện Điều tra - Quy hoạch rừng ở khu vực
Nam Trung Bộ, chu kỳ điều tra IV (2006-2010).
2.3. Nội dung nghiên cứu
Căn cứ vào đặc điểm của đối tượng nghiên cứu, mục tiêu, phạm vi và
giới hạn của đề tài, nội dung nghiên cứu được xác định như sau:
2.3.1. Phân chia các trạng thái rừng
2.3.2. Nghiên cứu quy luật cấu trúc tầng cây cao
- Nghiên cứu quy luật cấu cấu trúc tổ thành
- Nghiên cứu một số quy luật phân bố:
+ Phân bố số cây theo đường kính ngang ngực
+ Phân bố số cây theo chiều cao vút ngọn
- Nghiên cứu quy luật tương quan giữa chiều vút ngọn với đường kính
- Phân bố trữ lượng theo đường kính ngang ngực
19
2.3.3. Nghiên cứu đặc điểm tái sinh
- Xác định tổ thành loài cây tái sinh;
- Xác định mật độ, chất lượng, nguồn gốc tái sinh;
- Xác định mật độ tái sinh triển vọng;
- Xác định phân bố cây tái sinh theo chiều cao;
- Xác định kiểu phân bố cây tái sinh trên mặt đất.
2.3.4. Đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh
2.4. Phương pháp nghiên cứu
Hình 2.1.Sơ đồ lập ÔĐVNCST
Hình 2.2.Sơ đồ lập ÔĐTCB
500 m
1000 m
2 – IIIB
8.1
20
* Lập ô đo đếm
Sau khi phân chia trạng thái rừng ở ÔĐTCB, tiến hành lập ô đo đếm
(ÔĐĐ), số lượng là 3 ô, diện tích mỗi ô là 1 ha (100m x 100m), ranh giới ô
được đo bằng địa bàn 3 chân, sai số khép kín cho phép là 1/200.
Trong mỗi ÔĐĐ phân thành 25 phân ô, được đánh số từ 1 đến 25 (theo
nguyên tắc từ trái sang phải, từ trên xuống dưới), mỗi Phân ô có diện tích
400m2 (20m x 20m):
* Thu thập số liệu trên hệ thống ô đo đếm
Trên các ô đo đếm, tiến hành đo đếm các chỉ tiêu sau:
Điều tra tầng cây cao:
- Đánh số thứ tự, xác định tên loài cây.
- Đo đường kính ngang ngực (D1.3): tất cả những cây có D1.3 6cm
trong ÔĐĐ bằng thước kẹp kính tại vị trí cách cổ rễ 1,3m; đo 2 chiều: Đông –
Tây và Nam – Bắc rồi lấy giá trị trung bình.
- Đo chiều cao vút ngọn (Hvn), chiều cao dưới cành (Hdc) bằng thước
(1962), căn cứ vào tổng tiết diện ngang ( G m / ha ), trữ lượng
3
( M m / ha ), độ tàn che (P) và một số thông tin điều tra ngoài thực địa,
22
tiến hành phân chia trạng thái cho từng ô đo đếm. Cụ thể tiêu chuẩn phân chia
các trạng thái rừng như sau:
Toàn bộ rừng gỗ lá rộng thường xanh được chia làm 4 nhóm:
Nhóm 1: Nhóm chưa có rừng
Nhóm 2: Nhóm rừng phục hồi
Nhóm 3: Rừng thứ sinh, rừng đã bị tác động
Nhóm 4: Nhóm rừng nguyên sinh, rừng ổn định
* Nhóm kiểu 1: Nhóm không có rừng hoặc hiện tại chưa thành rừng,
chỉ có cỏ, cây bụi hoặc cây gỗ, tre mọc rải rác, có độ che phủ dưới 0,3. Tùy
theo hiện trạng, nhóm này được chia thành:
+ Kiểu IA: Kiểu này được đặc trưng bởi lớp thực bì cỏ, lau lách
hoặc chuối rừng.
+ Kiểu IB: Kiểu này được đặc trưng bởi lớp thực bì cây bụi, cũng
có thể có một số cây gỗ, tre mọc rải rác.
+ Kiểu IC: Kiểu này được đặc trưng bởi cây thân gỗ tái sinh với
số lượng đáng kể nằm trong hai kiểu trên. Chỉ được xếp vào kiểu IC khi số
lượng cây tái sinh có chiều cao trên 1m, đạt từ 1000 cây/ha trở lên.
* Nhóm kiểu 2: Kiểu rừng phục hồi cây tiên phong có đường kính nhỏ.
Tùy theo hiện trạng và nguồn gốc mà chia ra:
+ Kiểu IIA: Rừng phục hồi sau nương rẫy, đặc trưng bởi lớp cây tiên
phong ưa sáng, mọc nhanh, đều tuổi, 1 tầng, đường kính D < 10 cm, G < 10
m2/ha, rừng có trữ lượng nhỏ. Thuộc đối tượng nuôi dưỡng.
tán của tầng rừng cũ để lại. Độ tàn che của rừng S = 0,3 – 0,5, ∑G = 10 – 15
m2/ha, ∑GD > 40 < 2 m2/ha, trữ lượng từ 80 – 120 m3/ha.
Tùy theo thành phần cây mục đích của tầng giữa và tình hình tái sinh
mà chia ra: IIIA2.1 – Thiếu tái sinh; IIIA2.2 - Đủ tái sinh.