Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc cơ bản và xây dựng cơ sở khoa học cho điều tra trữ lượng rừng tự nhiên

Chia sẻ: Tri Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:70

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc cơ bản và xây dựng cơ sở khoa học cho điều tra trữ lượng rừng tự nhiên" góp phần bổ sung phương pháp điều tra rừng tự nhiên, đề xuất một số phương pháp điều tra rừng tự nhiên ở nước ta.

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 một số đặc điểm cấu trúc cơ bản và xây dựng cơ sở khoa học cho điều tra trữ lượng rừng tự nhiên

bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o bé n«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n trêng ®¹i häc l©m nghiÖp ==========***========== nguyÔn Duy ThÞnh Nghiªn cøu mét sè ®Æc ®iÓm cÊu tróc c¬ b¶n vµ x©y dùng c¬ së khoa häc cho ®iÒu tra tr÷ lîng rõng tù nhiªn Chuyªn ngµnh: L©m häc M· sè : 60 62 60 luËn v¨n th¹c sü khoa häc l©m nghiÖp hµ néi – 2008
bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o bé n«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n trêng ®¹i häc l©m nghiÖp nguyÔn Duy ThÞnh Nghiªn cøu mét sè ®Æc ®iÓm cÊu tróc c¬ b¶n vµ x©y dùng c¬ së khoa häc cho ®iÒu tra tr÷ lîng rõng tù nhiªn Chuyªn ngµnh: L©m häc M· sè : 60 62 60 luËn v¨n th¹c sü khoa häc l©m nghiÖp Ngêi híng dÉn khoa häc: GS.TS Vò TiÕn Hinh hµ néi – 2008
1 CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Chúng ta ai cũng nhận thức được giá trị to lớn, cũng như vai trò quan trọng của tài nguyên rừng đối với đời sống xã hội loài người. Do đó, trên thế giới ngày càng nhiều tổ chức, hiệp hội bảo vệ và phát triển rừng ra đời nhằm mục đích góp phần duy trì và phát triển bền vững nguồn tài nguyên quý giá này. Với những nỗ lực đó, kiến thức về rừng của con người ngày một sâu sắc hơn, quan điểm và mục tiêu sử dụng rừng ngày một đúng đắn và toàn diện. Tuy nhiên, những đổi mới và tiến bộ đã chưa kịp thời và chưa đủ ngăn chặn nạn suy thoái rừng gây ra từ những nguyên nhân mang tính xã hội, dẫn đến tình trạng phá vỡ cân bằng sinh thái, gây tổn hại môi trường sống. Chỉ tính riêng trong giai đoạn 1990 – 1995, ở các nước đang phát triển đã có hơn 65 triệu ha rừng bị mất (FAO 1997). Trong báo cáo của (FAO 2000) về đánh giá tài nguyên rừng toàn cầu trong 10 năm, từ 1990 đến 2000 cho thấy rõ nét bức tranh thay đổi về tài nguyên rừng toàn cầu, diện tích đất có rừng giảm 9,5 triệu ha. Năm 2000 tổng diện tích rừng của toàn thế giới, kể cả rừng tự nhiên và rừng trồng chỉ còn 3.869 triệu ha, tỷ lệ che phủ khoảng 30%. Ở Việt Nam, năm 1943 diện tích rừng là 14.3 triệu ha, tỷ lệ che phủ 43%. Hiện nay, theo số liệu công bố hiện trạng rừng toàn quốc của Viện Điều tra Quy hoạch rừng – Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thì tổng diện tích đất có rừng của cả nước tính đến thời điểm 31 tháng 12 năm 2005 là 12,62 triệu ha, trong đó diện tích rừng tự nhiên xấp xỉ 10,32 triệu ha và diện tích rừng trồng xấp xỉ 2,3 triệu ha, độ che phủ rừng khoảng 38%. Như vậy, với rất nhiều chương trình trồng rừng diễn ra trong giai đoạn vừa qua ở Việt Nam, chúng ta đã dần đuổi kịp cái mốc diện tích rừng của năm 1943.
2 Để quản lý rừng bền vững nhằm đáp ứng ngày càng cao nhu cầu lâm sản đồng thời bảo đảm vai trò phòng hộ, bảo tồn đa dạng sinh học và cung cấp các dịch vụ môi trường thì một trong những nhiệm vụ then chốt là phải theo dõi và đánh giá diễn biến tài nguyên rừng với quy mô toàn quốc. Có như vậy mới có cơ sở để đánh giá mức độ và chiều hướng diễn biến tài nguyên rừng và xác định những nguyên nhân liên quan. Đây chính là cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc đề xuất các giải pháp kĩ thuật, kinh tế xã hội và định hướng sử dụng và quản lí bền vững tài nguyên rừng. Để có cơ sở theo dõi và đánh giá diễn biến tài nguyên rừng, cần nắm được hiện trạng tài nguyên rừng ở những thời điểm nhất định. Hiện trạng rừng ở một thời điểm nào đó là cơ sở xác định giá trị của rừng, đề xuất biện pháp cần tác động hợp lý, dự đoán sản lượng cho các định kỳ tiếp theo. Hiện trạng rừng cần xác định ở một thời điểm nào đó thường bao gồm các chỉ tiêu như: Trữ lượng, tổng diện ngang, đường kính, chiều cao bình quân. Ngoài ra để có cơ sở đề xuất biện pháp tác động, dự đoán sản lượng cần biết thêm các thông tin quan trọng như: Phân bố số cây theo cỡ đường kính, phân bố số cây theo cỡ chiều cao, công thức tổ thành, số lượng và chất lượng tái sinh, tăng trưởng đường kính và trữ lượng của mỗi lô rừng. Tuy vậy, từ trước đến nay nước ta chưa có một quy trình về điều tra đánh giá hiện trạng cho các lô rừng tự nhiên nào được ban hành. Từ đó, mỗi nơi áp dụng một phương pháp điều tra riêng, dẫn đến kết quả điều tra không phản ánh trung thực hiện trạng rừng và hầu hết các trường hợp không xác định được sai số điều tra, nhiều khi kết quả còn phụ thuộc vào chủ quan của con người. Xuất phát từ yêu cầu lý luận và thực tiễn của công tác điều tra đánh giá hiện trạng rừng tự nhiên, kết hợp với những kiến thức đã học tập ở trường Đại học Lâm nghiệp với sự giúp đỡ của các thầy giáo trong trường, được phép của khoa Sau đại học, trường Đại học Lâm nghiệp, tôi tiến hành thực hiện luận
3 văn “Nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc cơ bản và xây dựng cơ sở khoa học cho điều tra trữ lượng rừng tự nhiên” 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.2.1. Về lý luận Góp phần bổ sung phương pháp điều tra rừng tự nhiên. 1.2.2. Về thực tiễn Đề xuất một số phương pháp điều tra rừng tự nhiên ở nước ta. 1.3. GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU 1.3.1. Địa điểm nghiên cứu Để triển khai, đề tài chọn một số tỉnh có diện tích rừng tự nhiên tương đối lớn và đại diện cho các kiểu, trạng thái rừng tự nhiên phổ biến ở miền Bắc Việt Nam. 1.3.2. Đối tượng nghiên cứu Đề tài triển khai nghiên cứu trên các trạng thái rừng IIB, IIIA2, IIIB, và IVA (theo phân loại của Loetschau).
4 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1. Trên thế giới. Hiện nay các nước trên thế giới thường sử dụng hai phương pháp điều tra ô mẫu để xác định hiện trạng cho các lô rừng tự nhiên. Đó là phương pháp ô tiêu chuẩn điển hình và ô tiêu chuẩn bố trí hệ thống. Ô tiêu chuẩn điển hình có hạn chế là; khó đại diện cho tình hình sinh trưởng, hình thái, cấu trúc của bộ phận cây rừng cho toàn lô, đặc biệt là lô có diện tích lớn và biến động về kích thước các cây giữa các vị trí khác nhau. Với những hạn chế này, ô tiêu chuẩn đại diện thường ít được sử dụng để xác định trữ lượng rừng, mà thường được sử dụng để thu thập số liệu nghiên cứu cấu trúc rừng. Theo D.Alder (1980) với ô tạm thời diện tích ô 0,1 đến 0,5 ha với rừng đơn giản và từ 5 đến 10 ha với rừng tự nhiên nhiệt đới. Với ô nghiên cứu định vị thì diện tích tương ứng cho 2 trường hợp là 0,04 đến 0,08 ha và từ 1 đến 2 ha. Khi điều tra trữ lượng rừng tự nhiên, Loetsch và Haller (1973) – dẫn theo Vũ Tiến Hinh (2007) [15] sử dụng ô mẫu bố trí theo sơ đồ mạng lưới ô vuông, sau đó sử dụng công thức rút mẫu hệ thống theo tuyến để xác định sai số điều tra. K.Jayaraman (2000) – dẫn theo Vũ Tiến Hinh (2007) [15] sử dụng phương pháp rút mẫu hệ thống để xác định một số giá trị bình quân cho một số nhân tố điều tra như chiều cao, đường kính, thể tích bình quân và cũng sử dụng công thức rút mẫu hệ thống để xác định sai số điều tra. Để xác định tăng trưởng rừng trồng cũng như rừng tự nhiên người ta thường bố trí các ô nghiên cứu cố định hoặc bán cố định. Theo D.Alder (1980) đối với rừng đơn giản, diện tích ô mẫu khoảng 0,04 đến 0,08 ha, còn với rừng hỗn giao nên từ 1 đến 2 ha. Năm 1962 đoàn chuyên gia Trung Quốc đã dùng các ô mẫu diện tích 5000 m2 để lập biểu cấp chiều cao cho vùng Sông Hiếu – Nghệ An, Việt Nam.
5 Ở Châu Âu trước đây thường sử dụng phương pháp điều tra tài nguyên rừng truyền thống (Phương pháp điều tra một cấp). Thực tế đã chứng minh nó vẫn có những ưu điểm cho đến hiện tại. Hiện nay phương pháp điều tra tài nguyên rừng một cấp vẫn đang được sử dụng ở các nước phát triển như Châu Âu và Bắc Mỹ, tuy nhiên đã có những thay đổi cho phù hợp. Những cố gắng của các nhà Lâm nghiệp trong việc ứng dụng toán học nói chung và toán thống kê nói riêng đã đưa công tác điều tra rừng có những bước tiến. Các nhà điều tra rừng đã ứng dụng thành công toán học vào việc lập các loại bảng biểu điều tra rừng, thống kê sản lượng rừng và diện tích của chúng kèm theo sai số và độ tin cậy. Vào nửa cuối thế kỷ 20, các nhà điều tra rừng ở Châu Âu đã ứng dụng toán học và các công cụ mới để xác định các nhân tố bình quân trong điều tra tài nguyên rừng, đặc biệt chú ý đến phương pháp điều tra ô tiêu chuẩn. Như một sự tất nhiên, phương pháp ô tiêu chuẩn điển hình đã ra đời và được áp dụng. Khi điều tra tài nguyên rừng ở một khu vực nào đó người điều tra cần xác định vị trí ô tiêu chuẩn, số lượng ô và kích thước của chúng sao cho phù hợp với đối tượng điều tra. Tính đại diện của ô tiêu chuẩn đối với lâm phần cần điều tra phụ thuộc vào chủ quan của con người. Hình dạng, kích thước của ô tiêu chuẩn cũng thay đổi nhưng thông thường là hình vuông hay hình chữ nhật. Tất nhiên những quy định ước lệ hay cụ thể về khái niệm “điển hình” cũng đã được đưa ra phù hợp với quan niệm người điều tra. Trên thực tế, đây chính là hạn chế của phương pháp ô tiêu chuẩn điển hình. 2.2. Ở Việt Nam. Khi nghiên cứu về rừng lá rộng rụng lá ở miền nam Việt Nam, Hoàng Sỹ Động (2002) [7] đã sử dụng những ô tiêu chuẩn hình vuông (ô sơ cấp) với diện tích 1ha và hình chữ nhật (ô thứ cấp) với diện tích 50 x 20m.
6 Ô sơ cấp 100m Ô thứ 50m cấp Hình 2.1: Sơ đồ ô tiêu chuẩn Diện tích ô tiêu chuẩn được thiết kế như trên là theo kinh nghiệm của B.Rollet (1984) và của các nhà khoa học lâm nghiệp việt nam khi nghiên cứu về rừng nhiệt đới. Độ lớn về diện tích ô tiêu chuẩn như vậy đủ để phản ánh quy luật cấu trúc cây rừng, kết cấu hàng hóa của chúng và tăng trưởng của rừng lá rộng rụng lá ở Tây Nguyên. Tuy nhiên, khi nghiên cứu chi tiết hơn cho thấy với lâm phần Cà chít (Shoera obtusa), diện tích ô tiêu chuẩn cần thiết đủ để phản ánh đúng quy luật cấu trúc không cần lớn hơn 0.5ha. Từ những năm giữa thế kỷ 20, các nhân tố bình quân được thu thập dựa trên phương pháp đặt ô tiêu chuẩn ngẫu nhiên, tiếp tục phương pháp ô tiêu chuẩn điển hình và phương pháp bố trí ô tiêu chuẩn hệ thống. - Phương pháp đặt ô tiêu chuẩn ngẫu nhiên: Phạm vi đối tượng cần điều tra tài nguyên rừng được xác định trên bản đồ địa hình. Trên toàn bộ vùng phân bố của đối tượng nghiên cứu, hệ thống ô tiêu chuẩn được bố trí theo một trình tự nhất định, mỗi ô được gán một số nhất định thông qua một tờ phiếu và sau đó sẽ lựa chọn “ngẫu nhiên”. Kết quả là hệ thống ô tiêu chuẩn ngẫu nhiên được lựa chọn. Phương pháp rút mẫu này có ưu điểm cơ bản là đảm bảo cơ sở khoa học cho việc xác định sai số trong điều tra rừng.
7 Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là tốn công, khó thực hiện và đôi khi số liệu thu thập không đại diện cho đối tượng nghiên cứu. Ô tiêu Ô tiêu chuẩn 2 3 chuẩn được chọn được chọn 5 6 7 8 Ô tiêu 9 10 chuẩn 12 được chọn Ô tiêu chuẩn 14 15 16 được chọn Hình 2.2: Ô tiêu chuẩn đặt theo phương pháp rút mẫu ngẫu nhiên - Phương pháp đặt ô tiêu chuẩn hệ thống: Tổng thể đối tượng cần điều tra rừng cũng được xác định trên bản đồ địa hình. Trên toàn bộ đối tượng điều tra, ô tiêu chuẩn được bố trí theo một hệ thống nhất định (5km x 5km hay 7km x 7km…) để thu thập số liệu. Phương pháp này cơ bản đã được các chuyên gia của FAO và của Việt Nam Dự án VIE/76/014 sử dụng để điều tra tài nguyên rừng Việt Nam. Toàn bộ lãnh thổ Việt Nam được chia ra theo kích cỡ 7km x 7km trên bản đồ UTM tỷ lệ 1/100.000. Từ ô đầu tiên được lựa chọn đến ô tiếp theo cách nhau 7km và cứ như vậy hệ thống ô tiêu chuẩn sơ cấp đã được lựa chọn trên toàn bộ đối tượng điều tra rừng. Kích thước của ô sơ cấp tùy thuộc vào tình hình phân bố, đặc trưng sinh thái, cấu trúc và mức độ giàu nghèo của rừng sẽ được thiết kế với kích thước khác nhau. Cụ thể: Đối với rừng lá rộng thường xanh ở miền Bắc, kích cỡ ô tiêu chuẩn sơ cấp là 500m x 500m, nhưng ở khu vực Bắc Trung Bộ là 750m x 750m còn ở Tây Nguyên và miền Nam Việt Nam là 1000m x 1000m. Rừng Khộp kích thước ô sơ cấp là 1000m x 1000m, nhưng rừng Ngập mặn là 500m x 500m còn rừng Tre nứa kích thước ô tiêu chuẩn sơ cấp là 100m x 100m. Trên các ô tiêu chuẩn sơ cấp
8 đã lựa chọn, tiếp tục thiết kế các ô thứ cấp theo kích cỡ và hướng khác nhau (ưu tiên hướng đi qua nhiều đường đồng mức nhất) Hình 2.3: Ô tiêu chuẩn được đặt theo phương pháp hệ thống (7 km x 7 km) Đồng Sỹ Hiền (1974) [10] đã sử dụng ô mẫu diện tích 5000m2 để nghiên cứu cấu trúc rừng và lập biểu cấp chiều cao, biểu độ thon cây đứng cho rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam. Để phục vụ chương trình điều tra đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc. Viện điều tra quy hoạch rừng (FIPI) đã điều tra thu thập số liệu tài nguyên rừng và các điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội có liên quan, được tiến hành trên hệ thống các ô sơ cấp (Ô định vị theo dõi diễn biến rừng), bố trí theo mạng lưới ô vuông 1km x 1km trên diện tích đất có rừng. Tại tâm mỗi ô sơ cấp, lập 2 giải vuông góc hình chữ L theo hướng Bắc và hướng Đông. Mỗi giải rộng 20m và dài 500m và được chia thành 20 ô (diện tích mỗi ô 500m2 = 20m x 25m) Tổng diện tích mỗi giải là 1ha. Mỗi năm điều tra 1/5 số ô sơ cấp phân bố đều trên toàn quốc, từ năm thứ 6 sẽ điều tra trở lại những ô của năm thứ nhất để khởi đầu một chu kỳ mới. Khi điều tra tài nguyên rừng, nhất là đối với rừng nhiệt đới, các nhà điều tra đặc biệt quan tâm đến số lượng cũng như diện tích ô tiêu chuẩn cho mỗi đối tượng nghiên cứu. Nếu diện tích ô tiêu chuẩn quá lớn, chi phí giảm nhiều,
9 kéo theo dung lượng quan sát giảm xuống dẫn đến thông tin thập không phản ánh đầy đủ tài nguyên rừng. Nếu diện tích ô tiêu chuẩn quá nhỏ, dẫn đến chi phí cho công tác ngoại nghiệp tăng. Theo kinh nghiệm của các nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới, diện tích ô tiêu chuẩn sơ cấp thích hợp nhất biến động trong khoảng từ 0,5km2 đến 1km2 đối với rừng tự nhiên. Tuy nhiên diện tích các dải bên trong (ô thứ cấp) cần trải đều trên diện tích ô sơ cấp, với diện tích ô đo đếm là 1000m2 (kích thước 40m x 25m). 1000m 1000m 25m 40m Hình 2.4: Sơ đồ bố trí các ô thứ cấp trong ô sơ cấp đối với rừng tự nhiên Vũ Tiến Hinh, Phạm Ngọc Giao (1997) [13] khi đề cập đến vấn đề diện tích ô mẫu trong điều tra rừng cho thấy: Nếu hệ số biến động cho trước bằng 20% và độ tin cậy bằng 95% thì sai số ước lượng tăng theo diện tích ô mẫu. Cũng đề cập trong phần này, khi sai số ước lượng được khống chế trước bằng ± 5%, diện tích ô mẫu ảnh hưởng đến tỷ lệ diện tích điều tra, cụ thể khi diện tích ô mẫu tăng thì tỷ lệ diện tích điều tra tăng nhanh (Hệ số biến động cố định). Tuy nhiên, thực tế không phải như vậy, khi thay đổi diện tích ô mẫu, hệ số biến động càng lớn khi diện tích ô mẫu càng giảm. Từ đó cho thấy, khi xác định diện tích ô mẫu cho mỗi đối tượng điều tra, cần tiến hành theo nguyên tắc chung:
10 - Xác định hệ số biến động về trữ lượng tương ứng từng loại diện tích ô mẫu. - Căn cứ sai số ước lượng trữ lượng bình quân, tính số ô cần điều tra cho mỗi loại diện tích ô mẫu có hệ số biến động khác nhau. - Tính thời gian chi phí điều tra cho mỗi loại ô mẫu có diện tích khác nhau và thời gian chi phí cho cả cuộc điều tra. Diện tích ô mẫu tương ứng với tổng thời gian chi phí thấp nhất được xem là diện tích hợp lý. Tuy nhiên, diện tích ô mẫu hợp lý này sẽ thay đổi theo các đối tượng điều tra khác nhau. Thực tế điều tra rừng nước ta, khi thống kê trữ lượng rừng theo phương pháp hệ thống, diện tích ô mẫu thường là 0,05ha, còn khi bố trí điển hình diện tích này thường không dưới 0,25ha với rừng tự nhiên và 0,1ha trở lên với rừng trồng, sao cho trên ô mẫu có không dưới 100 cây. Theo Vũ Tiến Hinh (2007) [15] khi thống kê trữ lượng rừng ở nước ta hiện nay thường áp dụng 2 quy trình điều tra, đó là: - Với rừng trồng: Khi điều tra trữ lượng cho một lô rừng trồng nào đó, thường bố trí ô mẫu điển hình với diện tích 1000m2 (25m x 40m). Trường hợp lô rừng có biến động lớn về mật độ và kích thước cây thì bố trí từ 3 đến 5 ô hệ thống trên tuyến, mỗi ô có diện tích 500m2. - Với rừng tự nhiên: Thường bố trí ô mẫu đại diện với diện tích 2000m2. Trong trường hợp để tăng tính đại diện, mỗi lô nên bố trí từ 5 đến 10 ô hệ thống trên tuyến, diện tích mỗi ô là 500m2. Việc tìm hiểu mối quan hệ giữa số lượng loài cây với diện tích ô đo đếm có ý nghĩa thiết thực trong nghiên cứu về đa dạng sinh học cũng như nghiên cứu về cấu trúc rừng. Đây cũng là một căn cứ để xác định diện tích ô mẫu hợp lý trong điều tra nghiên cứu cấu trúc tổ thành lâm phần. Vấn đề này đã được Nguyễn Văn Đoan (1997) [5], Lê Doãn Anh (1998) [1] đề cập tới dưới các góc độ khác nhau và thiết lập mối tương quan bằng các dạng hàm toán học:
11 Hàm Logarit, hàm số mũ, hàm schumacher…Tuy nhiên, do những điều kiện khách quan lẫn chủ quan, các tác giả chỉ dừng lại ở những ô đo đếm với diện tích tối đa là 2500m2. Cũng nghiên cứu về mối quan hệ giữa số loài cây (L) với diện tích ô đo đếm (S) làm cơ sở chọn diện tích ô mẫu phù hợp trong nghiên cứu cấu trúc cũng như nghiên cứu đa dạng sinh học, Lê Trường Giang (1999) [9] đã chọn dạng phương trình để biểu thị mối quan hệ giữa số loài và diện tích ô đo đếm. Ngoài ra trong nghiên cứu của mình tác giả còn khảo sát một số nhân tố điều tra: Trữ lượng, diện ngang, số cây, số loài ở các trạng thái khác nhau theo diện tích ô đo đếm 500, 1000, 2500, 5000, 10000 (m2), kết quả cho thấy: - Biến động của các nhân tố điều tra giữa các trạng thái là không như nhau. Với cùng diện tích ô đo đếm thì biến động từng nhân tố điều tra có chiều hướng tăng dần từ các trạng thái ít bị tác động như IIIB, IIIA3 đến các trạng thái chịu tác động mạnh hơn như IIIA1, IIB. - Trong từng trạng thái, khi diện tích ô đo đếm tăng lên, hệ số biến động của các nhân tố điều tra đều giảm và tiến tới ổn định. Từ kết quả khảo sát đó tác giả đã đi đến kết luận: Ở tất cả trạng thái với diện tích ô mẫu là 5000 m2 có thể phản ánh khá tốt cho lâm phần về các mặt: trữ lượng, mật độ, kết cấu tổ thành. Lê Trường Giang (1999) [9] qua nghiên cứu một số đặc điểm rừng sau khai thác chọn ở Konplong – Kon Tum, đã đề xuất một số giải pháp kỹ thuật trong điều tra trữ lượng cho đối tượng rừng gỗ lá rộng thường xanh ở đây là: Đối với các trạng thái rừng IIIA3, IIIB và IIIA2 nên sử dụng ô đo đếm diện tích 500m2; đối với trạng thái IIIA1, IIB nên sử dụng ô đo đếm diện tích 2500m2; với yêu cầu xác định chính xác khối lượng gỗ lớn (D1.3 ≥ 40cm) cho các trạng thái IIIA3 và IIIB nên sử dụng ô đo đếm diện tích 1000m2.
12 Để phục vụ công tác điều tra, điều chế rừng gỗ mỏ ở Quảng Ninh. Loetschau (1960) [16] đã đưa ra hệ thống phân loại rừng theo trạng thái hiện tại. Đến năm 1966, tác giả đã bổ sung và hoàn thiện hệ thống phân loại này và mang tên: Phân chia kiểu trạng thái và phương hướng kinh doanh rừng hỗn giao lá rộng thường xanh nhiệt đới. Đây là hệ thống phân loại được sử dụng trong thời gian dài và khá phổ biến ở nước ta. Sau này, Viện điều tra quy hoạch rừng đã dựa trên hệ thống phân loại của Loetschau để cải tiến cho phù hợp hơn với đặc điểm rừng tự nhiên nước ta và cho đến nay vẫn được áp dụng vào phân loại trạng thái rừng phục vụ công tác điều tra, quy hoạch thiết kế kinh doanh rừng tự nhiên. Trong những nghiên cứu về rừng tự nhiên thì vấn đề cấu trúc, đặc biệt là phân bố số cây theo cỡ đường kính được quan tâm nhiều hơn cả. Sở dĩ như vậy vì, ngoài việc phản ánh cấu trúc nội tại của lâm phần làm căn cứ đề xuất biện pháp lâm sinh, còn là cơ sở để xây dựng các phương pháp điều tra và thống kê tài nguyên rừng. Qua các công trình nghiên cứu về rừng tự nhiên ở nước ta cho thấy, phân bố N – D1.3 của tầng cây cao (D ≥ 6cm) có 2 dạng chính như sau: - Dạng giảm liên tục và có nhiều đỉnh phụ hình răng cưa. - Dạng một đỉnh hình chữ J. Tùy thuộc vào mỗi dạng, các tác giả đã chọn những mô hình toán học thích hợp để mô phỏng. Đồng Sỹ Hiền (1974) [10] khi lập biểu thể tích cây đứng rừng tự nhiên miền Bắc Việt Nam, đã kết luận: Dạng tổng quát của phân bố N – D1.3 là phân bố giảm, nhưng do quá trình khai thác chọn thô không theo quy tắc nên đường thực nghiệm thường có dạng hình răng cưa. Với kiểu phân bố thực nghiệm như vậy, tác giả đã dùng hàm Meyer và họ đường cong Pearson để mô tả. Nguyễn Hải Tuất (1986) [20] sử dụng phân bố khoảng cách mô tả phân bố thực nghiệm dạng một đỉnh ở ngay sát cỡ kính bắt đầu đo. Bảo Huy (1993) [12] qua nghiên cứu cấu trúc rừng ưu thế Bằng lăng rút ra nhận
13 xét: Trong các hàm phân bố: Meyer, Weibull, Khoảng cách thì phân bố Khoảng cách thích hợp hơn cả. Trần Văn Con (1991) [2], Lê Minh Trung (1991) [21] đã thử nghiệm một số phân bố xác suất để mô tả phân bố N – D1.3 cho rừng tự nhiên ở Đăc Lăk và đều cho nhận xét, phân bố Weibull thích hợp nhất. Trần Xuân Thiệp (1995) [22], Lê Sáu (1996) [18] cũng khẳng định sự mềm dẻo của phân bố Weibull trong việc mô tả phân bố N – D1.3 cho các trạng thái rừng tự nhiên cho dù phân bố thực nghiệm có dạng giảm liên tục hay một đỉnh.
14 CHƯƠNG 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Để đạt được mục tiêu đặt ra, đề tài tập trung nghiên cứu một số nội dung chính sau đây. 3.1.1. Xác định và mô tả một số quy luật cấu trúc lâm phần 3.1.1.1.Kết quả phân loại trạng thái rừng 3.1.1.2. Tổ thành các trạng thái rừng của đối tượng nghiên cứu - Tổ thành theo tỷ trọng số cây (N%) - Tổ thành theo tổng tiết diện ngang (G%) - Tổ thành theo chỉ số quan trọng (IV%) - Lựa chọn phương pháp xác định tổ thành 3.1.1.3. Một số quy luật cấu trúc lâm phần - Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính - Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao - Quy luật tương quan giữa chiều cao và đường kính 3.1.2. Lựa chọn diện tích ô điều tra tổng tiết diện ngang và trữ lượng theo phương pháp hệ thống 3.1.2.1. Điều tra tổng tiết diện ngang - Sai số xác định tổng tiết diện ngang theo diện tích ô - Biến động tổng tiết diện ngang theo diện tích ô - Xác định dung lượng quan sát cần thiết - Xác định tỷ lệ diện tích điều tra theo diện tích ô - Xác định diện tích ô điều tra 3.1.2.2. Điều tra trữ lượng - Sai số xác định trữ lượng theo diện tích ô - Biến động trữ lượng theo diện tích ô
15 - Xác định dung lượng quan sát cần thiết - Xác định tỷ lệ diện tích điều tra theo diện tích ô - Xác định diện tích ô điều tra 3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.2.1. Quan điểm và phương pháp luận Rừng là một quần hệ sinh vật dài ngày chiếm giữ không gian rộng lớn cả trên và dưới mặt đất, luôn biến đổi theo những quy luật khách quan với mối quan hệ bên trong và bên ngoài phức tạp được phản ánh trong đặc điểm cấu trúc quần thể rừng. Từ lý do đó, chúng ta không thể xem xét các quy luật vận động của rừng trên những quần thể rừng rộng lớn như vậy mà chỉ có thể tiến hành nghiên cứu tỉ mỉ trên những diện tích đại diện. Đó là điều tra trên những ô mẫu thông qua các phương pháp thống kê để suy diễn cho tổng thể. Trong điều tra, xác định trữ lượng cũng như một số chỉ tiêu khác cho các lô rừng tự nhiên ở nước ta hiện nay, thường sử dụng một trong hai phương pháp, đó là ô tiêu chuẩn điển hình và ô hệ thống. Tuy nhiên, về cơ bản cả hai phương pháp này đều không xác định được chính xác sai số của kết quả điều tra. Thông thường trong điều tra thống kê trữ lượng rừng hiện nay, người ta căn cứ vào tỷ lệ điều tra để tính diện tích đo đếm chi tiết. Tiếp đó tùy theo tính chất, mức độ chính xác cho trước để lựa chọn phương pháp rút mẫu thích hợp. Sau khi chọn được phương pháp rút mẫu hợp lý, vấn đề tiếp theo là chọn ô mẫu với diện tích bao nhiêu là thích hợp nhất cho mỗi đối tượng điều tra. Thực tế điều tra rừng nước ta, khi thống kê trữ lượng rừng trên mạng lưới hệ thống, diện tích ô mẫu thường là 0,05ha, còn khi bố trí điển hình diện tích này thường không dưới 0,25ha với rừng tự nhiên và 0,1ha trở lên với rừng trồng, sao cho trên ô mẫu có không dưới 100 cây. Do không có một quy trình thống nhất hướng dẫn xác định trữ lượng rừng, cho nên thực trạng ở nước ta hiện nay khi điều tra trữ lượng rừng mỗi nơi áp dụng một phương pháp.
16 Để xác định trữ lượng rừng tự nhiên, ta có thể sử dụng một trong hai phương pháp đó là, xác định trực tiếp từ ∑G theo công thức M = GHF hoặc xác định gián tiếp thông qua biểu thể tích 2 nhân tố tổ hình dạng chung toàn quốc. Phương pháp xác định trữ lượng trực tiếp từ ∑G cho độ chính xác cao, với điều kiện HF giữa các loài không có sự chênh lệch lớn, vì vậy nghiên cứu phương pháp xác định tổng tiết diện ngang là cơ sở để xác định trữ lượng. Phương pháp luận tổng quát của đề tài là sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trên hệ thống các ô định vị đại diện cho các trạng thái rừng phổ biến. Từ đó lựa chọn phương pháp điều tra một số đại lượng và đặc điểm cấu trúc cơ bản của rừng. 3.2.2. Phương pháp thu thập số liệu Số liệu phục vụ đề tài được kế thừa từ nguồn số liệu điều tra trên các ô định vị nghiên cứu sinh thái (OĐVNCST) của Viện Điều tra - Quy hoạch rừng. Dưới đây trình bày sơ lược các quy trình điều tra trên OĐVNCST với đối tượng là tầng cây cao để nghiên cứu cấu trúc, các bước như sau: a. Lập ô định vị nghiên cứu sinh thái, ô điều tra cơ bản Lập OĐVNCST trên diện tích rừng thuộc phạm vi nghiên cứu. Diện tích OĐVNCST là 100 ha (1000m x 1000m). Lấy ¼ diện tích OĐVNCST phía Đông Bắc (diện tích 25 ha) làm ô điều tra cơ bản (OĐTCB), ranh giới ô được đo bằng địa bàn 3 chân (hình 3.1). Trên đó, tiến hành thiết lập mạng lưới ô vuông (50 x 50m), đóng mốc tại các điểm giao nhau của lưới và xác định cọc mốc tương ứng lên bản đồ của ô điều tra. Tiến hành khoanh vẽ chi tiết các trạng thái của OĐTCB lên bản đồ ô điều tra, dựa vào hệ thống cọc mốc trên thực địa và điểm mốc tương ứng trên bản đồ để khoanh vẽ các trạng thái rừng và đất trên bản đồ tỷ lệ 1 : 1000. Diện tích tối thiểu được khoanh vẽ lên bản đồ: Với đất có rừng là 0,25ha, với đất không có rừng là 0,05ha (hình 3.2)
17 1000 m 500 m 1  IIIA2 (2) (1) 25 ha 10.5 2  IIIB 500 m 1000 m 8.01 (4) (3) 3  IVA 6 .4 Hình 3.1. Sơ đồ lập OĐVNCST Hình 3.2. Sơ đồ lập OĐTCB b. Lập ô đo đếm: Sau khi phân chia trạng thái rừng ở OĐTCB, tiến hành lập ô đo đếm (OĐĐ). Mỗi trạng thái rừng thiết lập 3 OĐĐ, diện tích mỗi ô là 1ha (100m x 100m) cạnh ô theo chiều Đông – Tây, Nam – Bắc, ranh giới ô được đo bằng địa bàn 3 chân, sai số khép kín cho phép là 1/200. Trong từng OĐĐ chia tiếp thành 25 phân ô, với diện tích một phân ô là 400m2 (20m x 20m), số hiệu phân ô được đánh số từ 1 đến 25 (theo nguyên tắc từ trái sang phải, từ trên xuống dưới), (hình 3.3) 20m 20m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Hình 3.3. Sơ đồ ô đo đếm c. Thu thập số liệu trên hệ thống ô đo đếm: Toàn bộ số liệu thu thập đều ghi tách biệt theo từng phân ô và từng OĐĐ. Đối tượng điều tra là các cây gỗ thuộc tầng cây cao (cây có đường kính
18 ngang ngực từ 6cm trở lên). Trên hệ thống các OĐĐ (3 ô), ở mỗi ô, trong các phân ô lẻ (1,3,5,…, 25) tiến hành xác định tên cây, đo đường kính ngang ngực (D1.3), chiều cao vút ngọn (HVN), chiều cao dưới cành (Hdc), đường kính tán (Dt) và phân cấp phẩm chất, còn các phân ô chẵn (2,4,6,…,24) chỉ xác định tên cây, đo đường kính ngang ngực và phân cấp phẩm chất. Kết quả điều tra ghi vào bảng 3.1. Bảng 3.1. Điều tra thống kê tầng cây gỗ Số hiệu OĐVNCST:…Trạng thái rừng:…….Vị trí:……….Tác động:…….... Số hiệu OĐTCB:…….Tàn che:…………….Độ cao:……...Ngày điều tra:….. Địa điểm:…………….Tiểu khu:……………Độ dốc:……..Người điều tra:…. Số hiệu Tên D1.3 Dt Phẩm Ghi Số hiệu cây HVN Hdc OĐĐ cây ĐT NB ĐT NB chất chú Số lượng OĐĐ cho mỗi trạng thái rừng được dùng tính toán trong đề tài như sau: Trạng thái rừng IIB IIIA2 IIIB IVA Số lượng OĐĐ 3 3 3 3 3.2.3. Phương pháp xử lý số liệu Việc tập hợp số liệu, chỉnh lý số liệu quan sát, lập các dãy phân bố thực nghiệm, biểu đồ thực nghiệm, tính toán các đặc trưng mẫu, các phương trình tương quan… được xử lý đồng bộ trên máy tính với chương trình Excel 2007 và SPSS 11.5. - Với mỗi trạng thái rừng, tiến hành mô hình hóa quy luật phân bố số cây theo đường kính của các ô tiêu chuẩn có diện tích 1000m2, 2000m2, 5000m2, 10000m2 theo dạng hàm Meyer và Khoảng cách.