Xác định một số đặc điểm cấu trúc và một số nhân tố điều tra cơ bản cho rừng đước (rhizophora apiculata blume) trồng ở ban quản lý rừng an biên an minh, tỉnh kiên giang

  • 110 trang
  • file .pdf
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƢỜNG ĐẠIHỌC
TRƢỜNGĐẠI HỌC LÂM
LÂM NGHIỆP
NGHIỆP
VŨ TIẾN HƢNG
ĐOÀN
XÂY DỰNG VĂN
CƠ SỞ THANH
KHOA HỌC CHO
ĐIỀU TRA SINH KHỐI VÀ CARBON CÂY ĐỨNG
RỪNG TỰ NHIÊN LÁ RỘNG THƢỜNG XANH Ở VIỆT NAM
XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC
VÀ MỘTCHUYÊN
SỐ NHÂN
NGÀNH: Điều TRA
TỐ ĐIỀU tra và CƠ CHO RỪNG ĐƢỚC
BẢN rừng
quy hoạch
Mã số: 62 62 02 08
(RHIZOPHORA APICULATA BLUME) TRỒNG Ở BAN QUẢN LÝ
RỪNG AN BIÊN – AN MINH, TỈNH KIÊN GIANG
LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Phạm Ngọc Giao
GS.TS. Nguyễn Hải Tuất
LUẬN VĂNHà
THẠC SỸ LÂM NGHIỆP
Nội - 2015
Hà Nội - 2016
1
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
TRƢỜNGĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
VŨ TIẾN HƢNG
Luận văn tốt nghiệp
XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC CHO
ĐIỀU TRA SINH KHỐI VÀ CARBON CÂY ĐỨNG
Tên đề tài:
RỪNG TỰ NHIÊN LÁ RỘNG THƢỜNG XANH Ở VIỆT NAM
XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC
VÀ MỘT SỐ NHÂN TỐ ĐIỀU TRA CƠ BẢN CHO RỪNG
ĐƢỚC (RHIZOPHORA APICULATA BLUME) TRỒNG Ở BAN
QUẢN LÝ RỪNG AN BIÊN – AN MINH, TỈNH KIÊN GIANG
CHUYÊN NGÀNH: Điều tra và quy hoạch rừng
Mã số: 62 62 02 08
Chuyên
LUẬN ngành:
ÁN TIẾN Lâm
SĨ LÂM học
NGHIỆP
Mã số: 60.62.02.01
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Phạm Ngọc Giao
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học Nguyễn
GS.TS. TS. Tuất
: GS. Hải Vũ Tiến Hinh
Học viên : Đoàn Văn Thanh
Hà Nội - 2015
Hà Nội - 2016
2
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân
tôi. Công trình đƣợc thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của GS.TS. Vũ Tiến Hinh
trong thời gian từ 2014 đến 2016. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày
trong luận án là trung thực, nếu có gì sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Đồng Nai, ngày tháng năm 2016
Ngƣời viết cam đoan
Đoàn Văn Thanh
i
LỜI CẢM ƠN
Luận văn đƣợc hoàn thành tại Trƣờng Đại học lâm nghiệp theo chƣơng
trình đào tạo thạc sĩ giai đoạn 2014 - 2016.
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận đƣợc
sự quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau Đại học, Khoa
Lâm học trƣờng Đại học lâm nghiệp, cùng các thầy, cô giáo trƣờng Đại học
lâm nghiệp. Nhân dịp này tác giả xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quý báu
và có hiệu quả đó.
Trƣớc hết, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến
GS.TS Vũ Tiến Hinh với tƣ cách ngƣời hƣớng dẫn khoa học đã dành nhiều
thời gian và công sức giúp tác giả hoàn thành luận văn này.
Tác giả xin cảm ơn Sở NN&PTNT tỉnh Kiên Giang, Ban QLRPH An
Biên – An Minh tỉnh Kiên Giang,… đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ
tác giả triển khai thu thập số liệu và cho sử dụng số liệu ngoại nghiệp.
Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến ngƣời thân trong gia đình và
bạn bè gần xa đã động viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này.
Tác giả
Đoàn Văn Thanh
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN.......................................................................................................................ii
TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU TRONG LUẬN VĂN ...................................................... v
DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................................vii
PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 1
Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................. 4
1.1 Trên thế giới ........................................................................................................4
1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng ............................................................................4
1.1.2 Nghiên cứu sinh khối .......................................................................................7
1.1.3 Nghiên cứu về hấp thụ CO2 trong lâm nghiệp .................................................9
1.2 Những nghiên cứu ở Việt Nam ........................................................................10
1.2.1 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng ...............................................................10
1.2.2 Nghiên cứu sinh khối ở trong nƣớc ................................................................12
1.2.3 Nghiên cứu về hấp thụ CO2 trong lâm nghiệp ở Việt Nam ...........................13
1.3 Những nghiên cứu về loài Đƣớc ......................................................................16
1.4 Thảo luận ...........................................................................................................19
Chƣơng 2 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................21
2.1 Nội dung nghiên cứu: .......................................................................................21
2.1.1 Phân chia cấp đất cho các lâm phần nghiên cứu ............................................21
2.1.2 Xác định một số đặc điểm cấu trúc cơ bản cho rừng Đƣớc ...........................21
2.1.3 Xác định trữ lƣợng gỗ rừng Đƣớc ..................................................................21
2.1.4 Xác định sinh khối và trữ lƣợng các bon rừng Đƣớc .....................................21
2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................21
2.2.1 Quan điểm và phƣơng pháp luận ...................................................................21
2.2.2 Phƣơng pháp thu thập số liệu .........................................................................22
2.2.3 Phƣơng pháp xử lý số liệu ..............................................................................22
Chƣơng 3 ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU ..................27
3.1 Đặc điểm khu vực nghiên cứu .........................................................................27
3.1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên ..........................................................................27
3.1.2 Hiện trạng đất đai và tài nguyên rừng ............................................................29
iii
3.2 Đặc điểm đối tƣợng nghiên cứu.......................................................................31
3.2.1 Đặc điểm chung ..............................................................................................31
3.2.2 Đặc điểm đối tƣợng nghiên cứu cụ thể ..........................................................32
Chƣơng 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU..........................................................................33
4.1 Phân chia cấp đất cho các lâm phần nghiên cứu ...........................................33
4.2 Xác định một số đặc điểm cấu trúc cơ bản cho rừng Đƣớc ..........................36
4.2.1 Phân bố số cây theo đƣờng kính ....................................................................36
4.2.2 Tƣơng quan chiều cao với đƣờng kính ..........................................................39
4.2.3 Tƣơng quan đƣờng kính tán với đƣờng kính ngang ngực..............................42
4.3 Xác định trữ lƣợng gỗ rừng Đƣớc...................................................................44
4.4 Xác định sinh khối và trữ lƣợng các bon rừng Đƣớc ....................................46
4.4.1 Xác định sinh khối bộ phận cây gỗ ................................................................46
4.4.2 Xác định sinh khối bộ phận thảm mục ...........................................................47
4.4.3 Xác định sinh khối chung cho rừng Đƣớc .....................................................48
4.4.4 Xác định trữ lƣợng các bon rừng Đƣớc .........................................................49
Chƣơng 5 KẾT LUẬN ..................................................................................................51
5.1 Kết luận .............................................................................................................51
5.2 Tồn tại ................................................................................................................52
5.3 Kiến nghị ...........................................................................................................52
iv
TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU TRONG LUẬN VĂN
C : Carbon.
CO2 : Khí CO2 (Carbon dioxide).
D, D1,3 : Đƣờng kính thân cây cả vỏ ở vị trí cách mặt đất 1,3m, đơn vị
tính là cm.
Dg : Đƣờng kính bình quân theo tiết diện ngang, đơn vị tính là cm
H, Hvn : Chiều cao vút ngọn thân cây, đơn vị tính là m.
Hg : Chiều cao bình quân theo tiết diện ngang, đơn vị tính là m.
R2 : Hệ số xác định của phƣơng trình.
Sig : Mức ý nghĩa của đại lƣợng kiểm tra.
S : Sai tiêu chuẩn.
TMĐ : Trên mặt đất.
V : Thể tích thân cây cả vỏ, đơn vị tính là m3.
W1 : Sinh khối phần trên mặt đất, đơn vị tính là kg/cây.
W2 : Sinh khối phần dƣới mặt đất, đơn vị tính là kg/cây.
Wtongk : Tổng sinh khối phần trên mặt đất và dƣới mặt đất, đơn vị tính
là kg/cây.
W : Sinh khối chung cho lâm phần: gồm Sinh khối bộ phận thân
cây và sinh khối thảm mục, đơn vị tính là (tấn/ha)
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 3.1. Hiện trạng đất đai vùng dự án...........................................................................29
Bảng 4.1. Bảng tổng hợp đƣờng kính và chiều cao theo tiết diện ngang .......................33
Bảng 4.2. Biểu cấp đất của Phạm Trọng Thịnh lập cho rừng Đƣớc ở vùng ven biển
Nam bộ (2006) ....................................................................................................................34
Bảng 4.3. Kết quả xác định cấp đất cho các OTC ............................................................35
Bảng 4.4. Kết quả kiểm tra sự phù hợp của phân bố lý thuyết tính theo hàm Weibull
với phân bố thực nghiệm....................................................................................................37
Bảng 4.5. Bảng tổng hợp hệ số xác đinh của các phƣơng trình ......................................40
Bảng 4.6. Tổng hợp phƣơng trình tƣơng quan h/d theo dạng hàm logarit .....................41
Bảng 4.7. Tƣơng quan giữa đƣờng kính tán và đƣờng kính ngang ngực .......................44
Bảng 4.8. Trữ lƣợng rừng trồng Đƣớc tại khu vực nghiên cứu.......................................45
Bảng 4.7. Tổng hợp sinh khối bộ phận thân cây của các ô tiêu chuẩn ...........................46
Bảng 4.8. Kết quả sấy mẫu thảm mục của rừng trồng Đƣớc...........................................47
Bảng 4.9. Sinh khối chung cho rừng Đƣớc tại khu vực nghiên cứu ...............................48
Bảng 4.10. Trữ lƣợng các bon rừng Đƣớc ........................................................................49
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 4.1. Phân bố số cây theo đƣờng kính ngang ngực theo hàm Weibull ........................39
Hình 4.2. Biểu đồ mô tả quan hệ chiều cao và đƣờng kính ngang ngực ........................42
vii
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của đề tài
Rừng ngập mặn phân bố ở vùng ven biển hoặc cửa sông những nơi chịu
sự tác động của thuỷ triều vùng nhiệt đới và á nhiệt đới. Đó là những nơi giao
hội của các dạng vật chất có nguồn gốc lục địa hoặc nguồn gốc biển, đồng
thời cũng là cửa ngõ cho các loài sinh vật biển xâm nhập sâu vào các thuỷ vực
nƣớc ngọt trong nội địa.
Rừng ngập mặn đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc điều hòa
khí hậu, giảm tác hại của gió, bão biển, ngăn chặn xói lở bờ biển do sóng,
thuỷ triều và dòng hải lƣu ven bờ, mở rộng diện tích lục địa, bảo vệ đê điều và
nơi cƣ trú của ngƣời dân vùng ven biển; góp phần duy trì đa dạng sinh học và
năng suất các hệ sinh thái ngập nƣớc vùng ven biển. Rừng ngập mặn có giá trị
nhiều mặt: cung cấp các lâm sản có giá trị nhƣ gỗ, than, củi, tanin, thực phẩm
cho con ngƣời…; là nơi sinh sản của nhiều loài hải sản, chim nƣớc…
Trong tổ thành loài cây của rừng ngập mặn ở vùng Nam Bộ nƣớc ta,
Đƣớc (Rhizophora apiculata Blume) là một loài cây ƣu thế và thƣờng mọc
thành những quần thụ thuần loài. Ở những khu rừng tự nhiên trƣớc đây, cây
đƣớc là loài cây có kích thƣớc lớn, chiều cao có thể đạt đến 25 mét, đƣờng
kính tới 50 cm. Thân cây thẳng, phân cành cao, sinh khối gỗ lớn. Gỗ đƣớc đƣợc
sử dụng xây dựng nhà cửa, đóng đồ mộc, làm dụng cụ đánh bắt thủy sản, than
đƣớc có chất lƣợng cao và đƣợc ƣa chuộng rộng rãi. Cành và rễ chân nôm dùng
làm củi, vỏ dùng để chế biến tanin. Các vật liệu rơi rụng và mùn bã hữu cơ từ
cây đƣớc cung cấp thức ăn và nơi cƣ trú cho nhiều loài thủy sinh vật. Đồng thời
đƣớc cũng là loài cây rất quan trọng trong việc phòng hộ bảo vệ bờ biển [13]. Do
có nhiều ƣu điểm nhƣ vậy nên đƣớc là một loài cây trồng rừng chủ yếu ở vùng
ven biển.
Khu rừng phòng hộ ven biển tỉnh Kiên Giang phân bố dọc theo đƣờng
1
bờ biển với chiều dài 208 km, từ Mũi Nai (thị xã Hà Tiên) đến cống Tiểu Dừa
(ranh giới giữa tỉnh Kiên Giang và tỉnh Cà Mau), có tổng diện tích tự nhiên là
9.077,44 ha, trong đó diện tích rừng đƣớc là 1.625,62 ha (chiếm 17,91% tổng
diện tích tự nhiên khu vực nghiên cứu) [19].
Với ý nghĩa nhƣ vậy, tác giả thực hiện đề tài “Xác định một số đặc điểm
cấu trúc và một số nhân tố điều tra cơ bản cho rừng Đƣớc trồng ở Ban quan lý
rừng An Biên – An Minh”
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
2.1. Ý nghĩa khoa học
Xây dựng cơ sở khoa học cho xác định đặc điểm cấu trúc và một số nhân
tố điều tra cơ bản cho rừng Đƣớc trồng ở Ban quan lý rừng An Biên – An Minh”
2.2. Ý nghĩa thực tiễn
-Xác định đựơc một số đặc điểm cấu trúc cơ bản
-Xác định đựơc một số nhân tố điều tra cơ bản cho rừng Đƣớc trồng ở Ban
quan lý rừng An Biên – An Minh
3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
3.1. Về lý luận
Xây dựng đƣợc cơ sở khoa học cho xác định đặc điểm cấu trúc và một
số nhân tố điều tra cơ bản cho rừng Đƣớc trồng ở Ban quan lý rừng An Biên –
An Minh.
3.2. Về thực tiễn
-Xác định đƣợc một số đặc điểm cấu trúc cơ bản cho rừng Đƣớc trồng
ở Ban quản lý rừng An Biên – An Minh, tỉnh Kiên Giang.
-Xác định đƣợc một số nhân tố điều tra cơ bản cho rừng Đƣớc trồng ở
Ban quản lý rừng An Biên – An Minh, tỉnh Kiên Giang.
2
4. Những điểm mới của đề tài
Nhờ đƣợc kế thừa các phƣơng pháp tính toán của các tác giả đã nghiên
cứu trƣớc, có thể nói, luận văn là công trình nghiên cứu tƣơng đối toàn diện
và hệ thống về cấu trúc và sinh khối rừng trồng Đƣớc và đã đạt đƣợc một số
kết quả chính dƣới đây:
● Xác định đƣợc một số đặc điểm cấu trúc của rừng Đƣớc giúp điều
chỉnh lâm phần nhằm tăng khả năng phòng hộ.
● Xác định đƣợc sinh khối và trữ lƣợng các bon rừng Đƣớc tại khu vực.
5. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu và giới hạn của đề tài
5.1. Đối tƣợng nghiên cứu:
Tất cả các cấp tuổi rừng Đƣớc trồng tại khu vực nghiên cứu.
5.2. Phạm vi nghiên cứu:
Về cơ bản đề tài thực hiện trên phạm vi Ban quản lý rừng phòng hộ An
Biên – An Minh quản lý.
5.3. Giới hạn của đề tài:
Đề tài chỉ đề cập đến cấu trúc và xác định một số chỉ tiêu và cấp sinh
trƣởng chiều cao, lƣợng sinh khối và các bon của rừng trồng Đƣớc
6. Cấu trúc luận văn
- PHẦN MỞ ĐẦU
- CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
- CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- CHƢƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU
- CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
- KẾT LUẬN TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ
3
Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Trên thế giới
1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng
Cấu trúc rừng là sự sắp xếp tổ chức nội bộ của các thành phần sinh vật
trong hệ sinh thái rừng mà qua đó các loài có đặc điểm sinh thái khác nhau có thể
chung sống hài hoà và đạt tới sự ổn định tƣơng đối trong một giai đoạn phát triển
nhất định của tự nhiên. Cấu trúc rừng vừa là kết quả vừa là sự thể hiện quan hệ
đấu tranh và thích ứng lẫn nhau giữa các sinh vật rừng với môi trƣờng sinh thái và
giữa các sinh vật rừng với nhau.
1.1.1.1. Về cơ sở sinh thái của cấu trúc rừng
Quy luật về cấu trúc rừng là cơ sở quan trọng để nghiên cứu sinh thái học,
hệ sinh thái rừng và đặc biệt là để xây dựng những mô hình lâm sinh cho hiệu
quả sản xuất cao. Trong nghiên cứu cấu trúc rừng ngƣời ta chia thành ba dạng
cấu trúc là cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian. Cấu trúc
của lớp thảm thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, là sản phẩm của
quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn
cảnh sống. Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên
ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng. Thực tế cấu trức rừng
nó có tính trật tự và theo quy luật của quần xã.
Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mƣa nhiệt đới đã đƣợc
Richards P.W (1933 - 1934), Baur. G.N. (1962), ODum (1971)... tiến hành. Các
nghiên cứu này thƣờng nêu lên quan điểm, khái niệm và mô tả định tính về tổ
thành, dạng sống và tầng phiến của rừng.
Khi đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt
lâm sinh áp dụng cho rừng mƣa tự nhiên. Tác giả Baur G.N. (1962) [1] đã đƣa ra
những tổng kết hết sức phong phú về các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh
4
nhằm đem lại rừng cơ bản là đều tuổi, rừng không đều tuổi và các phƣơng thức
xử lý cải thiện rừng mƣa.
Công trình nghiên cứu của tác giả Catinot (1965); Plaudy. J [4] đã
biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các
nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái
niệm dạng sống, tầng phiến...
Tác giả Odum E.P (1971) [16] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái
trên cơ sở thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley A.P, năm 1935.
Khái niệm hệ sinh thái đƣợc làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố
cấu trúc trên quan điểm sinh thái học.
1.1.1.2. Về mô tả hình thái cấu trúc rừng:
Hiện tƣợng thành tầng là sự sắp xếp không gian phân bố của các thành
phần sinh vật rừng trên cả mặt bằng và theo chiều đứng. Phƣơng pháp vẽ biểu
đồ mặt cắt đứng của rừng do Davit và P.W. Richards (1933 - 1934)[21] đề
xƣớng và sử dụng lần đầu tiên ở Guyan đến nay vẫn là phƣơng pháp có hiệu
quả để nghiên cứu cấu trúc tầng của rừng. Tuy nhiên, phƣơng pháp này có
nhƣợc điểm là chỉ minh hoạ đƣợc cách sắp xếp theo hƣớng thẳng đứng của
các loài cây gỗ trong một diện tích có hạn.
Phƣơng pháp biểu đồ trắc diện do Davit và Richards (1933 - 1934) đề
xuất trong khi phân loại và mô tả rừng nhiệt đới phức tạp về thành phần loài và
cấu trúc thảm thực vật theo chiều nằm ngang và chiều thẳng đứng.
Richards.P.W (1952) [21] đã đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng mƣa nhiệt
đới về mặt hình thái. Theo tác giả, một đặc điểm nổi bật của rừng mƣa nhiệt
đới là tuyệt đại bộ phận thực vật đều thuộc thân gỗ và tác giả đã phân biệt tổ
thành thực vật của rừng mƣa thành hai loại, đó là rừng mƣa hỗn hợp có tổ
thành loài cây phức tạp và rừng mƣa đơn ƣu có tổ thành loài cây đơn giản.
5
Trong những điều kiện đặc biệt thì rừng mƣa đơn ƣu chỉ bao gồm một vài loài
cây. Rừng mƣa thƣờng có nhiều tầng (thƣờng có 3 tầng, ngoại trừ tầng cây
bụi và tầng cây thân cỏ). Trong rừng mƣa nhiệt đới ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và
các loài thân cỏ còn có nhiều loài cây leo đủ hình dáng và kích thƣớc, cùng
nhiều thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây. "Rừng mƣa thực sự là một quần
lạc hoàn chỉnh và cầu kỳ nhất về mặt cấu tạo và cũng phong phú nhất về mặt loài
cây".
Việc phân cấp cây rừng cho rừng hỗn loài nhiệt đới tự nhiên là một vấn
đề phức tạp, cho đến nay vẫn chƣa có tác giả nào đƣa ra đƣợc phƣơng án phân
cấp cây rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiên mà đƣợc chấp nhận rộng rãi.
Sampion Gripfit (1948), khi nghiên cứu rừng tự nhiên ấn Độ và rừng ẩm nhiệt
đới Tây Phi có kiến nghị phân cấp cây rừng thành 5 cấp cũng dựa vào kích
thƣớc và chất lƣợng cây rừng. Richards (1952) [21] phân rừng ở Nigeria thành 6
tầng dựa vào chiều cao cây rừng.
Nhƣ vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thƣờng đƣa ra
những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao
mang tính cơ giới nên chƣa phản ánh đƣợc sự phân tầng phức tạp của rừng tự
nhiên nhiệt đới.
1.1.1.3. Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng
Việc nghiên cứu cấu trúc rừng đã có từ lâu và đƣợc chuyển dần từ mô
tả định tính sang định lƣợng với sự hỗ trợ của thống kê toán học và tin học,
trong đó việc mô hình hoá cấu trúc rừng, xác lập mối quan hệ giữa các nhân
tố cấu trúc rừng đã đƣợc nhiều tác giả nghiên cứu có kết quả. Vấn đề về cấu
trúc không gian và thời gian của rừng đƣợc các tác giả tập trung nghiên cứu
nhiều nhất. Có thể kể đến một số tác giả tiêu biểu nhƣ: Rollet B (1971), Brung
(1970), Loeth et al (1967)... rất nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu cấu trúc
không gian và thời gian của rừng theo hƣớng định lƣợng và dùng các mô hình
6
toán để mô phỏng các qui luật cấu trúc (dẫn theo Trần Văn Con, 2001) [5].
Rollet. B (1971) đã mô tả mối quan hệ giữa chiều cao và đƣờng kính bằng các
hàm hồi qui, phân bố đƣờng kính bằng các dạng phân bố xác suất. Nhiều tác
giả còn sử dụng hàm Weibull để mô hình hoá cấu trúc đƣờng kính loài thông
theo mô hình của Schumarcher và Coil (Belly, 1973). Bên cạnh đó các dạng
hàm Meyer, Hyperbol, hàm mũ, Pearson, Poisson,... cũng đƣợc nhiều tác giả
sử dụng để mô hình hoá cấu trúc rừng.
Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng đó là việc
phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo hay ngoại mạo sinh thái. Cơ sở
phân loại rừng theo xu hƣớng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ƣu thế, cấu
trúc tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng.
Đại diện cho hệ thống phân loại rừng theo hƣớng này có Humbold (1809),
Schimper (1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973)... Trong nhiều hệ
thống phân loại rừng theo xu hƣớng này khi nghiên cứu ngoại mạo của quần
xã thực vật đã không tách rời khỏi hoàn cảnh của nó và do vậy hình thành một
hƣớng phân loại theo ngoại mạo sinh thái.
Khác với xu hƣớng phân loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo chủ
yếu mô tả rừng ở trạng thái tĩnh. Trên cơ sở nghiên cứu rừng ở trạng thái
động Melekhov đã nhấn mạnh sự biến đổi của rừng theo thời gian, đặc biệt là
sự biến đổi của tổ thành loài cây trong lâm phần qua các giai đoạn khác nhau
trong quá trình phát sinh và phát triển của rừng.
Công trình nghiên cứu của R. Catinot (1965) [4], Plaudy.J (1987) đã
biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các cấu
trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống,
tầng phiến.
1.1.2 Nghiên cứu sinh khối
Sinh khối là quá trình tổng hợp vật chất hữu cơ trong cây, sinh khối bao
7
gồm tổng trọng lƣợng của cây và các bộ phận nhƣ: Thân, cành, lá, hoa, quả,
rễ trên mặt đất và dƣới mặt đất. Vậy, sinh khối là tổng lƣợng chất hữu cơ có
đƣợc trên một diện tích tại một thời điểm và đƣợc tính bằng tấn/ha hay kg/ha
theo trọng lƣợng khô. Việc đánh giá sinh khối cây rừng có ý nghĩa rất quan
trọng trong công tác quản lý, sử dụng các nguồn tài nguyên rừng [34].
Sinh khối của rừng ngập mặn không chỉ có ý nghĩa to lớn về giá trị
khoa học, kinh tế đối với con ngƣời mà còn có vai trò rất quan trọng trong quá
trình biến đổi sinh học của hệ sinh thái. Đó là quá trình phân hủy, tích lũy xác
thực vật trên sàn rừng.
Sinh khối là đơn vị đánh giá năng suất của lâm phần. Mặt khác để có
đƣợc số liệu về tích tụ các bon, khả năng và động thái quá trình tích tụ các
bon của rừng, ngƣời ta phải tính từ sinh khối của rừng. Chính vì vậy điều tra
sinh khối cũng chính là điều tra lƣợng tích tụ các bon của rừng.
Theo Akira Komiyama và ctv (2007) [25] cho rằng trong rừng ngặp
mặn ban đầu, sinh khối trên mặt đất có xu hƣớng tƣơng quan thấp đối với
những nơi gần biển và tăng lên ở vùng bên trong. Trong phạm vi toàn cầu
rừng ngập mặn ở vùng nhiệt đới có sinh khối trên mặt đất cao hơn rất nhiều so
với rừng ngập mặn ôn đới.
Tại Thái Lan, Aksornkoae, S. (1982) [12] đã nghiên cứu sinh khối rừng
đƣớc đôi (Rhizophora apiculata) trồng ở tuổi 6, 10 và 15 lần lƣợt là 50 tấn/ha;
103,13 tấn/ha và 206,25 tấn/ha tại Chanthaburi. Aksornkoae và ctv (1987)
[12] đã nghiên cứu sinh khối rừng ngập mặn tự nhiên của các loài bần, đƣớc,
vẹt, xu. Trong đó, sinh khối rừng đƣớc có chỉ số cao nhất là 710,9 tấn/ha, vẹt
là 243,75 tấn/ha và thấp nhất là xu chỉ có 20,1 tấn/ha.
Theo Ong J. E và ctv (1983) [34] “Cẩm nang các phƣơng pháp nghiên
cứu năng suất hệ sinh thái rừng ngập mặn” biên soạn cho Dự án vùng Châu Á
UNDP/UNESCO RAS/79/002/011/13) thì việc tính toán sinh khối cây rừng
8
trên mặt đất thƣờng đƣợc tính gián tiếp bằng cách xây dựng phƣơng trình
tƣơng quan giữa D1,3 với sinh khối khô của các bộ phận cây (Viên Ngọc
Nam, 2003).
Ở Malaysia, Putz, F. E. và Chan, H. T. (1986) đã nghiên cứu tăng
trƣởng, sinh khối và năng suất rừng ngập mặn. cho thấy sinh khối của đƣớc
đôi trên mặt đất là 460 tấn/ha cao hơn nghiên cứu của Komiyama và ctv, 1988
tại Indonesia là 300 tấn/ha. (dẫn theo Viên Ngọc Nam, 1990) [13].
Akira và ctv (1987, 2000) đã nghiên cứu sinh khối và kích thƣớc rễ
dƣới mặt đất với tổng sinh khối là 437,5 tấn/ha và tỉ lệ sinh khối trên mặt đất
và rễ của Dà vôi (Ceriops tagal) ở nam Thái Lan là 1,05, sinh khối thân là
53,35 tấn/ha, cành: 23,61 tấn/ha; lá: 13,29 tấn/ha; rễ: 1,99 tấn/ha và dƣới mặt
đất là 87,51 tấn/ha. Các tác giả sử dụng 77 cây để ƣớc lƣợng sinh khối trong
khu vực là 70 m2 (7 m * 10 m). (dẫn theo Viên Ngọc Nam, 1998) [14].
Theo Pregitzer và Euskirchen (2004) [32] ƣớc lƣợng sản lƣợng hệ sinh
thái thực thay đổi theo tuổi rừng và cho thấy sản lƣợng hệ sinh thái thực trung
bình của rừng ôn đới dƣới 4,5 tấn C/ha/năm.
1.1.3 Nghiên cứu về hấp thụ CO2 trong lâm nghiệp
Hệ sinh thái rừng ngập mặn đƣợc coi là khả năng tích tụ các bon trong đất
và ƣớc tính các khu rừng ngập mặn nhiệt đới ở phía nam Thái Lan lƣu giữ
khoảng 60% tổng hữu cơ đƣợc tích tụ tại lớp đất của khu rừng [31].
Subarudi và ctv (2004) đã phân tích chi phí cho việc thiết kế và triển
khai dự án CDM tại Cianjur, miền tây Java, Indonesia với diện tích 17,5 ha
đất. Kết quả cho thấy trữ lƣợng các bon hấp thụ từ 19,5 – 25,5 tấn C/ha, chi
phí để tạo ra 1 tấn các bon là 35,6 – 45,9 USD và 1 tấn các bon tƣơng đƣơng
3,67 tấn CO2, vì thế giá bán 1 tấn CO2 là từ 9,5 – 12,5 USD. (dẫn theo Viên
Ngọc Nam, 1998) [14].
9
Poonsri Wanthongchai và Somsak Piriyayota (2006) (dẫn theo Phan
Trọng Thịnh, 2007) [25] đã tiến hành nghiên cứu vai trò về hấp thụ các bon
bằng phƣơng pháp phân tích sinh khối khô của 3 loài cây (Rhizophora
mucronata, R. apiculata, Bruguiera cylindrica) ở rừng ngập mặn tại Trat,
Thái Lan. Kết quả cho thấy lƣợng các bon trung bình chứa trong 3 loài là
47,77% trọng lƣợng khô và ở rừng nhiều tuổi thì hấp thu các bon nhiều hơn rừng
ít tuổi. Hấp thu các bon cao nhất ở tuổi 11 là loài R. apiculata với 74,75 tấn/ha,
kế đến là Rhizophora mucronata với 65,50 tấn/ha, loài Bruguiera cylindrica chỉ
đạt 1,47 tấn/ha. Nguyên nhân có sự chênh lệch lớn về khả năng hấp thu giữa các
loài nghiên cứu là do 2 trong số 3 loài có sinh trƣởng tốt hơn.
1.2 Những nghiên cứu ở Việt Nam
1.2.1 Những nghiên cứu về cấu trúc rừng
Việc nghiên cứu cấu trúc rừng ở Việt nam cũng đã đƣợc rất nhiều tác giả
đề cập tới nhằm đƣa ra giải pháp lâm sinh phù hợp, song tiêu biểu phải kể đến
một số công trình nghiên cứu sau:
Tác giả Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978) [26] đã đƣa ra mô hình cấu
trúc tầng nhƣ: Tầng vƣợt tán (A1), tầng ƣu thế sinh thái (A2), tầng dƣới tán
(A3), tầng cây bụi (B) và tầng cỏ quyết (C). Ông đã vận dụng và cải tiến bổ
sung phƣơng pháp biểu đồ, mặt cắt đứng của Davit - Risa để nghiên cứu cấu
trúc rừng Việt Nam, trong đó tầng cây bụi và thảm tƣơi đƣợc vẽ phóng đại
với tỉ lệ nhỏ hơn và có ký hiệu thành phần loài cây của quần thể đối với
những đặc trƣng sinh thái và vật hậu cùng biểu đồ khí hậu, vị trí địa lý, địa
hình. Bên cạnh đó, ông còn dựa vào 4 tiêu chuẩn để phân chia kiểu thảm thực
vật rừng Việt Nam. Đó là dạng sống ƣu thế của những thực vật trong tầng cây
lập quần, độ tàn che của tầng ƣu thế sinh thái, hình thái sinh thái của nó và
trạng mùa của tán lá. Với những quan điểm trên, Thái Văn Trừng đã phân
chia thảm thực vật Rừng Việt Nam thành 14 kiểu. Rõ ràng các nhân tố cấu
10
trúc rừng đƣợc vận dụng triệt để trong phân loại rừng dựa trên quan điểm sinh
thái phát sinh quần thể.
Với tác giả Vũ Đình Phƣơng (1987)[20] đã nhận định, việc xác định tầng
thứ của rừng lá rộng thƣờng xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhƣng chỉ
trong trƣờng hợp rừng có sự phân tầng rõ rệt có nghĩa là khi rừng đã phát triển
ổn định mới sử dụng phƣơng pháp định lƣợng để xác định giới hạn của các tầng
cây.
Công trình nghiên cứu mô hình hoá cấu trúc đƣờng kính D1.3 và biểu
diễn chúng theo các dạng hàm phân bố xác suất khác nhau, nổi bật là các
công trình nghiên cứu của các tác giả Đồng Sỹ Hiền (1974)[6] dùng hàm
Meyer và hệ đƣờng cong Poisson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ
đƣờng kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở cho việc lập biểu độ thon cây đứng ở
Việt Nam.
Tác giả Nguyễn Hải Tuất (1986) [29] đã sử dụng hàm phân bố giảm,
phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và áp dụng quá trình
Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể rừng.
Nhƣ vậy, hầu hết các công trình nghiên cứu rừng gần đây thƣờng thiên
về việc mô hình hoá các quy luật kết cấu lâm phần và việc đề xuất các biện
pháp kỹ thuật tác động vào rừng thƣờng ít đề cập đến yếu tố sinh thái nên
chƣa thực sự áp dụng vào kinh doanh rừng đáp ứng mục tiêu ổn định lâu dài.
Bởi vậy muốn đề xuất đƣợc một giải pháp lâm sinh đòi hỏi phải nghiên cứu
cấu trúc rừng một cách chuyên sâu và phải dựa trên quan điểm tổng hợp về
sinh thái học, lâm học, sản lƣợng và điều quan trọng hơn cả phải phân tích
đƣợc các quy luật tự nhiên mà nó tồn tại trong hệ sinh thái rừng.
11