Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Lập biểu thể tích, cấp đất và sản lượng cho Thông ba lá (Pinus kesiya Royle ex.Gordon) ở Hà Giang

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:90

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài này nghiên cứu kiểm tra khả năng ứng dụng của bảng biểu điều tra, kinh doanh rừng Thông ba lá đã lập được ở Tây Nguyên cho rừng Thông ba lá ở Hà Giang. Xây dựng được biểu thể tích, biểu cấp đất, biểu sản lượng kinh doanh rừng Thông ba lá ở tỉnh Hà Giang. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Lập biểu thể tích, cấp đất và sản lượng cho Thông ba lá (Pinus kesiya Royle ex.Gordon) ở Hà Giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP -------------------------------------------------- PHẠM QUANG TUYẾN LẬP BIỂU THỂ TÍCH, CẤP ĐẤT VÀ SẢN LƯỢNG CHO THÔNG BA LÁ (PINUS KESIYA ROYLE EX.GORDON) Ở HÀ GIANG CHUYÊN NGÀNH LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. TRẦN VĂN CON 2. TS. PHAN MINH SÁNG Hà Nội, 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP -------------------------------------------------- PHẠM QUANG TUYẾN LẬP BIỂU THỂ TÍCH, CẤP ĐẤT VÀ SẢN LƯỢNG CHO THÔNG BA LÁ (PINUS KESIYA ROYLE EX.GORDON) Ở HÀ GIANG CHUYÊN NGÀNH LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội, 2010
0 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình đào tạo Cao học Lâm nghiệp khoá học 2008- 2010, được sự đồng ý của Khoa sau đại học - Trường Đại học Lâm nghiệp, tôi thực hiện đề tài tốt nghiệp: Tên đề tài: “Lập biểu thể tích, cấp đất và sản lượng cho Thông ba lá (Pinus kesiya Royle ex.Gordon) ở Hà Giang” Sau một thời gian tiến hành làm đề tài tốt nghiệp đến nay bản luận văn đã được hoàn thành. Cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy giáo, đặc biệt là PGS.TS. Trần Văn Con, TS. Phan Minh Sáng đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS. Đào Công Khanh, GS.TS. Vũ Tiến Hinh, TS. Phạm Ngọc Giao và các Thầy giáo trong bộ môn Điều tra - Quy hoạch rừng đã cho Tôi những ý kiến đóng góp quý báu. Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn đến tất cả bạn bè đồng nghiệp và người thân đã giúp đỡ tôi có được bản luận văn này. Tác giả rất vui lòng nhận được những góp ý, bổ sung của bạn đọc để bản luận văn được hoàn chỉnh hơn nữa. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, tháng 09 năm 2010 Tác giả Phạm Quang Tuyến
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Bảng biểu điều tra trong kinh doanh rừng có vai trò và vị trí đặc biệt đối với sản xuất lâm nghiệp không chỉ bởi khả năng ứng dụng: tính thuận tiện, tính khoa học, tính chính xác... mà còn do khả năng dự báo sản lượng, năng suất rừng trong tương lai. Với vai trò to lớn đó, các bảng biểu điều tra đã được nhiều nước tiên tiến ở châu Âu, châu Mỹ vận dụng vào việc kinh doanh rừng từ thế kỷ XIX. Trong những vừa năm qua, thực hiện chương trình trồng mới 5 triệu ha rừng, diện tích rừng trồng nước ta ngày một tăng, cơ cấu các loài cây trồng ngày một nhiều như: Thông bá lá, Thông mã vĩ, Thông nhựa, Keo tai tượng, Keo lá tràm, Keo lai, Mỡ, Bồ đề, Sa Mộc, Tếch, Quế, Bạch đàn Uro,... hàng loạt các bảng biểu điều tra đã được xây dựng nhằm đáp ứng thực tiễn của sản xuất. Tuy nhiên, do điều kiện thời gian, kinh phí còn hạn hẹp nên một số bảng biểu mới chỉ được xây dựng và áp dụng cho một vùng, một địa phương hoặc một chương trình nào đó mà chưa xây dựng được cho phạm vi toàn quốc. Trong nghiên cứu xây dựng bảng biểu điều tra có một điểm rất quan trọng là trong mỗi loài cây thì ở mỗi vùng sinh thái lại có kiểu hình dạng riêng, kiểu sinh trưởng riêng, cấp năng suất khác nhau,... Do đó, trong nghiên cứu lập biểu điều tra, việc thu thập số liệu phải đại diện cho các vùng sinh thái, kiểu sinh trưởng và đặc biệt các kết quả nghiên cứu phải được kiểm tra với số liệu độc lập không tham gia vào quá trình lập biểu. Bảng biểu lập cho Thông bá lá ở Tây Nguyên là một trong những hệ thống bảng biểu được xây dựng đầy đủ nhất cho rừng trồng thuần loại áp dụng trong kinh doanh rừng Thông ba lá ở Tây Nguyên. Nhưng nó cũng là một ví dụ điển hình cho việc xây dựng bảng biểu mới dừng lại ở một vùng sinh thái mà chưa có kết quả kiểm tra ứng dụng cho các vùng sinh thái đặc trưng khác. Hà Giang nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa và là miền núi cao, khí hậu Hà Giang về cơ bản mang những đặc điểm của vùng núi Việt Bắc – Hoàng Liên Sơn mát, lạnh và nhiều sương mù, nhiệt độ trung bình trong năm khoảng 21,60C - 23,9 0 C. Điều kiện kiện tự nhiên của Hà Giang rất thích hợp cho Thông ba lá sinh trưởng, phát triển và mở rộng kinh doanh rừng Thông ba lá. Theo thống kê sơ bộ tại huyện Hoàng Su Phì tỉnh Hà Giang có khoảng trên 7000 ha rừng Thông ba lá (Báo
2 cáo Ban quản lý rừng phòng hộ Hoàng Su Phì). Diện tích này trồng với mục đích trước đây là rừng phòng hộ nên không được khai thác. Nhưng một số năm gần đây, theo chủ trương nhà nước chuyển đổi một số rừng phòng hộ thành rừng sản xuất thì việc kinh doanh rừng Thông ba lá ở Hà Giang gặp phải những khó khăn nếu không có sự nghiên cứu và quy trình hướng dẫn cụ thể. Từ những đòi hỏi của thực tế sản xuất, cần phải có những biểu sản lượng để phục vụ việc kinh doanh rừng Thông ba lá ở địa phương. Nhưng có một khó khăn trong việc sử dụng bảng biểu đã được lập áp dụng cho Hà Giang là do điều kiện sinh thái giữa hai vùng hoàn toàn khác xa nhau. Điều này làm cho điều kiện sinh trưởng Thông ba lá giữa hai vùng có thể khác nhau dẫn đến sẽ có những sai số rất lớn trong điều tra. Đây là một trong những câu hỏi đặt ra của thực tiễn cần phải giải quyết. Trước yêu cầu của sản xuất trong việc kinh doanh rừng Thông ba lá ở Hà Giang thì vấn đề đặt ra là: Các biểu điều tra rừng Thông ba lá đã lập cho vùng Tây Nguyên có thể sử dụng cho rừng Thông ba lá ở Hà Giang không? Nếu sử dụng được thì độ chính xác bao nhiêu? Hay phải phải xây dựng một số bảng biểu phù hợp với điều kiện sinh thái ở địa phương? Vì vậy, để sử dụng biểu Thông ba lá đã được lập cho vùng Tây Nguyên ứng dụng hiệu quả cho tỉnh Hà Giang và các địa phương ở miền núi phía Bắc, chúng ta cần phải có những số liệu kiểm tra, điều chỉnh biểu hoặc xây dựng mới trên cơ sở kế thừa kết quả nghiên cứu biểu điều tra rừng Thông ba lá ở Tây Nguyên. Từ những yêu cầu của thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Lập biểu thể tích, cấp đất và sản lượng cho Thông ba lá (Pinus kesiya Royle ex.Gordon) ở Hà Giang”
3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Ngoài nước 1.1.1. Nghiên cứu về lập bảng biểu điều tra rừng trên thế giới Nghiên cứu sinh trưởng, năng suất rừng là nội dung chính của môn điều tra và sản lượng rừng (Growth an yield study). Bộ môn khoa học này ra đời từ giữa thế kỷ XVIII, gắn liền với tên tuổi của Oettelt (1765) và Paulsen (1787). Vào thời điểm đó những nhu cầu về buôn bán gỗ, rừng dẫn tới sự ra đời của môn khoa học này. Trong giai đoạn phát triển đầu tiên, sản lượng rừng chưa gắn với những quan điểm sinh thái học. Việc nghiên cứu trên dần dần mới hoàn thiện và phát triển thêm những bước mới (Trịnh Đức Huy, 1988). Bảng biểu điều tra rừng ngày nay đã có những bước tiến rất quan trọng trong việc ứng dụng vào việc kinh doanh rừng. Việc ứng dụng các bảng biểu: thể tích, thương phẩm, biểu cấp đất,... vào kinh doanh rừng là một công cụ đắc lực khó có thể thay thế được trong các hoạt động sản xuất lâm nghiệp bởi tính tiện lợi cũng như khoa học của nó trong tính toán. Ngày nay, cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, công nghệ phần mềm, các tính toán của bảng biểu điều tra đã được lập trình nhằm tính toán nhanh hơn, sử dụng tiện lợi hơn; các thông số, chỉ tiêu cần tính toán được xây dựng nhằm phát huy tối đa vai trò của nó trong sản xuất lâm nghiệp (Vũ Tiến Hinh., 2003). 1.1.1.1. Biểu thể tích Nghiên cứu hình dạng thân cây và biểu thể tích đã được tác giả ở một số nước Châu Âu nghiên cứu từ thế kỷ XIX (Van Laar & Akca, 2007). Tuy nhiên, bảng biểu giai đoạn này mới chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu những cây cá lẻ bằng thực nghiệm tính toán trực tiếp. Các nghiên cứu đó dần dần được hoàn thiện đến đầu thế kỷ XX, nhiều tác giả đã vận dụng hàm toán học vào việc tính toán biểu thể tích dựa vào tương quan giữa đường kính và thể tích (Van Laar & Akca, 2007). Nghiên cứu bảng biểu được các nhà nghiên cứu hệ thống hóa và đi sâu vào một số
4 loài cây cụ thể ở nhiều nước như Châu Âu, Châu Mỹ, Châu Phi, Châu Á (Van Laar và Akca, 2007; Vũ Tiến Hinh và Phạm Ngọc Giao, 1997). Ngày nay, cùng với sự phát triển của công nghệ máy tính, các nhà nghiên cứu sản lượng đã xây dựng phần mềm máy tính thành chương trình để lập biểu thể tích cho nhiều loài cây (Avery & Burkhart, 1994; Husch et al., 2003; Van Laar & Akca, 2007). Đây là những tiến bộ vượt bậc trong việc nghiên cứu lập biểu thể tích, việc sử dụng phần mềm máy tính giúp cho việc tính toán được chính xác hơn, tiện lợi hơn so với các loại bảng biểu cũ. 1.1.1.2. Nghiên cứu sinh trưởng Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng, đời sống cây rừng, lâm phần cây rừng được chia thành 5 giai đoạn: non, sào, trung niên, thành thục, quá thành thục (Belov, 1983) và ở mỗi giai đoạn khác nhau thì cây rừng sẽ có sức sinh trưởng và phát triển rất khác nhau. Burkhat (1982) tổng kết có ba hướng nghiên cứu sinh trưởng cho rừng đồng tuổi (Trịnh Đức Huy., 1988) như sau: * Tiếp cận toàn lâm phần (Whole stand): Theo hướng này, ta có thể nghiên cứu mối quan hệ giữa các chỉ tiêu sinh trưởng lâm phần như trữ lượng/ha, sản lượng/ha… với các nhân tố tạo thành nó như tuổi lâm phần, chiều cao, đường kính bình quân lâm phần, tổng diện ngang/ha, mật độ, chỉ số cấp đất …rất được quan tâm. Đầu thế kỷ XX, đã có những biểu sản lượng được xây dựng bằng phương pháp đồ thị (Missellaneous Publication 50 - dẫn theo Burkhart,1982). Phương trình tương quan nhiều biến số đầu tiên được Markiney và Chaiken (1959) sử dụng để lập biểu sản lượng cho rừng thông Lobelly (dẫn theo Burkhart, 1982). * Tiếp cận theo phân bố kích cỡ ((Size class distribution): Việc nghiên cứu phân phối trữ lượng rừng theo kích cỡ, thường áp dụng cho cỡ đường kính. Hướng nghiên cứu này phát triển mạnh từ những năm 60 trở lại đây với nhiều tác giả tiêu biểu như: Cluter (1967, 1971), Lekhart (1971, 1972), Burkhart (1974)… Trên mỗi cỡ kính thì lấy các giá trị về chiều cao, thể tích, số cây… bằng những quy luật tương quan hay thống kê trị số trung bình hoặc sử dụng các mẫu
5 biểu lập sẵn. Vấn đề cốt lõi của phương pháp nghiên cứu này là xác định được hàm phân phối mật độ cho các cỡ đường kính trong quá trình vận động theo thời gian của rừng. * Tiếp cận theo cây cá lẻ (Invidual tree): Một số tác giả đã tập trung vào nghiên cứu quy luật sinh trưởng của các cây đại diện lâm phần như: cây trung bình, cây sinh trưởng tốt nhất,... từ đó, ta thấy rằng có hai cách nghiên cứu cây đó là: xem như các cây sinh trưởng độc lập với nhau (Distance independent) và có xem xét với các cây bạn trong lâm phần (Distance dependent). Trong trường hợp thứ hai, mỗi cây được gắn một chỉ số cạnh tranh (Conpettition index) và coi chỉ số này là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của nó (Trịnh Đức Huy., 1988). Theo Pretzsch (2001, 2009), 3 mối quan hệ cơ bản để xây dựng nên biểu sản lượng, đó là: 1, Chiều cao lâm phần = f (tuổi lâm phần) 2, Tổng trữ lượng lâm phần = f (chiều cao lâm phần) 3, Tổng trữ lượng lâm phần = f (tuổi lâm phần) Các hàm sinh trưởng thông dụng và phù hợp nhất cho mô phỏng sinh trưởng rừng, cây rừng được cho ở dưới đây (Zeide, 1993): Hossfeld IV: y  t c /(b  t c / a) (1.1)  bt Gompertz: y  aebe (1.2) Logistic: y  a /(1  cebt ) (1.3) Schumacher: y  aeb / t c (1.4) c Korf: y  aebt (1.5) Trong đó y = biến cây hoặc lâm phần (chiều cao, đường kính hoặc thể tích); t = tuổi; y’ = tăng trưởng; a, b, c và d = các tham số của phương trình; ln = hàm logarit tự nhiên. Phương pháp xây dựng mô hình sinh trưởng, sản lượng trên thế giới đã
6 được giới thiệu chi tiết ở nhiều giáo trình về sản lượng rừng trong nước cũng như ở nước ngoài (Alder, 1980; Amaro et al., 2003; Nguyễn Ngọc Lung & Đào Công Khanh, 1999; Pretzsch, 2001; Pretzsch, 2009; Vũ Tiến Hinh, 2003). 1.1.1.3. Biểu cấp đất Theo tổng hợp kết quả nghiên cứu ở các nước vùng nhiệt đới, tổ chức Nông lương Thế giới (FAO, 2004) đã chỉ ra rằng, khả năng sinh trưởng của rừng trồng (đặc biệt là rừng trồng nguyên liệu công nghiệp) phụ thuộc rất rõ vào 4 nhân tố chủ yếu liên quan tới điều kiện lập địa đó là: Khí hậu, địa hình, loại đất và hiện trạng thực bì, điển hình là các công trình nghiên cứu của Laurie (1974), Julian Evans (1974), 1992) (Evans J.. 1974; Evans J.. 1992), Pandey (1983), Golcalves J.L.M và cộng sự (2004). Theo Alder (1980), Vanclay (1999, 2007), Pretzsch (2009), cấp đất – biểu thị sức sản xuất của lập địa có thể được đánh giá bằng những phương pháp: 1) Dựa vào các nhân tố lập địa; 2) Dựa vào các yếu tố thực bì (thực vật) và 3) Dựa vào các yếu tố trung gian. Theo Cajender (1962), việc phân loại đánh giá rừng bằng chỉ tiêu cấp đất (Site Index) do Huber thực hiện lần đầu tiên ở nước Đức năm 1824. Đến đầu thế kỷ XX, phương pháp này được phổ biến rộng rãi ở Châu Âu, rồi lan truyền sang Bắc Mỹ. Phương pháp được đánh giá đơn giản và hiệu quả. Từ khi Eichhorn (1904) phát hiện ra quy luật “Trữ lượng rừng là một hàm số của chiều cao bình quân lâm phần”, thì phương pháp phân chia cấp đất được củng cố cơ sở lý luận bền vững và chắc chắn (theo Assmann.E..- 1970). Nội dung chính của phương pháp này là xây dựng hàm sinh trưởng theo tuổi của một nhân tố điều tra lựa chọn nào đó, thông thường là chiều cao bình quân, chiều cao tầng trội (dominant height), chiều cao dưới cành, chiều cao gỗ sản phẩm… Nhân tố được lựa chọn phải là một chỉ tiêu có quan hệ chặt chẽ với trữ lượng rừng (site). Trên cơ sở đường cong trung bình này, chia thành một số cấp khác nhau theo thứ tự từ tốt đến xấu gọi là các cấp đất.
7 Chiều cao bình quân tầng trội thường được sử dụng để mô tả cấp đất, do nó ít bị ảnh hưởng bởi các biện pháp kỹ thuật tác động (VD: Tỉa thưa rừng trồng) (Alder, 1980; Pretzsch, 2009; Vanclay, 1999). Các phương pháp nêu trên đều đã được nhiều tác giả trên thế giới nghiên cứu và cho kết quả tốt (xem Vanclay (1999, 2007) và Alder (1980)). Mặc dù vậy, phương pháp phân chia cấp đất truyền thống và thông dụng nhất trong sản lượng rừng vẫn là việc sử dụng sinh trưởng chiều cao làm chỉ tiêu phân chia cấp đất. 1.1.1.4. Biểu sản lượng Biểu sản lượng rừng đầu tiên đã được xây dựng từ cuối thế kỷ XVIII ở Đức, theo Pretzsch (2001, 2009), cho đến nay đã có 4 giai đoạn phát triển (Pretzsch, 2001; Pretzsch et al., 2008): Giai đoạn đầu: Biểu sản lượng được xây dựng ở Đức với nhiều tác giả như Paulsen (1795), von Cotta (1821), R. Hartig (1868), Th. Hartig (1847), G.L. Hartig (1795), Heyer (1852), Hundeshagen (1825) và Judeich (1871), các biểu được xây dựng dựa trên số lượng có hạn về số liệu, biểu sản lượng chỉ gồm những thông tin sinh trưởng cơ bản nhất của lâm phần và có rất ít các mô tả lâm sinh về mật độ trồng, chế độ tỉa thưa… Việc áp dụng các biểu sản lượng này vào thực tiễn làm nảy sinh rất nhiều sai số. Giai đoạn 2: Thế hệ biểu sản lượng thứ hai bắt đầu từ cuối thế kỷ XIX cho đến những năm 1950 của thế kỷ XX, với các đại diện tiêu biểu như Weise (1880), von Guttenberg (1915), Zimmerle (1952), Vanselow (1951), Krenn (1946), Grundner (1913), Schwappach (1893), Wiedemann, (1932) và Schober (1967). Đặc điểm của thế hệ biểu sản lượng này là được xây dựng trên cơ sở thực nghiệm vững chắc – với các thí nghiệm về biện pháp kỹ thuật lâm sinh (tỉa thưa) được đo đếm lâu dài. Tuy nhiên, việc sử dụng biểu sản lượng này bị giới hạn trong phạm vi rừng của các khu vực có ô đo đếm định vị. Giai đoạn 3: Được bắt đầu từ Gehrhardt (1909, 1923), là thế hệ biểu sản lượng được xây dựng từ việc sử dụng số liệu thực nghiệm kết hợp với các nguyên lý lý thuyết và nguyên lý sinh trắc học. Phương pháp chủ yếu là xây dựng một hệ
8 thống phương trình trên cơ sở số liệu đủ lớn nhằm mô phỏng tốt nhất có thể các quy luật sinh trưởng tự nhiên để từ đó dự đoán cấp đất và sản lượng. Một số tác giả tiêu biểu là Assmann và Franz (1963), Hamilton and Christie (1973, 1974), Vuokila (1966), Schmidt (1971) và Lembcke et al. (1975). Thế hệ biểu này có nhiều tiến bộ hơn so với hai thế hệ trên, nhưng về cơ bản việc dự đoán sản lượng, cấp đất cũng như “đầu ra” các biện pháp lâm sinh vẫn dựa vào quy luật được mô phỏng từ nguồn số liệu thực nghiệm nên độ linh hoạt của biểu không lớn. Giai đoạn 4: Với những đại diện tiêu biểu như Franz (1968), Hoyer (1975), Hradetzky (1972), Bruce et al. (1977) và Curtis et al. (1981, 1982). Các biểu thuộc thế hệ này mô phỏng quá trình phát triển lâm phần từ nhiều điều kiện gây trồng khác nhau. Ví dụ như điều kiện lập địa, mật độ, chế độ chăm sóc. Tất cả các thông tin về sinh trưởng, sản lượng rừng có liên quan được tổng hợp trong một mô hình sinh trắc học phức tạp để từ đó, mô phỏng sự phát triển của lâm phần và đưa ra tất cả những kịch bản lâm sinh có thể có và trên cơ sở đó đưa ra các biểu sản lượng tương ứng. Thế hệ biểu sản lượng thứ 4 là thế hệ tiên tiến nhất, nhưng đòi hỏi kiến thức chuyên gia về sinh trưởng, sản lượng, sinh thái rừng và sự thành thạo về toán học và khoa học máy tính – mà năng lực của nhiều nước đang phát triển chưa đáp ứng được, đặc biệt là trên phạm vi sản xuất, quản lý. Vì vậy, việc xây dựng biểu sản lượng thuộc thế hệ thứ ba vẫn còn phổ biến và đang được áp dụng ở nhiều nước đang phát triển trên thế giới. 1.1.2. Phương pháp kiểm tra bảng biểu Phương pháp lựa chọn mô hình trong nghiên cứu sinh học thực nghiệm và sinh thái đã có những thay đổi căn bản trong khoảng ba thập niên trở lại đây. Trong đó, không những chỉ sử dụng các tiêu chuẩn thống kê truyền thống như có hệ số tương quan cao, sai số nhỏ, không có sai số hệ thống, phù hợp với đặc điểm sinh học của đối tượng được mô phỏng... mà còn nhiều tiêu chuẩn khác được đề xuất và chứng minh là cần thiết trong lựa chọn mô hình. Để lựa chọn được mô hình phù hợp nhất trong nghiên cứu sinh trưởng, sinh thái rừng cần rất nhiều bước kiểm tra, đánh giá khác nhau, trong đó có 5 điểm cơ bản nhất (Monserud, 2003; Vanclay &
9 Skovsgaard, 1997): 1) Kiểm tra tính logic và sự phù hợp với đặc điểm sinh học của mô hình; 2) Kiểm tra các tiêu chuẩn thống kê ; 3) Xem xét đặc điểm sai số của mô hình ; 4) Kiểm tra thống kê; 5) Phân tích độ nhạy. Hai tiêu chuẩn lựa chọn mô hình nữa cũng được đề xuất, chứng minh là cần thiết và sử dụng phổ biến hiện nay là tiêu chuẩn thông tin Akeike và tiêu chuẩn Schwarz (Johnson & Omland, 2004) 1.2. Trong nước 1.2.1. Nghiên cứu về lập bảng biểu điều tra rừng ở Việt Nam Trồng rừng và phục hồi rừng với các loài cây bản địa và nhập nội như: Thông ba lá, Thông mã vĩ, Keo lai, Keo tai tượng, Keo lá tràm, Bạch đàn Uro, Mỡ, Sa mộc... đã phát triển từ lâu ở Việt Nam. Để đáp ứng yêu cầu của thực tiễn sản xuất, bảng biểu điều tra trong kinh doanh rừng ở Việt Nam cần phải được lập. Do đó, hàng loạt các các bảng biểu điều tra, kinh doanh rừng trồng đã được lập. 1.2.1.1. Biểu thể tích Vấn đề trên đã được nhiều tác giả đề cập đến trong các công trình nghiên cứu, cụ thể là: Đồng Sĩ Hiền nghiên cứu lập biểu thể tích cho cây rừng Việt Nam (Đồng Sĩ Hiền, 1974). Đây được xem là công trình đặt nền móng cho việc nghiên cứu lập biểu điều tra rừng ở Việt Nam; tác giả Nguyễn Văn Trương nghiên cứu thể tích cây đứng cho rừng gỗ hỗn loài (Nguyễn Văn Trương, 1973) hay tác giả Vũ Đình Phương đã lập biểu thể tích cho cây Bồ đề (Vũ Đình Phương, 1970, 1971); Nghiên cứu về lập biểu rất đáng chú ý là biểu thể tích và biểu độ thon cho cây rừng hỗn loài lá rộng của Nguyễn Ngọc Lung (1972). Đó là những tác giả tiên phong cho việc nghiên cứu lập biểu thể tích ở Việt Nam. Trong giai đoạn từ năm 1980 trở lại đây đã có rất nhiều tác giả đi sâu vào lập biểu thể tích như: Trịnh Đức Huy (1988) trong nghiên cứu dự đoán sản lượng rừng và năng suất gỗ của rừng trồng bồ đề. Tác giả đã xây dựng được biểu thể tích cho cây Bồ đề ở phía Bắc Việt Nam (Trịnh Đức Huy, 1988); tác giả Bảo Huy (1993) nghiên cứu lập biểu thể tích cho rừng Tếch ở Đắc Lắc (Bảo Huy, 1995) hay công trình nghiên cứu lập biểu thể tích cho cây Thông mã vĩ ở Đông Bắc của Nguyễn Thị
10 Bảo Lâm năm 1996. Ngoài ra, các tác giả Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh đã nghiên cứu lập biểu thể tích cho loài Thông ba lá (Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh, 1999). Trong nghiên cứu này, tác giả đã sử dụng các phương trình đường sinh thân cây có vỏ, không vỏ và các mô hình thể tích có vỏ để lập biểu theo 3 phương án: (1) Biểu thể tích thân cây có vỏ và không vỏ theo 5 cấp chiều cao đối với các cỡ đường kính từ 8 đến 80 cm ; (2) Biểu thể tích 2 nhân tố D x H cho rừng non và cây Thông kích thước nhỏ có D từ 4 đến 28 cm, mỗi cỡ D là 1cm, tỷ lệ vỏ theo cỡ D ; (3) Biểu thể tích 2 nhân tố D x H cho các lâm phần trưởng thành có cỡ D từ 8 đến 80cm, biểu cho thể tích cây cả vỏ (Vcv) và tỷ lệ % thể tích vỏ (Vv). Kết quả này đã được kiểm tra và cho sai số với độ chính xác từ 0,73-1,45%. Những nghiên cứu gần đây tập trung nhiều vào việc lập biểu cho các loài cây trồng rừng chủ yếu. Điển hình là tác giả Vũ Tiến Hinh (2000) đã lập biểu sản lượng cho Sa Mộc, Thông đuôi ngựa, Mỡ ở các tỉnh phía Bắc (Vũ Tiến Hinh. et al., 2000); tác giả Đào Công Khanh và cộng sự (2001) đã nghiên cứu lập biểu thể tích cho Bạch đàn Urophylla, Keo tai tượng, Tếch, Thông nhựa và kiểm tra biểu sản lượng cho các loài Đước (Đào Công Khanh. et al., 2001). Nghiên cứu này đã hoàn thiện một số loài cây trồng như Tếch, Đước, Tràm. Ngoài ra, còn một số công trình nghiên cứu khác như: Hoàn Xuân Y (1997) nghiên cứu về cây Mỡ (Hoàng Xuân Y, 1997) ; Nguyễn Trọng Bình (2003) nghiên cứu lập biểu cho loài keo lai (Nguyễn Trọng Bình, 2003) ; Khúc Đình Thành (2003) lập biểu thể tích cho Keo tai tượng (Khúc Đình Thành, 2003);..... 1.2.1.2. Nghiên cứu sinh trưởng Người đặt nền móng đầu tiên cho việc nghiên cứu sinh trưởng là GS.Đồng Sỹ Hiền (1974). Tác giả đã tập trung nghiên cứu một số loài cây rừng phổ biến và đưa ra các kết quả nghiên cứu về cây cá lẻ có tính ứng dụng cao trong việc điều tra, kinh doanh rừng (Đồng Sĩ Hiền., 1974). Tác giả Vũ Đình Phương (1970) đã bước đầu nghiên cứu thành công với sinh trưởng của cây Bồ đề. Tác giả đã đưa ra được sinh trưởng của cây Bồ đề và sinh trưởng của các lâm phần rừng Bồ đề. Ngoài ra,
11 Nguyễn Ngọc Lung (1999) cũng đã có nghiên cứu rất cụ thể về sinh trưởng của cây Thông ba lá từ giai đoạn vườn ươm, đến giai đoạn cây khép tán. Tác giả đã đưa ra được tốc độ sinh trưởng của cây con trong giai đoạn vườn ươm, sinh trưởng của cây con sau khi trồng từ tuổi 1-6 tuổi có tốc độ sinh trưởng trung bình giai đoạn đầu sinh trưởng chiều cao từ 0,35-0,6 m, các năm sau có thể đạt từ 0,8-1m (Nguyễn Ngọc Lung. & Đào Công Khanh., 1999). Như vậy, việc nghiên cứu về sinh trưởng đã thu được một số lượng lớn các kết quả như: Vũ Tiến Hinh (2003); Đào Công Khanh (2001); Bảo Huy (1995); về các loài cây Sa Mộc, Thông Mã vĩ, Mỡ, Bạch đàn Urophylla, Keo tai tượng, Tếch, Thông nhựa,(Đào Công Khanh. et al., 2001; Nguyễn Trọng Bình., 2003; Vũ Tiến Hinh. et al., 2000). Một số tác giả đã nghiên cứu sinh trưởng cho các loài cây ở cấp độ địa phương như: Vũ Tiến Hinh (1996); Lê Thị Hà (2003); Hoàng Văn Dưỡng (1996); (Hoàng Văn Dưỡng., 1996; Lê Thị Hà., 2003; Vũ Tiến Hinh. et al., 1996) đã nghiên cứu Keo lá tràm cho một số địa phương mô phỏng bằng mộ số hàm toán học phù hợp. 1.2.1.3. Biểu cấp đất Nghiên cứu về phân hạng đất, cấp đất đã được các nhà khoa học nghiên cứu từ rất lâu. Trịnh Đức Huy (1988) đã phân loại cấp đất, cấp năng suất cho rừng Bồ đề ở vùng trung tâm. Trên cơ sở cấp đất, tác giả đã dự đoán trữ lượng và năng suất cho rừng Bồ đề ở các giai đoạn tiếp theo (Trịnh Đức Huy., 1988). Nguyễn Thị Bảo Lâm (1996) đã lập biểu cấp đất cho Thông đuôi ngựa vùng Đông Bắc. Tác giả đã chia ra làm 4 cấp đất, từ tuổi cơ sở đã xây dựng được biểu cấp đất cho loài Thông mã vĩ vùng Đông Bắc (Nguyễn Thị Bảo Lâm., 1996). Bảo Huy (1995) lập biểu cấp đất cho rừng Tếch; Hoàng Xuân Y (1997) lập biểu cấp đất cho rừng Mỡ trồng tại vùng nguyên liệu giấy (Hoàng Xuân Y., 1997). Đề tài nghiên cứu cấp nhà nước về tăng trưởng và sản lượng Thông ba lá Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh (1999) đã xây dựng được hệ thống các biểu sản lượng, trong đó biểu cấp đất được chia làm 5 cấp đất và sử dụng phương
12 trình tương quan giữa chiều cao tầng trội (Hdom) với tuổi (T) của 257 cặp hợp Hdom/T. Tại tuổi thành thục công nghệ T=60 tuổi, lấy dãn cách ∆H=5m chia lên trên và xuống dưới đường cong Hdom/T bình quân để có được 5 cấp đất (Nguyễn Ngọc Lung. & Đào Công Khanh., 1999). Vũ Tiến Hinh (2003) lập biểu cấp đất cho Sa Mộc, Thông mã vĩ, Mỡ. Biểu cấp đất lập cho lâm phần Sa mộc trồng thuần loài đều tuổi ở các tỉnh phía Bắc được lập theo chiều cao ưu thế H0 (chiều cao bình quân của 20% số cây có đường kính lớn nhất trong lâm phần) và được phân thành 4 cấp (I, II, III, IV) tương ứng với các cấp đất từ tốt đến xấu. Tương tự như vậy, biểu cấp đất cây Mỡ lập cho những lâm phần ở vùng Trung tâm phía Bắc và vùng Đông Bắc cũng được lập theo chiều cao ưu thế H0 và chia thành 4 cấp (Vũ Tiến Hưng., 2006). Theo Đào Công Khanh (2001), các phương pháp phân chia đường cong cấp đất được nhiều tác giả ở nước ta sử dụng khá phong phú. Các tác giả Vũ Đình Phương, Nguyễn Ngọc Lung, Vũ Nhâm,... đã sử dụng phương pháp phân chia cấp đất theo phương trình sinh trưởng chiều cao. Vũ Tiến Hinh (1996, 1999) khi lập biểu quá trình sinh trưởng và sản lượng cho loài Keo lá tràm và Quế đã dựa vào phương trình suất tăng trưởng chiều cao để làm cơ sở phân chia cấp đất. Để có cơ sở lựa chọn phương pháp phù hợp. Đào Công Khanh (2001) lập biểu cấp đất cho rừng Bạch đàn Urophylla, Keo tai tượng, Tếch, Thông nhựa đã sử dụng cả hai phương pháp nêu trên, sau đó dựa vào kết quả kiểm nghiệm sẽ lựa chọn phương pháp thích hợp. Tác giả và các cộng sự đã xây dựng được 4 cấp đất cho Bạch đàn Uro, Keo tai tượng; 3 cấp đất cho Thông nhựa (Đào Công Khanh. et al., 2001). Những công trình này đã đáp ứng được nhu cầu sản xuất trong việc sử dụng biểu cấp đất tại các địa phương được thiết lập. Tuy nhiên, một số biểu cấp đất khi mở rộng vùng sinh thái đã không còn phù hợp. Vì vậy, cần có các nghiên cứu, kiểm tra cụ thể để hiệu chỉnh hoặc xây dựng biểu cấp đất địa phương sử dụng trong kinh doanh rừng trồng ở địa phương đó.
13 1.2.1.4. Biểu sản lượng Ở Việt Nam, các tác giả thường sử dụng các mô hình chủ yếu sau đây để lập biểu sản lượng: Mô hình mật độ lâm phần; Mô hình sinh trưởng cây bình quân; Mô hình tổng tiết diện ngang; Mô hình trữ lượng lâm phần (Vũ Tiến Hinh., 2003). - Mô hình mật độ lâm phần: Vấn đề cơ bản nhất của biện pháp tỉa thưa là việc xác định số cây tối ưu (Nopt) cần để lại nuôi dưỡng theo thời gian. Nghiên cứu dự đoán sự biến đổi theo tuổi của mật độ tối ưu (mật độ mà tại đó tất cả các cây rừng tận dụng tối đa không gian dinh dưỡng) và cách xác định nó có rất nhiều phương pháp tiếp cận khác nhau. Để xác định được mật độ tối ưu, các tác giả quan niệm, khi tổng diện tích tán cây trên 1ha trong lâm phần là 10.000m2 là các cây trong lâm phần tận dụng tối đa không gian dinh dưỡng. Từ đó các tác giả Nguyễn Ngọc Lung, Đào Công Khanh đã thiết lập mô hình sinh trưởng của diện tích tán cây sinh trưởng trung bình với tuổi để từ đó xác định mật độ tối ưu lâm phần. Vũ Tiến Hinh và một số tác giả lại xây dựng mô hình quan hệ giữa tổng diện tích tán lâm phần với chiều cao, đường kính và mật độ lâm phần, hoặc có thể một, hai trong ba chỉ tiêu này và trên cơ sở đó, để xác định mật độ tối ưu. Một số tác giả khác cho rằng quan hệ giữa đường kính tán với đường kính của cây bình quân (thường rất chặt chẽ) sẽ xác định được mật độ tối ưu của lâm phần ở một tuổi nào đó (Đào Công Khanh. et al., 2001). Nguyễn Ngọc Lung (1999) mô tả quy luật sinh trưởng diện tích tán bình quân của các lâm phần Thông ba lá bằng phương trình đường thẳng: S t = A + Bi.T. Ngoài phương pháp xác định trực tiếp sinh trưởng diện tích tán bình quân như trên, còn lại chủ yếu được xác định gián tiếp qua các chỉ tiêu phân chia cấp đất như H0 như: - Rừng Tếch ở Đắc Lắc (Bảo Huy, 1995): St = 1,494 + 2,521.LnH0 (1.6) - Rừng Mỡ (Vũ Tiến Hinh, 2000): St = 2,193.H00,532 (1.7)
14 - Rừng Keo tai tượng (Khúc Đình Thành, 2003): St = 0,3292.Hg1,2415 (1.8) - Mô hình sinh trưởng cây bình quân: Vũ Tiến Hinh (1995), Nguyễn Thị Bảo Lâm (1996) khi nghiên cứu lựa chọn cây tiêu chuẩn bình quân lâm phần Thông đuôi ngựa đã kết luận, có thể dùng cây bình quân theo tiết diện ngang (cây có D = Dg, H = Hg) thay cho cây bình quân thể tích. Sử dụng chỉ tiêu D g, Hg để xác định thể tích bình quân lâm phần thông qua phương trình thể tích. Vũ Tiến Hinh, Phạm Ngọc Giao (1997) cho thấy, với đối tượng rừng trồng có chu kỳ kinh doanh không dài (phạm vi phân bố đường kính không lớn) ở nước ta, có thể sử dụng D g, Hg làm kích thước cây bình quân lâm phần (Vũ Tiến Hinh., 2003). Để xác lập các đường sinh trưởng D, H, V cho cây bình quân lâm phần với các lâm phần Thông ba lá được thiết kế tỉa thưa hàng năm, Nguyễn Ngọc Lung (1999) đã sử dụng hàm Schumacher mô tả sinh trưởng D, H, V cho từng cấp đất (Nguyễn Ngọc Lung & Đào Công Khanh., 1999). Nhưng với các lâm phần Sa Mộc, Thông đuôi ngựa, Mỡ được thiết kế tỉa thưa một số lần trong chu kỳ kinh doanh, các tác giả đã dùng phương trình suất tăng trưởng chiều cao và suất tăng trưởng đường kính cùng với các giá trị chiều cao, đường kính của các cấp đất cho trước tại tuổi A0 xác định sinh trưởng chiều cao và đường kính bình quân lâm phần cho các tuổi nhỏ hơn A0 (Vũ Tiến Hinh. et al., 2000). - Mô hình tổng tiết diện ngang: Dự đoán tổng tiết diện ngang từ sinh trưởng đường kính Vũ Tiến Hinh (2000) đã lập biểu sản lượng cho Sa Mộc, Thông mã vĩ, Mỡ, tác giả đã dự đoán sinh trưởng tổng tiết diện ngang ở giai đoạn trước lần tỉa thưa thứ nhất và giữa 2 lần tỉa thưa liên tiếp (Vũ Tiến Hinh., 2003). Dự đoán tổng tiết diện ngang thông qua chiều cao và mật độ vân dụng lý thuyết của Marsh Đào Công Khanh và cộng sự (2001) đã dự đoán cho 4 loài cây là Bạch đàn Uro, Keo tai tượng, Tếch và Thông Nhựa (Đào Công Khanh. et al., 2001). - Mô hình trữ lượng lâm phần: Dự đoán trữ lượng lâm phần dựa vào sinh trưởng thể tích đã được tác giả Nguyễn Ngọc Lung (1999) áp dụng để dự đoán trữ lượng cho các lâm phần Thông ba lá, trong đó: mật độ được xác định theo mô hình
15 mật độ tối ưu, thể tích cây bình quân được xác định thông qua phương trình sinh trưởng theo đơn vị cấp đất. Vũ Tiến Hinh (2000, 2003) và các cộng sự khi nghiên cứu lập biểu sản lượng cho các loài: Sa Mộc, Mỡ, Thông mã vĩ và Quế cũng dự đoán trữ lượng trên cơ sở sinh trưởng về thể tích (Vũ Tiến Hinh., 2003). Nguyễn Thị Bảo Lâm (1996) lại dự đoán trữ lượng thông qua mô tổng tiết diện ngang để áp dụng cho các lâm phần Thông mã vĩ vùng Đông Bắc (Nguyễn Thị Bảo Lâm., 1996). Để xác định thời điểm tỉa thưa: Khi nghiên cứu về lập biểu sản lượng cho một số loài cây trồng ở nước ta, như biểu sản lượng Keo lá tràm toàn quốc (1996), biểu sản lượng Sa Mộc, Thông mã vĩ, Mỡ (2000) sử dụng tỉa thưa có giãn cách. Với các biểu sản lượng này, tuổi càng cao, kỳ giãn cách càng dài. Vũ Tiến Hinh, Phạm Xuân Hoàn (1999, 2003) khi nghiên cứu về cây Quế ở Yên Bái cho rằng tỉa thưa với kỳ giãn cách cố định, có thể là 2 năm (Vũ Tiến Hinh., 2003). Một số thành tựu của công tác xây dựng bảng biểu điều tra rừng ở Việt Nam hiện nay: Các phương pháp điều tra, nghiên cứu và lập bảng biểu đã được giới thiệu, bổ sung và phát triển tương đối hoàn thiện ở nước ta với các tác giả lớn như Đồng Sĩ Hiền (1974) cho lập biểu thể tích và độ thon cây đứng, Vũ Tiến Hinh (1998, 2003) và Nguyễn Ngọc Lung (1987a, 1987b, 1999) cho nghiên cứu sinh trưởng và sản lượng (Đồng Sĩ Hiền, 1974; Nguyễn Ngọc Lung, 1987a; Nguyễn Ngọc Lung, 1987b; Nguyễn Ngọc Lung & Đào Công Khanh, 1999; Vũ Tiến Hinh, 2003). Một số phương pháp tiêu biểu đã được nhiều tác giả trong nước vận dụng, phát triển và hoàn thiện tỏ ra có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp kinh điển của thế giới như sử dụng hệ số thon tự nhiên xây dựng phương trình đường sinh thân cây (Đồng Sĩ Hiền., 1974), hay sử dụng suất tăng trưởng để mô phỏng các quá trình sinh trưởng (Vũ Tiến Hinh., 2003; Vũ Tiến Hinh. et al., 2000; Vũ Tiến Hinh. et al., 1996). Những nghiên cứu này đã một phần nào đó đáp ứng được yêu cầu của sản xuất, thể hiện rõ vai trò quan trọng của bảng biểu trong kinh doanh rừng ở nước ta.