Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lâm nghiệp: Nghiên cứu xây dựng mô hình dự đoán cấu trúc đường kính của rừng tự nhiên nhiệt đới hỗn loài (trường hợp rừng lá rộng thường xanh ở Tây Nguyên)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:88

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài “Nghiên cứu xây dựng mô hình dự đoán cấu trúc đường kính của rừng tự nhiên nhiệt đới hỗn loài (trường hợp rừng lá rộng thường xanh ở Tây Nguyên)” được thực hiện nhằm góp phần giải đáp những vướng mắc, tạo dựng căn cứ khoa học để đề xuất các biện pháp trong kinh doanh rừng tự nhiên lá rộng thường xanh. 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 xây dựng mô hình dự đoán cấu trúc đường kính của rừng tự nhiên nhiệt đới hỗn loài (trường hợp rừng lá rộng thường xanh ở Tây Nguyên)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP -------------------------- LÝ THỊ NGÂN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỰ ĐOÁN CẤU TRÚC ĐƯỜNG KÍNH CỦA RỪNG TỰ NHIÊN NHIỆT ĐỚI HỖN LOÀI (TRƯỜNG HỢP RỪNG LÁ RỘNG THƯỜNG XANH Ở TÂY NGUYÊN) LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP HÀ NỘI - 2009
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP **************** LÝ THỊ NGÂN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỰ ĐOÁN CẤU TRÚC ĐƯỜNG KÍNH CỦA RỪNG TỰ NHIÊN NHIỆT ĐỚI HỖN LOÀI (TRƯỜNG HỢP RỪNG LÁ RỘNG THƯỜNG XANH Ở TÂY NGUYÊN) Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN VĂN CON HÀ NỘI - 2009
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Khi quản lý sử dụng một hệ sinh thái rừng, chúng ta phải chú ý đến hai nhóm nhân tố giới hạn: các nhân tố bên trong hệ thống và các nhân tố bên ngoài phụ thuộc vào cơ cấu kinh tế xã hội. Cơ sở để quản lý rừng bền vững chính là các kiến thức bên trong của hệ sinh thái rừng. Phương pháp quản lý rừng truyền thống ở các nước tiên tiến đều dựa trên định nghĩa về "rừng chuẩn" (tức là mô hình rừng có cấu trúc phù hợp nhất với mục đích quản lý); kiến thức về quá trình tái sinh và diễn thế tự nhiên của rừng; sự cần thiết phải bảo toàn độ phì của đất và tính đa dạng sinh học; kiến thức về năng suất của các lập địa và các loài cây kinh doanh. Cần phải xác định rằng: đối với rừng hỗn loài, lá rộng thường xanh nhiệt đới thì không phải dễ dàng để xác định và thực hiện được các yếu tố trên. Tính không đồng nhất về không gian và thời gian của rừng hỗn giao nhiệt đới, trong đó nhiều giai đoạn khác nhau của diễn thế cùng tồn tại bên cạnh nhau đã được nhiều tác giả nhấn mạnh. Sự không đồng nhất này là kết quả của quá trình tiến hoá và cạnh tranh lâu dài của các loài phụ thuộc vào các điều kiện lập địa (đất đai và khí hậu). Tuy nhiên, lập địa không nhất thiết là yếu tố quyết đinh; về thực chất, cấu trúc của rừng không phải lúc nào cũng thay đổi nếu có sự thay đổi về đất và khí hậu. Ví dụ đơn giản này nói lên sự khó khăn trong việc phân loại rừng để xây dựng các biện pháp lâm sinh. Sẽ rất logic nếu sau khi khai thác, người ta tiến hành các điều tra để xem có đủ các cây tái sinh của các loài có giá trị không, và khi cần thiết, sẽ tiến hành trồng thay thế hoặc làm giàu. Trong thực tế, việc điều tra như vậy rất khó thực hiện và càng khó hơn để lập lại được rừng chuẩn như trong quản lý rừng ôn đới.
2 Nhìn chung, rừng nhiệt đới tỏ ra khó khăn hơn trong việc hướng các hoạt động quản lý đạt được mục tiêu đề ra. Trong quản lý rừng, tác động lâm sinh là các biện pháp kỹ thuật then chốt để cải thiện và hướng rừng đạt gần tới kết cấu rừng mục đích (rừng chuẩn) nhằm đáp ứng được các yêu cầu đặt ra cho từng loại hình kinh doanh rừng. Muốn vậy, phải có sự hiểu biết sâu sắc hơn về trạng thái rừng sau khai thác chọn để chọn được các biện pháp đúng trong quá trình quản lý rừng. Từ những đòi hỏi thực tiễn đó, đề tài “Nghiên cứu xây dựng mô hình dự đoán cấu trúc đường kính của rừng tự nhiên nhiệt đới hỗn loài (trường hợp rừng lá rộng thường xanh ở Tây Nguyên)” được thực hiện nhằm góp phần giải đáp những vướng mắc, tạo dựng căn cứ khoa học để đề xuất các biện pháp trong kinh doanh rừng tự nhiên lá rộng thường xanh.
3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1. Lược sử vấn đề nghiên cứu Quan niệm về rừng là một hệ sinh thái đang được sử dụng rộng rãi trong kinh doanh rừng. Xu hướng tiếp cận hệ sinh thái trong lâm nghiệp đang dần trở nên phổ biến. Cách tiếp cận sinh thái dựa trên nguyên tắc sử dụng và điều chỉnh bản chất tổng thể và năng suất của các hệ sinh thái nhằm đảm bảo năng suất sinh học, khả năng phục hồi và tính ổn định lâu bền của nó. Quan điểm quản lý rừng bền vững đang được cả thế giới quan tâm. Sử dụng rừng như thế nào để vừa khai thác được tiềm năng của rừng vừa không làm ảnh hưởng đến khả năng cung cấp trong tương lai là một vấn đề đang được tập trung giải quyết. Hệ sinh thái rừng có khả năng tự cân bằng, tự phục hồi cho nên các tác động của con người vào hệ sinh thái rừng phải nằm trong giới hạn của khả năng đó. Đây chính là quan điểm của một nền lâm sinh học gần với tự nhiên nhằm quản lý rừng bền vững. Muốn xây dựng được nền lâm học gần với tự nhiên cần có những hiểu biết sâu sắc về cấu trúc rừng, về các quá trình vận động của hệ sinh thái rừng chứ không chỉ dừng lại ở các thông tin hiện tại. Việc nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên đã được nhiều tác giả đề cập đến từ những năm đầu thế kỷ 20 với rất nhiều công trình nghiên cứu nhằm xây dựng một số mô hình rừng chuẩn phục vụ công tác kinh doanh rừng hiệu quả. Với xu thế chuyển dần từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng, thống kê toán học đã trở thành công cụ cần thiết với mỗi nhà khoa học để lượng hóa các quy luật của tự nhiên và xã hội. Thống kê toán học ngày càng phát triển và đem lại hiệu quả cao hơn. Với đà phát triển ngày càng gia tăng trong việc áp dụng để nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc rừng, định lượng hoá các quy luật đồng thời
4 là thước đo trong việc đề xuất các chỉ tiêu kỹ thuật lâm sinh. Các công trình nghiên cứu cấu trúc đường kính cây rừng đã được các nhà khoa học khái quát dưới dạng mô hình toán học, diễn ra một cách có quy luật, từ đó giải quyết được nhiều vấn đề trong kinh doanh rừng. Đặc biệt là thiết lập hệ thống bảng biểu chuyên dụng phục vụ cho công tác điều tra, dự đoán sản lượng và các biện pháp điều chế rừng cho từng đối tượng cụ thể. 1.2. Trên thế giới Cùng với sự phát triển của tiến bộ kỹ thuật, lĩnh vực nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng tự nhiên nhiệt đới hỗn loài nói riêng và nghiên cứu cấu trúc đường kính cây rừng nói chung đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu và đưa lại nhiều kết quả khả quan. Phần lớn các tác giả đã đi sâu vào nghiên cứu định lượng các quy luật phân bố số cây theo đường kính, đây là quy luật cơ bản nhất của kết cấu lâm phần. Có thể điểm qua một vài nét về các công trình nghiên cứu này. 1.2.1. Nghiên cứu về mô hình cấu trúc rừng trồng thuần loài đều tuổi Nhà khoa học đầu tiên đề cập đến là Meyer (1934). Ông đã miêu tả phân bố số cây theo đường kính bằng phương trình toán học có dạng đường cong giảm liên tục, về sau gọi là phương trình Meyer hay hàm Meyer. Cho đến nay, hàm toán học vẫn được nhiều tác giả sử dụng để mô tả cấu trúc lâm phần. Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính là cấu trúc được nghiên cứu sớm và sâu, mang lại nhiều kết quả. Nhiều tác giả đã dùng phương pháp giải tích để tìm các phương pháp toán học mô phỏng cấu trúc này. Naslund (1936) đã xác lập luật phân bố Charlier đối với phân bố N/D của lâm phần thuần loài, đều tuổi khép tán.
5 Việc mô hình hoá cấu trúc đường kính thân cây với phân bố số cây theo cỡ đường kính được nhiều tác giả quan tâm, kiểu cấu trúc này thường được biểu diễn dưới dạng toán học với nhiều dạng phân bố khác nhau: Balley (1973) đã mô hình hóa cấu trúc thân cây với phân bố số cây theo cỡ kính (N/D) bằng hàm Weibull. Nhiều tác giả khác dùng hàm Schumacher, hyperbol, hàm mũ, Poisson, Charlier… để mô hình hóa cấu trúc rừng (dẫn theo Trần Văn Con, 2001). Liocort (1898) đã nghiên cứu quy luật phân bố này của rừng Thông ôn đới và nắn phân bố thực nghiệm bằng một phương trình toán học theo cấp số nhân. La Cacheux (1955) đề xuất một dạng phương trình Log chuẩn để biểu thị quy luật phân bố số cây theo đường kính, nghĩa là biểu diễn phân bố số cây theo Log của đường kính ta sẽ có một đường cong hình chuông. Loechtch (1967) đã kiến nghị, nếu lấy đường kính làm hoành độ và Log N (n là số cây) làm tung độ ta sẽ có 3 dạng” Dạng đường cong đều tương ứng hàm Mayer. Dạng đường cong hơi lồi về phía trên thích ứng với số liệu điều tra trên diện rộng như phạm vi một tỉnh hay toàn quốc. Dạng đường cong lõm về phía trên như dạng Dawkins (1958) đề xuất. Pierlot (1966) đã nhận thấy rằng việc nắn đường thực nghiệm bằng phương trình mũ sẽ mất đi những sai số ở những cỡ kính nhỏ và khuyến cáo nên dùng hàm Hyperbol để nắn đường thực nghiệm là tốt hơn cả. Zocher (1960-1970) đề nghị dừng hàm β để nắn các phân bố thực nghiệm, hàm này có dạng như sau: f (x) = k (x-a)α * (b-x)β
6 Trong đó: x là đường kính a, b là giới hạn dưới và trên của đường cong. k là hệ số tuỳ thuộc cấu trúc cụ thể. α,β là hệ số tính toán qua trị số bình quân và độ biến động của phân bố. Cũng theo Zocher hàm β rất mềm dẻo có thể dùng để mô phỏng các phân bố giảm, một đỉnh, hình chuông... 1.2.2. Nghiên cứu về mô hình cấu trúc rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi Nghiên cứu định lượng các mối quan hệ, cấu trúc ở rừng nhiệt đới phải nói đến Rollet (1971) là tác giả có nhiều công trình đi sâu vào lĩnh vực và đối tượng này. ông đã biểu diễn mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra với nhau bằng hàm hồi quy, khái quát hoá phân bố đường kính tán, đường kính thân cây dưới dạng phân bố xác suất. Ngoài ra các tác giả còn đề cập một số hàm toán học khác như: Loetsch (1973), dùng hàm Beta để nắn phân bố thực nghiệm, J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1992), khi nghiên cứu rừng nhiệt đới tại Marsanhoo – Brazin đã dùng hàm Weibull để mô phỏng phân bố N/D. J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1990) của trường đại học Saopaulo – Brazil trong khi nghiên cứu cấu trúc ở 19 ô tiêu chuẩn với 60 loài của rừng nhiệt đới ở Marahoo – Brazil đã dùng hàm Weibull để nắn phân bố % số cây theo cỡ kính và đưa ra nhận xét là hàm Weibull mô phỏng rất tốt phân bố này. Nhìn chung các nghiên cứu về cấu trúc theo hướng định lượng trên cơ sở thống kê sinh học vẫn tập trung vào giải quyết phân bố số cây theo cấp đường kính, ứng dụng các kết quả nghiên cứu thường dựa vào dãy tần số lý
7 thuyết. Các hàm toán học được sử dụng để mô phỏng rất đa dạng và phong phú nhưng khi kiểm tra bằng tiêu chuẩn phù hợp của thống kê thường chỉ đạt ở mức trung bình. Xu hướng nghiên cứu các quy luật phân bố của nhân tố điều tra thông qua các hàm toán học vẫn tập trung vào tìm các hàm toán học thích hợp, trong khi khó có một hàm toán học nào có thể phù hợp một cách tuyệt đối các quy luật này của rừng tự nhiên nhiệt đới. Các nghiên cứu trên có ý nghĩa hết sức to lớn cả về lý luận lẫn thực tiễn. Cơ sở của các giải pháp lâm sinh được thông qua các thực nghiệm áp dụng ở rừng mưa nhiệt đới mà đa phần là ở châu Phi. Vì vậy việc áp dụng các giải pháp này cho rừng tự nhiên ở nước ta là vấn đề còn phải thảo luận nhất là các cơ sở khoa học của các giải pháp này. Như vậy, việc mô hình hoá quá trình sinh trưởng của cây rừng được tiến hành bằng nhiều hướng khác nhau, nhưng có thể xếp thành hai xu hướng chính. Xu hướng thứ nhất tập trung mô tả sinh trưởng chung của lâm phần có chú ý đến các đặc trưng động thái như quá trình sinh trưởng, tái sinh và quá trình chết tự nhiên, hướng này về sau đã chi tiết đến các cấp kích thước và nhóm loài. Xu hướng thứ hai là mô hình từng cây, là những mô hình rất chi tiết với một khối lượng tính toán lớn, phức tạp, tuy nhiên nó đã trở thành hiện thực thông qua các tiến bộ của kỹ thuật máy tính điện tử. Cho đến nay đã có hàng loạt các công trình nghiên cứu về sinh trưởng rừng nói chung, tuy nhiên các công trình nghiên cứu về qui luật sinh trưởng rừng nhiệt đới vẫn còn rất hạn chế, nhất là các nghiên cứu để tạo cơ sở cho việc xác định tuổi thành thục số lượng của các cây cá thể; bởi vì việc xác định tuổi cây trong rừng nhiệt đới là rất khó khăn.
8 1.2. Ở Việt Nam Phân bố số cây theo cấp kính là một trong những cơ sở quan trọng nhất của kết cấu lâm phần. Đường kính là thành phần tham gia chủ yếu trong việc tính toán thể tích cây, từ đó xác định trữ lượng của rừng. Phân bố đường kính cũng là cơ sở cho các biện pháp xử lý lâm sinh, đặc biệt là khai thác và điều khiển rừng. Đối với rừng tự nhiên lá rộng thường xanh, các nghiên cứu của nhiều tác giả đều cho thấy dạng sống phân bố nói chung là giảm dần và chia làm 3 kiểu: 1. Giảm đều. 2. đường cong giảm có một đỉnh lệch trái (ở cấp kính 12-16 cm). 3. Đường cong giảm có hai đỉnh (ở d=16cm và d=80 cm). Các dạng phân bố N/D đều có thể mô tả bằng toán học. Các kết quả nghiên cứu của Lê Sáu (1996), Nguyễn Văn Đoan/Trần Văn Con (1998) ở Kon Hà Nừng; Lê Minh Trung (1991) ở Gia Nghĩa; Đào Công Khanh ở Hương Sơn đều cho thấy rừng tự nhiên ít bị tác động (trạng thái IV) đều có cấu trúc N/D ở dạng một đỉnh lệch trái và có thể mô phỏng bằng hàm Weibull. 1.3.1. Nghiên cứu về mô hình cấu trúc rừng trồng thuần loài đều tuổi Cao Văn Quang (1987) biểu diến cấu trúc đường kính loài Thông theo mô hình Schumakher và Coile. Vũ nhâm (1988), Phạm Ngọc Giao (1989), Trần Văn Con (1991) đã áp dụng hàm Weibull để mô phỏng cấu trúc đường kính ở các kiểu rừng khác nhau. Phạm Ngọc Giao (1995), đã sử dụng hàm Charlier, Beta và Weibull để mô phỏng phân bố N/D của rừng Thông đuôi ngựa vùng Đông Bắc.
9 1.3.2. Nghiên cứu về mô hình cấu trúc rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi Về nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng thì việc mô hình hóa cấu trúc đường kính D1.3 đã được nhiều người quan tâm nghiên cứu và biểu diễn chúng theo các dạng hàm phân bố xác suất khác nhau, nổi bật là các công trình nghiên cứu của các tác giả sau: Đồng Sỹ Hiền (1974) đã dùng hàm Meyer và họ đường cong Peason để nắn các phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở cho việc lập biểu thể tích và biểu độ thon thân cây đứng rừng Việt Nam. Cũng trong công trình này, ông đã nêu quan điểm: rừng Việt Nam thường chỉ đáp ứng yêu cầu của khái niệm rừng cây tức là “tổng thể những cây hình thành khoảnh rừng thuần nhất nhiều hay ít” (Anoutchin 1952-1961). Vì vậy trong thực tiễn, rừng nhiệt đới nước ta chỉ cần có những cây, dù khác loài, khác tuổi, mọc thành rừng, nghĩa là cùng nhau sinh trưởng trên một diện tích nào đó với mật độ nhất định, hình thành một tàn che, thì có thể tạo thành hoàn cảnh rừng và khoảnh rừng ấy hình thành một đơn vị sinh học, một lâm phần có quy luật xác định. Luận điểm này giúp cho các nhà nghiên cứu cấu trúc định hướng các vấn đề cần giải quyết. Ông cũng xác nhận “... rừng cây trong các lâm phần thường là dạng nhiều đỉnh...” Vũ Đình Phương, Đào Công Khanh thử nghiệm phương pháp nghiên cứu một số quy luật cấu trúc, sinh trưởng phục vụ điều chế rừng lá rộng hỗn loài thường xanh ở Kon Hà Nừng – Gia Lai cho rằng đa số các loài cây có cấu trúc đường kính và chiều cao giống với cấu trúc tương ứng của lâm phần, đồng thời cấu trúc của loài cũng có những biến động. Nguyễn Văn Trương (1983) đã thử nghiệm dùng các hàm mũ, logarit, phân bố Poisson và phân bố Pearson để biểu thị cấu trúc N/D của rừng tự nhiên nhiệt đới hỗn loài.
10 Trần Văn Con (1991) đã dùng phân bố Weibull để mô phỏng cấu trúc đường kính cho rừng khộp ở Tây Nguyên. Lê Minh Trung (1991) thử nghiệm mô phỏng phân bố N/D cho rừng tự nhiên ở Gia Nghĩa - Đắc Nông bằng bốn dạng hàm: Poisson, Weibull, Hyperbol và Meyer. Bảo Huy (1993) thử nghiệm mô phỏng phân bố thực nghiệm N/D cho rừng tự nhiên ưu thế bằng lăng ở Đăk Lăk theo các dạng phân bố Poisson, khoảng cách, hình học, Weibul và Meyer. Lê Sáu (1996) đã sử dụng hàm Weibul để mô phỏng các quy luật phân bố đường kính, chiều cao tại khu vực Kon Hà Nừng, Tây Nguyên… Nguyễn Hải Tuất (1975-1982-1990) đã sử dụng hàm Meyer, khoảng cách – hình học để biểu diễn cấu trúc của rừng thứ sinh, đồng thời cũng áp dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể. Nguyễn Ngọc Lung (1987) đã xây dựng cấu trúc mật độ bằng hàm hồi quy. 1.3.3. Nghiên cứu xây dựng mô hình cấu trúc rừng Để xây dựng mô hình cấu trúc cho các loài, kiểu rừng ứng với từng điều kiện hoàn cảnh, Nguyễn Hồng Quân (1983) đã sử dụng hàm mũ theo dạng Meyer để phân cấp các lâm phần chặt chọn trên cơ sở thay đổi hệ số góc của phương trình khi điều kiện, hoàn cảnh thay đổi. Lê Minh Trung (1991) đã vận dụng phương pháp này để xây dựng cấu trúc mẫu trên 3 năng suất cho rừng tự nhiện hỗn loài ở Đaknông. Từ đó làm cơ sở đề xuất hướng khai thác và nuôi dưỡng rừng. Nguyễn Ngọc Lung (1985) đã cho rằng: Trong thực tiễn sản xuất, sau khi phân chia rừng ra các loại, mỗi loại thuần nhất về một số mặt nào đó như
11 tổ thành, tầng thứ, phân bố số cây theo kích cỡ có thể chọn được một loại trong lô tốt nhất, có trữ lượng cao, năng suất sinh trưởng tốt, tổ thành hợp lý nhất, có đủ thế hệ cây gỗ cũng cho phép sản lượng ổn định, ta coi là mẫu chuẩn tự nhiên. Và đây cũng chính là mục têu mà con người cần hướng tới trong kinh doanh rừng. Phùng Ngọc Lan (1986) cũng nêu lên: mô hình cấu trúc mẫu là mô hình có khả năng tận dụng tối đa tiềm năng của điều kiện lập địa, có sự phối hợp hài hoà giữa các nhân tố cấu trúc để tạo ra một quần thể rừng có sản lượng, tính ổn định và chức năng phòng hộ cao nhất, nhằm đáp ứng mục tiêu kinh doanh nhất định. Vũ Đình Phương (1987) cũng đồng quan điểm trong việc xây dựng mô hình cấu trúc rừng và vốn rừng, cho rằng cần phải tìm trong tự nhiên những cấu trúc mẫu có năng suất cao đáp ứng mục tiêu kinh tế trong từng khu vực và để nghiên cứu cấu trúc, sinh trưởng rừng hỗn loại ông đã đề xuất quan điểm: Tổng thể hỗn loài hay còn gọi là rừng cây là do các phần từ thuần loài hợp thành. Nguyễn Ngọc Lung (1985) đã sử dụng lý thuyết của tác giả người Pháp: Gurnaud, Collet, Huffel (1905) về quy luật phân phối thể tích của 3 lớp cây dự trữ, kế cận, thành thục theo tỷ lệ 1/3/5 về thể tích để xây dựng cấu trúc mẫu cho rừng ở Kon Hà Nừng và tác giả đã giới hạn cấp kính của từng cấp là 6-26 cm cho dự trữ, 26-60 cm cho kế cận và > 60 cm cho là thành thục. Bảo Huy (1993) đã xuấp phát từ lý thuyết mẫu chuẩn tự nhiên do Nguyễn Ngọc Lung (1985) nêu lên, lựa chọn và xác lập các mô hình N/D, mẫu cho từng đơn vị phân loại của rừng Bằng lăng ở Tây Nguyên, từ đó tác giả đề xuất điều chỉnh cấu trúc N/D theo cấu trúc mẫu hoặc đồng dạng trong phạm vi bé hơn đường kính giới hạn khai thác.
12 Đỗ Đình Sâm (2001) cũng đã dựa vào mẫu chuẩn của Nguyễn Ngọc Lung để nghiên cứu chất lượng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh sau khai thác ở Việt Nam. Tác giả đã đề xuất tiêu chuẩn về phân phối thể tích của một số “mẫu chuẩn tự nhiên” ở nước ta với giới hạn cấp kính cho lớp dự trữ là < 20cm, kế cận là trong khoảng 20 – 40cm, thành thục là >40cm làm chuẩn độ để đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh thúc đẩy sự phát triển của các lâm phần sau khai thác. Trong lĩnh vực này các tác giả đều xây dựng các cấu trúc mẫu từ nghiên cứu cơ sở cơ bản các quy luật kết cấu, từ đó đề xuất các hướng tác động vào rừng. Các mẫu này đều được xây dựng trên cơ sở các mẫu tự nhiên đã chọn lọc và được coi là ổn định và có năng suất cao nhất thông qua tài liệu quan sát. Tính ổn định của các cấu trúc này thường được tính toán theo lý thuyết trước khi đi vào khảo nghiệm. Cấu trúc mẫu được quan tâm nhiều nhất là cấu trúc N/D1.3, nó cũng là cơ sở cho việc khai thác và nuôi dưỡng thông qua việc điều chỉnh cấu trúc này.
13 CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu nghiên cứu 2.1.1. Về lý luận Góp phần hoàn thiện các phương pháp xây dựng mô hình sinh trưởng của rừng tự nhiên nhiệt đới hỗn loài 2.1.2. Về thực tiễn Xây dựng được các mô hình dự đoán cấu trúc đường kính của rừng lá rộng thường xanh khu vực Kon Hà Nừng làm cơ sở cho việc quản lý rừng bền vững. 2.2. Nội dung nghiên cứu 2.2.1. Cở sở lý luận và thực tiễn Một lâm phần rừng tự nhiên nhiệt đới hỗn loài là tập hợp các cây với thành phần loài và cỡ kính khác nhau tạo thành cấu trúc của lâm phần. Từ tài liệu điều tra rừng có thể thành lập thành bảng cấu trúc lâm phần theo cỡ kính và theo loài hoặc nhóm loài. Bảng cấu trúc lâm phần này sẽ biến đổi theo thời gian và người ta có thể thu thập được số liệu của các biến đổi này bằng hệ thống ô tiêu chuẩn định vị trong khoảng thời gian từ 5 đến 10 năm. Trên cơ sở dữ liệu này, người ta có thể xây dựng được các mô hình dự đoán cấu trúc của lâm phần trong một thời gian dài hơn. Các mô hình theo hướng này đã được xây dựng và áp dụng rộng rãi đối với rừng trồng thuần loài đều tuổi. Đối với rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi nhiệt đới các nghiên cứu còn rất hạn chế do những khó khăn và phức tạp của đối tượng.
14 2.2.2. Nội dung - Thiết lập bảng cấu trúc lâm phần rừng hỗn loài khác tuổi theo cỡ kính và loài/nhóm loài cho các thời điểm điều tra trên mỗi ÔTC định vị. + Cấu trúc tổ thành + Phân bố số loài theo cỡ đường kính + Phân bố số cây theo cỡ đường kính - Nghiên cứu các quá trình động thái trong bảng cấu trúc lâm phần + Quá trình tăng trưởng đường kính + Quá trình chuyển lên cấp kính lớn hơn + Quá trình tái sinh vào cấp kính đầu tiên + Quá trình chết hoặc khai thác - Nghiên cứu thiết lập mô hình dự đoán cấu trúc đường kính + Mô hình dự đoán tăng trưởng đường kính + Mô hình hóa quá trình chết +Quá trình tái sinh bổ sung + Dự báo động thái cấu trúc N-D của rừng + Đề xuất phương án tác động 2.3. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp tiếp cận chung của đề tài là dựa trên quan điểm lâm học: coi lâm phần hỗn giao là tập hợp các lâm phần thuần loài đồng nhất về tăng trưởng, mà thành phần cơ bản của lâm phần là các cây cá thể. Sử dụng phương pháp điều tra rừng truyền thống và hiện đại để nghiên cứu bổ sung các đặc trưng cấu trúc và động thái của các hệ sinh thái rừng (lập các ô tiêu
15 chuẩn tạm thời và ô tiêu chuẩn định vị có diện tích 10.000m2 lựa chọn điển hình với số lượng đủ độ tin cậy). Sử dụng các mô hình, thuật toán để mô phỏng các quy luật cơ bản của rừng và đánh giá các tác động kỹ thuật. 2.3.1. Thu thập số liệu, tài liệu, thông tin thứ cấp - Tài liệu về đặc điểm tự nhiên, kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu - Các thông tin, văn bản pháp luật và những chương trình phát triển kinh tế, xã hội có liên quan. - Các loại bản đồ: hiện trạng rừng và đất rừng. 2.3.2. Thu thập số liệu, thông tin từ thực địa - Phân loại các trạng thái rừng: Theo tiêu chuẩn phân loại rừng tự nhiên của Loeschau, Xác định giải pháp kỹ thuật lâm sinh cho rừng, đất rừng theo các tiêu chí trong quy phạm ngành 6-84. - Điều tra tài nguyên rừng: Sử dụng 10 Ô định vị có sẵn tại thực địa (1ha/ô), trên mỗi ô định vị có 6 ô thứ cấp nghiên cứu cây tái sinh. Sử dụng các phương pháp điều tra cơ bản trong điều tra lâm sinh để điều tra các chỉ tiêu đối với từng ô: + Đối với tầng cây cao: điều tra các cây có D1.3≥ 10cm, bằng cách đo chu vi của từng cây bằng thước dây, đo Hvn, và xác định chất lượng cây theo ba cấp: tốt, trung bình, xấu.
16 Hình 2.1. Bản đồ hiện trạng rừng và vị trí các ô định vị
17 2.3.3. Phương pháp xử lý, tổng hợp các số liệu, thông tin 2.3.3.1. Các thông tin về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội Tổng hợp theo các chủ đề, theo các bảng biểu tổng hợp theo thời gian, không gian. 2.3.3.2. Tính toán và chỉnh lý số liệu a) Chỉnh lý số liệu: Các số liệu điều tra về cấu trúc rừng được tổng hợp thành từng trạng thái, từng ô định vị. Đối với tầng cây cao: - Sắp xếp D1.3 theo cỡ kính là 4cm. Đối với mỗi ô định vị tính toán các giá trị trung bình: D1.3, Hvn, ∑G, ∑M bằng các công cụ tính toán trong Excel, SPSS. Tính tăng trưởng rừng: Kế thừa nghiên cứu về tăng trưởng rừng tự nhiên tại khu vực Tây Nguyên. b)Nghiên cứu cấu trúc rừng đối với từng ODV - Mô tả cấu trúc tổ thành, hệ số IV% (Important Value Index) của Daniel Marmillod, Vũ Đình Huề (1984) theo công thức: IV% = (Ni% +Gi%)/2 - Mô tả cấu trúc N-D1.3 - Mô hình hoá cấu trúc N- D1.3 theo phân bố dạng hàm Meyer, phân bố khoảng cách, Weibull … lựa chọn dạng hàm phù hợp nhất. + Hàm Meyer: Hàm Meyer có dạng: y= α . e -βx Trong đó α và β là hai tham số của hàm Mayer. Sau khi tính được các tham số của phân bố lý thuyết ta tính được giá trị lý luận bằng việc thay lần lượt các giá trị D1.3.
18 + Hàm Weibull: Hàm Weibull có dạng: Fx (x) = 1- exp {- [( x- xo )/]  } với x> xo 0 với x 3 thì phân bố có dạng lệch phải. Tham số  đặc trưng cho độ nhọn của đường cong phân bố. n   ft.( xi  a) Trong đó a là trị số quan sát bé nhất, xi là trị số giữa tổ. + Hàm khoảng cách:  với X = 0 Hàm Khoảng cách có dạng: F(x) = (1- ) (1-)  x -1 với X≥1 fo Trong đó:  với f0 là tần số quan sát tuyệt đối ứng với tổ đầu tiên, n là n ( xi  x 1 ) dung lượng mẫu. Xi  k