Đề Xuất Mô Hình Cấu Trúc Rừng Định Hướng Tại Một Số Tỉnh Bắc Trung Bộ Và Tây Nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

PHẠM VŨ THẮNG

ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH CẤU TRÚC RỪNG

ĐỊNH HƯỚNG TẠI MỘT SỐ TỈNH BẮC TRUNG BỘ

VÀ TÂY NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Hà Nội, năm 2008

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

PHẠM VŨ THẮNG

ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH CẤU TRÚC RỪNG

ĐỊNH HƯỚNG TẠI MỘT SỐ TỈNH BẮC TRUNG BỘ

VÀ TÂY NGUYÊN

Chuyên ngành: Lâm học

Mã số: 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Cán bộ hướng dẫn: TS. Phạm Văn Điển

Hà Nội, năm 2008

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Thực tiễn kinh doanh rừng đòi hỏi phải duy trì vốn rừng ở một mức độ nhất

định và với một cấu trúc mong muốn. Đây là vấn đề mang tính nguyên tắc và là

điều kiện quan trọng để sau khi khai thác, rừng không bị suy thoái mà còn có thể

phát triển liên tục, theo hướng ngày càng tốt hơn.

Trong giai đoạn hiện nay, khi những giải pháp kỹ thuật tác động vào rừng

chủ yếu thuộc hai nhóm là phục hồi rừng và khai thác rừng, việc đề xuất những mô

hình cấu trúc rừng định hướng đã trở thành một yêu cầu bức bách. Mô hình cấu trúc

rừng định hướng là mô hình cấu trúc đáp ứng được vốn rừng ở trạng thái ổn định,

với một cấu trúc hợp lý cả về hình thái lẫn tổ thành, đảm bảo cả về mặt tái sinh phục

hồi rừng. Đây là mô hình cho phép kinh doanh rừng với sản lượng ổn định, lâu dài

và liên tục.

Mặc dù vậy, do thiếu nghiên cứu, hướng dẫn và chuyển giao, nên đã dẫn đến

nhiều trường hợp khai thác làm cạn kiệt tài nguyên rừng, vì bộ phận còn lại được duy

trì ở mức thấp hơn mức tối thiểu cần thiết. Trong một số trường hợp khác, người ta

lại không khai thác rừng mặc dù có thể khai thác được một lượng nhất định mà vẫn

duy trì được tính ổn định, khả năng tự phục hồi và phát huy tốt những chức năng có

lợi của rừng. Hạn chế đó đã làm giảm động lực phát triển rừng, làm tăng nguy cơ

phá rừng và chuyển đổi rừng thành các loại hình sử dụng đất khác.

Để góp phần giải quyết những tồn tại trên, hướng nghiên cứu được đặt ra là

xây dựng mô hình cấu trúc rừng định hướng cho rừng tự nhiên là rừng sản xuất, nhằm dẫn dắt các trạng thái rừng khác nhau ở thời điểm hiện tại đạt cấu trúc hợp

lý hơn, đem lại lợi ích ổn định hơn về kinh tế và sinh thái. Đây chính là lý do của

việc thực hiện đề tài “Đề xuất mô hình cấu trúc rừng định hướng tại một số tỉnh

Bắc Trung Bộ và Tây Nguyên”.

2

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Ở ngoài nước

1.1.1. Quan niệm về cấu trúc rừng định hướng

Thuật ngữ ”Cấu trúc rừng định hướng” có liên hệ mật thiết với các thuật ngữ về

rừng tiêu chuẩn, sản lượng bền vững, rừng ổn định và rừng chuẩn. Trên thế giới, lý luận về rừng tiêu chuẩn đã được đề cập đến từ rất lâu. Trước thế kỷ

19 các nhà khoa học đã đưa ra học thuyết rừng tiêu chuẩn như sau: Khi cấu trúc vốn rừng

bảo đảm sản xuất liên tục trong những điều kiện kinh tế có lợi nhất thì vốn sản xuất được

gọi là vốn chuẩn. Những đặc trưng về cấu trúc, số lượng... của vốn chuẩn này là những đặc

trưng chuẩn. Và những mô hình có cấu trúc chuẩn đã được khái quát từ những mô hình tốt

nhất có trong tự nhiên (hay còn gọi là các mẫu chuẩn tự nhiên) thành các mô hình toán học.

Đây là các mô hình để dẫn dắt, định hướng các lâm phần chưa chuẩn về trạng thái chuẩn,

đạt được sự cân bằng, ổn định và năng suất cao [1], [58], [85]. Vào năm 1795, nhà lâm nghiệp người Đức là Hartig đã đề cập đến quan điểm

sản lượng bền vững mà tác giả ám chỉ là sản lượng khai thác gỗ qua các thế hệ

không nên vượt quá lượng tăng trưởng. Ý tưởng này được chấp nhận rộng rãi và đã

trở thành phương hướng của nền lâm nghiệp hiện đại ở Châu Âu và Bắc Mỹ [76]. Tiếp theo ý tưởng về rừng ổn định, Moller (1923) đã có những nhận định về

mô hình quản lý rừng hoà hợp với thiên nhiên. Mặc dù những nhận định và ý tưởng

đó phải mất rất nhiều thời gian mới được thừa nhận, nhưng những quan điểm sử

dụng rừng/quản lý rừng đó thực sự đã đóng vai trò như những nguyên tắc cơ bản

nhất trong quản lý rừng bền vững ngày nay [82], [83], [84], [85]. Cấu trúc rừng chuẩn được giới hạn là cấu trúc số cây theo cỡ đường kính tuân

theo một hàm hoặc phân bố lý thuyết thích hợp như hàm một cấp số nhân giảm,

hàm Meyer... Mô hình có cấu trúc N/D chuẩn được coi là mô hình rừng chuẩn [77]. Một số quan niệm khác cho rằng, lâm phần có quy luật phân phối thể tích của

ba lớp theo tỷ lệ: dự trữ/kế cận/thành thục = 1/3/5 được coi là lâm phần phát triển

bình thường, hay lâm phần chuẩn [79], [80], [87].

3

1.1.2. Nghiên cứu định lượng về cấu trúc rừng

Để xây dựng các mô hình rừng chuẩn có tính định hướng, xu hướng nghiên

cứu cấu trúc rừng trên thế giới trong những thập niên gần đây đã chuyển dần từ

hướng nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng, các mô hình toán học ngày

càng được nhiều tác giả sử dụng để mô phỏng cấu trúc và mối quan hệ giữa các đại

lượng cấu trúc rừng.

Henry Biolley đã sử dụng phương pháp kiểm tra (phương pháp chuẩn hoá tăng

trưởng vốn sản xuất) để xây dựng cấu trúc chuẩn. Cách thức của phương pháp này là

sử dụng các ô định vị có diện tích lớn trong rừng và tiến hành khai thác trong 3-4 giai

đoạn (mỗi giai đoạn 6-7 năm), đo đếm xác định lượng tăng trưởng rừng đạt lớn nhất

tương ứng với một trữ lượng và một cấu trúc đường kính nào đó và coi trữ lượng, cấu

trúc đó là trữ lượng và cấu trúc chuẩn [58], [79]. Vấn đề về cấu trúc không gian và thời gian của rừng được các tác giả tập

trung nghiên cứu nhiều nhất. B.Rollet (1971) đã biểu diễn các quan hệ chiều

cao - đường kính ngang ngực, đường kính tán - đường kính ngang ngực bằng

các hàm hồi quy, phân bố đường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng các

phân bố xác suất. Balley (1973)[77] đã mô hình hoá cấu trúc thân cây với phân

bố số cây theo cỡ kính (N/D) bằng hàm Weibull; nhiều tác giả khác dùng hàm

Schumacher, hyperbol, hàm mũ, Poisson, Charlier, v.v...[80], [83]. Ngoài ra, từ các kết quả nghiên cứu định lượng cấu trúc, Bruce E.B và Ray

A.S (1978)[78], David Lenhart .J (1987)[80] đã xây dựng các mô hình cấu trúc rừng,

dựa vào phân bố N/D làm cơ sở khoa học cho công tác kinh doanh rừng.

Một vấn đề nữa có liên quan đến nghiên cứu cấu trúc rừng là việc phân

loại rừng theo cấu trúc và ngoại mạo hay ngoại mạo sinh thái. Các tiêu chí phân

loại rừng theo xu hướng này là đặc điểm phân bố, dạng sống ưu thế, cấu trúc

tầng thứ và một số đặc điểm hình thái khác của quần xã thực vật rừng. Tiêu biểu

cho hệ thống phân loại rừng theo hướng này có Humbold (1809), Schimper

(1903), Aubreville (1949), UNESCO (1973)... Nhiều hệ thống phân loại rừng

theo xu hướng này đã không tách rời cấu trúc ngoại mạo của quần xã thực vật

4

khỏi hoàn cảnh của nó và do đó đã hình thành một hướng phân loại theo ngoại

mạo sinh thái [1], [58], [82], [94], [95]. Khác với xu hướng 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 [78], [80], [83]. Các kiến thức về cấu trúc không gian và thời gian là cơ sở để xây dựng mô

hình cấu trúc chuẩn và đề xuất các giải pháp xử lý lâm sinh để hướng rừng đến cấu

trúc chuẩn đó.

Nhìn chung, những công trình nghiên cứu trên thế giới về cấu trúc rừng hết

sức phong phú. Cấu trúc chuẩn đã được đề xuất cho nhiều kiểu rừng. Tuy nhiên, cấu

trúc chuẩn của rừng nhiệt đới còn ít được nghiên cứu, mô hình cấu trúc rừng ổn

định còn là một vấn đề mới mẻ. 1.1.3. Phương pháp xây dựng mô hình cấu trúc rừng định hướng

Những cố gắng xây dựng mô hình rừng tự nhiên nhiệt đới đáp ứng các tiêu

chuẩn quốc tế đã được công nhận ở nhiều quốc gia trên thế giới. Các mô hình rừng

nhiệt đới trên thế giới khá đa dạng và phong phú. Khi thiết lập các mô hình này, vấn

đề đặt ra là cấu trúc của mô hình rừng định hướng phải như thế nào để phục vụ một

cách tối ưu cho quản lý rừng bền vững.

Một điểm chung được công nhận là cấu trúc bền vững của mô hình rừng, một

cách toàn diện phải bao gồm cả ba yếu tố là bền vững về cấu trúc sinh thái, bền

vững về cấu trúc hình thái và bền vững về cấu trúc thời gian. Tuy nhiên, việc đạt

được sự bền vững của cả ba hợp phần cấu trúc tạo nên quần xã thực vật rừng là cả

một thách thức. Do vậy, xu hướng phổ biến trên thế giới là: nghiên cứu một số đặc

điểm cấu trúc rừng và xác định những chuẩn mực nhất định của cấu trúc cần đạt được

của mô hình rừng bền vững để làm đích dẫn dắt các trạng thái rừng hiện có đạt được

những chuẩn mực này. Trong từng giai đoạn khác nhau, tương ứng với sự thay đổi

5

và cải biến liên tục của các mục tiêu quản lý rừng, cách tiếp cận nghiên cứu cấu trúc

rừng để quản lý rừng bền vững cũng rất đa dạng: - Thiết lập các mẫu chuẩn tự nhiên bằng cách khái quát những lô rừng tốt nhất

có trong tự nhiên thành các mô hình toán học. Nguyên tắc lựa chọn các mô hình tốt

nhất là: (1) - có vốn sản xuất cao nhất, biểu hiện là trữ lượng hoặc tổng tiết diện

ngang lớn nhất; (2) - tổ thành các loài cây mục đích chiếm cao nhất trong lâm phần;

(3) - kiểu dạng cấu trúc tốt nhất, đó là dạng phân bố số cây giảm theo cỡ kính. - Cấu trúc số cây theo cấp tuổi N/A có thể được mô phỏng tốt bằng các hàm phân

bố lý thuyết (như hàm số nhân giảm, hàm Meyer…) nhằm thiết lập các mô hình rừng

mẫu, rừng chuẩn có cấu trúc N/A phù hợp với phân bố giảm. Tuy nhiên, hạn chế lớn

nhất khi nghiên cứu cấu trúc N/A là những khó khăn trong việc xác định tuổi. - Nhằm khắc phục hạn chế khi nghiên cứu cấu trúc N/A, nhân tố tuổi (A) được

thay thế bằng đường kính (D) - nhân tố dễ xác định hơn ngoài thực địa. Những lâm phần

có cấu trúc N/D chuẩn được coi là lâm phần chuẩn. Về mặt khoa học lâm sinh và ứng

dụng thực tế, cấu trúc N/D đều thể hiện tính ưu việt của nó và được sử dụng khá phổ biến

trong các nghiên cứu về cấu trúc rừng. - Ngoài cấu trúc N/D, cấu trúc V/D (phân phối thể tích theo cỡ kính) cũng có ý

nghĩa lớn trong việc xác định cường độ chặt chọn và xác định giai đoạn rừng đạt mức

chuẩn. Kinh nghiệm quốc tế (ở Pháp và nhiều nước khác) cho thấy: rừng khác tuổi có

quy luật phân phối thể tích của 3 lớp cây tuân theo tỷ lệ: dự trữ/kế cận/thành thục

bằng 1/3/5 được coi là lâm phần phát triển bình thường, hay lâm phần chuẩn. - Bên cạnh đó, cấu trúc mật độ và cấu trúc tổ thành cũng đã được các nhà

khoa học trên thế giới nghiên cứu đề xuất rừng chuẩn và xác định năng suất tối ưu.

Tuy nhiên, một điều được chấp nhận rộng rãi bởi những nhà nghiên cứu là không

có một mô hình rừng nào hoàn hảo (perfect model). Tuỳ theo từng giai đoạn diễn thế, một mô hình cấu trúc rừng được thiết lập có thể biểu hiện tính ứng dụng cao hoặc không

phù hợp với tình hình rừng thực tế và cần phải được cải tiến cho phù hợp. Điều đó có

nghĩa là, mô hình cấu trúc rừng được thiết lập phải thể hiện sự linh hoạt theo diễn biến

rừng thực tế [84], [85], [87], [93], [95], [100]. Đây cũng chính là chiều hướng được vận

dụng trong công trình này khi thiết lập mô hình rừng định hướng.

6

1.2. Ở trong nước

1.2.1. Quan niệm về cấu trúc rừng định hướng

Xây dựng cấu trúc rừng định hướng là một trong những nhiệm vụ nhằm góp phần

phát triển rừng bền vững. Mô hình cấu trúc rừng định hướng vừa là cơ sở để điều chế

rừng, vừa là một trong những thành quả của quá trình điều chế rừng thành công.

Thuật ngữ ‘‘Điều chế rừng’’ được dịch từ tiếng Trung Quốc để chỉ quá trình

kinh doanh rừng và bắt đầu dùng ở Việt Nam từ những năm 1980. Phương án điều

chế rừng đầu tiên ở Việt Nam là phương án điều chế rừng Mã Đà với sự trợ giúp của

chuyên gia nước ngoài (Dự án VIE/82/002 do UNDP/FAO trợ giúp) để phát triển

phương thức điều chế rừng ở Việt Nam được thực hiện vào tháng 7/1989. Nhiệm vụ

chính là xây dựng một mẫu phương án tiêu chuẩn, hướng dẫn lập kế hoạch điều chế

và đưa ra những đề xuất cho việc điều chế rừng tại lâm trường Mã Đà.

Nguyễn Văn Trương (1983) đã quan niệm mô hình cấu trúc rừng chuẩn là

mô hình tốt nhất có trong thiên nhiên và trên cơ sở khắc phục những nhược điểm

mà sự ngẫu nhiên của thiên nhiên mang lại [70]. Mẫu chuẩn tự nhiên: Trong thực tiễn sản xuất, sau khi phân chia rừng thành

các loại, mỗi loại thuần nhất về một số mặt nào đó như tổ thành, tầng thứ, phân bố số

cây theo kích cỡ có thể chọn được một loại trong lô tốt nhất, có trữ lượng cao, sinh

trưởng tốt, tổ thành hợp lý nhất, có đủ thế hệ cây gỗ và cho sản lượng ổn định, ta

coi là mẫu chuẩn tự nhiên. (Nguyễn Ngọc Lung, 1983)[43]. Nhìn chung, khái niệm

“mẫu chuẩn tự nhiên” do Nguyễn Ngọc Lung (1983)[43] đề xuất, đã được nhiều

nhà nghiên cứu trong nước thống nhất và vận dụng vào thực tiễn sản xuất lâm

nghiệp trong thời gian qua.

Kết cấu chuẩn là kết cấu được lấy làm mức cần phải đạt được trong mục tiêu tạo

rừng cho mỗi loại rừng mục đích, ở các giai đoạn phát triển khác nhau của mỗi loại rừng

đó và đặc biệt là ở giai đoạn đưa vào sử dụng. (Vũ Biệt Linh, 1985)[41]. Cùng hướng với các quan điểm trên, Phùng Ngọc Lan (1986)[39] cho rằng:

mô hình cấu trúc mẫu là mô hình có khả năng tận dụng tối đa tiềm năng của điều

kiện lập địa, có sự phối hợp hài hòa giữa các nhân tố cấu trúc để tạo ra một quần thể