Trong công trình, tác giả dựa trên quan điểm sinh thái phát sinh để phân loại kiểu rừng nhiệt đới vô cùng phức tạp ở Việt Nam thành 14 kiểu. Đồng thời, ông đưa ra mô hình phục hồi các hệ sinh thái rừng nhiệt đới bị phá hủy bởi chiến tranh hóa học, bom đạn, nạn phá rừng… Công trình này được nhận Giải thưởng Hồ Chí Minh năm 2000.
Năm 1957, khi đang làm công tác nghiên cứu khoa học tại Viện Khảo cứu nông lâm, ông Thái Văn Trừng được Bộ Nông lâm cử sang Trung Quốc thực tập tại Viện Lâm học Bắc Kinh trong 6 tháng. Thời gian này, bên cạnh việc học lý thuyết 3 môn thổ nhưỡng, thụ mộc và sinh thái học, ông Thái Văn Trừng chủ yếu dành thời gian đi khảo sát các khu rừng ở Trung Quốc và thực hành các phương pháp nghiên cứu lâm sinh. Tại đây, ông có cơ hội tiếp xúc với các nhà lâm học Trung Quốc, khảo sát thực địa, thu thập tư liệu và tích lũy thêm kiến thức. Đồng thời cũng tạo điều kiện giúp ông tìm hiểu sâu về ba trường phái địa thực vật của Braun – Blanquet (Pháp), Clements (Anh) và của Đức. Giáo sư Thái Văn Trừng là người có thói quen ghi chép nên ngay từ khi đặt chân đến Trung Quốc ngày 14 tháng 9 năm 1957 ông đã sử dụng cuốn sổ do Viện Lâm học Bắc Kinh cấp để viết nhật ký về hành trình thực tập của mình. Ông luôn ghi cụ thể thời gian của những công việc thực hiện như thăm quan Lâm học viện Nam Kinh và cả những địa điểm ông đi khảo sát như An Huy, Lâm trường Bác Thôn,… Ông ghi lại khái quát đặc điểm nơi đến thăm quan và những điều gây ấn tượng. Bên cạnh đó, ông còn sử dụng nhật ký để ghi lại những công thức, những phương pháp nghiên cứu lâm sinh mới tìm hiểu được để sử dụng trong quá trình làm việc sau này. Đặc biệt, trong cuốn nhật ký có một đoạn ông viết nhân ngày sinh nhật 40 tuổi của mình khái quát lại thông tin về gia đình, quá trình học tập và công tác của bản thân. Trong đó, ông chia sẻ: Tôi ước mơ xây dựng được một bộ sách phân loại thực vật học của Việt Nam. Đó là một ngành mà tôi rất có khiếu, đã từng nghiên cứu và chắc 10, 15 năm nữa mới hoàn thành được.
Trải qua nhiều vị trí công tác khác nhau, năm 1961, ông Thái Văn Trừng được cử làm Trưởng phòng Thực vật thổ nhưỡng, Viện nghiên cứu lâm nghiệp, thuộc Tổng cục Lâm nghiệp. Ông được Tổng cục giao cho nhiệm vụ viết một báo cáo tổng quan về rừng Việt Nam, để trình bày với đoàn chuyên gia Liên Xô, trong đó có Viện sĩ Taktajan và Giáo sư Yatsenko. Ông nhận định: Đó là cơ hội để tôi tổng hợp các hiểu biết và kinh nghiệm của mình, phân tích sâu sắc các điều kiện tự nhiên xã hội và tìm được những đặc điểm có quan hệ với thảm thực vật rừng và được xem như những nhân tố sinh thái phát sinh các quần hệ và quần hợp rừng. Và nó cũng là cơ hội để ông hiện thực hóa mong muốn phân loại thảm thực vật rừng ở Việt Nam và rồi trở thành người Việt đầu tiên được nhận bằng tiến sĩ (nay là Tiến sĩ khoa học) tại Liên Xô.
Trên chuyến tàu Hà Nội – Lào Cai để lên dãy Hoàng Liên Sơn khảo sát thực vật cùng đoàn chuyên gia Liên Xô, dù còn đang suy nghĩ để hoàn chỉnh báo cáo nhưng ông Thái Văn Trừng đã mạnh dạn trình bày với Viện sĩ Taktajan và Giáo sư Yatsenko để nhờ họ định hướng xem nghiên cứu về phân loại thảm thực vật rừng có thể bảo vệ luận án phó tiến sĩ được không. Hai vị chuyên gia khuyến khích ông tiếp tục nghiên cứu và khẳng định nếu làm tốt có thể bảo vệ luận án tiến sĩ vì đó là một vấn đề lớn. Một tháng sau khi kết thúc chuyến khảo sát, ông hoàn thành báo cáo bằng tiếng Việt và kèm theo bản dịch tiếng Pháp để gửi cho đoàn chuyên gia Liên Xô. Họ đánh giá báo cáo tốt và đề nghị phía Việt Nam cho ông sang Liên Xô bảo vệ luận án.
Cuối tháng 12 năm 1961, được sự cho phép của Tổng cục Lâm nghiệp, ông Thái Văn Trừng sang Viện Thực vật Komarov, Viện Hàn lâm khoa học Liên Xô một năm để hoàn thành luận án. Dựa trên kết quả nghiên cứu, khảo sát rừng ở Việt Nam và những kiến thức mới thu được, ông Thái Văn Trừng bắt tay vào viết luận án với đề tài Phát sinh quần thể và phân loại thảm thực vật rừng nhiệt đới Việt Nam. Do không đủ thời gian học tiếng Nga nên ông được Viện đặc cách cho sử dụng tiếng Pháp để viết và bảo vệ luận án. Tròn một năm học tập nơi xứ người, ông Thái Văn Trừng bảo vệ thành công luận án phó tiến sĩ tại Viện Thực vật Komarov. Luận án có nhiều đóng góp cho ngành khoa học lâm nghiệp, từ trước đến những năm 1959 – 1962 dù có nhiều trường phái khác nhau nhưng thế giới vẫn còn bế tắc trong việc đưa ra một nguyên lý chung về phân loại thảm thực vật. Luận điểm sinh thái phát sinh quần thể trong thảm thực vật rừng của ông trên cơ sở phát triển học thuyết của nhà thực vật học Liên Xô Viện sĩ Sukasov, đã góp phần giải quyết bế tắc ấy. Vì vậy, Hội đồng chấm luận án đề xuất Hội đồng khoa học Liên Xô nâng luận án phó tiến sĩ thành tiến sĩ và Thái Văn Trừng trở thành người Việt Nam đầu tiên là tiến sĩ tại Liên Xô. Đây chính là tấm bằng vẫn luôn được Giáo sư Thái Văn Trừng và gia đình nâng niu, lưu giữ. Trong một chuyến công tác Sài Gòn, ngày 17 tháng 5 năm 2014, Trung tâm Di sản đã được chú Thái Kiên Chí, con trai Giáo sư Thái Văn Trừng trao tặng tấm bằng này. Ngoài tấm bằng, trở về từ Liên Xô, ông còn mua được một chiếc máy ảnh sau sử dụng trong nhiều chuyến đi rừng. Hành trang mỗi chuyến đi rừng, ngoài máy ảnh, một vật dụng không thể thiếu của Giáo sư Thái Văn Trưng là một chiếc áo dày dặn để tránh khỏi nhiều loại gai của các cây rừng.
Khi về nước, Giáo sư Thái Văn Trừng tiếp tục bổ sung tư liệu cho công trình Phát sinh quần thể và phân loại thảm thực vật rừng nhiệt đới Việt Nam và năm 1971 cho ra đời cuốn sách với nhan đề Thảm thực vật rừng Việt Nam. Trên cơ sở học thuyết sinh địa quần lạc của Sukasov và lý luận hệ sinh thái của Tansley, Thái Văn Trừng đã sử dụng các phương pháp điều tra nghiên cứu rừng nhiệt đới hiện đại của Richards để thu thập, chỉnh lý số liệu và các nhân tố sinh thái phát sinh bao gồm: địa lý địa hình; khí hậu – thuỷ văn; khu hệ thực vật; đá mẹ – thổ nhưỡng và sinh vật – con người để chia rừng Việt Nam thành 14 loại thảm thực vật. Đây là quan điểm mới của nửa đầu thế kỷ XX về việc coi quần thể rừng và các điều kiện ngoại cảnh phát sinh ra nó là một chỉnh thể thống nhất tương tác ảnh hưởng lẫn nhau trong một cân bằng động khi vật chất luôn luôn vận động. Việc quan niệm con người là một nhân tố sinh thái gây ra hai chiều hướng diễn thế thứ sinh là một tiến bộ lớn và có giá trị hiện thực tích cực trong việc hoạch định chính sách và giải pháp lâm sinh để phục hồi rừng. 14 kiểu thảm thực vật cơ bản ở Việt Nam mà tác giả đề xuất gồm:
Bốn kiểu rừng, rừng kín vùng thấp:
Một là rừng kín thường xanh, mưa ẩm nhiệt đới
Hai là rừng kín nửa rụng lá, ẩm nhiệt đới
Ba là rừng kín rụng lá, hơi ẩm nhiệt đới
Bốn là rừng kín lá cứng, hơi khô nhiệt đới
Ba kiểu rừng thưa:
Một là rừng thưa cây lá rộng, hơi khô nhiệt đới
Hai là rừng thưa cây lá kim, hơi khô nhiệt đới
Ba là rừng thưa cây lá kim, hơi khô á nhiệt đới núi thấp
Hai kiểu trảng truông:
Một là trảng cây to, cây bụi, cỏ cao khô nhiệt đới
Hai là truông bụi gai, hạn nhiệt đới
Bốn kiểu rừng kín vùng cao:
Một là rừng kín thường xanh, mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp
Hai là rừng kín hỗn hợp cây lá rộng lá kim, ẩm á nhiệt đới núi thấp
Ba là rừng kín cây lá kim, ẩm ôn đới ấm núi vừa
Hai kiểu quần hệ khô lạnh vùng cao:
Một là quần hệ khô vùng cao
Hai là quần hệ lạnh vùng cao
Trong mỗi kiểu thảm thực vật lại chia thành các kiểu phụ miền (phụ thuộc vào tổ thành thực vật), kiểu phụ thổ nhưỡng (phụ thuộc vào điều kiện đất), kiểu phụ nhân tác (phụ thuộc vào tác động của con người) và trong mỗi kiểu phụ đó tuỳ theo độ ưu thế của loài cây mà hình thành nên những phức hợp, ưu hợp và quần hợp tự nhiên khác nhau. Như vậy, bức tranh hệ sinh thái rừng nước ta rất đa dạng và phong phú.
Theo đánh giá của Giáo sư Nguyễn Ngọc Lung, ở Việt Nam, bảng phân loại thảm thực vật rừng của Giáo sư Trừng đã được các nhà lâm nghiệp hưởng ứng, áp dụng và coi như tài liệu chủ yếu để tham khảo, so sánh, đối chiếu mỗi khi có các công trình khoa học hoặc đề án lớn về kiểm kê rừng, nghiên cứu bảo tồn hoặc phát triển các hệ sinh thái rừng.
Không chỉ dừng lại ở việc phân loại các thảm thực vật rừng, trong suốt quá trình gắn bó với lâm nghiệp, Giáo sư Thái Văn Trừng luôn trăn trở, tìm hướng khôi phục các khu rừng bị tàn phá. Đặc biệt, những năm đầu sau khi đất nước thống nhất, ông không khỏi xót xa trước cảnh tượng hàng triệu ha rừng ở miền Nam bị phá hoại bởi chất độc hóa học dioxin và bom đạn. Một nhà lâm học người Mỹ khẳng định: Đây là một quang cảnh chết, phải mất một trăm năm nữa mới hy vọng phục hồi hệ sinh thái rừng ngập mặn này. nhưng trong ông vẫn ấp ủ ý định phải tiến hành ngay việc khôi phục những khu rừng “chết” đó
Cơ hội để thực hiện dự định này đã tới khi Thái Văn Trừng được Ban 10/80 chống chiến tranh hoá học giao nhiệm vụ phục hồi các hệ sinh thái rừng bị chiến tranh hoá học huỷ diệt vào năm 1983. Khi nhận nhiệm vụ, ngay lập tức ông bắt tay vào xây dựng mô hình trồng rừng phù hợp. Tổng kết kinh nghiệm trồng rừng ở các lâm trường, ông đề nghị loại bỏ hai loại cây thường sử dụng để phủ xanh đất trống đồi núi trọc là Thông và Bạch đàn liễu bởi chúng hút kiệt chất dinh dưỡng và làm chua đất. Ông đề xuất trồng cây Keo lá tràm nhập từ Úc, là một cây họ đậu có bộ rễ khỏe mọc được trên các loại đất xói mòn, khô kiệt của đồi trọc diệt được cỏ tranh, cỏ mỹ dưới tán lá rậm, và điều quan trọng là cải tạo đất rất tốt. Từ đó, ông xây dựng mô hình phục hồi rừng tự nhiên bằng cách trồng cây Keo lá tràm để cải tạo đất rồi sau trồng xen các cây gỗ quý và cây bụi, tre nứa… làm phong phú hệ sinh thái rừng. Mô hình được áp dụng thí điểm ở Củ Chi (Thành phố Hồ Chí Minh) cho kết quả tốt nên tiếp tục được triển khai trên 30ha rừng ở Đồng Xoài (Bình Phước) và 200ha rừng ở Vườn Quốc gia Nam Cát Tiên (Đồng Nai)… Kết hợp với Bản đồ quân đội Mỹ – Chiến tranh hóa học của Mỹ với chất diệt cỏ ở miền Nam Việt Nam (1960-1971), Giáo sư Thái Văn Trừng đã xây dựng sơ đồ về việc phục hồi các kiểu hệ sinh thái rừng nhiệt đới, đặc biệt hệ sinh thái rừng sao dầu ẩm bị chất diệt cỏ Mỹ hủy diệt. Trong sơ đồ trình bày có 2 bước phục hồi
Bước 1: Phục hồi thổ nhưỡng: Dùng cây Keo lá tràm để cải tạo đất
Bước 2: Phục hồi hệ sinh thái rừng với các mô hình nông lâm kết hợp (Định Quán, Tây Ninh, Bàu Cái, Mã Tà, Củ Chi, Nam Cát Tiên…
Mô hình phục hồi rừng tự nhiên đã bước đầu thành công trong việc đưa những cây gỗ lớn bản địa họ Sao Dầu và họ Đậu vào tái tạo hệ sinh thái rừng ẩm nhiệt đới gió mùa có cấu trúc nhiều tầng giúp cân bằng hệ sinh thái và hạn chế có hiệu quả tác hại các thiên tai lũ lụt, hạn hán, đồng thời cũng mang lại giá trị kinh tế cao. Từ đó, mang lại sự sống cho những khu rừng đã bị phá hoại, mang lại màu xanh cho đất nước.
Cuối năm 1999, phát triển nội dung từ cuốn sách Thảm thực vật rừng Việt Nam và bổ sung thêm phần phục hồi hệ sinh thái rừng nhiệt đới bị hủy diệt bởi chiến tranh hóa học và xây dựng các khu bảo tồn thiên nhiên, vườn quốc gia để đảm bảo đa dạng sinh học ở Việt Nam, Giáo sư Thái Văn Trừng hoàn thành cuốn sách Những hệ sinh thái rừng nhiệt đới Việt Nam.
Năm 2000, nhằm ghi nhận những đóng góp của cuốn sách này, Nhà trước trao tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh cho Giáo sư Thái Văn Trừng. Đó là tập hợp những kết quả nghiên cứu thấm đượm niềm đam mê thực vật học của ông, nó không chỉ có ý nghĩa về lý thuyết sinh thái quần thể rừng đơn thuần mà có cả giá trị thực tiễn trong việc phục hồi, bảo vệ và bảo tồn các hệ sinh thái rừng nhiệt đới ở Việt Nam.
