Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu xây dựng hàm tăng trưởng đường kính cho các loài cây ưu thế trong rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại Kon Hà Nừng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:109

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm xác định được các loài cây ưu thế của rừng lá rộng thường xanh ở Kon Hà Nừng; Xây dựng được mô hình tăng trưởng đường kính cho các loài cây ưu thế. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của luận văn này.

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 xây dựng hàm tăng trưởng đường kính cho các loài cây ưu thế trong rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại Kon Hà Nừng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN HỮU ĐỨC NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HÀM TĂNG TRƯỞNG ĐƯỜNG KÍNH CHO CÁC LOÀI CÂY ƯU THẾ TRONG RỪNG TỰ NHIÊN LÁ RỘNG THƯỜNG XANH TẠI KON HÀ NỪNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội, 2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN HỮU ĐỨC NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HÀM TĂNG TRƯỞNG ĐƯỜNG KÍNH CHO CÁC LOÀI CÂY ƯU THẾ TRONG RỪNG TỰ NHIÊN LÁ RỘNG THƯỜNG XANH TẠI KON HÀ NỪNG CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC MÃ SỐ: 60.62.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN VĂN CON Hà Nội, 2015
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Trần Văn Con. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác Mọi trích dẫn đều ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 15 tháng 10 năm 2015 Người viết cam đoan Nguyễn Hữu Đức
ii LỜI CẢM ƠN Sau khi hoàn thành chương trình học tập giai đoạn 2013 - 2015; được sự đồng ý của Phòng Sau đại học, Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, tôi thực hiện luận văn tốt nghiệp: "Nghiên cứu xây dựng hàm tăng trưởng đường kính cho các loài cây ưu thế trong rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại Kon Hà Nừng”. Tôi xin cảm ơn Phòng Đào tạo, Ban Giám hiệu trường Đại học Lâm nghiệp, Phòng Đào tạo Sau đại học – Đại học Lâm nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi hoàn thành mọi thủ tục cần thiết trong quá trình nghiên cứu. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Văn Con, Viện Nghiên cứu Lâm sinh, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, đã định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn, sửa luận văn và tạo mọi điều kiện kỹ thuật, cũng như kinh phí trong thực hiện nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành Bản luận văn này. Nhân dịp này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bạn bè đồng nghiệp, đến gia đình và người thân đã giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành chương trình học tập nâng cao kiến thức về chuyên môn. Mặc dù đã bản thân đã có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian có hạn, kinh nghiệm chưa nhiều nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp quí báu của các thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp để bản luận văn được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày 15 tháng 10 năm 2015 Nguyễn Hữu Đức
iii MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................ii MỤC LỤC ....................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................... v DANH MỤC CÁC HÌNH ...............................................................................vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...............................................................vii MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................ 2 1.1. Ngoài nước ................................................................................................. 2 1.2. Trong nước ................................................................................................. 9 1.3. Thảo luận .................................................................................................. 14 Chương 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.... 17 2.1. Mục tiêu.................................................................................................... 17 2.1.1. Mục tiêu tổng quát .......................................................................... 17 2.1.2. Mục tiêu cụ thể ................................................................................ 17 2.2. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ............................................................... 17 2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 17 2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 18 2.4.1. Vật liệu nghiên cứu ........................................................................ 18 2.4.2. Phương pháp phân tích, xử lý số liệu ............................................ 23 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 28 3.1. Cấu trúc tổ thành và xác định các loài ưu thế .......................................... 28 3.1.1. Cấu trúc tổ thành các ô tiêu chuẩn nghiên cứu .............................. 28
iv 3.1.2. Lưa chọn các loài ưu thế để xây dựng mô hình tăng trưởng đường kính .................................................................................................................. 30 3.2. Mô hình tăng trưởng đường kính cho các loài ưu thế.............................. 32 3.2.1. Ước lượng đường kính tối đa theo vị thế tán PC............................ 32 3.2.2. Ước lượng các tham số của mô hình tăng trưởng đường kính....... 34 3.3. Kiểm nghiệm các mô hình tăng trưởng đã lập ...................................... 46 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................. 48 1. Kết luận ....................................................................................................... 48 2. Tồn Tại ........................................................................................................ 48 3. Khuyến nghị ................................................................................................ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
v DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 3.1a Cấu trúc tổ thành của các ô tiêu chuẩn ở lần đo năm 2009 29 3.1b Cấu trúc tổ thành của các ô tiêu chuẩn lần đo năm 2014 30 3.2 Danh sách các loài có dung lượng quan sát n≥100 cây 31 3.3 Tham số của phương trình Dmax=k+m*PC 33 Kết quả ước lượng các tham số của mô hình tăng trưởng 3.4 34 đường kính 3.5 Kết quả kiểm nghiệm mô hình tăng trưởng đường kính 47
vi DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang Vai trò của mô hình sinh trưởng và dữ liệu bổ sung trong 1.1 4 cung cấp thông tin cho quản lý rừng (Vanclay, J.K., 1994) Các thành phần cơ bản của một mô hình sinh trưởng 1.2 16 (Vanclay, 1992) 2.1 Sơ đồ bố trí các ô phụ trong OTC định vị 1 ha 18 2.2 Vị trí các ô tiêu chuẩn nghiên cứu 19 3.1 Tăng trưởng đường kính của các loài theo vị thế tán 45
vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT R2 : Hệ số xác định; AIC : Một số đo sự thích hợp tương đối của mô hình thống kê; RSS : Tổng bình phương phần dư; K : Số tham số của mô hình bao gồm tham số cho sai số ước lượng; S% : Biến động bình quân (để đánh giá mức độ sai lệch giữa số liệu quan sát và số liệu dự đoán); N : Số cây quan sát; OTCĐV : Ô tiêu chuẩn định vị; D1.3 : Đường kính thân cây tại vị trí 1.3m tính từ mặt đất; Hvn : Chiều cao thân cây từ gốc đến đỉnh sinh trưởng; PC : Vị thế tán cây; IV : Giá trị tổ thành của loài cây; N : Số cây quan sát; N1 Số cây dùng để xây dựng hàm sinh trưởng cho loài; N2 : Số cây dùng để kiểm tra mô hình sinh trưởng; G : Tổng tiết diện ngang; D : Đường kính thân cây; CI : Chỉ số cạnh tranh; Zd : Tăng trưởng đường kính bình quân năm (cm/năm); Zdmin : Giá trị tối thiểu của Zd; Zdmax : Giá trị tối đa của Zd; BAI : Tăng trưởng tiết diện ngang bình quân năm (cm2/năm);
viii Dmax : Đường kính lớn nhất của loài; DBH : Đường kính ngang ngực; Δi : Sai số tuyệt đối; Δi% : Sai số tương đối của cây cá thể; Δ% : Sai số tương đối bình quân;
1 MỞ ĐẦU Rừng tự nhiên trên phạm vi toàn thế giới đang bị giảm sút một cách báo động cả về diện tích và chất lượng kéo theo nhiều hệ lụy về khủng khoảng sinh thái. Vì vậy, quản lý rừng tự nhiên bền vững đã, đang và sẽ là chủ đề nóng được nhiều quốc gia, nhiều tổ chức và toàn nhân loại quan tâm. Để quản lý rừng tự nhiên bền vững, chúng ta cần có hiểu biết về 3 vấn đề cơ bản sau: (i) Tăng trưởng đường kính làm cơ sở xác định đường kính khai thác tối thiểu và luân kỳ khai thác; (ii) Tăng trưởng trữ lượng rừng để xác định lượng khai thác cho phép hàng năm một cách bền vững; và (iii) Động thái cấu trúc lâm phần để dự báo cấu trúc rừng trong tương lai. Rừng tự nhiên ở Việt Nam đã được quản lý trong nhiều thập niên trở lại đây nhưng những hiểu biết về cấu trúc và quá trình động thái của rừng vẫn còn rất tản mạn. Các nghiên cứu có liên quan đến xác định tăng trưởng rừng tự nhiên ở nước ta còn rất hạn chế và thường chỉ nghiên cứu xác định cho từng đối tượng cụ thể dựa vào phương pháp đẽo vát trên chủ yếu các ô tiêu chuẩn tạm thời, như những công trình của Vũ Tiến Hinh (1987), Trần Văn Con (1991), Bảo Huy (1993)... Nhìn chung, các nghiên cứu về rừng tự nhiên ở Việt Nam có lịch sử từ lâu và đã đạt được những kết quả đáng kể, tuy nhiên nó vẫn luôn là những đề tài hấp dẫn với những quy luật còn cần phải được nghiên cứu tiếp, nhất là trong lĩnh vực nghiên cứu quá trình sinh trưởng, tăng trưởng của các loài cây và của lâm phần. Để góp phần nghiên cứu về tăng trưởng rừng tự nhiên, tôi chọn đề tài "Nghiên cứu xây dựng hàm tăng trưởng đường kính cho các loài cây ưu thế trong rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại Kon Hà Nừng”.
2 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Ngoài nước Thông tin về tăng trưởng đường kính và hình thức sinh trưởng của các cây cá thể có ý nghĩa quan trọng trong quản lý rừng hỗn loài nhiệt đới bền vững. Rất nhiều kết quả nghiên cứu về mô hình hóa tăng trưởng đã được nhiều tác giả tổng quan, thảo luận (Alder, 1995; Vanclay, 1994). Tuy nhiên phần lớn các kết quả này được thực hiện cho rừng trồng thuần loài, đều tuổi trong khi các nghiên cứu tăng trưởng cho rừng hỗn loài nhiệt đới, khác tuổi còn rất hạn chế (Gourlet- fleury, 2000; Zhao, Borders, & Wilson, 2004). Trong rừng hỗn loài nhiệt đới với sự đa dạng loài rất lớn, tuổi cây là tham số không phù hợp cho việc mô hình hóa (J K Vanclay, 1995). Do đó, các tiếp cận mô hình hóa rất thành công đối với rừng đều tuổi lại rất hạn chế khi áp dụng cho rừng hỗn loài khác tuổi (Zhao et al., 2004). Các hạn chế trong mô hình hóa sinh trưởng rừng mưa nhiệt đới lá rộng thường xanh bởi hai lý do: (i) sự phức tạp của đối tượng và (ii) thiếu các số liệu theo dõi định vị lâu dài. Ai cũng biết rằng cấu trúc của rừng mưa nhiệt đới thường xanh rất phức tạp và biến động từ nơi này đến nơi khác; và sự đa dạng loài rất cao trong đó rất nhiều loài hiếm chỉ có rất ít cá thể đại diện, và chúng biểu lộ những hành vi khác nhau, đối lập nhau từ có thế cạnh tranh mạnh đến bị chèn ép. Nhiều tác giả đã nhấn mạnh rằng điều đó đã làm cho việc mô hình hóa sinh trưởng các lâm phần này trở nên khó khăn và rất cần thiết phải phân nhóm loài để đơn giản hóa (Bossel và Krieger, 1994; Favrichon, 1994,1995; Vanclay, 1994, 1995; Houllier et al., 1997). Nghiên cứu các quá trình động thái của rừng tự nhiên là hết sức phức tạp nhưng lại có vai trò vô cùng quan trọng trong việc xác định các phương pháp hiệu quả để dự báo tài nguyên rừng. Các phương pháp mô hình hoá các quá trình động thái còn có khả năng thăm dò các lựa chọn về quản lý và phương án kỹ
3 thuật lâm sinh. Chẳng hạn, các nhà lâm học muốn biết hiệu quả lâu dài của một biện pháp kỹ thuật lâm sinh cụ thể như việc thay đổi cường độ khai thác rừng và khả năng khai thác trong tương lai. Với một mô hình sinh trưởng, nhà nghiên cứu có thể kiểm tra đầu ra của các phương án (kịch bản) khai thác khác nhau để lựa chọn được phương án tối ưu nhất. Quá trình xây dựng một mô hình sinh trưởng còn có khả năng tìm hiểu sâu hơn về các kiến thức động thái của lâm phần rừng. Đã có quá nhiều các công trình nghiên cứu mô hình hoá sinh trưởng của rừng thuần loài đều tuổi, đặc biệt là cho rừng trồng. Tuy nhiên, các HSTR trồng thường rất đơn giản và phương pháp tiếp cận để xây dựng mô hình cho chúng không thể áp dụng được đối với rừng hỗn loài, khác tuổi. Rừng hỗn loài nhiệt đới ẩm với sự tồn tại hàng trăm loài cây khác nhau ở các cấp tuổi (cấp kích thước) và kiểu sinh trưởng rất đa dạng là một thách thức lớn đối với việc xây dựng các hàm sinh trưởng. Các nhà quản lý lâm nghiệp cần các thông tin về hiện trạng tài nguyên rừng (ví dụ số cây theo loài, theo cỡ kính, …), các dự báo về xu thế phát triển của rừng, lượng khai thác và thời gian có thể khai thác trong tương lai… Các thông tin này có thể được sưu tập từ ba nguồn sau đây: (i) xác định diện tích rừng hiện có; (ii) số liệu kiểm kê cấp lâm phần rừng hiện tại; và (iii) các mô hình sinh trưởng và khai thác dựa trên dữ liệu theo dõi diễn biến tài nguyên rừng. Vai trò và mối quan hệ tương tác giữa 3 nguồn số liệu này được thể hiện ở hình 1.1. Kiểm kê tĩnh (static inventory) là việc kiểm kê trạng thái rừng ở một thời điểm nhất định và thường sử dụng hệ thống ô tiêu chuẩn tạm thời. Kiểm kê động (dynamic inventory) là việc kiểm kê định kỳ bằng hệ thống ô tiêu chuẩn định vị để theo dõi diễn biến động thái rừng. Một mô hình sinh trưởng là sự tổng hợp dữ liệu của kiểm kê động để biểu thị sinh trưởng và diễn biến của rừng. Các mô hình sinh trưởng có thể có vai trò rất lớn trong quản lý rừng và thể hiện các chính sách lâm nghiệp. Tận dụng được các ưu thế của mô hình sinh trưởng và kết hợp với các nguồn dữ liệu khác về tài nguyên và môi trường, mô hình sinh
4 trưởng có thể được áp dụng để dự báo và trình bày các quy định, các hướng dẫn về chính sách lâm nghiệp. Kiểm kê Diện tích Hiện trạng tĩnh rừng tài nguyên rừng Kiểm kê Mô hình sinh CÁC GIẢ ĐỊNH động trưởng Dự báo tài Lâm phần Diện tích nguyên tương lai rừng rừng Hình 1.1. Vai trò của mô hình sinh trưởng và dữ liệu bổ sung trong cung cấp thông tin cho quản lý rừng (Vanclay, J.K., 1994) Hiện tại có quá nhiều mô hình sinh trưởng vì vậy không một ai có khả năng kiểm tra tất cả các phương pháp đã sử dụng để xây dựng các mô hình sinh trưởng. Do đó, cần thiết phải có một sự phân loại các mô hình theo các tiêu chí nhất định. Dựa trên tính chi tiết của mô hình sinh rưởng có thể phân thành 3 nhóm mô hình: (i) Mô hình lâm phần; (ii) Mô hình theo cỡ kính và (iii) Mô hình cây cá thể. Mô hình lâm phần (whole stand models) thường là những mô hình đơn giản, mang tính khái quát nhưng không toàn diện như các cách tiếp cận khác. Cách tiếp cận này dùng các tham số bình quân chung của lâm phần như mật độ, tổng tiết diện ngang và thể tích cây đứng để dự báo sinh trưởng và sản lượng của rừng. Không tính toán chi tiết cho từng cây. Mô hình theo cỡ kính (size class models) cung cấp các thông tin liên quan đến cấu trúc của lâm phần. Có rất nhiều kỹ thuật có thể sử dụng để mô hình hoá cấu trúc lâm phần, nhưng phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất là
5 mô hình phân bố số cây theo cỡ kính. Cách tiếp cận này là một sự dung hoà giữa tiếp cận toàn lâm phần và tiếp cận theo từng cây. Khi khoảng cách cỡ kính lớn và toàn lâm phần chỉ có một cỡ kính thì chúng ta có mô hình cho toàn lâm phần và khi khoảng cách cỡ kính nhỏ để mỗi cây cá thể được coi là một cỡ kính thì ta có mô hình cây cá thể. Mô hình cây cá thể và danh sách cây (Single tree and tree list models) là mô hình chi tiết nhất trong đó sử dụng đơn vị cây cá thể làm cơ sở cho mô hình hoá. Số liệu đầu vào tối thiểu là một danh sách đặc trưng kích thước của tất cả các cây cá thể. Dựa trên đặc tính của mô hình, người ta cũng có thể chia thành hai nhóm (i) mô hình quá trình nhằm mô phỏng quá trình sinh trưởng của rừng phụ thuộc vào các nhân tố như ánh sáng, độ ẩm liên quan đến quá trình quang hợp và hô hấp của cây rừng và (ii) mô hình diễn thế nhằm mô phỏng sự thay thế lẫn nhau của các loài trong các giai đoạn diễn thế khác nhau, tuy nhiên nhóm mô hình này không cung cấp các thông tin về sản lượng của rừng. Dựa trên chức năng của mô hình thì có thể phân thành (i) mô hình để hiểu (tức là các mô hình mô phỏng bản chất của các quá trình động thái) và (ii) mô hình để dự báo (tức là các mô hình có thể tính toán dự báo được sự thay đổi của lâm phần trong tương lai dựa trên các thông số vào thời điểm hiện tại và các tương quan về xu thế phát triển của chúng. Và cuối cùng căn cứ vào tính chất toán học mà không phụ thuộc vào chi tiết của chúng, các mô hình có thể phân thành hai nhóm: (i) mô hình xác định (deterministic) và (ii) mô hình xác suất (stochachastic). Nhiều mô hình sinh trưởng xây dựng cho rừng trồng bỏ qua việc dự đoán cây chết với giả thiết rằng trong rừng trồng được quản lý tốt thì quá trình chết không xảy ra, giả thuyết này có thể chấp nhận được đối với rừng trồng thâm canh được quản lý tốt. Tuy nhiên, khi mô hình hoá rừng tự nhiên chúng ta phải
6 tính đến quá trình chết vì nó chắc chắn xảy ra do quá trình cạnh tranh (đặc biệt là cạnh tranh về ánh sáng). Stage và Renner (1988) nhận thấy rằng 80% biến động trong dự đoán thể tích của rừng hỗn giao cây lá kim ở vùng núi đá Hoa Kỳ là do không ước lượng được tỷ lệ chết. Rõ ràng là việc ước lượng tỷ lệ chết có thể ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác của mô hình sinh trưởng và dự báo sản lượng rừng. Việc phê phán và so sánh các phương pháp dự báo tỷ lệ chết sẽ trở nên dễ dàng hơn khi chúng ta phân loại được quá trình chết qua nguyên nhân và hình thức chết xảy ra trong rừng. Hình thức chết có thể khác nhau ở quy mô, tần suất và tính nghiêm trọng và những điều này có thể xem xét khi lựa chọn chiến lược mô hình hoá. Tuổi của cây có thể là một nhân tố đóng góp vào sự chết của một cây, nhưng nó không nhất thiết là nguyên nhân chết, phần lớn cây bị chết là do cạnh tranh, sâu, bệnh và các sự kiện ngẫu nhiên khác. Kích thước của cây tỏ ra không phải là nguyên nhân làm chết cây, nhưng trong thực tế lại là một nhân tố tốt để dự đoán xác suất chết của cây. Rất nhiều nghiên cứu quan tâm đến quá trình cạnh tranh và chèn ép gây ra chết của những cây yếu thế. Nhiều nhà nghiên cứu đã tập trung thảo luận về chỉ số mật độ lâm phần của Reineke (1933) và đường tỉa thưa tự nhiên của Yoda et al., (1963). Tuy nhiên, rất khó để giải thích một cách chi tiết quá trình chết phụ thuộc vào mật độ ngay cả đối với các lâm phần thuần loài đều tuổi. Trong rừng hỗn loài, tình hình càng phức hợp hơn (Sterba và Monserud, 1993), tuy vậy nhu cầu ánh sáng, dinh dưỡng và không gian sống là cần thiết đối với sinh trưởng của cây, và sự suy giảm các yếu tố này xuống dưới yêu cầu tối thiểu sẽ dẫn đến cây bị chết. Sâu và bệnh cũng có thể làm chết cây. Trong phần lớn rừng tự nhiên, các quá trình này xảy ra trong thế cân bằng động, nhưng cũng có thể xảy ra dịch bệnh. Ảnh hưởng của dịch bệnh có thể biến động từ phạm vi làm giảm ít nhiều tăng trưởng của rừng trong một năm hoặc cũng có thể huỷ diệt một số loài; thời tiết cũng tác động đến hình thức chết trong lâm phần rừng; khô hạn và úng nước lâu ngày có thể đẩy nhanh sự
7 chết của các cây đã già cỗi; sâu bệnh và bị chèn ép cũng có thể trực tiếp gây ra cái chết; sét, mưa đá, gió bão có thể làm chết hoặc thương tổn cây. Thương tổn do gió có thể trở thành tai hoạ và chúng phụ thuộc nhiều vào điều kiện của lâm phần. Lửa rừng cũng có thể là một tai hoạ làm chết cây rừng hàng loạt. Chặt cây và khai thác của con người cũng là một hình thức làm cây chết và cần được tính đến trong mô hình hoá sinh trưởng và sản lượng rừng. Vanclay (1994) phân biệt hai phạm trù chết chủ yếu là chết bình thường (regular mortality) do già sinh lý, bị chèn ép, bị sâu, bệnh bình thường một cách ngẫu nhiên; và chết do tai hoạ (catastrophic mortality) bao gồm lửa rừng, bão lụt và dịch sâu bệnh. Oliver và Larson (1990) mô tả các nguyên nhân chính của chết bình thường của cây rừng như sau:  Thiếu ánh sáng: phụ thuộc vào đặc tính sinh thái của mỗi loài, các loài tiên phong ưa sáng có tỷ lệ chết cao hơn khi thiếu ánh sáng so với các loài chịu bóng dưới tán rừng.  Nấm bệnh: gây ra rỗng ruột ở thân hoặc các cành chính đã bị thương tổn do gió bão, tác động của khai thác hoặc lửa rừng.  Sâu, bệnh: cơ chế sâu bệnh bình thường có thể gây ra cái chết của cây rừng hoặc tạo tiền đề dẫn đến cây bị mục nát.  Tác động của khai thác: các cây bị tổn thương ở mức trung bình khi khai thác có thể dẫn đến bị nấm bệnh và chết sau vài thập niên. Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng những cây bị tổn thương do khai thác có tỷ lệ chết rất cao trong vòng một thập niên (dẫn theo Alder, 1995).  Phơi sáng: các cây bị che bóng lâu năm, đột ngột bị phơi ra ánh sáng do hình thành lỗ trống cũng có thể bị chết phụ thuộc vào đặc tính của mỗi loài. Tỷ lệ chết tự nhiên trong rừng hỗn loài nhiệt đới đã được nhiều tác giả phát hiện nằm trong khoảng 1-5%.
8 Mô hình tái sinh bổ sung dự đoán số số cây tái sinh đạt được một ngưỡng nhất định bổ sung vào tầng cây cao (thường là D1.3 ≥ 10 cm). Có thể phân biệt hai cách tiếp cận khác nhau:  Tiếp cận tĩnh chú ý tương đối ít đến điều kiện lâm phần và do đó dự báo số cây tái sinh bổ sung gần như là một hằng số chỉ thị cho một giá trị trung bình kỳ vọng trong một thời gian dài dưới các điều kiện đặc thù.  Tiếp cận động tương ứng với điều kiện lâm phần để dự đoán số cây tái sinh bổ sung như là một hàm số của mật độ lâm phần, tổ thành và các tham số khác. Vanclay (1989) dự đoán tổng số cây bổ sung vào cỡ kính 20cm ở rừng mưa Queensland là một hàm tuyến tính của tiết diện ngang lâm phần và chất lượng lập địa: Nr = 5,466 – 0,06469*G + 1,013*S Trong đó: - Nr là số cây tái sinh bổ sung (cây/ha/năm). - G là tiết diện ngang lâm phần (m2/ha). - S là cấp lập địa. Tái sinh bổ sung chỉ có thể xác định một cách tương đối với một ngưỡng kích thước và ngưỡng này có thể không thích hợp cho tất cả các ứng dụng một cách giống nhau. Ngưỡng nhỏ nhất thích hợp với phương pháp ô tiêu chuẩn định vị có thể cung cấp mô hình tốt nhất, tuy nhiên các cuộc điều tra rừng có thể áp dụng các tiêu chuẩn khác nhau và có thể sử dụng các ngưỡng lớn hơn trong đo đếm. Việc kiểm duyệt số liệu xảy ra khi ngưỡng trong mô hình nhỏ hơn đường kính tối thiểu được đo đếm trong điều tra rừng và làm giảm giá trị của mô hình. Một trong những giải pháp là gia tăng số liệu đo đếm với một phân bố cây bình quân cho kiểu rừng (Randall et al., 1988); điều này thích hợp cho sử dụng số liệu không thích ứng.
9 Nghiên cứu gần đây của Pukkala et al., (2009) về mô hình hóa sinh trưởng và sản lượng rừng khác tuổi ở Phần Lan. Mô hình bao gồm các yếu tố: sự tăng trưởng đường kính, chiều cao cây, mô hình tỷ lệ sống và mô hình tăng trưởng trong lâm phần. Kết quả cho thấy các mô hình này có thể sử dụng để tối ưu hóa việc quản lý các lâm phần không đồng tuổi. Các biến mục tiêu trong sự tối ưu hóa này có thể là sản xuất gỗ hay lợi nhuận kinh tế. Từ những nghiên cứu trên đây cho thấy, ước lượng tỷ lệ chết, mô hình tái sinh bổ sung và tăng trưởng đường kính lâm phần có ý nghĩa vô cùng quan trọng cho việc dự đoán, dự báo và quyết định các phương án kỹ thuật lâm sinh tác động vào rừng hợp lý, góp phần vào việc phát triển bền vững hệ sinh thái rừng bền vững trong tương lai. Đây là những yếu tố quan trọng đối với động thái cấu trúc lâm phần, nó ảnh hưởng đáng kể đến sản lượng lâm phần. 1.2. Trong nước Ở Việt Nam, nghiên cứu tăng trưởng rừng mới được bắt đầu từ những năm đầu thập niên 50 của thế kỷ trước. Từ 1958-1960, các chuyên gia Đức đã tiến hành giải tích và nghiên cứu sinh trưởng cho một số loài cây rừng tự nhiên phục vụ công tác điều tra và phân loại rừng một số vùng trọng điểm: Thanh Hoá, Thái Nguyên, Bắc Giang, Quảng Ninh. Từ 1960 – 1965, các chuyên gia Trung Quốc và cán bộ điều tra rừng Việt Nam phối hợp nghiên cứu tăng trưởng và sinh trưởng trên 20 loài cây phổ biến ở vùng sông Hiếu, Nghệ An bằng phương pháp giải tích thân cây tiêu chuẩn để phục vụ nhiệm vụ quy hoạch vùng trọng điểm phát triển Lâm nghiệp của miền Bắc. Từ 1965 – 1975, vấn đề điều tra tăng trưởng được chú trọng nhằm phục vụ công tác quy hoạch rừng, luận chứng kinh tế kỹ thuật, phát triển trồng rừng và đào tạo cán bộ kỹ thuật lâm nghiệp ở miền Bắc Việt Nam. Đặc biệt phải kể đến công trình nghiên cứu tăng trưởng khá toàn diện cho đối tượng rừng mỡ trồng và bồ đề tái sinh sau nương rẫy ở vùng trung tâm miền Bắc của Vũ Đình Phương, Viêm Ngọc Hùng (1980). Giai đoạn sau năm 1975 đã bắt đầu có các nghiên cứu tăng trưởng ở các loài cây trồng rừng
10 nguyên liệu giấy, rừng gỗ trụ mỏ như Thông, Mỡ, Bồ đề, Bạch đàn, Keo... và các loài cây rừng tự nhiên. Ngoài tính toán tăng trưởng cây cá lẻ và lâm phần thuần loài theo từng vùng sinh thái, một số nghiên cứu đã cố gắng xác định tăng trưởng lâm phần rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi. Phương pháp thu thập tài liệu vẫn áp dụng các phương pháp truyền thống như lập ô mẫu cố định để đo đếm định kỳ nhằm xác định tăng trưởng lâm phần, giải tích cây (cưa thớt, khoan tăng trưởng, đẽo vát...), xác định tuổi và tăng trưởng cây cá lẻ và tính toán tăng trưởng cho toàn bộ lâm phần. Phương pháp xử lý tính toán đã tiến dần từ việc tính tăng trưởng bình quân từ một số cây mẫu bằng phương pháp mô phỏng tăng trưởng theo các hàm toán học. Phương pháp này tránh được các sai số do phân cấp thời gian, nắn tròn số lẻ, hoặc các sai số do sử dụng công thức gần đúng. Hiện nay đã có biểu tăng trưởng cho khoảng 100 loài cây trồng rừng phổ biến và loài cây rừng tự nhiên. Có thể nêu một số công trình nghiên cứu tiêu biểu sau (Dẫn theo Cẩm nang Lâm nghiệp, chương Tăng trưởng rừng- Cục Lâm nghiệp và GTZ (2006). Giai đoạn 1981-1985: Trịnh Khắc Mười (1993) đã nghiên cứu qui luật tăng trưởng làm cơ sở cho việc tỉa thưa, nuôi dưỡng rừng Thông nhựa vùng Thanh Nghệ tĩnh và vùng Đông Bắc trên cơ sở đo đếm 187 ô định vị và tạm thời, 481 cây giải tích và khoan tăng trưởng. Năm 1985: Vũ Đình Phương và cộng sự đã nhiên cứu qui luật tăng trưởng của lâm phần thuần loài và hỗn loài năng suất cao để làm cơ sở đưa ra các phương pháp kinh doanh rừng hợp lý (đề tài 04010102a- Chương trình 04.01). Tài liệu nghiên cứu từ 50 ô tiêu chuẩn, mỗi ô có diện tích từ 0,25-1ha ở các khu rừng giàu tại Kon Hà Nừng và lưu vực Sông Hiếu. Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh (1990) nghiên cứu tăng trưởng và sản lượng rừng trồng Thông ba lá dựa trên tài liệu thu thập từ 142 ô định vị và bán định vị, 350 ô tiêu chuẩn tạm thời, 420 cây tiêu chuẩn theo cỡ kính, giải tích 242 cây ngả, đo 548 bộ tán lá về diện tích và đường kính hình chiếu tán, đo