BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - NGUYỄN VĂN HƯNG XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA RỪNG TỰ NHIÊN TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN TÂY YÊN TỬ, HUYỆN SƠN ĐỘNG, TỈNH BẮC GIANG Chuyên ngành: Lâm học Mã số : 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS VŨ TIẾN HINH HÀ NỘI, NĂM 2010 LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập thực luận văn Thạc sỹ, nhận động viên, giúp đỡ nhiệt tình Nhà trường, quan bạn bè đồng nghiệp Nhân dịp này, cho phép gửi lời cảm ơn tới thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Lâm nghiệp, Trường Cao đẳng Nông - Lâm, UBND huyện Ba Vì, Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Tây Yên Tử, tạo điều kiện thuận lợi cho trình thu thập xử lý số liệu Đặc biệt cho bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Vũ Tiến Hinh, người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ, bảo, động viên suốt trình thực đề tài Cuối cùng, gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè, bạn đồng nghiệp gần xa người thân gia đình động viên, giúp đỡ hoàn thành luận văn Mặc dù thân có nhiều cố gắng, thời gian kinh nghiệm hạn chế, đề tài nghiên cứu số đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên Khu bảo tồn thiên nhiên Tây Yên Tử - Sơn Động - Bắc Giang, vậy, đề tài không tránh khỏi thiếu sót định Rất mong nhận ý kiến đóng góp quý báu thầy cô giáo, nhà khoa học, bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Tôi xin cam đoan: số liệu điều tra, tính toán đúng; công trình nghiên cứu sản phẩm khoa học thân Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2010 Tác giả Nguyễn Văn Hưng ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng có vai trò quan trọng xã hội loài người thể nhiều lĩnh vực kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh quốc phòng, môi trường, du lịch sinh thái, với phát triển kinh tế thị trường, thời kỳ hội nhập, tình trạng lạm dụng tài nguyên rừng sức ép dân số, lương thực, chất đốt, tình trạng du canh du cư công tác quản lý chưa chặt chẽ, nên rừng bị tàn phá nghiêm trọng số lượng chất lượng Theo số liệu công bố trạng rừng toàn quốc Bộ NN & PTNT diện tích rừng tự nhiên nước ta tính đến thời điểm 31/12/2006 10,4 triệu Nhưng công bố tổ chức IUCN, UNDP WWF (1993) [34] trung bình năm giới khoảng 20 triệu rừng (riêng Việt Nam tổng diện tích rừng bị đến tháng 5/2009 1.522,20 tỉnh Bắc Giang 29,67 ha) Ở Việt Nam, độ che phủ rừng giảm đáng kể so với trước đây: Năm 1943, diện tích rừng nước ta vào khoảng 14,3 triệu ha, tỷ lệ che phủ khoảng 43%, năm 1993 28% [33] Đến năm 1999, theo số liệu thống kê 10,9 triệu ha, 9,4 triệu rừng tự nhiên; 1,5 triệu rừng trồng với độ che phủ tương ứng 33,2 % Vì vậy, để trì nguồn tài nguyên này, việc tìm hiểu quy luật cấu trúc bản, đặc điểm lớp tái sinh có ý nghĩa lớn hình thành khu rừng có chất lượng tốt việc quản lý bền vững tài nguyên rừng Khu bảo tồn thiên nhiên Tây Yên Tử tỉnh Bắc Giang thành lập theo Quyết định số 117/QĐ-UB ngày 22/7/2002 Chủ tịch UBND tỉnh Bắc Giang Nằm địa phận hai huyện Lục Nam Sơn Động, tổng diện tích rừng tự nhiên 16.462 ha, độ che phủ đạt 73%, đó: phân khu bảo vệ nghiêm ngặt 6.716 ha; phục hồi sinh thái 9.724 phân khu du lịch sinh thái 22 Với nhiều kiểu rừng độc đáo như: Kiểu rừng kín rộng thường xanh, mưa ẩm nhiệt đới mang tính nguyên sinh bị tác động phân bố núi đất, núi đá; Kiểu rừng kín hỗn hợp rộng, kim bị tác động phân bố núi đất; Kiểu rừng thứ sinh nhiệt đới nhiệt đới Với quần thể sinh vật phong phú đa dạng, có tới 728 loài thực vật thuộc 189 chi 86 họ; 51 loài thú 102 loài chim Trong lưu vực Yên Tử tây, bao bọc dãy Yên Tử, có đỉnh cao 1068m, với nhiều vách đá dựng đứng thấp dần từ hướng Đông nam sang Tây bắc, có độ dốc 300 Đây nơi sinh sống số đồng bào dân tộc người như: Tày, Nùng, Sán dìu, Sán trắng, Hoa, Cao lan, Sán chí, trình độ dân trí thấp, thu nhập chủ yếu trồng trọt, chăn nuôi, thu hái lâm sản gỗ Hiện nay, công trình nghiên cứu rừng Khu bảo tồn thiên nhiên Tây Yên Tử phân tán, chưa đầy đủ mang tính hệ thống, dẫn tới hiểu biết rừng tự nhiên nhiều hạn chế Đồng thời để trì phát triển rừng theo hướng bền vững cần có hiểu biết sâu cấu trúc rừng, làm sở đề xuất giải pháp kỹ thuật quản lý rừng hợp lý, đồng Xuất phát từ thực tiễn đó, tiến hành thực đề tài: “Xác định số đặc điểm cấu trúc rừng tự nhiên Khu bảo tồn thiên nhiên Tây Yên Tử - huyện Sơn Động - tỉnh Bắc Giang” Đề tài thực nhiện nhằm bổ sung sở lý luận cấu trúc rừng tự nhiên đề xuất giải pháp kỹ thuật quản lý rừng Khu bảo tồn thiên nhiên Tây Yên Tử -Sơn Động - Bắc Giang theo hướng sử dụng bền vững Chương I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Các khu bảo tồn thiên nhiên có hệ sinh thái đa dạng, phong phú phức tạp cấu trúc đặc điểm tái sinh Cấu trúc rừng quy luật xếp tổ hợp thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật theo không gian theo thời gian [16] Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái cấu trúc thời gian Để sử dụng quản lý bền vững hệ sinh thái rừng tự nhiên, cần phải dựa hiểu biết hai nhóm nhân tố là: - Nhóm nhân tố nội hệ sinh thái rừng (các đặc trưng, quy luật cấu trúc động thái: tăng trưởng, tái sinh, diễn hệ sinh thái rừng) - Nhóm nhân tố bên có ảnh hưởng đến hệ sinh thái rừng (cơ cấu xã hội, sách sử dụng rừng…) Nhóm nhân tố thứ sở quan trọng để xây dựng biện pháp kỹ thuật tác động nhằm sử dụng bền vững tài nguyên rừng hiểu biết nhóm nhân tố thứ hai giúp xây dựng giải pháp kinh tế - xã hội thích hợp cho điều kiện sinh thái - nhân văn cụ thể Tuy nhiên, công trình nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi đa dạng, phức tạp thuộc vùng nhiệt đới chưa đủ, đặc biệt việc xác định cấu trúc tầng cao tầng tái sinh vùng sinh thái khác nhau, làm sở quản lý rừng bền vững phục vụ công tác kinh doanh rừng hiệu quả, đáp ứng yêu cầu kinh tế, xã hội, sinh thái chưa đề cập nhiều 1.1 Ở nước 1.1.1 Phân loại trạng thái rừng Phân loại rừng theo điều kiện tự nhiên giới đa dạng với trường phái khác như: - Trường phái Liên Xô cũ số nước Đông Âu G.F.Môrôdốp (1912) với tác phẩm: “ Học thuyết kiểu lâm phần ” đặt sở khoa học cho việc phân loại kiểu rừng gắn liền với mục đích kinh doanh Ông sâu vào chất rừng tiến hành phân loại rừng dựa vào nhân tố hình thành: Đặc tính sinh thái học loài cao; Hoàn cảnh địa lý (khí hậu, thổ nhưỡng, ); Quan hệ thực vật tạo nên quần lạc quan hệ qua lại chúng với khu hệ động vật rừng; Nhân tố lịch sử, địa chất; Tác động người Xuất phát từ quan điểm G.F.Môrôdốp coi rừng thể thống sinh vật rừng hoàn cảnh, P.S Pôgrepnhiac phân loại rừng tự nhiên cấp: Kiểu lập địa: cấp phân loại lớn nhất, bao gồm khu đất có điều kiện thổ nhưỡng giống nhau, kể khu đất có rừng hay rừng Kiểu rừng: tổng hợp khu đất có điều kiện thổ nhưỡng khí hậu giống Kiểu lâm phần: bao gồm khoảnh rừng giống điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu quần lạc thực vật rừng - Trường phái Bắc Âu: có hai trường phái + Trường phái sinh thái học: Phân loại kiểu rừng vào hai nhân tố: độ ẩm độ phì Độ ẩm chia làm cấp: khô, khô, ẩm, ẩm, ướt; độ phì chia làm cấp: xấu, tốt, giàu, giàu Sự kết hợp tiêu độ ẩm, độ phì, với loài gỗ thực vật thảm tươi thị sở để phân loại kiểu rừng + Trường phái Quần xã thực vật: Phân loại kiểu rừng dựa vào đặc trưng chủ yếu tổ thành thực vật coi quần hợp thực vật đơn vị phân loại [16] 1.1.2 Nghiên cứu cấu trúc rừng 1.1.2.1 Cấu trúc tổ thành Richard P.W (1952) [26], cho rừng mưa nhiệt đới, hecta có 40 loài gỗ, có trường hợp 100 loài Nhiều loài gỗ lớn sinh trưởng hỗn giao với theo tỷ lệ đồng đều, có có hai loài chiếm ưu Trong rừng mưa nhiệt đới gỗ lớn, bụi loài thân cỏ có nhiều loài leo đủ hình dáng kích thước, nhiều thực vật phụ sinh thân cây, cành “Rừng mưa thực quần lạc hoàn chỉnh cầu kỳ mặt cấu tạo phpng phú mặt loài cây” Trong rừng ẩm nhiệt đới châu Phi, Catinot R (1974)[4] thống kê tới vài trăm loài thực vật, tổ thành thực vật rừng nhiệt đới ẩm Đông Nam Á thường có nhóm loài ưu chiếm đến 50% quần thụ (nhóm loài họ Dầu) 1.1.2.2 Về cấu trúc tầng thứ Trong quần xã thực vật rừng phân tầng đặc trưng bật rừng nhiệt đới, kết chọn lọc tự nhiên mà có chung sống loài ưa sáng (tầng trên) loài chịu bóng (tầng dưới), chúng loài thực vật trung tính Do đa dạng, phức tạp cách thể phân tầng thứ rừng nên có nhiều ý kiến không đồng việc phân chia, có tác giả cho loại rừng có tầng gỗ Ngược lại, có nhiều tác giả lại cho rừng rộng thường xanh có từ đến tầng Richards (1939) phân chia rừng Nigieria thành - tầng Tuy nhiên, hầu hết tác giả nghiên cứu tầng thứ rừng tự nhiên nhắc đến phân tầng dừng lại mức nhận xét đưa kết luận mang tính định tính; việc phân chia tầng theo chiều cao mang tính chất giới, chưa phản ánh phân tầng phức tạp rừng tự nhiên nhiệt đới 1.1.2.3 Quy luật phân bố số theo cỡ đường kính (N/D1.3) Phân bố số theo cỡ đường kính quy luật kết cấu lâm phần nhà Lâm học, điều tra rừng quan tâm nghiên cứu Đầu tiên phải kể đến công trình nghiên cứu Meyer (1934), ông mô phân bố số theo đường kính phương trình toán học (hàm Meyer), mà dạng đường cong giảm liên tục J.L.F Batista H.T.Z Docuto (1992), nghiên cứu 19 ô tiêu chuẩn với 60 loài rừng nhiệt đới Maranhoo - Brazin dùng hàm Weibull để mô phân bố N/D [37] 1.1.2.4 Quy luật phân bố số theo chiều cao (N/Hvn) Một đặc trưng bật cấu trúc rừng nhiệt đới tượng phân chia thành tầng Để nghiên cứu phân tầng rừng mưa Guana, Davis Richard P.W (1933 - 1934) [26] dùng phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng rừng, phương pháp đánh giá có giá trị mặt nghiên cứu lý luận thực tiễn sản xuất Kết phân rừng hỗn giao nguyên sinh sông Moraballi Guana thành năm tầng với ba tầng gỗ (A, B, C), tầng bụi (D) tầng mặt đất (E) Catinot R (1974) [4] cho rừng ẩm nhiệt đới có phân hóa mạnh, tầng quần thụ rõ nét, cụ thể có tầng vượt tán với có chiều cao 40 m tầng bên Tóm lại, có ý kiến trái ngược phân tầng phương pháp thể tầng tán rừng mưa nhiệt đới, quan điểm có phân tầng rừng mưa nhiệt đới nhiều nhà khoa học xác nhận 1.1.3 Nghiên cứu quản lý rừng bền vững Ở Mỹ, Richard (1991) [26] nêu lên: “Rừng phải bền vững nào” Vấn đề ông đưa câu trả lời: - Chủ yếu bền vững sản phẩm - Bền vững xã hội - Bền vững lợi ích nhân loại - Bền vững thôn địa cầu - Bền vững khả tự trì hệ sinh thái - Bền vững loại hình sinh thái - Bền vững đảm bảo an toàn hệ sinh thái - Bền vững hệ sinh thái hạt nhân ông rõ phải có phương thức kinh doanh tổng hợp Ở Ca Na Đa, tháng năm 1990 Thứ trưởng Bộ Lâm nghiệp Canada, Maini [5] đưa khái niệm “Phát triển lâm nghiệp bền vững” Ông định nghĩa: Phát triển bền vững đất rừng giá trị môi trường, bao gồm đảm bảo lực sản xuất đất rừng, khả tái sinh, tính đa dạng loài hệ sinh thái không tổn thất Với định nghĩa “Quản lý rừng bền vững” trình quản lý đất rừng cố định để đạt nhiều mục tiêu xác định rõ ràng công tác quản lý vấn đề sản xuất liên tục lâm sản dịch vụ rừng mà không làm giảm đáng kể giá trị vốn có khả sản xuất sau rừng không gây ảnh hưởng tiêu cực thái đến môi trường xã hội” Tổ chức gỗ nhiệt đới (ITTO) xây dựng bảng tiêu chuẩn thị (Criteria and Indicators - C&I) cho việc quản lý rừng tự nhiên, theo bên cạnh vấn đề kỹ thuật sản lượng, chất lượng bền vững, vấn đề kinh tế xã hội, sách, thể chế nhấn mạnh điều kiện tiên cho thành công công tác quản lý rừng Tháng 9/1998, nước khu vực Đông Nam Á họp hội nghị lần thứ 18 Hà Nội để thoả thuận đề nghị Malaysia xây dựng tiêu chí số vùng ASEAN quản lý rừng bền vững (viết tắt C&I ASEAN) 68 kinh tế kém, giữ lại tối thiểu 500 - 600 mục đích/ha có phẩm chất tốt, phân bố diện tích * Đối với tầng tái sinh: - Tỉa thưa bớt loài tái sinh không phù hợp với mục đích kinh doanh gỗ để chúng không ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển tái sinh gỗ lớn; - Điều chỉnh hình thái phân bố tái sinh theo hướng phân bố diện tích 4.4.2.1 Biện pháp kỹ thuật thực kiểu trạng thái rừng: - Với kiểu trạng thái rừng từ IIIA3 (thuộc loại rừng giàu), kiểu rừng phân bố chủ yếu độ cao 500 m, cần quản lý bảo vệ, tác động Đặc biệt quan tâm phát triển loại lâm sản gỗ, tăng thu nhập phát huy tác dụng phòng hộ toàn diện rừng; - Kiểu trạng thái rừng IIIA2: (thuộc loại rừng trung bình), phân bố chủ yếu độ cao 200 m - 500 m Đối tượng cần khoanh nuôi xúc tiến tái sinh kết hợp bảo vệ để phát huy vai trò sinh thái rừng Do cần: (i) Quản lý bảo vệ không để tiếp tục bị khai thác, phá hoại (ii) Thực biện pháp lâm sinh: Nuôi dưỡng, cải tạo, phục hồi rừng, phát dây leo bụi rậm, chặt bỏ sâu bệnh, xúc tiến tái sinh tự nhiên, cải tạo tổ thành, trồng dặm loài địa có giá trị kinh tế Dẻ đỏ, Kháo, Re, Sồi, Lim xanh, Chẹo,… (iii) Có thể tận thu sản phẩm trình chăm sóc nuôi dưỡng, cải tạo rừng, đặc biệt loại lâm sản gỗ - Với kiểu trạng thái rừng non IIB: Phân bố độ cao 200 m, loại rừng phục hồi sau nương rẫy sau khai thác kiệt Mật độ cao, tổ 69 thành loài đơn giản với loài ưa sáng, mọc nhanh như: Táu, Ngát, Chẩn, Thị rừng, Kháo, Côm… cần tiến hành: (i) Quản lý bảo vệ rừng (ii) Áp dụng biện pháp kỹ thuật lâm sinh để chăm sóc nuôi dưỡng rừng: Tu bổ vệ sinh, phát luỗng dây leo bụi rậm tạo điều kiện cho tái sinh phát triển thuận lợi, xúc tiến tái sinh, trồng bổ sung loài địa có giá trị kinh tế - Với khu vực không rừng tiến hành áp dụng biện pháp khoanh nuôi tái sinh tự nhiên, khoanh nuôi xúc tiến tái sinh tự nhiên, tạo điều kiện cho gieo giống tái sinh tự nhiên Các biện pháp kỹ thuật lâm sinh áp dụng cho phương thức: Trồng rừng, làm giàu rừng, khoanh nuôi xúc tiến tái sinh kết hợp trồng bổ sung thực theo quy phạm giải pháp kỹ thuật lâm sinh áp dụng cho rừng sản xuất gỗ tre, nứa (QPN14 - 92) ban hành theo định số 200/QĐ/KT ngày 31/03/1993 Bộ Lâm nghiệp (nay Bộ NN&PTNT)[2] 4.4.2.2 Đề xuất số loài trồng xây dựng phục hồi rừng khu vực Trên sở danh lục loài gỗ khu vực nghiên cứu, đề tài lựa chọn loài địa đa tác dụng, đặc trưng cho vùng Đông bắc Việt Nam, vừa có giá trị mặt kinh tế, vừa có giá trị mặt sinh thái môi trường để trồng bổ sung, tạo thêm phong phú cấu trúc tổ thành cho quần thể rừng Tại khu vực nghiên cứu chọn số loài sau: Dẻ, Chẹo, Trám, Kháo, Gội, Re, Lim, Giổi, Đinh, Nghiến, Sến, 70 Chương V: KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Góp phần xây dựng số sở khoa học đề xuất giải pháp kỹ thuật quản lý rừng bền vững, từ kết nghiên cứu đặc điểm cấu trúc trạng thái rừng tự nhiên Khu bảo tồn nhiên nhiên Tây Yên Tử, tỉnh Bắc Giang, rút số kết luận sau: 5.1.1 Về phân loại rừng Theo phân loại rừng Loetschau (1966), rừng Khu bảo tồn thiên nhiên Tây Yên Tử phân chia thành kiểu trạng thái rừng IIB, IIIA2, IIIA3 5.1.2 Về tổ thành tầng cao trạng thái rừng tự nhiên 5.1.2.1 Tổ thành theo N% - Công thức tổ thành theo phần trăm số trạng thái IIB, có từ 2-6 loài tham gia, loài Dẻ đỏ chiếm tỷ lệ cao (8,85-10,90%), sau đến loài Phân mã, thấp loài Re xanh (