Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu kiểm chứng các mô hình lý thuyết chuyển hóa rừng trồng Mỡ (Manglietia glauca Dandy) kinh doanh gỗ nhỏ thành rừng kinh doanh gỗ lớn tại Công ty lâm nghiệp Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:92

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn này nghiên cứu xác định được quy luật cấu trúc cơ bản của rừng trồng Mỡ trên các mô hình chặt chuyển hóa, đối chứng năm 2008 và năm 2010 cho từng cấp tuổi. Xác định được mức độ biến đổi cấu trúc, đường kính bình quân lâm phần sau 2 năm (2008 – 2010) của các mô hình chặt chuyển hoá và đối chứng; mức độ biến đổi của mô hình chặt chuyển hoá so với mô hình đối chứng năm 2010. 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: Nghiên cứu kiểm chứng các mô hình lý thuyết chuyển hóa rừng trồng Mỡ (Manglietia glauca Dandy) kinh doanh gỗ nhỏ thành rừng kinh doanh gỗ lớn tại Công ty lâm nghiệp Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN KHẮC VINH NGHIÊN CỨU KIỂM CHỨNG CÁC MÔ HÌNH LÝ THUYẾT CHUYỂN HÓA RỪNG TRỒNG MỠ (Manglietia glauca Dandy) KINH DOANH GỖ NHỎ THÀNH RỪNG KINH DOANH GỖ LỚN TẠI CÔNG TY LÂM NGHIỆP YÊN SƠN, TỈNH TUYÊN QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN KHẮC VINH NGHIÊN CỨU KIỂM CHỨNG CÁC MÔ HÌNH LÝ THUYẾT CHUYỂN HÓA RỪNG TRỒNG MỠ (Manglietia glauca Dandy) KINH DOANH GỖ NHỎ THÀNH RỪNG KINH DOANH GỖ LỚN TẠI CÔNG TY LÂM NGHIỆP YÊN SƠN, TỈNH TUYÊN QUANG Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN THỊ BẢO LÂM Hà Nội 2010
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Gỗ là một trong những nguyên vật liệu được con người sử dụng lâu đời và rộng rãi nhất, là vật tư chủ yếu của nền kinh tế quốc dân, được xếp hàng thứ 3 sau điện và than. Gỗ cũng là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp chế biến lâm sản, sản xuất giấy, bột giấy, sản xuất đồ gia dụng xuất khẩu. Nền kinh tế càng phát triển, hội nhập quốc tế càng sâu rộng thì nhu cầu sử dụng tài nguyên nói chung và gỗ nói riêng càng lớn, càng cấp thiết. Trong “Chiến lược phát triển lâm nghiệp Việt Nam giai đoạn 2006 – 2020”, đến năm 2020 sản lượng khai thác gỗ nước ta từ 20 – 24 triệu m3 gỗ/năm, khai thác gỗ lớn là 10 triệu m3/năm. Xuất khẩu lâm sản đạt trên 7,8 tỷ USD. Tuy nhiên, nguồn cung cấp gỗ, đặc biệt là gỗ lớn ngày càng khan hiếm, do Nhà nước đã đóng cửa rừng tự nhiên từ nhiều năm nay. Gỗ lớn phục vụ chế biến, sản xuất hàng tiêu dùng và xuất khẩu chủ yếu được nhập từ một số nước như: Lào, Inđônêsia, châu Mỹ... Những nguồn cung cấp này cũng đang dần bị hạn chế do xu thế giảm khai thác rừng tự nhiên trên thế giới. Trong tương lai, nguồn cung cấp gỗ lớn phải trông chờ hoàn toàn vào rừng trồng. Để đáp ứng nhu cầu gỗ nói chung và nhu cầu gỗ lớn nói riêng, chủ động nguồn nguyên liệu cho công nghiệp chế biến xuất khẩu, hoàn thành kế hoạch đề ra trong “Chiến lược phát triển lâm nghiệp Việt Nam giai đoạn 2006 - 2020”, cần có các giải pháp phát triển diện tích rừng trồng. Nhưng do đặc điểm của cây lâm nghiệp là sinh trưởng chậm, đời sống dài, đặc biệt là cây cung cấp gỗ lớn phải mất hàng chục năm thậm chí hàng trăm năm mới được khai thác, làm cho nguồn cung cấp gỗ lớn càng trở lên khan hiếm. Trong số nhiều loài cây có thể cho gỗ lớn, Mỡ là cây có tốc độ sinh trưởng tương đối nhanh nhưng nếu trồng mới cũng phải mất ít nhất 20 – 25 năm mới được khai thác. Hiện nay, diện tích rừng mỡ cấp tuổi I, II, III... được trồng với mật độ dầy để cung cấp gỗ nhỏ còn nhiều. Nếu áp dụng các biện pháp quy hoạch chuyển hoá sang rừng kinh doanh gỗ lớn thì chỉ mất từ 10 – 15 năm có thể khai thác được. Đây là một hướng mới nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết về gỗ lớn của nền kinh tế nước ta.
2 Công ty Lâm nghiệp Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang là doanh nghiệp nhà nước chuyên sản xuất, kinh doanh rừng trồng. Hiện này, Công ty đang quản lý diện tích rừng mỡ khá lớn khoảng 1.341 ha được trồng để cung cấp gỗ nhỏ. Năm 2008 đã có một số nghiên cứu xây dựng mô hình chuyển hoá rừng kinh doanh doanh gỗ nhỏ thành rừng kinh doanh gỗ lớn do nhóm sinh viên, học viên cao học trường Đại học Lâm nghiệp thực hiện, dưới sự hướng dẫn của PGS. TS Vũ Nhâm. Những nghiên cứu này bước đầu đã đạt được một số kết quả khả quan: làm tăng sản lượng gỗ, giảm chi phí trồng rừng ban đầu, nâng cao hiệu quả môi trường sinh thái và hiệu quả kinh tế trồng rừng. Để xem xét quá trình sinh trưởng, phát triển của các mô hình chuyển hoá hiện nay ra sao? đã đúng hướng chưa? kết quả biến đổi của các quy luật cấu trúc lâm phần như thế nào? cần có nghiên cứu kiểm chứng định kỳ, đánh giá hiệu quả của các mô hình chuyển hoá. Xuất phát từ thực tế đó, tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu kiểm chứng các mô hình lý thuyết chuyển hoá rừng trồng Mỡ (Manglietia glauca Dandy) kinh doanh gỗ nhỏ thành rừng kinh doanh gỗ lớn tại Công ty Lâm nghiệp Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang”. Đề tài thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả của các mô hình chuyển hoá rừng trồng Mỡ sau 2 năm.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Một số nhận thức về các yếu tố liên quan đến thiết lập các mô hình chuyển hóa rừng và kiểm chứng chuyển hóa rừng 1.1.1. Một số nhận thức về đặc điểm sinh thái, hình thái và giá trị kinh tế của loài Mỡ Loài Mỡ có tên khoa học là Manglietia glauca Dandy, phân bố tự nhiên ở Việt Nam, Nam Trung Quốc, Lào, Thái Lan. Ở nước ta, Mỡ phân bố nhiều ở các tỉnh Phú Thọ, Yên Bái, Tuyên Quang. Ngoài ra Mỡ còn phân bố ở các tỉnh khác như Hà Giang, Lào Cai, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Quảng Ninh, Thanh Hoá Nghệ An, Hà Tĩnh. Theo Lê Mộng Chân – Lê Thị Huyên (2000) [4] loài Mỡ có những đặc điểm sau: 1.1.1.1. Đặc điểm hình thái Cây Mỡ có thân thẳng và tròn, chiều cao tới trên 20m, đường kính có thể đạt tới trên 60cm, sinh trưởng nhanh ở giai đoạn 15 - 20 năm đầu. Tán hình tháp, vỏ nhẵn màu xanh xám, không nứt, lớp vỏ trong màu trắng ngà, thơm nhẹ. Cành non mọc gần thẳng góc với thân chính, màu xanh nhạt. Lá đơn mọc cách, hình trứng ngược hoặc trái xoan. Phiến lá dài 15 - 20cm, rộng 4 - 6cm. Hai mặt lá nhẵn, mặt trên là màu lục sẫm, mặt dưới nhạt hơn, gân lá nổi rõ. Hoa màu trắng, mọc lẻ ở đầu cành, dài 6 - 8cm. Bao hoa 9 cánh, 3 cánh bên ngoài có màu phớt xanh. Nhị nhiều, chỉ nhị ngắn. Nhị và nhuỵ xếp sát nhau trên đế hoa hình trụ. Nhuỵ có nhiều lá noãn rời xếp xoắn ốc tạo thành khối hình trứng, vòi nhuỵ ngắn. Quả đại kép, nứt bung. Mỗi đại mang 5 - 6 hạt. Hạt nhẵn vỏ hạt đỏ thơm nồng. 1.1.1.2. Đặc điểm sinh học và sinh thái học Mỡ sinh trưởng tương đối nhanh. Trong trồng rừng ở giai đoạn tuổi non, tăng trưởng hàng năm có thể đạt 1,4 – 1,6cm đường kính và 1,4 - 1,6m chiều cao, sau đó sinh trưởng chậm dần, trên tuổi 20 tốc độ sinh trưởng chậm rõ rệt. Mỡ là loài cây thường xanh, sinh trưởng nhịp điệu, thay lá nhiều vào các tháng mùa đông. Cây 9 - 10 tuổi bắt đầu ra hoa kết quả. Hoa nở vào tháng 2 - 4, quả chín vào tháng 9 - 10.
4 Mỡ là loài cây ưa sáng, nhưng giai đoạn tuổi nhỏ biểu thị trung tính, sinh trưởng thích hợp ở những vùng có nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng từ 220C đến 240C, chịu được nhiệt độ tối cao là 42 0C và tối thấp tuyệt đối là -10C, thích hợp với độ ẩm không khí hàng năm khoảng trên 80%, lượng mưa trung bình hàng năm từ 1400 - 2000mm. Cây Mỡ mọc tốt ở những vùng địa hình đồi thấp, đồi bát úp xen kẽ ruộng, độ cao so với mặt biển thường dưới 400m. Đất trồng Mỡ thích hợp nhất là đất feralit đỏ - vàng hoặc vàng - đỏ phát triển trên phiến thạch sét hoặc phiến thạch mica, tầng đất sâu, ẩm, thoát nước, tơi xốp, nhiều mùn, thành phần cơ giới từ thịt đến sét nhẹ. 1.1.1.3. Giá trị kinh tế Gỗ Mỡ mềm, nhẹ, thớ thẳng, mịn, ít co rút, chịu được mưa nắng, ít bị mối mọt, giác gỗ có màu trắng xám, lõi gỗ màu vàng nhạt hơi có ánh bạc. Gỗ Mỡ thường được dùng làm nhà cửa, đóng đồ gia dụng, gỗ nguyên liệu giấy, gỗ trụ mỏ, gỗ dán, lạng, bút chì… 1.1.2. Phân chia cấp tuổi Có nhiều cách để phân chia cấp tuổi như: Phân chia cấp tuổi nhân tạo, phân chia cấp tuổi tự nhiên, phân chia cấp tuổi kinh doanh. Để tổ chức các biện pháp kinh doanh rừng người ta thường phân chia rừng theo cấp tuổi nhân tạo. Tùy thuộc vào tốc độ sinh trưởng và chu kỳ kinh doanh mà số năm của một cấp tuổi là 3 năm, 5 năm hay 10 năm. Việc phân chia cấp tuổi có ý nghĩa lớn trong tính lượng khai thác và đề xuất biện pháp kỹ thuật tác động vào nó. Loài Mỡ (Manglietia glauca Dandy) là cây mọc tương đối nhanh, chu kỳ kinh doanh gỗ lớn không dài, khoảng 20 – 25 năm, nên trong thực tiễn sản xuất, cũng như nghiên cứu của nhiều tác giả đã phân chia cấp tuổi của rừng Mỡ là 2 năm/cấp tuổi. Hơn nữa 2 năm cũng là thời gian đủ để những cây thuộc cấp kính nhỏ hơn có thể chuyển lên cấp kính cao hơn. Vì vậy đề tài cũng chọn 2 năm là số năm trong một cấp tuổi rừng Mỡ tại Công ty Lâm nghiệp Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang. Trong đời sống của cây Mỡ, giai đoạn sinh trưởng nhanh kéo dài 10 năm (5 – 15 tuổi), tương ứng với các cấp tuổi III (5 –
5 đạt được mục tiêu cung cấp gỗ lớn thì các biện pháp chặt chuyển hóa phải tác động vào thời điểm sinh trưởng nhanh này của rừng Mỡ, Do đó hệ thống ô nghiên cứu được lập trên các cấp tuổi III đến cấp tuổi VII. 1.1.3. Cấp đất Trong lâm nghiệp, cấp đất là một công cụ dùng để đánh giá năng suất của một loại rừng xác định trên điều kiện lập địa cụ thể. Nội dung chính của việc phân chia cấp đất là xác định nhân tố biểu thị cấp đất và mối quan hệ của nó với tuổi. Qua nghiên cứu, nhiều tác giả đã khẳng định: chiều cao của lâm phần ở một tuổi xác định là chỉ tiêu biểu thị tốt nhất cho sức sản xuất của lâm phần. Nhiều nước châu Á đã sử dụng chiều cao bình quân lâm phần ở từng độ tuổi để phân chia cấp đất và sử dụng các hàm sinh trưởng để mô tả cấp đất. Theo Vũ Tiến Hinh (1999-2000) [11], biểu cấp đất rừng trồng Mỡ được phân làm 4 cấp. Đề tài lựa chọn các lâm phần Mỡ trên cấp đất trung bình đến tốt (I, II, III) làm đối tượng nghiên cứu, bởi vì những lâm phần này mới có đủ sức sinh trưởng đường kính nhanh chóng, đạt được mục tiêu kinh doanh gỗ lớn. 1.1.4. Chuyển hoá rừng Chuyển hóa rừng xuất hiện trên thế giới từ đầu thế kỷ XX. Các nhà Lâm nghiệp Mỹ (1925) cho rằng: Chuyển hoá rừng là quá trình áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh và phương pháp kinh doanh để đạt được mục đích kinh doanh [8]. Ở Việt Nam, chuyển hóa rừng còn khá mới mẻ: Chuyển hoá rừng là những tác động vào lâm phần hiện tại để chuyển hoá nó thành những lâm phần đã được ấn định trước trong tương lai nhằm đạt được mục đích kinh doanh. Thực chất của chuyển hoá rừng là chặt nuôi dưỡng rừng áp dụng đối với các lâm phần còn non đã có trữ lượng và trung niên với mục đích nâng cao sinh trưởng lâm phần và chất lượng gỗ. Hiện nay, có rất nhiều chương trình quốc gia về chuyển hoá rừng như: Chuyển hoá rừng thuần loài thành rừng hỗn loài, chuyển hoá nương rẫy thành rừng nông lâm kết hợp, chuyển hoá rừng trồng kinh doanh gỗ nhỏ thành rừng kinh doanh gỗ lớn…
6 Điểm khác biệt giữa chặt nuôi dưỡng và chặt chuyển hoá là trong chặt chuyển hoá người ta tiến hành chặt cả những cây có đường kính nhỏ, cong queo sâu bệnh, mà vẫn đảm bảo được không gian dinh dưỡng, lại đáp ứng được mục đích kinh doanh là cung cấp gỗ lớn. 1.1.5. Kiểm chứng mô hình chuyển hóa rừng Kiểm chứng mô hình chuyển hóa rừng là một lĩnh vực còn rất mới trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Các công trình nghiên cứu sâu về kiểm chứng hầu như chưa thấy có. Quy trình kiểm chứng chưa được chuẩn hóa, còn nhiều tranh cãi. Kiểm chứng mô hình chuyển hóa rừng kinh doanh gỗ nhỏ thành rừng kinh doanh gỗ lớn chủ yếu dựa vào nội dung và phương pháp xây dựng mô hình chuyển hóa để tiến hành kiểm chứng. Kiểm chứng tiến hành định kỳ trong phạm vi cả chu kỳ kinh doanh và đối với từng loài cây cụ thể. Năm 2008, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS.Vũ Nhâm, một nhóm học viên và sinh viên Trường Đại học Lâm nghiệp đã tiến hành nghiên cứu mô hình lý thuyết chuyển hóa rừng Mỡ (Manglietia glauca Dandy) kinh doanh gỗ nhỏ thành rừng kinh doanh gỗ lớn tại Công ty Lâm nghiệp Yên Sơn – Tuyên Quang. Ngay sau khi xây dựng mô hình, đoàn nghiên cứu đã tiến hành chặt chuyển hóa, đến nay mô hình sinh trưởng, phát triển được 2 năm. Để biết các mô hình trên có đáp ứng được yêu cầu mong đợi hay không, cần tiến hành kiểm chứng, chứng minh hiệu quả của mô hình. Xuất phát từ yêu cầu đó, tôi tiến hành thực hiện đề tài này, nhằm xác định mức độ đáp ứng mục tiêu kinh doanh gỗ lớn, cũng như biến đổi về cấu trúc rừng sau 2 năm thực hiện chuyển hóa, thông qua việc nghiên cứu cấu trúc, tăng trưởng đường kính bình quân các lâm phần Mỡ đã tiến hành chuyển hóa, đồng thời đem so sánh với cấu trúc, tăng trưởng đường kính bình quân của lâm phần Mỡ để lại đối chứng. Tiêu chí đánh giá hiệu quả của mô hình là: Mức 1 là tăng trưởng loài Mỡ sau khi chặt chuyển hoá bằng với đối chứng. Mức 2 là tăng tưởng của loài Mỡ sau khi chặt chuyển hoá nhanh hơn đối chứng. Tiêu chuẩn đặt ra phải đáp ứng mục tiêu kinh doanh gỗ lớn.
7 1.2. Các cơ sở khoa học kiểm chứng mô hình chuyển hoá rừng trên thế giới 1.2.1. Sinh trưởng và tăng trưởng Theo V.Bertalanfly (Wenk, G.1990) thì sinh trưởng là sự tăng lên của một đại lượng nào đó nhờ kết quả của đồng hoá của một vật sống. Như vậy sinh trưởng gắn liền với thời gian và thường được gọi là quá trình sinh trưởng. Tăng trưởng là sự tăng lên về kích thước của một hoặc nhiều cá thể trong lâm phần với khoảng thời gian cho trước (Vanclay, J.K.1999; Avery, T.E.1995; Wenk, G.1990,…). Sinh trưởng và tăng trưởng của các loài cây gỗ đã được nghiên cứu từ thế kỷ 18 và phát triển mạnh mẽ sau đại chiến thế giới lần thứ nhất. Về lĩnh vực này phải kể đến tác giả tiêu biểu như: Tuorsky (1925), Tovstolev (1938), Chapmen và Mayer (1949), Grossman (1961, 1964),… nhìn chung các nghiên cứu về sinh trưởng của cây rừng và lâm phần, phần lớn đều được xây dựng thành các mô hình toán học chặt chẽ, đã được công bố trong các công trình của Mayer, H.A, và Stevenson, D.D (1943), Schumacher, F.X và Coile, T.X (1960), Clutter, J.L, Allison, B.J (1973), Alder (1980). Theo kết quả nghiên cứu về loài Pinus patula, Alder (1980) kết luận: khi mật đô ̣ giảm, tăng trưởng về đường kính cây rừng sẽ tăng trong khi trữ lượng và tổng diện ngang của lâm phần lại giảm. Wenk (1990) cũng có kết luận tương tự khi nghiên cứu ảnh hưởng của cường độ tỉa thưa đến sinh trưởng đường kính cá thể cây rừng xét theo quan hệ Zd/D. Nhiều tác giả cũng khẳng định, khi mật độ lâm phần giảm, sinh trưởng về đường kính cây rừng tăng, trong khi đó tổng sinh trưởng của cây rừng và lâm phần rừng lại giảm, không tăng hoặc tăng rất ít. 1.2.2. Các quy luật cấu trúc cơ bản lâm phần Cấu trúc rừng là sự sắp xếp các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian. Cấu trúc là cơ sở quan trọng cho công tác quy hoạch trong việc định hướng sự phát triển của rừng theo mục tiêu kinh doanh lợi dụng. Ngay từ những năm đầu thế kỷ 20 đã có nhiều công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng nhằm
8 phục vụ cho sản xuất kinh doanh của con người. Các tác giả nghiên cứu về cấu trúc rừng đã đi theo nhiều phương hướng và phương pháp khác nhau. Tại Châu Âu, những năm cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 đã có nhiều công trình nghiên cứu về cấu trúc lâm phần của các tác giả tiêu biểu, đó là: A.Schiffel (1902-1908), Hohenadl (1921-1922), A.V.Chiurin (1923-1927), V.K.Zakharov (1961). Những năm về sau các tác giả nghiên cứu về cấu trúc lâm phần có xu hướng chuyển từ mô tả định tính sang mô tả định lượng, mô hình hóa các quy luật cấu trúc lâm phần bằng các hàm toán học cụ thể. Các quy luật cấu trúc lâm phần quan trọng và được các tác giả tập trung nghiên cứu là quy luật phân bố số cây theo đường kính (N – D1.3), tương quan Hvn - D1.3, tương quan Dt - D1.3,... 1.2.2.1. Phân bố số cây theo đường kính (N – D1.3) Là một trong những quy luật cấu trúc cơ bản nhất của quy luật kết cấu lâm phần. Reineke (1933) đã phát hiện đường kính tương quan với mật độ mà không liên quan tới điều kiện lập địa, theo phương trình: LogN = -1,605 log D + k (k là hằng số thích ứng của một cây nào đó). Giữa Dg và N luôn tồn tại mối quan hệ mật thiết và thường được biểu thị dưới dạng N= a.Dgb Một số kết quả thực nghiệm của Smelko (1990) xác định mối quan hệ giữa N và Dg cho một số loại sau: Fichte N = 1348.Dg-1.532 Kiefer N = 2195.Dg-1.762 Eiche N = 1062.Dg-1.565 Nhiều tác giả cho rằng để mô tả phân bố N – D lâm phần thuần loài đều tuổi có thể dùng: + Hàm Charlier kiểu A, như Prodan (1953), + Phân bố Beta như Bennett và Burkhart và Strub (1973), Zoehrer (1969), + Phân bố Gamma như Hempel (1969), Lockow (1974-1975), + Phân bố Weibull như Cluter/Allison (1973), Bailey/Isson (1975).
9 1.2.2.2. Tương quan giữa chiều cao với đường kính lâm phân Tương quan chiều cao và đường kính cũng là một trong những quy luật cấu trúc cơ bản. Để xác lập mối quan hệ này, nhiều tác giả đề xuất sử dụng nhiều phương trình toán học khác nhau, như: Nalund.M (1929), Assmann.E (1936), Hohenadl.W (1936), Michailop.F (1934, 1952), Prodan.M (1944), Krenn.K (1946), Meyer.H.A (1952)..... đã đề nghị sử dụng các dạng phương trình dưới đây để mô tả mối quan hệ giữa chiều cao với đường kính tại vị trí 1.3m thân cây: H = a + blogD H = a + b1D + b2logD H = a + b 1 D + b 2 D2 H = a + b1D+ b2D2 + b3D3 ... 1.2.2.3. Tương quan giữa đường kính tán cây với đường kính 1.3m (Dt – D1.3 ) Sau khi nghiên cứu mối quan hệ này, nhiều tác giả đã đi đến kết luận rằng giữa đường kính tán và đường kính thân có mối quan hệ mật thiết. Cromer.O.A.N (1948), Miller.J (1953)... đã kết luận mối quan hệ phổ biến giữa đường kính tán và đường kính thân cây là mối quan hệ đường thẳng. 1.2.3. Chặt chuyển hóa Chuyển hoá rừng thực chất là chặt nuôi dưỡng rừng áp dụng đối với các lâm phần còn non và trung niên với mục đích nâng cao sinh trưởng lâm phần và chất lượng gỗ. Như vậy chặt chuyển hóa chính là chặt nuôi dưỡng có điều kiện. Chặt nuôi dưỡng hay chặt lợi dụng trung gian là biện pháp chính để nuôi dưỡng rừng bằng cách chặt bớt đi một số cây rừng nhằm tạo điều kiện cho những cây phẩm chất tốt được giữ lại sinh trưởng, nuôi dưỡng hình thân, tạo tán, tăng lượng sinh trưởng, cải thiện chất lượng gỗ và nâng cao các chức năng có lợi khác của rừng [8]. Mục đích của chặt nuôi dưỡng đối với rừng trồng thuần loài là: Cải thiện điều kiện sinh trưởng của cây rừng; xúc tiến sinh trưởng cây rừng, rút ngắn chu kỳ chăm sóc cây rừng; loại bỏ được cây gỗ xấu nâng cao chất lượng lâm phần.
10 - Theo quy định chặt nuôi dưỡng rừng của Trung Quốc năm 1957, chặt nuôi dưỡng chia làm 4 loại là: + Chặt thấu quang + Chặt loại trừ + Chặt tỉa thưa + Chặt sinh trưởng - Chă ̣t nuôi dưỡng ở Mỹ chia làm 5 loa ̣i: + Chă ̣t loa ̣i trừ, chă ̣t những cây chèn ép, không dùng, thứ yế u. + Chă ̣t tự do, chă ̣t bỏ những cây gỗ tầ ng trên. + Chă ̣t tỉa thưa, bao gồ m chă ̣t tỉa thưa và chă ̣t sinh trưởng. + Chă ̣t chỉnh lý, chă ̣t các loài cây thứ yế u, hin ̀ h dáng và sinh trưởng kém. + Chă ̣t gỗ thải, chă ̣t các cây bi ̣ha ̣i. - Chă ̣t nuôi dưỡng ở Nhâ ̣t chia làm 2 loa ̣i: + Căn cứ vào ngoa ̣i hình cây rừng chia làm 5 cấ p để tiế n hành chă ̣t nuôi dưỡng. + Căn cứ vào chấ t lươ ̣ng gỗ chia làm 3 loa ̣i (tố t, vừa và xấ u) để tiế n hành chă ̣t nuôi dưỡng. 1.3. Các cơ sở khoa học kiểm chứng mô hình chuyển hoá rừng ở Việt Nam 1.3.1. Sinh trưởng và tăng trưởng Các công trình nghiên cứu sinh trưởng và tăng trưởng ở Việt Nam khá phong phú, xin điểm qua một số tác giả sau: Nghiên cứu sinh trưởng của cây Mỡ, Lâm Công Định (1965) [6] đã đưa ra một số kết luận: Cây tiêu chuẩn 35 tuổi ở vị trí sườn đồi Hvn = 19,5m, D1.3 = 30,7m, V = 0,64 m3. Trong điều kiện cơ bản của đất đai và khí hậu, Mỡ sinh trưởng trung bình. Tốc độ sinh trưởng có thể giảm bớt hay tăng lên, nhất là trong thời kỳ tuổi nhỏ. Sự tăng giảm đó lệ thuộc chặt chẽ vào các điều kiện chi phối cụ thể nơi trồng: hướng phơi, thời vụ trồng, sự xâm chiếm của cây hoang dại. Phùng Ngọc Lan (1985) [13] đã khảo nghiệm một số phương trình sinh trưởng cho một số loài cây như: Mỡ, Thông đuôi ngựa, Bồ đề, Bạch đàn.
11 Nghiên cứu sinh trưởng Thông Đuôi Ngựa, Vũ Nhâm (1987 – 1992) [20] đã lập được biểu cấp đất và biểu thể tích 2 nhân tố rừng kinh doanh gỗ trụ mỏ để phục vụ lập biểu sản phẩm. Nguyễn Ngọc Lung (1999) [15 cũng đã cho thử nghiệm các hàm: Gompertz, Schumacher để mô tả quá trình sinh trưởng của loài thông 3 lá tại Đà Lạt - Lâm Đồng. Và tác giả đề nghị dùng phương trình Schumacher để mô tả quy luật sinh trưởng cho một số đại lượng. Vũ Tiế n Hinh (1999 - 2000) [11] và các cô ̣ng sự đã tiế n hành nghiên cứu và lâ ̣p ra biể u sinh trưởng, sản lượng cho rừng trồ ng Sa Mô ̣c, Thông đuôi ngựa và Mỡ cho 4 cấ p đấ t trên cũng trên cơ sở sử du ̣ng các hàm sinh trưởng thông du ̣ng. 1.3.2. Các quy luật cấu trúc cơ bản lâm phần 1.3.2.1. Phân bố số cây theo đường kính 1.3 - Với rừng tự nhiên nước ta: Đa số các tác giả lựa chọn hàm Meyer và hàm khoảng cách để mô tả phân bố N – D1.3: Đồng Sỹ Hiền (1974) [9] đã chọn hàm Meyer, Nguyễn Hải Tuất (1986) [23] chọn hàm Khoảng cách… - Với các lâm phầ n thuầ n loa ̣i, đề u tuổ i còn non và trung niên các tác giả: Vũ Tiế n Hinh (1990), Pha ̣m Ngo ̣c Giao (1989, 1995) Trinh ̣ Đức Huy (1987, 1988) Vũ Nhâm (1988), Hoàng Văn Dưỡng (2001)... đều thố ng nhấ t: đường biể u diễn quy luâ ̣t phân bố số cây theo cỡ đường kin ́ h có da ̣ng lê ̣ch trái và có thể sử du ̣ng các hàm toán ho ̣c khác nhau để mô phỏng như hàm Scharlier, hàm Weibull... 1.3.2.2. Nghiên cứu quy luật tương quan giữa chiều cao với đường kính 1.3m Vũ Đình Phương (1985) [17] thiết lập biểu cấp chiều cao lâm phần Bồ đề tự nhiên từ phương trình Parabol bậc hai mà không cần phân biệt cấp đất và tuổi. Nguyễn Ngo ̣c Lung (1999) [15] khi nghiên cứu tương quan giữa chiề u cao và đường kính cho loài Thông ba lá đã thử nghiê ̣m 8 da ̣ng phương trình, kế t quả cho thấ y cả 8 da ̣ng phương trình đề u phù hơ ̣p về mă ̣t thố ng kê. Nhiều tác giả khi nghiên cứu tương quan giữa chiều cao với đường kính rừng thuần loài đều tuổi khẳng định phương trình dạng H = a + bLogD là phù hợp nhất:
12 Vũ Nhâm (1988), Pha ̣m Ngo ̣c Giao (1995) đã khẳ ng đinh ̣ tương quan giữa chiề u cao và đường kính của các lâm phầ n Thông đuôi ngựa tồ n ta ̣i chă ̣t chẽ dưới da ̣ng H = a+blogD. Khúc Điǹ h Thành (1999) [19] khi nghiên cứu tương quan giữa chiề u cao và đường kính Keo tai tươ ̣ng cũng rút ra kế t luâ ̣n: tương quan H = a+blogD đã mô tả tố t quan hê ̣ giữa chiều cao với đường kính thân cây Keo tai tươ ̣ng. Hoàng Văn Dưỡng (2001) [5] đã thử nghiê ̣m 4 phương trình tương quan giữa chiề u cao và đường kính cho Keo lá tràm ở mô ̣t số tin̉ h thuô ̣c khu vực miề n Trung đã lựa cho ̣n đươ ̣c phương triǹ h H = a+blogD là phù hơ ̣p nhấ t. 1.3.2.3. Nghiên cứu tương quan giữa đường kính tán và đường kính 1.3m Đa số các tác giả đều thống nhất tương quan giữa đường kính tán và đường kính 1.3m thường rất chặt và theo dạng phương trình đường thẳng: Vũ Đình Phương (1985) [17] đã khẳng định mối liên hệ mật thiết giữa đường kính tán và đường kính ngang ngực theo dạng phương trình đường thẳng. Khúc Điǹ h Thành (1999) [19] khi nghiên cứu Keo tai tượng ở Quảng Ninh khẳng định tương quan giữa đường kính tán và đường kính 1.3m tồ n ta ̣i da ̣ng Dt = a+bD1.3. Hoàng Văn Dưỡng (2001) [5] nghiên cứu Keo lá tràm ở một số tỉnh miền Trung đưa ra kết luận tương quan giữa đường kiń h tán và đường kính 1.3m cũng tồ n ta ̣i da ̣ng Dt = a+bD1.3. 1.3.3. Chặt chuyển hóa - Thực chất của chặt chuyển hóa là chặt nuôi dưỡng có điều kiện: “Chặt nuôi dưỡng là biện pháp chính để nuôi dưỡng rừng bằng cách chặt bớt đi một số cây rừng nhằm tạo điều kiện cho những cây phẩm chất tốt được giữ lại sinh trưởng, nuôi dưỡng hình thân, tạo tán, tăng lượng sinh trưởng, cải thiện chất lượng gỗ và nâng cao các chức năng có lợi khác của rừng”. - Chặt nuôi dưỡng ở nước ta còn tương đối mới mẻ và chủ yếu nghiên cứu cho Chặt nuôi dưỡng ở rừng thuần loài đều tuổi. Một số kỹ thuật chặt nuôi dưỡng cho rừng trồng đã được kiểm nghiệm trong thực tiễn sản xuất và được công nhận là Tiêu chuẩn ngành như:
13 + Quy trình tạm thời kỹ thuật tỉa thưa rừng Thông nhựa (Pinus merkusii) trồng thuần loài, QTN 28-88 ban hành kèm theo Quyết định số 148 ngày 27/2/1988 của Bộ Lâm nghiệp. + Quy trình kỹ thuật tỉa thưa rừng Bồ đề (Styrax tokinensis) thuần loài, QTN 22- 82 ban hành theo Quyết định số 474 ngày 1/8/1982 của Bộ Lâm nghiệp. + Quy trình kỹ thuật tỉa thưa rừng Mỡ (Manglietia glauca) trồng thuần loài, QTN 24- 82 ban hành theo Quyết định số 1222/QĐ/KTh ngày 15/12/1982 của Bộ Lâm nghiệp. + Quy phạm kỹ thuật tỉa thưa rừng Thông ba lá (Pinus kesiya) trồng thuần loài, TCN - 28 -2001 ban hành theo Quyết định số 2382/QĐ-BNN-KHCN ngày 31/5/2001 của Bộ NN&PTNT. + Ngoài ra còn một vài quy phạm kỹ thuật tỉa thưa khác cho các loài: Thông đuôi ngựa, Sa mộc, Quế, Keo lá tràm, Keo tai tượng, Bạch đàn đỏ. - Nhiều nghiên cứu chặt nuôi dưỡng rừng cho kết quả khả quan về thúc đẩy sinh trưởng đường kính, chiều cao của lâm phần: + Theo Nguyễn Huy Sơn và cộng tác viên (2006) [18], trong rừng trồng thuần loài đều tuổi Keo lai tại Bình Dương, sau khi tỉa thưa, cả đường kính và chiều cao của lâm lâm đều tăng trưởng tốt hơn so với không tỉa, trong đó sau 2 năm thí nghiệm, công thức tỉa thưa cường độ cao nhất (để lại 858 cây/ha) cho tăng trưởng tốt nhất so với không tỉa là 1.333 cây/ha. + Theo Đặng Thịnh Triều và cộng sự (2007) [22] khi nghiên cứu tỉa thưa cây phù trợ ở Cầu Hai - Phú Thọ cho biết: sau 2 năm tỉa thưa, tăng trưởng đường kính thân cây, chiều cao và đường kính tán lá của một số loài đã có sự khác nhau rõ rệt ở các cường độ tỉa thưa khác nhau. 1.3.4. Kiểm chứng mô hình chuyển hóa rừng ở Việt Nam Các công trình nghiên cứu kiểm chứng mô hình chuyển hóa rừng đặc biệt là mô hình chuyển hóa rừng kinh doanh gỗ nhỏ thành rừng kinh doanh gỗ lớn ở Việt Nam có rất ít.
14 Năm 2009, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Vũ Nhâm, một nhóm sinh viên, học viên cao học đã tiến hành kiểm chứng mô hình chuyển hóa rừng trồng Mỡ và Sa mộc cung cấp gỗ nhỏ thành rừng cung cấp gỗ lớn xác lập từ năm 2007. Các tác giả cũng dựa vào nội dung và phương pháp xây dựng mô hình để tiến hành kiểm chứng, nhưng kết quả thu được còn nhiều hạn chế. Các tác giả đã tính toán và khẳng định tăng trưởng đường kính của các mô hình chuyển hóa lớn hơn mô hình đối chứng thông qua việc so sánh đơn thuần tăng trưởng đường kính lâm phần chặt chuyển hóa với lâm phần đối chứng, mà chưa chứng minh được chênh lệch về tăng trưởng đó là thực sự hay chỉ là ngẫu nhiên. Vì vậy mà kết quả kiểm chứng hiệu quả của mô hình chặt chuyển hóa chưa thuyết phục, mục tiêu kiểm chứng chưa đạt được. Để chứng minh tăng trưởng đường kính lâm phần chặt chuyển hóa lớn hơn lâm phần đối chứng không phải là ngẫu nhiên cần kiểm tra bằng tiêu chuẩn thống kê. Có nhiều tiêu chuẩn thống kê khác nhau như: tiêu chuẩn t của Student, tiêu chuẩn U, tiêu chuẩn U của Wilcoxon, tiêu chuẩn U của Mann và Whitney,... tùy thuộc vào số lượng mẫu cần kiểm tra, mẫu là độc lập hay liên hệ, biết trước luật phân bố và phương sai tổng thể hay không, dung lượng quan sát của mẫu lớn hay nhỏ mà lựa chọn một tiêu chuẩn phù hợp. Vũ Tiến Hưng (2005) [12] nghiên cứu sai số khi dùng biểu quá trình sinh trưởng xác định một số chỉ tiêu sản lượng, nhằm tìm phương pháp hiệu chỉnh biểu quá trình sinh trưởng đã lập cho hai loài cây Mỡ và Sa mộc. Ngoài việc xác định sai số theo giá trị tuyệt đối và tương đối, tác giả còn dùng tiêu chuẩn U của Wilcoxon cho hai mẫu liên hệ để kiểm tra xem biểu có sai số hệ thống hay không. Thực chất tác giả đã sử dụng tiêu chuẩn thống kê toán học để kiểm chứng sai số hệ thống của biểu quá trình sinh trưởng đã lập trước. 1.4. Một số ý kiến thảo luận - Chuyển hóa rừng kinh doanh gỗ nhỏ thành rừng kinh doanh gỗ lớn cần tiến hành chặt chuyển hóa. Thực chất của chặt chuyển hóa là chặt nuôi dưỡng có điều kiện, do đó nó tuân theo các quy phạm kỹ thuật trong chặt nuôi dưỡng. Để đạt được hiệu quả kinh doanh gỗ lớn cần tác động vào thời kỳ rừng còn non, trong độ tuổi sinh trưởng mạnh và trên các cấp đất tốt. Đối với rừng Mỡ, để chuyển hóa rừng kinh
15 doanh gỗ nhỏ thành rừng kinh doanh gỗ lớn ta tiến hành chặt chuyển hóa ở cấp tuổi III đến cấp tuổi VII và trên cấp đất I, II, III. - Kiểm chứng mô hình chuyển hóa rừng còn khá mới mẻ ở Việt Nam, công trình nghiên cứu kiểm chứng mô hình chuyển hóa rất ít. Năm 2008 mô hình lý thuyết chuyển hóa rừng Mỡ (Manglietia glauca Dandy) kinh doanh gỗ nhỏ thành rừng kinh doanh gỗ lớn tại Công ty Lâm nghiệp Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang được xây dựng bởi một nhóm sinh viên, học viên trường Đại học Lâm nghiệp, dưới sự hướng dẫn của PGS. TS Vũ Nhâm. Sau 2 năm, mô hình sinh trưởng rất tốt nhưng chưa được kiểm chứng, đánh giá hiệu quả để có thể đưa ra áp dung rộng rãi ngoài thực tiễn sản xuất. - Kiểm chứng các mô hình chuyển hóa rừng kinh doanh gỗ nhỏ thành rừng kinh doanh gỗ lớn chủ yếu dựa vào nội dung, phương pháp xây dựng mô hình để tiến hành kiểm chứng, trên cơ sở nghiên cứu quy luật cấu trúc và tăng trưởng đường kính lâm phần chặt chuyển hóa, đồng thời đem so sánh với quy luật cấu trúc và tăng trưởng đường kính lâm phần để lại đối chứng. Chênh lệch tăng trưởng đường kính giữa ô chặt chuyển hóa và ô đối chứng cần được kiểm tra bằng tiêu chuẩn thống kê để khẳng định chắc chắn chênh lệch đó không phải là ngẫu nhiên. - Khi nghiên cứu cấu trúc rừng thuần loài đều tuổi, đa số các tác giả trong và ngoài nước đều lựa chọn các hàm phân bố và phường trình lý thuyết để mô tả 3 quy luật cấu trúc rừng cơ bản là: Phân bố số cây theo đường kính dùng hàm Weibull; tương quan chiều cao vút ngọn với đường kính 1.3m mô phỏng bằng phương trình H = a + bLogD; tương quan đường kính tán với đường kính 1.3m sử dụng phương trình đường thẳng.
16 Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu nghiên cứu 2.1.1. Mục tiêu tổng quát Kiểm chứng được hiệu quả của các mô hình chuyển hoá rừng trồng Mỡ kinh doanh gỗ nhỏ thành rừng kinh doanh gỗ lớn tại Công ty Lâm nghiệp Yên Sơn tỉnh Tuyên Quang. 2.1.2. Mục tiêu cụ thể Để đạt được mục tiêu tổng quát cần thực hiện các mục tiêu cụ thể sau: - Xác định được quy luật cấu trúc cơ bản của rừng trồng Mỡ trên các mô hình chặt chuyển hóa, đối chứng năm 2008 và năm 2010 cho từng cấp tuổi. - Xác định được mức độ biến đổi cấu trúc, đường kính bình quân lâm phần sau 2 năm (2008 – 2010) của các mô hình chặt chuyển hoá và đối chứng; mức độ biến đổi của mô hình chặt chuyển hoá so với mô hình đối chứng năm 2010. - Kiểm chứng được sự khác biệt về tăng trưởng đường kính lâm phần giữa các mô hình chặt chuyển hoá với mô hình đối chứng, đánh giá được hiệu quả của các mô hình chặt chuyển hoá. 2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu Các mô hình chặt chuyển hoá và đối chứng rừng trồng Mỡ cấp tuổi III, IV, V, VI, VII tại Công ty Lâm nghiệp Yên Sơn - tỉnh Tuyên Quang. 2.2.2. Phạm vi nghiên cứu - Chỉ nghiên cứu rừng trồng Mỡ cấp đất I, II, III, mật độ trước khi chặt > 1000 cây/ha, không tiến hành trên cấp đấp IV vì đây là cấp đất xấu. - Không xây dựng mô hình chặt chuyển hóa mới mà kế thừa kết quả xây dựng mô hình chặt chuyển hoá đã được xác lập năm 2008.
17 - Chỉ nghiên cứu 3 quy luật cấu trúc cơ bản theo các hàm và phương trình phổ thông được nhiều tác giả trong và ngoài nước sử dụng: + Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N - D1.3) dùng phân bố Weibull. + Tương quan giữa chiều cao vút ngọn với đường kính 1.3 (Hvn - D1.3) theo dạng phương trình H = a + blogD1.3. + Tương quan giữa đường kính tán với đường kính 1.3m (Dt - D1.3) theo dạng phương trình Dt = a + bD1.3. - Địa điểm nghiên cứu: Công ty Lâm nghiệp Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang. - Thời gian nghiên cứu: Tháng 1 năm 2010 – tháng 9 năm 2010. 2.3. Nội dung nghiên cứu 2.3.1. Nghiên cứu các quy luật cấu trúc cơ bản, đường kính lâm phần trên ô chặt chuyển hoá và đối chứng + Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N - D1.3). + Tương quan giữa chiều cao vút ngọn với đường kính 1.3 m (Hvn - D1.3). + Tương quan giữa đường kính tán với đường kính 1.3 m (Dt - D1.3). + Đường kính 1.3 m bình quân lâm phần ( D1.3 ). 2.3.2. So sánh quy luật cấu trúc, đường kính bình quân lâm phần - So sánh quy luật cấu trúc, đường kính bình quân lâm phần năm 2010 với cấu trúc, đường kính bình quân lâm phần năm 2008 của các mô hình chặt chuyển hóa. - So sánh quy luật cấu trúc, đường kính bình quân lâm phần năm 2010 với cấu trúc, đường kính bình quân lâm phần năm 2008 của các mô hình đối chứng. - So sánh quy luật cấu trúc, đường kính bình quân lâm phần năm 2010 giữa các mô hình chặt chuyển hóa với mô hình đối chứng.
18 2.3.3. Kiểm chứng sự khác biệt về tăng trưởng đường kính bình quân lâm phần giữa các mô hình chặt chuyển hoá với mô hình đối chứng 2.4. Phương pháp nghiên cứu 2.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu Kết hợp phương pháp kế thừa tài liệu có sẵn và điều tra thu thập số liệu ngoài thực địa. 2.4.1.1. Kế thừa tài liệu - Tài liệu điều kiện cơ bản của Công ty Lâm nghiệp Yên Sơn – tỉnh Tuyên Quang. + Điều kiện tự nhiên Công ty Lâm nghiệp Yên Sơn. + Điều kiện kinh tế - xã hội Công ty Lâm nghiệp Yên Sơn. - Kế thừa và tham khảo các kết quả nghiên cứu có liên quan đã công bố. - Kế thừa số liệu thu thập được của năm 2008 làm cơ sở so sánh. - Biểu điều tra kinh doanh rừng trồng của 14 loài cây trồng chủ yếu, NXB Nông nghiệp (2003). - Biểu cấp đất rừng trồng Mỡ của Vũ Tiến Hinh, Đề tài nghiên cứu khoa học Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2000). - Khoá luận về chuyển hoá rừng từ các khoá trước. Giới thiệu mô hình chuyển hoá Mô hình chuyển hoá rừng trồng Mỡ kinh doanh gỗ nhỏ thành rừng kinh doanh gỗ lớn tại công ty lâm nghiệp Yên Sơn tỉnh Tuyên Quang được xác lập từ năm 2008 bởi một nhóm sinh viên và học viên cao học do PGS. TS Vũ Nhâm hướng dẫn. Mô hình chặt chuyển hóa xây dựng cho 5 cấp tuổi (III, IV, V, VI, VII). Mỗi cấp tuổi lập 1 ô tiêu chuẩn cố định 5000 m2, trong ô tiêu chuẩn cố định chia làm 5 ô tiêu chuẩn tạm thời (A, B, C, D, E) 1000 m2 (20 x 50m). Ô đối chứng cũng được lập ngay sát bên cạnh ô tiêu chuẩn cố định 5000 m2, diện tích ô đối chứng là 1000 m2