Luận án sinh thái tái sinh tự nhiên Dầu con rái Dipterocarpus alatus dưới tán rừng kín thường xanh ẩm nhiệt đới tại Tân Phú, Đồng Nai

1 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Rừng đóng vai trò quan trọng đối với việc cung cấp gỗ, củi và những lâm sản ngoài gỗ. Rừng hình thành và cải thiện khí hậu, hình thành và bảo vệ đất, hình thành và nuôi dƣỡng nguồn nƣớc. Ngoài ra, hệ sinh thái rừng còn là kho dự trữ các sinh vật, carbon và sản lƣợng sơ cấp thuần (Kimmins, 1998; Thái Văn Trừng, 1999; IPCC, 2004). Hiện nay rừng nƣớc ta đã bị suy giảm đáng kể cả về số lƣợng và chất lƣợng.

Nguyên nhân cơ bản là do khai thác rừng quá mức, làm nƣơng rẫy và chuyển rừng sang những mục đích sử dụng khác. Khoa học đã chỉ ra rằng, sự suy giảm diện tích rừng sẽ dẫn đến sự suy giảm khả năng cung cấp lâm sản (gỗ, củi, cây thuốc, hệ thực vật và động vật…) và những dịch vụ khai thác từ rừng (du lịch, vui chơi giải trí, lƣu trữ carbon…). Rừng bị thoái biến cũng dẫn đến sự suy thoái đất, sự thay đổi dòng chảy và nâng cao đáy sông, hồ. Những ảnh hƣởng xấu do mất rừng có thể đƣợc hạn chế thông qua bảo vệ và phát triển rừng.

Rừng kín thƣờng xanh ẩm nhiệt đới (Rkx) ở miền Đông Nam Bộ đƣợc hình thành ở những nơi có nền nhiệt cao (9.0000C/năm) và lƣợng mƣa lớn (1. Kiểu rừng này đƣợc hình thành từ nhiều loài cây gỗ khác nhau; trong đó kiểu phụ miền thực vật thân thuộc với khu hệ thực vật Malaysia – Indonesia: Ƣu hợp ƣu thế cây họ Sao Dầu (Dipterocarpaceae) là kiểu rừng chiếm ƣu thế (Thái Văn Trừng, 1999). Trƣớc đây kiểu Rkx ở miền Đông Nam Bộ đã đƣợc nhiều tác giả nghiên cứu về đặc tính sinh thái tái sinh và kỹ thuật trồng rừng đối với một số loài cây gỗ thuộc họ Sao Dầu (Thái Văn Trừng, 1985; Nguyễn Văn Sở, 1985; Lê Văn Mính, 1986; Nguyễn Minh Đƣờng, 1985; Vũ Xuân Đề, 1989; Nguyễn Văn Thêm, 1992). Sau này cũng có một số nghiên cứu về kết cấu loài cây gỗ, cấu trúc quần thụ và đa dạng loài cây gỗ (Phùng Ngọc Lan, 1984; Nguyễn Văn Thêm và Vũ Mạnh, 2017).

Kết quả của những nghiên cứu này đã cung cấp những 2 thông tin để phân tích đặc tính sinh thái của rừng Sao Dầu ở miền Đông Nam Bộ. Tuy vậy, hiện nay vẫn còn thiếu những nghiên cứu về sinh thái tái sinh và kỹ thuật trồng rừng đối với những loài cây gỗ lớn của họ Sao Dầu (Dipterocarpaceae) và họ Đậu (Fabaceae). Thế nhƣng, do Rkx tự nhiên bị thoái biến và chuyển đất rừng thành đất nông nghiệp, nên hiện nay khu vực phân bố của quần thể Dầu con rái ở miền Đông Nam Bộ đã bị thu hẹp đáng kể. Trƣớc đây một số tác giả (Nguyễn Văn Sở, 1985; Nguyễn Minh Đƣờng, 1985; Lê Văn Mính, 1985, 1986; Vũ Xuân Đề, 1989) đã nghiên cứu về đặc tính sinh thái và kỹ thuật trồng rừng Dầu con rái trên những điều kiện lập địa khác nhau ở miền Đông Nam Bộ.

Nhƣng do thiếu những kiến thức về đặc tính sinh thái tái sinh và kỹ thuật trồng, nên rừng Sao Dầu vẫn chƣa đạt đƣợc mục tiêu mong muốn. Khi nghiên cứu về rừng, lâm học tập trung làm rõ những điều kiện môi trƣờng hình thành rừng, kết cấu loài cây gỗ, cấu trúc quần thụ, sinh trƣởng và phát triển của cây cá thể và quần thụ, quá trình tái sinh và diễn thế rừng. Những kiến thức này không chỉ là cơ sở cho phân loại rừng, xác định mục tiêu kinh doanh và quản lý rừng, mà còn xác định những phƣơng thức lâm sinh (khai thác - tái sinh, trồng rừng và nuôi rừng). Những nghiên cứu về tái sinh của những loài cây gỗ và rừng thƣờng tập trung làm rõ thời gian và sự lặp lại chu kỳ sai quả, kiểu cách phát tán quả và hạt giống, quá trình hình thành cây mầm và những yếu tố ảnh hƣởng, quá trình hình thành cây con và những yếu tố ảnh hƣởng.

Cho đến nay khoa học và thực tiễn sản xuất vẫn còn thiếu những kiến thức về sinh thái tái sinh tự nhiên của quần thể Dầu con rái trong Rkx ở miền Đông Nam Bộ. Vì thế, những nghiên cứu về sinh thái tái sinh tự nhiên của quần thể Dầu con rái là rất cần thiết. Nghiên cứu này tập trung trả lời những câu hỏi sau đây: (1) Ƣu hợp Dầu con rái đƣợc hình thành trong những điều kiện môi trƣờng nhƣ thế nào? (2) Trong những quần xã thực vật rừng (QXTV), Dầu con rái đóng vai trò sinh thái 3 nhƣ thế nào? (3) Thời kỳ ra hoa và kiểu cách phát tán quả của Dầu con rái nhƣ thế nào? (4) Quá trình hình thành cây mầm và cây con và những yếu tố sinh thái chủ yếu ảnh hƣởng đến quá trình này nhƣ thế nào? Kết quả nghiên cứu này cung cấp những thông tin về vai trò sinh thái của quần thể Dầu con rái trong những QXTV và những yếu tố chủ yếu ảnh hƣởng đến tái sinh tự nhiên của Dầu con rái dƣới tán rừng. Mục tiêu chung Xác định ảnh hƣởng của những yếu tố sinh thái chủ yếu đến đặc tính tái sinh tự nhiên của Dầu con rái để làm cơ sở khoa học cho quản lý rừng và những phƣơng thức lâm sinh.

Mục tiêu cụ thể (a) Phân tích vai trò của quần thể Dầu con rái trong những quần xã thực vật thuộc rừng kín thƣờng xanh ẩm nhiệt đới. (b) Xác định đặc tính của các giai đoạn tái sinh và những yếu tố sinh thái chủ yếu ảnh hƣởng đến tái sinh tự nhiên của Dầu con rái dƣới tán rừng. Đối tƣợng và vị trí nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu là quần thể cây tái sinh tự nhiên của Dầu con rái dƣới tán rừng. Nghiên cứu đƣợc thực hiện tại Ban quản lý rừng (BQLR) phòng hộ Tân Phú thuộc tỉnh Đồng Nai.

Tọa độ địa lý: 107020’ - 107027’30’’ kinh Đông; 1102’32’’ - 11010’ vĩ Bắc. Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Khí hậu phân chia thành 2 mùa rõ rệt; trong đó mùa khô kéo dài 5 tháng từ 12 năm trƣớc đến tháng 4 năm sau, còn mùa mƣa kéo dài 7 tháng từ tháng 5 đến tháng 11. Nhiệt độ không khí trung bình 25,00C.

Lƣợng mƣa trung bình năm là 2. Độ ẩm không khí trung bình 80%. Độ cao từ 80 đến 120 m so với mặt biển; độ dốc dƣới 100. Đất xám phát triển trên đá hoa cƣơng.

Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu là điều kiện môi trƣờng hình thành những ƣu hợp Dầu con rái (UhDaurai); kết cấu loài cây gỗ, cấu trúc quần thụ và tình trạng tái sinh tự nhiên đối với UhDaurai; thời kỳ sinh sản và kiểu cách phát tán quả; quá trình hình 4 thành cây mầm và những yếu tố ảnh hƣởng; quá trình hình thành cây con và những yếu tố ảnh hƣởng. Sở dĩ đề tài này chỉ nghiên cứu ba chủ đề này là vì đây là những đặc tính quan trọng của rừng. Tính quan trọng biểu hiện ở chỗ điều kiện môi trƣờng hình thành rừng không chỉ là căn cứ để phân tích mối quan hệ giữa rừng và môi trƣờng, mà còn để xác định phạm vi phục hồi rừng. Kết cấu loài cây gỗ không chỉ là căn cứ để xác định mục tiêu sử dụng rừng, mà còn để tuyển chọn những loài cây gỗ trong nuôi dƣỡng và phục hồi rừng trên những khu vực đã mất rừng.

Những thông tin về cấu trúc quần thụ là căn cứ để xác định tính ổn định của rừng và những biện pháp xử lý rừng. Những đặc tính sinh thái tái sinh tự nhiên của Dầu con rái là căn cứ để xác định tính ổn định và những phƣơng thức tái sinh đối với của quần thể Dầu con rái. Địa điểm nghiên cứu đƣợc đặt tại Rkx nằm trong lãnh thổ của BQLR phòng hộ Tân Phú thuộc tỉnh Đồng Nai. Sở dĩ khu vực này đƣợc chọn là vì ở đây có hơn 13.594,0 ha rừng tự nhiên (Quyết định 4189/QĐ-UBND của tỉnh Đồng Nai, 2016); trong đó phần lớn là Rkx với ƣu thế cây họ Sao Dầu.

Thời gian nghiên cứu đƣợc thực hiện từ năm 2015 đến 2017. Ý nghĩa của đề tài Về khoa học, đề tài này cung cấp những thông tin để xác định đặc tính sinh thái tái sinh tự nhiên của quần thể Dầu con rái. Về thực tiễn, đề tài này cung cấp những căn cứ khoa học để xây dựng những biện pháp quản lý rừng và những phƣơng thức lâm sinh đối với Rkx ở khu vực nghiên cứu. Những điểm mới của luận án (1) Luận án đã chỉ ra rằng đời sống của cây tái sinh Dầu con rái trải qua 2 giai đoạn; trong đó giai đoạn chịu bóng cao tƣơng ứng với cấp H < 100 cm, còn giai đoạn ƣa sáng tƣơng ứng với cấp H > 100 cm.

Ở giai đoạn chịu bóng cao, cây con Dầu con rái đòi hỏi độ tàn che thích hợp lớn hơn 0,7. Ở giai đoạn ƣa sáng, cây con Dầu con rái đòi hỏi độ tàn che thích hợp là 0,5 – 0,7 và diện tích lỗ trống thích hợp từ 200 – 300 m2. 5 (2) Luận án đã chỉ ra rằng những điều kiện môi trƣờng thích hợp đối với tái sinh tự nhiên của Dầu con rái là độ tàn che của cây bụi nhỏ hơn 0,6; độ che phủ của thảm tƣơi từ 25 – 50%; độ ƣu thế của cây mẹ từ 30 – 32%; chỉ số phức tạp về cấu trúc quần thụ từ 0,4 – 0,5 và chỉ số cạnh tranh tán của quần thụ từ 1,5 – 1,7. (3) Luận án đã chỉ ra rằng độ ẩm, pHH2O, hàm lƣợng mùn, N dễ tiêu, P dễ tiêu và K dễ tiêu ở tầng đất mặt dao động tƣơng ứng từ 62 – 78%; 3,5 - 4,8; 2,3 – 3,5%; 15,2 - 23,7; 2,7 - 4,4 và 14,3 - 22,2 (mg/100 g đất) là những điều kiện thích hợp đối với tái sinh tự nhiên của Dầu rái.

6 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Khái niệm chung về tái sinh rừng 1. Tái sinh rừng Trong lâm học, thuật ngữ “Tái sinh rừng” biểu thị sự hình thành những thế hệ mới của các loài cây gỗ dƣới tán rừng hoặc trên đất trống. Sinh thái tái sinh rừng là thuật ngữ biểu thị mối quan hệ giữa cây tái sinh với điều kiện môi trƣờng sống của chúng (Kimmins, 1998; Nguyễn Văn Thêm, 2002).

Tái sinh rừng đƣợc phân chia thành 2 kiểu: tái sinh tự nhiên và tái sinh nhân tạo. Tái sinh tự nhiên của rừng là sự tái tạo rừng bởi những nguồn hạt giống tự nhiên, các chồi và ngân hàng hạt giống sẵn có trong môi trƣờng đất.