Giáo trình Lâm sinh tổng hợp
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
--------------------------------
LƢƠNG THỊ ANH
GIÁO TRÌNH NỘI BỘ
LÂM SINH TỔNG HỢP
Dành cho sinh viên ngành:
Phát triển nông thôn và Khuyến nông
Thái Nguyên, năm 2016
0
Lời nói đầu
Giáo trình “Lâm sinh tổng hợp” được biên soạn nhằm phục vụ cho học tập
của sinh viên ngành Phát triển nông thôn và ngành Khuyến nông. Là tài liệu
tham khảo cho các chuyên ngành đào tạo có liên quan trong trường đại học
Nông Lâm và các ngành có liên quan thuộc đại học Thái Nguyên.
Lâm sinh tổng hợp là môn học mang tính chất chuyên môn, có liên hệ chặt
chẽ với các môn học khác: Thực vật rừng, Khí hậu-thủy văn, Đất rừng, Sinh lý
thực vật, Lâm sinh, Trồng rừng, v.v..
Cấu trúc của cuốn sách gồm 5 chương:
Chương 1: Khái niệm, cấu trúc rừng và mối quan hệ giữa rừng và các nhân tố
sinh thái
Chương 2: Kỹ thuật sản xuất hạt giống cây rừng
Chương 3: Kỹ thuật sản xuất cây con
Chương 4: Kỹ thuật trồng rừng
Chương 5: Kỹ thuật gây trồng một số loài cây rừng
Trong quá trình biên soạn giáo trình, chúng tôi đã nhận được sự đóng góp ý
kiến của các nhà khoa học: GS.TS. Đặng Kim Vui, PGS.TS. Lê Sỹ Trung, TS.
Dương Văn Thảo, bạn bè đồng nghiệp và tham khảo tài liệu, kết quả nghiên cứu
có liên quan.
Mặc dù có nhiều cố gắng, song không tránh khỏi những thiếu sót, chúng tôi
mong được sự đóng góp ý kiến từ bạn đọc.
Thái Nguyên, tháng 1 năm 2017
Tác giả
1
MỤC LỤC
Nội dung
Mục
Trang
Lời nói đầu
Chƣơng 1. Khái niệm, cấu trúc rừng và mối quan hệ giữa rừng với các
nhân tố sinh thái
1
1.1.............. Khái niệm..............................................................................................
1.1.1........... Rừng là một hệ sinh thái.......................................................................
1.1.2.......... Rừng là quần lạc sinh địa.....................................................................
1.1.3.......... Hệ sinh thái rừng và thành phần của hệ sinh thái rừng........................
1.2.............. Hệ sinh thái rừng nhiệt đới....................................................................
1.3.............. Cấu trúc rừng........................................................................................
1.3.1........... Khái niệm.............................................................................................
1.3.2........... Các đặc trưng của cấu trúc rừng............................................................
1.3.2.1........ Cấu trúc tổ thành..................................................................................
1.3.2.2....... Cấu trúc tầng.........................................................................................
1.3.2.3...... Cấu trúc tuổi..........................................................................................
1.3.2.4...... Cấu trúc mật độ.....................................................................................
1.4............. Mối quan hệ giữa rừng và các nhân tố sinh thái..................................
1.4.1......... Mối quan hệ giữa rừng và nhân tố ánh sáng.......................................
1.4.2......... Mối quan hệ giữa rừng và nhiệt độ......................................................
1.4.3......... Mối quan hệ giữa rừng và nước...........................................................
1.4.4........... Mối quan hệ giữa rừng với không khí và gió.......................................
1.4.5........... Mối quan hệ giữa rừng và đất...............................................................
1.4.6.......... Mối quan hệ qua lại giữa các thành phần sinh vật trong rừng.............
Chƣơng 2. Kỹ thuật sản xuất hạt giống cây rừng……………………………
1
1
4
5
9
11
11
11
11
12
13
14
15
15
20
23
27
29
32
35
35
35
36
36
37
37
37
40
40
42
42
43
43
43
44
2.1
Điều tra dự đoán sản lượng hạt giống cây rừng………………………
Phương pháp cây tiêu chuẩn trung bình………………………………
Phương pháp ô tiêu chuẩn…………………………………………….
Phương pháp thu nhặt hạt trên mặt đất……………………………….
Thu hái hạt giống cây rừng……………………………………………
Đặc trưng chín của hạt………………………………………………..
Nhận biết hạt chín..................................................................................
Thời kỳ hạt rơi rụng…………………………………………………...
Các phương pháp thu hái hạt giống…………………………………..
Xử lý quả, hạt giống trong khoảng thời gian thu hái và bảo quản……
Tách hạt ra khỏi quả (Chế biến hạt giống)............................................
Chuẩn bị trước khi tách hạt...................................................................
Làm sạch quả sơ bộ…………………………………………………...
Ủ quả………………………………………………………………….
Các phương pháp tách hạt.....................................................................
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.2
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.3
2.4
2.4.1
2.4.2
2.4.3
2.4.4
2
2.5
Bảo quản hạt giống...............................................................................
Những nhân tố ảnh hưởng đến tuổi thọ của hạt trong bảo quản……..
Các phương pháp bảo quản hạt giống………………………………...
Hạt ngủ và quá trình nẩy mầm của hạt……………………………….
50
52
54
2.5.1
2.5.2
2.6
56
Chƣơng 3. Kỹ thuật sản xuất cây con…………………………………………..
59
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.5.1
3.5.2
Các loại vườn ươm……………………………………………………
Chọn địa điểm xây dựng vườn ươm…………………………………..
Diện tích, quy hoạch đất vườn ươm…………………………………
Kỹ thuật sản xuất cây con từ hạt……………………………………
Nhân giống vô tính................................................................................
Khái niệm……………………………………………………………..
Kỹ thuật sản xuất cây con từ hom…………………………………….
59
60
62
63
81
81
82
Chƣơng 4. Kỹ thuật trồng rừng…………………………………………………
89
4.1
Phân chia khu trồng rừng và nơi trồng rừng………………………….
Phân chia khu trồng rừng……………………………………………..
Phân chia nơi trồng rừng……………………………………………..
Chọn loại cây trồng...............................................................................
Ý nghĩa và nguyên tắc chọn loại cây trồng…………………………..
Căn cứ chọn loại cây trồng……………………………………………
Kết cấu rừng trồng…………………………………………………….
Kết cấu tổ thành rừng trồng…………………………………………..
Kết cấu mật độ rừng trồng…………………………………………….
Kỹ thuật phát dọn thực bì và làm đất trồng rừng……………………..
Phương thức và phương pháp trồng rừng…………………………….
Chăm sóc và bảo vệ rừng trồng………………………………………
89
89
90
94
94
96
4.1.1
4.1.2
4.2
4.2.1
4.2.2
4.3
4.3.1
4.3.2
4.4
100
100
106
110
116
124
128
128
128
132
136
140
140
145
148
151
156
156
162
165
4.5
4.6
Chƣơng 5. Kỹ thuật trồng một số loài cây rừng...........………………………...
5.1.
Kỹ thuật gây trồng một số loài cây đặc sản và cây lấy quả…………..
Cây Quế……………………………………………………………….
Cây Thông nhựa………………………………………………………
Cây Trám trắng………………………………………………………..
Kỹ thuật gây trồng một số loài cây lấy gỗ…………………………….
Cây Mỡ………………………………………………………………..
Cây Bạch đàn trắng...............................................................................
Cây Keo tai tượng...............................................................................
Cây Sa mộc……………………………………………………………
Kỹ thuật gây trồng và kinh doanh Tre- Trúc………………………….
Cây tre Luồng…………………………………………………………
Cây tre lấy măng Bát Độ……………………………………………..
Cây trúc sào……….......………………………………………………
Tài liệu tham khảo..............................................................................
5.1.1.
5.1.2.
5.1.3.
5.2.
5.2.1.
5.2.2.
5.2.3.
5.2.4.
5.3.
5.3.1.
5.3.2.
5.3.3.
3
CHƢƠNG 1
KHÁI NIỆM, CẤU TRÚC RỪNG VÀ MỐI QUAN HỆ GIỮA RỪNG VỚI
CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI
1.1. Khái niệm
1.1.1. Rừng là một hệ sinh thái
Thuật ngữ „hệ sinh thái‟ do nhà bác học người Anh A.P. Tanslay nêu ra vào
năm 1935 và được nhà sinh thái học nổi tiếng người Mỹ là E. P. Ôdum (1975) phát
triển thành học thuyết hoàn chỉnh về hệ sinh thái.
Bất kỳ một sinh vật nào muốn tồn tại, sinh trưởng, phát triển cũng phải gắn liền
với môi trường khí hậu và đất đai nhất định. Cây xanh hấp thụ năng lượng ánh sáng
mặt trời và các chất dinh dưỡng khoáng trong đất để tạo nên cơ thể chúng. Đó chính là
quá trình trao đổi vật chất và năng lượng giữa cơ thể sinh vật với môi trường khí hậu
và đất đai. Chính mối quan hệ qua lại giữa yếu tố sống (sinh vật) và không sống (khí
hậu, đất đai) dựa trên cơ sở trao đổi vật chất và năng lượng đó đã tạo nên một đơn vị tự
nhiên gọi là „hệ sinh thái‟.
Hệ sinh thái là đơn vị chức năng cơ bản trong sinh thái học, trong đó bao gồm
thành phần sinh vật và hoàn cảnh vô sinh, giữa các thành phần đó luôn có ảnh hưởng
qua lại đến tính chất của nhau và đều cần thiết cho nhau để giữ gìn sự sống như đã tồn
tại trên trái đất.
C. Vili (1957) đã dùng khái niệm hệ sinh thái để chỉ „một đơn vị tự nhiên bao
gồm một tập hợp các yếu tố sống và không sống, do kết quả tương tác của các yếu tố
ấy tạo nên một hệ thống ổn định, tại đây có chu trình vật chất giữa thành phần sống và
không sống‟. Như vậy hệ sinh thái là một khái niêm rộng có quy mô khác nhau: gốc
cây, ao hồ, đồng cỏ, đại dương, vi hệ sinh thái trong phòng thí nghiệm, thậm trí con tàu
vũ trụ cũng được coi là một hệ sinh thái, thành phố cũng là một hệ sinh thái.
Rừng là một hệ sinh thái mà quần xã cây rừng giữ vai trò chủ đạo trong mối
quan hệ tương tác giữa sinh vật với môi trường.
Hệ sinh thái có khả năng tự duy trì và tự điều hòa. Nhờ có khả năng này mà hệ
sinh thái có khả năng chống chọi đối với những biến đổi của môi trường. Đó là cơ chế
cân bằng của hệ sinh thái. Hệ sinh thái có tính ổn định càng cao thì khả năng sử dụng
tiềm năng của môi trường càng lớn. Sức chống đỡ của hệ sinh thái đối với sâu, bệnh,
lửa bão… càng cao.
- Thành phần cơ bản của hệ sinh thái rừng bao gồm:
Những chất vô cơ (C, N, CO2, H2O …) tham gia vào chu trình tuần hoàn vật
chất cuả hệ sinh thái.
4
Những chất hữu cơ (protein, gluxid, lipid, các chất mùn…) liên kết với các
thành phần sống và không sống của hệ sinh thái.
Chế độ khí hậu bao gồm nhiệt độ và các yếu tố vật lý khác.
Sinh vật: đây là thành phần sống của hệ sinh thái. Xét về quan hệ dinh
dưỡng, sinh vật có hai nhóm: sinh vật tự dưỡng và sinh vật dị dưỡng.
A. Sinh vật tự dƣỡng (còn gọi là sinh vật sản xuất): chủ yếu là cây xanh
chuyển hóa quang năng thành hóa năng nhờ quá trình quang hợp. Ngoài ra còn có vi
khuẩn quang hợp, vi khuẩn hóa tổng hợp cũng thuộc sinh vật tự dưỡng.
B. Sinh vật dị dƣỡng: chức năng cơ bản của chúng là sử dụng, sắp xếp lại và
phân hủy các chất hữu cơ phức tạp. Sinh vật dị dưỡng chia làm hai nhóm nhỏ:
+ Sinh vật tiêu thụ: sinh vật tiêu thụ là sinh vật ăn các sinh vật khác. Sinh vật
tiêu thụ chia làm 3 loại:
Sinh vật tiêu thụ bậc 1: sinh vật ăn trực tiếp sinh vật sản xuất, trước hết là động
vật ăn thực vật. Ngoài ra các động vật và cả thực vật ký sinh trên cây xanh cũng thuộc
loại này. Chúng ký sinh trên cây chủ nhưng không có khả năng tiêu diệt cây chủ.
Sinh vật tiêu thụ bậc 2: sinh vật ăn trực tiếp sinh vật bậc 1. Đó là các động vật
ăn thịt, các động vật ăn thực vật.
Sinh vật tiêu thụ bậc 3: sinh vật ăn trực tiếp sinh vật tiêu thụ bậc 2. Đó là các
động vật ăn thịt, các động vật ăn thịt khác.
+ Sinh vật phân hủy: nhóm sinh vật này phân hủy các hợp chất phức tạp của
chất nguyên sinh, hấp thụ một phần sản phẩm phân hủy và giải phóng các chất vô cơ
trả lại cho đất.
Quá trình tổng hợp và phân hủy chất hữu cơ trong hệ sinh thái
Trong hệ sinh thái luôn diễn ra quá trình tổng hợp và phân hủy các chất hữu cơ.
Hai quá trình đó diễn ra đồng thời, quá trình tổng hợp tạo ra tiền đề vật chất và năng
lượng cho qúa trình phân hủy, và ngược lại quá trình phân hủy lại tạo tiền đề cho quá
trình tổng hợp. Tổng quan giữa 2quá trình này quyết định năng suất của hệ sinh thái.
Quá trình tổng hợp chất hữu cơ
Sinh vật sản xuất - bao gồm thực vật màu xanh, vi khuẩn quang hợp và vi khuẩn
hóa tổng hợp - đảm nhiệm chức năng tổng hợp các chất hữu cơ trong hệ sinh thái.
Thực vật màu xanh giữ vai trò quan trọng bậc nhất trong việc tổng hợp các chất
hữu cơ. Chúng thực hiện chức năng quang hợp biến quang năng của ánh sáng mặt trời
thành dạng hóa năng tồn tại trong các hợp chất hữu cơ phức tạp.
Năng lượng ánh sáng với hệ men
CO2 + H2O +
CH2O + O2
Có quan hệ với diệp lục
5
Vi khuẩn quang hợp có chức năng tổng hợp chất hữu cơ trong môi trường nước.
Vi khuẩn hóa tổng hợp tạo ra chất hữu cơ bằng con đường hóa học. Chúng có
thể sống trong bóng tối nhưng phải có ôxy để tổng hợp chất hữu cơ bằng con đường
ôxy hóa các chất vô cơ đơn giản. Một trong những đại diện tiêu biểu của vi khuẩn hóa
tổng hợp là vi khuẩn cố định đạm.
Tốc độ đồng hóa năng lượng ánh sáng của sinh vật tự dưỡng trong quá trình
quang hợp hoặc hóa tổng hợp được coi là năng xuất cơ sở, hay là năng xuất sơ cấp của
hệ sinh thái.
Quá trình phân hủy các chất hữu cơ
Bên cạnh quá trình tổng hợp chất hữu cơ, trong hệ sinh thái còn diễn ra quá
trình phân hủy các chất hữu cơ thông qua hiện tượng hô hấp. Đây là quá trình ô xy hóa
sinh học, giải phóng năng lượng để duy trì sự sống. Có 3 loại hô hấp: hố hấp hiếm khí,
hô hấp kỵ khí và lên men.
- Hô hấp hiếm khí: chất ô xy hóa là ô xy (phân tử) liên kết với hydrô. Đây là
quá trình ngược lại với quá trình quang hợp. Thực vật, động vật bậc cao và cả vi khuẩn
đều sử dụng quá trình hô hấp để lấy năng lượng duy trì các hoạt động sống và cấu trúc
của tế bào.
- Hô hấp kỵ khí: chất ô xy hóa là chất vô cơ. Khí ôxy không tham gia phản ứng.
Hô hấp kỵ khí là cơ sở hoạt động chủ yếu của sinh vật hoại sinh (vi khuẩn, nấm men,
nấm mốc…)
- Lên men: giống như quá trình hô hấp kỵ khí nhưng chất ô xy hóa là chất hữu
cơ. Đại diện tiêu biểu cho loại hô hấp này là nấm men, chúng có nhiều trong đất, giữ
vai trò quan trọng trong qúa trình phân hủy cặn bã thực vật.
Hệ số đồng hóa là tốc độ tích lũy chất hữu cơ của sinh vật mà trong thời gian đó
đã phải chi phí cho quá trình hô hấp.
1.1.2. Rừng là quần lạc sinh địa
Khái Niệm quần lạc sinh địa
Năm 1944 V. N Sukasốp đề xướng học thuyết về sinh địa quần lạc. Theo ông,
quần xã sinh địa là: “Tổng hợp trên một bề mặt đất nhất định các hiện tượng tự nhiên
đồng nhất (khí quyển, đá mẹ, thảm thực vật, thế giới động vật, thế giới vi sinh vật, đất
và điều kiện thủy văn) có đặc thù riêng về tác động tương hỗ của các bộ phận tổ thành
và có kiểu trao đổi vật chất và năng lượng xác định giữa chúng với nhau và với các
hiện tượng tự nhiên khác và là một thể thống nhất biện chứng có mâu thuẫn nội tại,
đang ở trong sự vận động phát triển không ngừng”.
6
Như vậy, quần lạc sinh địa là một khái niệm rộng bao gồm quần lạc sinh địa
hoang mạc, quần lạc sinh địa dưới nước, quần lạc sinh địa rừng, quần lạc sinh địa đồng
cỏ, v...v…
- Quần lạc sinh địa có 5 phần:
Hoàn cảnh sinh thái: Khí hậu; Đất
Quần lạc sinh vật: Quần lạc thực vật; Quần lạc động vật; Quần lạc vi sinh vật
Giữa các thành phần của quần lạc sinh địa luôn luôn có quá trình trao đổi vật
chất và năng lượng, V.N. Sukasop gọi đó là quá trình sinh địa quần lạc. Qúa trình này
quyết định sự phát sinh, sinh trưởng, phát triển và năng xuất của quần lạc sinh địa.
Như vậy rừng là một tập hợp các quần lạc sinh địa riêng biệt. Trong quần lạc
sinh địa rừng thì quần lạc thực vật cây gỗ chiếm ưu thế. Quần lạc sinh địa rừng có quá
trình sinh địa quần học đặc trưng, trong đó quần lạc thực vật - nhất là tổ thành loài cây
cao - giữ vai trò quyết định trong việc tích lũy và chuyển hóa vật chất, năng lượng.
Trong tổ thành loài cây cao, loài cây lập quần là loài cây có vai trò chủ đạo trong việc
sáng lập nên hoàn cảnh bên trong của quần thể (tiểu hoàn cảnh rừng). Chỉ có quần lạc
sinh địa rừng mới có khả năng tạo nên một nội cảnh riêng biệt khác với môi trường bên
ngoài. Như vậy một nhóm cây trong công viên, hàng cây bên đường phố chưa được gọi
là rừng. Đặc trưng cơ bản của rừng là trong tổ thành thực vật loài cây cao phải chiếm
ưu thế, chúng có một mật độ nhất định, mọc chung với nhau trên một diện tích nhất
định. Giữa các sinh vật rừng với sinh cảnh và giữa các sinh vật rừng với nhau có mối
quan hệ qua lại tác động với nhau.
V.N. Sukasop (1964) đã định nghĩa: “Quần lạc sinh địa rừng nên hiểu là một
khoảnh rừng sinh trưởng trên một khoảnh đất đai nhất định, có sự thuần nhất về tổ
thành, cấu trúc và đặc tính của các thành phần hợp thành, cả về mối quan hệ lẫn nhau,
nghiã là thuần nhất về thảm thực vật, thế giới động vật, vi sinh vật, lớp đá mẹ, điều
kiện thủy văn, khí hậu và đất, về sự tác động lẫn nhau giữa chúng, về kiểu trao đổi vật
chất và năng lượng giữa các thành phần hợp thành và với các điều kiện tự nhiên khác”.
1.1.3. Hệ sinh thái rừng và thành phần của của hệ sinh thái rừng
Hệ sinh thái rừng (Forest ecosystem): là một hệ sinh thái mà thành phần nghiên
cứu chủ yếu là sinh vật rừng (các loài cây gỗ, cây bụi, thảm tươi, hệ động vật và vi sinh
vật rừng) và môi trường vật lý của chúng (khí hậu, đất). Nội dung nghiên cứu hệ sinh
thái rừng bao gồm các cá thể, quần thể, quần xã và hệ sinh thái, về mối quan hệ ảnh
đó, cũng như mối quan hệ lẫn nhau giữa những sinh vật này với hoàn cảnh xung quanh
tại nơi mọc của chúng (E.P. Odum 1978, G. Stephen 1986).
7
chủ yếu. Quần xã sinh vật phải có diện tích đủ lớn. Giữa quần xã sinh vật và môi
trường, các thành phần trong quần xã sinh vật phải có mối quan hệ mật thiết để đảm
bảo khác biệt giữa hoàn cảnh rừng và các hoàn cảnh khác. Ngay từ thuở sơ khai, con
người đã có những khái niệm cơ bản nhất về rừng. Rừng là nơi cung cấp mọi thứ phục
vụ cuộc sống của họ. Lịch sử càng phát triển, những khái niệm về rừng được tích lũy,
hoàn thiện thành những học thuyết về rừng.
học”, đã trình bày tổng hợp những khái niệm về rừng. Ông có công xây dựng học
hoàn thiện của học thuyết này về rừng gắn liền với những thành tựu về sinh thái học.
Rừng chiếm phần lớn bề mặt trái đất và là một bộ phận của cảnh quan địa lý.
các cây gỗ và mối quan hệ của nó với hoàn cảnh sống.
Trong quá trình phát triển của mình chúng có mối quan hệ sinh học và ảnh hưởng lẫn
nhau và với hoàn cảnh bên ngoài.
Nhìn chung có nhiều khái niệm về rừng song hầu hết các khái niệm đều có điểm
thống nhất đó là nó phải bao gồm thành phần cây gỗ đóng vai trò chủ đạo. Mặc dù có
sự tương đồng song giữa hai khái niệm (của Sucaep và Tansley) cũng có sự khác nhau
nhất định. Khái niệm của Tansley tỏ ra rộng hơn, ngược lại, khái niệm theo Sucasep tỏ
ra nghiêm ngặt hơn - đó là những bộ phận của bề mặt đất hoặc nước thuần nhất về các
niệm này, khái niệm của Tansley (1935) tỏ ra đơn giản hơn và dễ nhớ hơn và được sử
dụng rộng rãi.
Theo khoản 1 điều 3 của Luật bảo vệ và phát triển rừng Việt Nam năm 2004:
rừng, đất rừng và các yếu tố môi trường khác, trong đó cây gỗ, tre nứa hoặc hệ thực vật
đặc trưng là thành phần chính có độ che phủ của tán rừng từ 0,1 trở lên. Rừng gồm
8
rừng trồng và rừng tự nhiên trên đất rừng sản xuất, đất rừng phòng hộ, đất rừng đặc
dụng.
Theo điều 3 chương 2 Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT quy định tiêu chí
xác định và phân loại rừng, một đối tượng được xác định là rừng nếu đạt được cả 3 tiêu
chí sau:
1) Là một hệ sinh thái, trong đó thành phần chính là các loài cây lâu năm thân
gỗ, cau dừa có chiều cao vút ngọn từ 5,0 mét trở lên (trừ rừng mới trồng và một số loài
cây rừng ngập mặn ven biển), tre nứa,…có khả năng cung cấp gỗ, lâm sản ngoài gỗ và
các giá trị trực tiếp và gián tiếp khác như bảo tồn đa dạng sinh học, bảo vệ môi trường
và cảnh quan.
Rừng mới trồng các loài cây thân gỗ và rừng mới tái sinh sau khai thác rừng
trồng có chiều cao trung bình trên 1,5 m đối với loài cây sinh trưởng chậm, trên 3,0 m
đối với loài cây sinh trưởng nhanh và mật độ từ 1.000 cây/ha trở lên được coi là rừng.
Các hệ sinh thái nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản có rải rác một số cây lâu năm là cây
thân gỗ, tre nứa, cau dừa,… không được coi là rừng.
2) Độ tàn che của tán cây là thành phần chính của rừng phải từ 0,1 trở lên.
3) Diện tích liền khoảnh tối thiểu từ 0,5 ha trở lên, nếu là dải cây rừng phải có
chiều rộng tối thiểu 20 mét và có từ 3 hàng cây trở lên. Cây rừng trên các diện tích tập
trung dưới 0,5 ha hoặc dải rừng hẹp dưới 20 mét được gọi là cây phân tán.
Thành phần của hệ sinh thái rừng: Thành phần của hệ sinh thái rừng cũng giống
như thành phần của một hệ sinh thái điển hình song đối với rừng, thành phần thực vật
phần cây gỗ: Đây là thành phần chủ yếu của hệ sinh thái rừng. Đối với rừng nhiệt đới
nói chung thành phần cây gỗ được chia thành 3 tầng: tầng vượt tán, tầng ưu thế sinh
thái và tầng dưới tán. Dựa vào thành phần và tỷ lệ giữa các loài mà người ta chia ra
thành rừng thuần loài và rừng hỗn loài. Về nguyên tắc, rừng thuần loài là rừng chỉ có
một loài. Tuy nhiên trên thực tế, rừng có một số loài khác nhưng số lượng các loài
khác này không vượt quá 10% thì vẫn được coi là rừng thuần loài (rừng thuần loài
tương đối). Với rừng hỗn loài, để biểu thị mức độ tham gia của các loài người ta dùng
công thức tổ thành. Thành phần cây gỗ là bộ phận chính và chủ yếu tạo nên độ khép
Lớp cây tái sinh: Đây là thuật ngữ dùng để nói về lớp cây thế hệ non của tầng
cây gỗ, chúng sống và phát triển dưới tán rừng, chúng sẽ là đối tượng thay thế tầng cây
gỗ phía trên khi tầng cây này được khai thác. Tùy vào từng giai đoạn sinh trưởng khác
nhau người ta chia lớp cây tái sinh thành các giai đoạn: cây mầm, cây mạ và cây con
9
(hay cây non). Việc phân chia này có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định các nhân
tố ảnh hưởng và xác định các biện pháp kĩ thuật trong chăm sóc, bảo vệ.
Cây mầm: Là lớp cây nằm trong khoảng một vài tháng tuổi (tùy loài). Đặc trưng
của lớp cây ở giai đoạn này là cây chưa có khả năng quang hợp, vẫn sống nhờ vào chất
dinh dưỡng có sẵn trong phôi hạt. Trong giai đoạn này cây chịu ảnh hưởng mạnh của
các yếu tố môi trường đặc biệt là nhân tố ánh sáng và độ ẩm. Theo W.Richard (1956),
đây là giai đoạn nguy hiểm nhất của cây tái sinh, cây tái sinh có thể chết hàng loạt do
môi trường thiếu nước hoặc nhiệt độ quá cao do ánh sáng trực xạ. Cũng theo W.
Richard, một nguyên nhân khác nguy hiểm đối với cây mầm là các loài động vật rừng.
Cây mạ: Là những thế hệ cây gỗ thường có tuổi từ một vài tháng đến 1 -2 năm,
chiều cao thường không quá 50cm. Đặc điểm cuả cây mạ là đã có khả năng tự đồng
hóa. Mặc dù đã lớn hơn lớp cây mầm song cây mạ vẫn rất yếu ớt và chịu ảnh hưởng
nhiều của các nhân tố môi trường trong đó có sự cạnh tranh của cỏ dại.
Cây con (cây non): Là những thế hệ cây lớn hơn 2 năm tuổi, thường có chiều
cao trên 50cm. Cùng với sự sinh trưởng, nhu cầu ánh sáng của nó cũng tăng dần. Khi
cây con có chiều cao trên 1m, khoẻ mạnh thì được coi là những cây con có triển vọng.
Đây chính là đối tượng sẽ thay thế tầng cây gỗ trong tương lai.
Thành phần cây bụi: Là những cây thân gỗ, song chiều cao không quá 5m, phân
cành sớm. Cây bụi là một thành phần quan trọng trong hệ sinh thái rừng. Trong kinh
doanh rừng hiện đại, lớp cây bụi mang lại rất nhiều lợi ích - đó là những lợi ích phi gỗ.
Thành phần thảm tươi: Bao gồm những loài thực vật thân thảo (không có cấu
tạo gỗ), chúng thường sống dưới tán rừng. Cũng như cây bụi, nhiều loài cây thảo đem
lại lợi ích kinh tế khá cao. Đứng trên quan điểm sinh thái, lớp cây bụi và lớp thảm tươi
có ý nghĩa quan trọng, chúng góp phần bảo vệ đất, chống xói mòn, giữ độ ẩm cho đất,
tham gia vào quá trình hình thành, cải tạo đất. Tuy nhiên, chúng cũng có thể là tác
nhân cản trở tái sinh gây những khó khăn trong công tác trồng rừng, phục hồi rừng.
Thực vật ngoại tầng: Bao gồm các loài dây leo, thực vật phụ sinh… chúng mọc
không tuân theo một trật tự nào về không gian, chúng không phân bố ở những tầng cụ
thể nào. Một số loài thực vật ngoại tầng có thể có giá trị kinh tế, làm dược liệu.
Quần xã động vật rừng: bao gồm các loại thú, chim, côn trùng, nhuyễn thể.
Chúng đóng vai trò là những sinh vật tiêu thụ trong thành phần của hệ sinh thái rừng.
Sự đa dạng về thành phần loài động vật rừng phụ thuộc vào cấu trúc rừng, chúng có
ảnh hưởng đến đời sống của rừng và các quá trình trao đổi vật chất và năng lượng
trong hệ sinh thái rừng.
Quần xã vi sinh vật rừng: Vi khuẩn, nấm,… sống trong các điều kiện khác nhau
như hảo khí, yếm khí, cộng sinh, ký sinh,… yêu cầu về nước, nhiệt độ không khí, độ
10
pH của chúng cũng khác nhau. Trong hệ sinh thái rừng, quần xã vi sinh vật rừng có vai
trò quan trọng sau quần xã thực vật rừng. Đại đa số vi sinh vật rừng sống trong đất
rừng và giữ vai trò chủ yếu trong quá trình phân giải chất hữu cơ.
Đất rừng: Đất là thành phần quan trọng của hệ sinh thái rừng, là kho dự trữ
nguyên liệu cần thiết cho các sinh vật trong hệ sinh thái. Trong đất có nước, các chất
khoáng và chất hữu cơ, các chất khí, năng lượng tham gia vào các quá trình tác động
tương hỗ khác nhau trong hệ sinh thái, với thảm thực vật, động vật, vi sinh vật, khí
quyển. Đất đóng vai trò quan trọng như một tác nhân tiếp nhận và tích luỹ các tài
nguyên từ các thành phần khác của hệ sinh thái.
Khí hậu rừng: các chất khí, ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm không khí, sự chuyển
động của không khí, mưa. Các nhân tố này trực tiếp hay gián tiếp đều tham gia vào tất
cả các quá trình chu chuyển vật chất và năng lượng xảy ra trong hệ sinh thái rừng.
Trong thành phần nói trên của hệ sinh thái rừng, khí quyển, đất, nước, ánh sáng là
những nguyên liệu sơ cấp, còn sinh vật là những tác nhân vận chuyển và là những bộ
máy trao đổi chất và năng lượng xảy ra trong hệ sinh thái rừng. Chúng được đặc trưng
bằng mối quan hệ có lợi hoặc có hại, mối quan hệ dinh dưỡng giữa sinh vật tự dưỡng
và dị dưỡng.
1.2. Hệ sinh thái rừng nhiệt đới
*. Ý nghĩa của hệ sinh thái rừng nhiệt đới
- Rừng mưa nhiệt đới chiếm: > 50% diện tích rừng trên toàn thế giới
1/10 diện tích đất đai trên thế giới
- Nhiều gỗ quý, đặc sản có giá trị kinh tế cao, phân bố chủ yếu ở các nước đang
phát triển.
- Ý nghĩa: Kinh tế; Nghiên cứu khoa học; Bảo vệ nguồn gen động thực vật
+ Bảo vệ môi trường
* Đặc thù của hệ sinh thái rừng nhiệt đới
- Theo A.F. Simple (1903):
+ Đặc điểm cơ bản nhất: nhiều loài cây gỗ quý, ưa ẩm thường xanh hợp thành.
+ Quần lạc kín tán, tổ thành phức tạp với loài cây gỗ chiếm ưu thế, khác tuổi, nhiều tầng,
dầyrậm.
- Phong phú về dây leo, thực vật phụ sinh
- Bạnh vè, ra hoa kết quả trên thân (chỉ có ở vùng nhiệt đới)
- Phân bố: vùng khí hậu, đất đai thuận lợi. Nhiệt độ cao, lượng mưa nhiều,
phong hóa đất đai mạnh, có tầng đất sâu. Chu trình trao đổi năng lượng, vật chất diễn
ra trong hệ sinh thái với cường độ mạnh:
+ Khu hệ thực vật phong phú, là trung tâm tiến hóa của giới thực vật.
11
+ Nguồn gen giàu có: là một kho bảo tồn thực vật tự nhiên sinh động.
Rừng nhiệt đới ở Việt Nam:
Rừng nước ta mang đặc trưng cơ bản của rừng mưa nhiệt đới, tính đa dạng về
loài cây và động vật là một trong những nhân tố quyết định tính đa dạng về hệ sinh thái
rừng tự nhiên của Việt Nam, đa dạng loài trong hệ sinh thái trên cạn. Khu hệ thực vật:
Tổng kết các công bố về hệ thực vật Việt Nam, đã ghi nhận có 15.986 loài thực vật ở
Việt Nam. Trong đó, có 4.528 loài thực vật bậc thấp và 11.458 loài thực vật bậc cao.
Trong số đó có 10 % số loài thực vật là đặc hữu.
Khu hệ động vật: cho đến nay đã thống kê được 307 loài giun tròn, 161 loài
giun sán ký sinh ở gia súc, 200 loài giun đất, 145 loài ve giáp, 113 loài bọ nhảy, 7.750
loài côn trùng, 260 loài bò sát, 120 loài ếch nhái, 840 loài chim, 310 loài và phân loài
thú. Trong hệ thống các khu bảo vệ vùng Đông Dương - Mã Lai của IUCN, Việt Nam
được xem là nơi giàu về thành phần loài và có mức độ đặc hữu cao so với các nước
trong vùng phụ Đông Dương.
Động vật ở Việt Nam có nhiều dạng đặc hữu: hơn 100 loài và phân loài chim,
78 loài và phân loài thú đặc hữu. Riêng trong số 25 loài thú Linh trưởng đã được ghi
nhận ở Việt Nam có tới 16 loài, trong đó có 4 loài và phân loài đặc hữu của Việt Nam,
3 phân loài chỉ phân bố ở Việt Nam và Lào, 2 phân loài chỉ có ở vùng rừng hai nước
Việt Nam - Cămpuchia.
Ngoài những động thực vật đặc hữu, Việt nam là nơi hội tụ của 3 luồng thực
vật di cư: Từ khu hệ Indonesia, Malaisia; Himalaya - Vân Nam - Qúy Châu; Ấn Độ -
Miến Điện.
Hệ sinh thái rừng có nhiều loại gỗ quý, đặc sản: Đinh, Lim, Sến, Táu, Gụ, Trầm
hương, Cánh kiến đỏ,…nhiều loại dược liệu có giá trị. Nước ta đất đồi núi chiếm 3/4
diện tích đất đai toàn quốc, tạo nên hệ sinh thái rừng có tác dụng phòng hộ, quốc
phòng. Nước ta trải dài 15 vĩ độ vùng nhiệt đới Bắc bán cầu, chịu ảnh hưởng của Đại
dương, địa hình phân cắt. Điều kiện như vậy làm cho hệ sinh thái rừng Việt Nam đa
dạng (Rừng thông ôn đới; Rừng thông á nhiệt đới; Rừng hỗn giao lá kim; Rừng hỗn
giao lá rộng; Rừng mưa nhiệt đới; Rừng xích đạo;......)
* Những hạn chế của rừng mưa nhiệt đới
Rừng hỗn loài khác tuổi dẫn đến khó khăn cho kinh doanh rừng và đáp ứng nhu
cầu cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp. Sản lượng kinh tế thấp. Trong hệ sinh thái
rừng, hoàn cảnh và sinh vật rừng luôn có mối quan hệ qua lại chặt chẽ với nhau, một
thành phần trong hệ sinh thái thay đổi, kéo theo sự thay đổi các thành phần khác. Do
vậy kinh doanh rừng cần quan tâm đến những mối quan hệ này để điều chỉnh theo
hướng tích cực nhằm đạt được hiệu quả cao nhất.
12
1.3. Cấu trúc rừng
1.3.1. Khái niệm
- 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 hòa và đạt tới sự ổn định tương đối trong một giai đoạn phát triển nhất định của tự
nhiên.
- Cấu trúc của 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 trường sinh thái và giữa các sinh vật rừng
với nhau.
- Những trật tự trong cấu trúc của rừng có tính quy luật, không ngừng thay đổi
và gắn bó chặt chẽ với động thái rừng và cả hệ sinh thái nói chung.
- Quy luật về cấu trúc rừng là cơ sở rất 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 và đảm bảo yêu cầu phát triển bền vững và bảo đảm ổn định sinh thái.
1.3.2. Các đặc trƣng trong cấu trúc rừng
1.3.2.1. Cấu trúc tổ thành
- Cấu trúc tổ thành đề cập tới sự tổ hợp và mức độ tham gia của các thành phần
thực vật trong quần xã. Đối tượng nghiên cứu chính là loài cây.
- Trong điều tra rừng, tổ thành được đánh bằng số thập phân. Ví dụ, nếu phiếu
điều tra ghi 7 Sau Sau, 3 Giẻ, có nghĩa là Sau Sau chiếm khoảng 70%, Gỉe chiếm
khoảng 30%, các loài khác không quá 5%. Trong một lâm phần, nếu một loài cây đạt
tỷ lệ trên 96%, công thức tổ thành có thể ghi cho loài đó là 10, và có thể coi đó là rừng
thuần loài, mặc dù còn có thể có nhiều loài cây khác chiếm tỷ lệ nhỏ bé. Việc tính toán
tỷ lệ nói trên trong điều tra rừng chủ yếu căn cứ vào thể tích gỗ hay tiết diện ngang,
nhưng trong điều tra nghiên cứu quần xã thực vật, điều tra lâm sinh, vẫn có thể căn cứ
vào số cây hay số cá thể có mặt.
- Rừng thuần loài thường gặp ở nước ta chủ yếu là rừng trồng. Trong tự nhiên
chỉ gặp rừng thuần loại nơi môi trường cực kỳ khắc nghiệt như trên đất phèn hoặc đất
lầy mặn.
- Rừng hỗn loài tự nhiên là sản phẩm chọn lọc của môi trường, đấu tranh thích
ứng lẫn nhau của các loài cây. Những khu rừng như vậy thường đạt tới sự cân bằng và
hài hòa cao độ về mặt sinh thái và do đó cũng duy trì tốt tính đa dạng sinh học.
- Sự đa dạng về thành phần loài cây tạo ra sự đa dạng về thích nghi sinh thái.
Rừng hỗn loài tự nhiên nhiệt đới tận dụng tới mức tối đa ánh sáng, nước và dinh dưỡng
khoáng. ở đây mọi tiềm năng lập địa được động viên tới mức tối đa và nhịp độ sản xuất
sinh khối thường đạt tới giới hạn cao nhất.
13
- Theo Julian Erans (1982), năng xuất sinh khối sơ cấp ở rừng tự nhiên nhiệt đới
có thể đạt mức rất cao, nhưng tỷ lệ tích lũy (dạng gỗ) đạt tỷ lệ tương đối thấp. ở trạng
thái cân bằng sinh thái, phần lớn sinh khối được tiêu thụ bởi hô hấp và bởi mọi sinh vật
tiêu thụ như động vật, nấm và vi khuẩn.
1.3.2.2. Cấu trúc tầng
Là sự sắp xếp không gian phân bố của các thành phần sinh vật rừng cả trên mặt
bằng và theo chiều đứng, cả trên mặt đất và dưới lòng đất. Cấu trúc tầng thứ của rừng
mưa nhiệt đới nguyên sinh được phân chia như sau: Tầng cây vượt tán (A1): hình
thành do những loài cây gỗ cao 40-50m, thường xanh hay rụng lá về mùa khô rét. Tầng
này không liên tục, thường đứt quãng do cây mọc rải rác phân tán, cành nhánh và tán lá
xòe rộng thành hình ô, hình tán.
Tầng ưu thế sinh thái (A2): hình thành do những cây gỗ cao 20-30m trở lên, tán
lá tròn và hẹp. Ở đầu ngọn cây, cành lá giao nhau thành một vòm liên tục. Tổ thành
loài cây thuộc nhiều họ khác nhau, đa số là loài cây thường xanh.
Tầng dưới tán (A3): hình thành do những cây gỗ mọc rải rác dưới tán rừng cao
8-15m trở lên. Tán lá hình nón, hình tháp ngược. Ngoài ra còn có những cây con, cây
nhỡ của hai tầng trên chịu được bóng râm và chờ cơ hội để vượt lên các tầng trên.
Tầng cây bụi (B): hình thành do những cây cao từ 2 - 8m. Tầng cây bụi phong
phú là đặc điểm nổi bật của rừng mưa nhiệt đới. Tham gia tầng này còn có những cây
con, cây nhỡ của những loài cây gỗ lớn ở tầng A1, A2, A3.
Tầng thảm tươi (C): tầng này bao gồm những thực vật cao không quá 2m, tham
gia tầng này còn có những cây tái sinh của những loài cây gỗ lớn ở tầng A1, A2, A3.
Trong xử lý lâm sinh cần chú ý giải quyết quan hệ cạnh tranh ánh sáng và dinh dưỡng
giữa cây tái sinh của các loài cây gỗ lớn và thực vật thảm tươi.
- Dạng sống: là một đơn vị phân loại sinh thái, bao gồm nhiều loài thực vật có
thể khác nhau rất xa trong hệ thống phân loại tự nhiên nhưng cùng giống nhau về biện
pháp và con đường thích nghi với cùng một hoàn cảnh sinh thái. Mỗi dạng sống có một
kiểu trao đổi vật chất và năng lượng khác nhau và trở thành một đơn vị cấu trúc sinh
thái quan trọng của quần thể. Ví dụ: các loài cây gỗ lớn, cây leo, cây thắt nghẹt, phụ
sinh, kí sinh, bán kí sinh, hoại sinh.
- Tầng phiến: Gam (1918) đưa ra khái niệm tầng phiến để chỉ tập hợp các cá thể
sống chung trong một quần thể và cùng có chung một dạng sống. P. W. Risa (1952)
làm rõ thêm khái niệm tầng phiến trong rừng mưa nhiệt đới: “tầng phiến là một nhóm
thực vật có dạng sống giống nhau, nằm cùng một vị trí và giữ vai trò như nhau trong
quần thể mà chúng hợp thành một bộ phận”. Theo Risa, rừng mưa nhiệt đới được phân
14
thành các loại tầng phiến sau: thực vật tự dưỡng, thực vật phải phụ thuộc về mặt cơ
giới (dây leo, thắt nghẹt), thực vật phụ sinh, thực vật dị dưỡng (không có diệp lục).
- Vi quần xã: là đơn vị chia nhỏ hơn dưới cấp quần xã. Vi quần xã có đặc điểm
môi trường sinh thái riêng, do đó cũng có những đặc điểm riêng về hệ thực vật và động
vật.
- Trong quá trình phát triển của tự nhiên, mỗi tầng phiến chỉ phát sinh và tồn tại
trong những không gian và thời gian xác định. Nghiên cứu cấu trúc không gian quần xã
phải gắn liền với nghiên cứu cấu trúc thời gian, nghiên cứu cấu trúc tầng phải gắn liền
với nghiên cứu cấu trúc tuổi.
- Cấu trúc tầng tạo ra tiền đề cho nhiều loài cây khác nhau về sinh thái có thể
chung sống hài hòa trong một hệ sinh thái, cũng do đó cho phép hệ sinh thái đạt được
năng xuất tổng hợp sinh khối cao và phát triển bền vững.
- Nghiên cứu cấu trúc tầng có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với xây dựng rừng.
Phỏng theo quy luật cấu trúc tầng, đề xuất các giải pháp khai thác, trồng rừng hỗn giao,
súc tiến tái sinh hợp lý nhằm mang lại năng xuất tổng hợp sinh khối cao và phát triển
bền vững của rừng.
1.3.2.3. Cấu trúc tuổi
Cấu trúc tuổi đề cập trạng thái tuổi cá thể, các loài cây, các tầng phiến hoặc vi
quần xã trong hệ sinh thái rừng, và thường diễn đạt bằng trạng thái phân bố số cây theo
tuổi hoặc cấp tuổi. Trong lâm nghiệp, do khó nắm được tuổi tuyệt đối của mỗi cá thể
cây rừng, cấu trúc tuổi thường được diễn đạt bằng đường cong phân bố cây (mỗi loài,
nhóm loài, hoặc cả quần xã) theo cấp đường kính thân cây.
- Do cây rừng có đời sống lâu dài nên người ta thường dùng cấp tuổi để biểu thị
trạng thái tuổi của rừng. Số năm quy định cấp tuổi tùy theo loài cây. Đối với loài cây
sinh trưởng nhanh đời sống ngắn, mỗi cấp tuổi có thể là 5 năm, đối với loài cây mọc
chậm, có đời sống dài, mỗi cấp tuổi có thể từ 10 - 20 năm. Đối với loài cây tuổi thọ
ngắn, tuổi khai thác thấp như tre nứa, có thể dùng trực tiếp số năm để biểu thị tuổi
rừng. Từ khái niệm về cấp tuổi, người ta phân biệt rừng đều tuổi tuyệt đối, rừng đều
tuổi tương đối và rừng khác tuổi.
Rừng đều tuổi tuyệt đối là rừng mà tất cả các cá thể cây rừng đều cùng một tuổi.
Rừng đều tuổi tương đối là rừng mà tuổi của tất cả các cá thể cây rừng chênh
lệch nhau trong phạm vi một cấp tuổi.
Rừng khác tuổi là rừng mà các cá thể cây rừng phân bố ở nhiều cấp tuổi khác
nhau.
- Rừng mưa nhiệt đới, do hiện tượng tái sinh liên tục nên có đặc trưng chủ yếu
là rừng khác tuổi. Chỉ có một số trường hợp ngoại lệ như rừng phục hồi sau nương rẫy,
15
tổ thành bởi những loài cây ưa sáng như bồ đề, sau sau… có thể được coi là rừng đều
tuổi tương đối. Tuy nhiên, tính đều tuổi tương đối của cây rừng phục hồi sau nương rẫy
cũng chỉ mang tính chất giai đoạn. Sau khi rừng khép tán, độ phì đất đai được cải thiện,
tái sinh các loài cây chịu bóng xuất hiện sẽ chuyển hóa thành rừng khác tuổi.
- Trên những lập địa tốt hơn hoặc tại những giai đoạn phát triển cao hơn của quá
trình diễn thế, khi nhiều loài cây với đặc điểm sinh thái đa dạng có thể chung sống, đặc
biệt là với sự có mặt của các loài cây trung sinh chịu bóng lớn, có thể tái sinh dưới tán
rừng, quần xã thường là không đều tuổi. Đặc điểm nổi bật của trường hợp này là cấp
tuổi càng thấp thì có số lượng cá thể càng cao và đường cong phân bố số cây theo cấp
tuổi hoặc theo đường kính có dạng Hyperbol, N giảm dần từ đường kính nhỏ đến
đường kính lớn.
1.3.2.4. Cấu trúc mật độ
Mật độ rừng thường được thể hiện bằng số cây trên đơn vị diện tích. Mật dộ
rừng là một chỉ số quan trọng ảnh hưởng đến sự hình thành môi trường hệ sinh thái
rừng (gắn liền với độ tàn che) và đến mức độ tận dụng tiềm năng sản xuất của lập địa
(gắn liền với độ đầy).
- Mỗi lập địa cụ thể đều có một giới hạn bão hoà đối với một loài cây ở mỗi lứa
tuổi nhất định. Vượt quá giới hạn đó, việc tăng mật độ vừa không nâng thêm được hiệu
quả sản xuất sinh khối mà còn dẫn tới hiện tượng tỉa thưa tự nhiên. Tán lá càng rộng và
đôi khi cả nhu cầu về nước của mỗi cá thể càng cao thì giới hạn bão hòa mật độ càng
thấp.
- Đặc điểm trên dẫn đến một số quy luật đáng chú ý sau:
Nếu mật độ ban đầu càng cao thì mật độ rừng sẽ giảm dần theo tuổi. Dù mật độ
ban đầu khác nhau nhưng đến giai đoạn trưởng thành, rừng có loài cây, lập địa và tuổi
giống nhau cùng đều có mật độ giống nhau.
Lập địa càng tốt, từng cá thể càng sinh trưởng mạnh mẽ thì nhịp độ đào thải tự
nhiên càng mạnh, mật độ ở từng giai đoạn tuổi và mật độ cuối cùng càng thấp.
Loài cây tán càng rộng (giẻ, kháo, lim, lát) thì giới hạn bão hòa mật độ càng
thấp. Ngược lại, các loài như táu, mỡ, samu.. có tán hẹp, thân thẳng, giới hạn bão hòa
mật độ cao. Với các loài này có thể tạo rừng cao sản với mật độ tương đối cao.
- Trong trồng rừng, nếu trồng thưa thì tận dụng đất kém, tổng sản lượng thấp,
phẩm chất thân cây kém và mất nhiều công chăm sóc.
- Nếu trồng quá dầy sẽ tốn hạt giống, cây con và nhiều đầu tư chăm sóc khác mà
vẫn có thể không thu được tổng sản lượng và tổng thu nhập (bao gồm sản lượng và thu
nhập cuối cùng với sản lượng và thu nhập đem lại do tỉa thưa).
16
- Do vậy, tính toán kỹ để xác định hợp lý mật độ trồng ban đầu và mật độ duy trì
ở từng lứa tuổi là rất quan trọng.
1.4. Mối quan hệ giữa rừng và các nhân tố sinh thái
Hoàn cảnh:
Hoàn cảnh là một khái niệm chỉ tổng hợp các nhân tố tồn tại trong không gian
sống của sinh vật.
Rừng và hoàn cảnh luôn luôn tác động qua lại chặt chẽ với nhau, luôn luôn vận
động và biến đổi. Nhiều nhà khoa học đã coi hoàn cảnh của rừng như là một nhân tố
quan trọng nhất đối với sự sinh trưởng, phát triển của rừng. Hoàn cảnh là nhân tố cơ
bản, nhân tố có trước, nhờ đó mới có chất hữu cơ.
* Hoàn cảnh sinh thái
Trong hoàn cảnh những nhân tố có ảnh hưởng đến đời sống thực vật (sinh vật)
và đến tính chất của mối quan hệ lẫn nhau được gọi là nhân tố sinh thái. Tổng hợp các
các nhân tố sinh thái gọi là hoàn cảnh sinh thái.
Trong tự nhiên, tất cả các nhân tố sinh thái luôn luôn có tác động tổng hợp đến
đời sống sinh vật. Xong mức độ tác động của các nhân tố này đến cá thể, quần thể,
quần xã sinh vật là không như nhau. Cho nên khi nghiên cứu hoặc phân tích người ta
thường tách riêng từng nhân tố, và tập trung vào các nhân tố chủ yếu.
Khả năng thích nghi của mỗi loài sinh vật với hoàn cảnh sinh thái là khác nhau:
một số loài có khả năng thích nghi hẹp; chúng chỉ sống được trong một phạm vi biến
đổi nhất định của các nhân tố sinh thái; có loài có khả năng thích nghi rộng. Căn cứ
vào khả năng chống chịu của sinh vật người ta chia ra các vùng sinh thái khác nhau:
Vùng sống : là những vùng có điều kiện phù hợp với giới hạn hoạt động
sống bình thường của sinh vật. Trong vùng sống người ta còn chia ra thành vùng sống
thích hợp và vùng sống tối ưu. Tại vùng sống tối ưu sinh vật thường có tốc độ sinh
trưởng, phát triển tốt nhất, sự sống được kéo dài và khả năng ra hoa kết quả sẽ cao
nhất.
Vùng ức chế (hạn chế): là những vùng thuộc giới hạn dưới hoặc giới hạn
trên của những hoạt động sống của sinh vật.
Vùng chết : là những vùng vượt quá giới hạn vùng sống.
1.4.1. Mối quan hệ giữa rừng và ánh sáng
1.4.1.1. Bức xạ mặt trời là nguồn năng lượng sống của thực vật
Phạm vi bức xạ mặt trời xuống đến trái đất gồm các tia sáng điện từ với độ dài
bước sáng từ 200-10.000 m, gần 99% bức xạ mặt trời tập trung ở phạm vi các sóng có
độ dài từ 200-4000 m.
17
Mặt trời là nguồn năng lượng cơ bản của sự sống trên trái đất. Hàng năm số
năng lượng mà trái đất thu nhận từ mặt trời khoảng 3-1020Kcal. ánh sáng mặt trời đi
xuống mặt đất sẽ đảm bảo cho sự quang hợp của thực vật, nó cung cấp nhiệt lượng để
đốt nóng không khí và đất.
Các tia sáng của mặt trời có ảnh hưởng tích cực nhất đến quá trình quang hợp
cây xanh gọi là bức xạ quang hợp. Nhà sinh lý thực vật nổi tiếng Nga L.A.I-va-nốp đã
gọi tia bức xạ quang hợp là “bức xạ sinh lý”.
Hiện nay, phạm vi ảnh hưởng của ánh sáng đến thực vật từ 300-1000 m. ở
vùng bức xạ quang hợp, chất diệp lục hấp thu nhiều nhất các tia hồng (660-670 m) và
tia chàm (430-440 m).
Những tia có bước sóng dài hơn (đến 4000 m) có tác dụng nhiệt đến thực vật,
nó làm tăng tốc độ vận chuyển không khí, ảnh hưởng đến chế độ nhiệt ở lá cây.
1.4.1.2. Ý nghĩa của ánh sáng đối với đời sống của cây rừng
Ánh sáng mặt trời là một trong những nhân tố ngoại cảnh quan trọng nhất đối
với đời sống cây rừng. ý nghĩa của nó đặc biệt lớn lao và được thể hiện ở những mặt
sau:
Sự sống của thực vật phụ thuộc vào quang hợp, quang hợp của cây xanh lại phụ
thuộc vào ánh sáng mặt trời bởi vì cường độ sinh trưởng của cây có liên quan chặt chẽ
với cường độ quang hợp. Đối với cây rừng mọc ở điều kiện thuận lợi, quá trình quang
hợp chỉ sử dụng từ 1 - 2% lượng ánh sáng hoàn toàn.
Ánh sáng ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây rừng, ở rừng có mật độ dầy, quang
hợp thực của cây rừng (ưu thế quang hợp trên hô hấp) sẽ chỉ xảy ra khi các lá cây có
đầy đủ các tia sáng mặt trời. Grasopxki (1929) đã chứng minh cho thấy các cây tầng
dưới chỉ có thể mọc được khi cây ở tầng trên bắt đầu rụng lá.
Nếu lượng bức xạ ánh sáng đi xuống quá nhiều thì hô hấp tăng cao, nước cung
cấp không đảm bảo, khí khổng có khả năng phải đóng lại có thể sẽ dẫn tới quá trình
quang hợp giảm xuống hoặc ngừng hẳn. Khi ánh sáng thiếu thì các cây gỗ ở trong rừng
sẽ phát triển mạnh về chiều cao. Khi ánh sáng thừa sẽ kích thích sự sinh trưởng của
cành nhánh.
Đối với mỗi loài cây khác nhau, tồn tại ở chế độ ánh sáng thích hợp khác nhau.
Nhìn chung các loài chịu bóng và ưa sáng yêu cầu chế độ ánh sáng phù hợp trong
khoảng từ 500 - 1800 lux (0,5 - 1,5% ánh sáng hoàn toàn).
Ánh sáng ảnh hƣởng đến hình thái cây rừng
Các cây rừng mọc ở trong bóng râm và mọc ở nơi có ánh sáng hoàn toàn có sự
khác biệt nhau rất rõ về cấu trúc và hình thái bên ngoài. Sự biến đổi hình thái này có ý
18
nghĩa lớn trong việc xác định khả năng thích ứng của thực vật đối với các điều kiện che
bóng và phản ứng của nó đối với các chế độ chiếu sáng.
ánh sáng làm biến đổi cấu tạo giải phẫu cây rừng khi mọc ở các điều kiện ánh
sáng khác nhau, làm thay đổi kích thước các nhân tố giải phẫu ở thân và lá. Ví dụ lá
cây ở ngoài ánh sáng dày hơn, tỷ lệ mô dậu, mô khuyết lớn hơn; lá ở trong bóng râm
mỏng hơn, tỷ lệ mô dậu, mô khuyết giảm đi từ 1,5 - 2,5 lần; ở trong tối có thể hoàn
toàn không có mô dậu v..v. Sự biến đổi trên sẽ làm suy yếu các chức năng sinh lý của
cây hoặc làm rối loạn sự trao đổi chất trong tế bào. ánh sáng còn ảnh hưởng đến độ dày
vỏ cây, đến sinh trưởng của hệ rễ và kích thích hoạt động chồi bất định của cây rừng.
Ánh sáng ảnh hƣởng tới sự phát triển cành, nhánh, tán cây rừng.
Điều này được thể hiện ở tán của cây ở ngoài rừng có số lượng cành nhánh
nhiều hơn cây mọc ở trong rừng. Qúa trình tỉa thưa của rừng xảy ra do thiếu ánh sáng.
Ánh sáng ảnh hƣởng tới quá trình ra hoa, kết quả, sản lƣợng và chất
lƣợng quả, ảnh hƣởng đến quá trình nảy mầm hạt giống của cây rừng.
Trong thực tế những cây mọc lẻ hoặc mọc ở bìa rừng sẽ ra hoa kết quả sớm hơn,
số lượng và chất lượng quả cao hơn. Ngay ở trên cùng một cây, phần ngọn phía trên
tán thường thường cho hoa quả nhiều và tốt hơn (quả to, nặng và chín đều). Do ánh
sáng kìm hãm sự nảy mầm của hạt, nên có nơi người ta đã cất trữ hạt bằng cách dùng
ánh sáng mạnh để làm giảm khả năng nảy mầm của hạt trong một giới hạn thời gian
nhất định.
Ánh sáng ảnh hƣởng tới tầng cây bụi, thảm tƣơi dƣới tán rừng.
Ảnh hƣởng của ánh sáng tới hoạt động của vi sinh vật đất. ánh sáng kích
thích cự hoạt động của vi sinh vật đất đặc biệt vào thời kỳ lạnh.
Ảnh hƣởng của ánh sáng đến các giai đoạn tái sinh của rừng.
Ngoài ra ánh sáng còn ảnh hưởng tới các nhân tố sinh thái khác như nhiệt độ,
ẩm độ, không khí, gió… Từ đó sẽ ảnh hưởng gián tiếp đến đời sống cây rừng.
1.4.1.3. Sự thích nghi của thực vật đối với các chế độ chiếu sáng
Yêu cầu ánh sáng của các loài cây gỗ không giống nhau, một số loài cây ưa
sáng sống yếu ớt hoặc chết ở điều kiện bóng râm. Một số loài cây khác thì sống trong
bóng râm, có khả năng sinh trưởng và phát triển bình thường ở điều kiện che bóng,
biểu hiện của nó là giảm cường độ quang hợp và kết quả là giảm mức độ hình thành
sinh khối. Các cây chịu bóng có khả năng giữ được cường độ trong bóng râm. Sự hình
thành các chất hữu cơ trong quá trình quang hợp lớn hơn sự tiêu phí trong quá trình hô
hấp.
Trong thực tế sản xuất lâm nghiệp, người ta thường căn cứ vào những đặc trưng
hình thái để xác định loài cây ưa sáng hay chịu bóng. Các đặc trưng đó gồm:
19
Tải về để xem bản đầy đủ
172 trang
17760
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Lâm sinh tổng hợp", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_lam_sinh_tong_hop.pdf
