Luận văn Thạc sĩ Lâm học: Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ và tỉa thưa sinh trưởng và cơ cấu sản phẩm của lâm phần rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium)

Chia sẻ: Tri Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:71

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là xác định một số quy luật sinh trưởng của Keo tai tượng; đề xuất một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm nâng cao hiệu quả trồng rừng cũng như nâng cao cơ cấu sản phẩm lâm phần. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Lâm học: Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ và tỉa thưa sinh trưởng và cơ cấu sản phẩm của lâm phần rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium)

i LỜI CẢM ƠN Luận văn này được hoàn thành tại Trường Đại học Lâm nghiệp theo chương trình đào tạo Cao học lâm nghiệp khoá 16, giai đoạn 2009 – 2011. Nhân dịp luận văn được hoàn thành, trước hết tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn và sự biết ơn sâu sắc tới TS. Bùi Thế Đồi cùng gia đình đã giúp đỡ, động viên, chăm sóc và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tác giả trong suốt thời gian tác giả hoàn thành Luận văn. Tiếp theo tác giả mong muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Phan Minh Sáng đã tạo điều kiện và động viên tác giả rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện Luận văn. Trong quá trình học tập và hoàn thành Luận văn, tác giả cũng nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của Khoa Sau đại học cũng như các thầy, cô giáo Trường Đại học Lâm nghiệp. Nhân dịp này tác gỉ xin chân thành cảm ơn về những sự giúp đỡ quý báu đó. Cuối cùng là những lời cảm ơn và sự biết ơn sâu sắc tới cha mẹ, những người thân và bạn bè của tác giả - một hậu phương vững chắc giúp cho tác giả vượt qua và hoàn thành luận văn trên. Tôi xin cam đoan số liệu thu thập và kết quả tính toán là trung thực và đã được trích dẫn rõ ràng Xin chân thành cảm ơn! Hà nội, tháng 9 năm 2011 Tác giả Nguyễn Thị Việt Hà
ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn ......................................................................................................... i Mục lục .............................................................................................................. ii Trang ................................................................................................................. ii Trang phụ bìa .................................................................................................... ii Danh mục các bảng .......................................................................................... iv Danh mục các hình ........................................................................................... vi ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................... 3 1.1. Khái niệm và ý nghĩa của việc nghiên cứu quy luật sinh trưởng ........... 3 1.2. Nghiên cứu về mật độ và tỉa thưa lâm phần ........................................... 4 1.2.1. Thế giới ............................................................................................. 4 1.2.2. Việt Nam.......................................................................................... 11 1.2. Một số nghiên cứu về loài Keo tai tượng.............................................. 16 1.2.1. Thế giới .............................................................................................. 16 1.2.2. Việt Nam.......................................................................................... 17 Chương 2: ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ............................... 18 2.1. Đặc điểm cơ bản đối tượng nghiên cứu ................................................ 18 2.1.2. Đặc tính ra hoa, kết quả ................................................................. 19 2.1.3. Giới hạn về sinh thái ....................................................................... 19 2.1.4. Tính chịu bóng ................................................................................ 20 2.1.5. Đặc điểm đất đai ............................................................................. 20 2.2. Đặc điểm cơ bản điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu .................... 21
iii Chương 3: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................... 22 3.1. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................. 22 3.2. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 22 3.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 22 3.3.1. Nghiên cứu quy luật sinh trưởng của cây cá lẻ và lâm phần Keo tai tượng ở các mật độ khác nhau không qua tỉa thưa và đã qua tỉa thưa .... 22 3.3.2. Cơ cấu sản phẩm lâm phần rừng trồng Keo tai tượng ở các mật độ khác nhau không qua tỉa thưa và đã qua tỉa thưa .................................... 22 3.3.3. Đề xuất một số biện pháp kĩ thuật phù hợp cho từng mục đích sử dụng loài Keo tai tượng ............................................................................ 22 3.4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 22 3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu ......................................................... 22 3.4.2. Phương pháp phân tích số liệu ....................................................... 25 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................ 28 4.1. Nghiên cứu quy luật sinh trưởng của cây cá lẻ và lâm phần Keo tai tượng ở các mật độ khác nhau không qua tỉa thưa và đã qua tỉa thưa. ........ 28 4.1.1. Nghiên cứu quy luật sinh trưởng của cây cá lẻ ở các mật độ khác nhau không qua tỉa thưa ........................................................................... 28 4.1.3. Ảnh hưởng của tỉa thưa đến sản lượng khai thác lần cuối của lâm phần ................................................................................................................... 49 4.2.3. Cơ cấu sản phẩm lâm phần rừng trồng Keo tai tượng ở các mật độ khác nhau đã qua tỉa thưa. ....................................................................... 55 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ ........................................... 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
iv DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 4.1 Sinh trưởng của cây cá lẻ ở các mật độ khác nhau không qua 29 tỉathưa tại các địa điểm nghiên cứu 4.2 Ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng đường kính lâm phần 36 Keo tai tượng tại Đoan Hùng – Phú Thọ 4.3 Phân tích ANOVA cho các công thức mật độ của lâm phần 36 Keo tai tượng 6 tuổi ở Đoan Hùng – Phú Thọ 4.4 Phân tích ANOVA cho các công thức mật độ của lâm phần 37 Keo tai tượng 4 tuổi ở Đoan Hùng – Phú Thọ 4.5 Phân tích ANOVA cho các công thức mật độ của lâm phần 38 Keo tai tượng 2 tuổi ở Đoan Hùng – Phú Thọ 4.6 Ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng đường kính lâm phần 39 Keo tai tượng tại Tiên Yên - Quảng Ninh 4.7 Phân tích ANOVA cho các công thức mật độ của lâm phần 39 Keo tai tượng 4 tuổi tại Tiên Yên - Quảng Ninh 4.8 Lựa chọn công thức mật độ cho sinh trưởng D1.3 của lâm 40 phần Keo tai tượng tuổi 4 tại Tiên Yên - Quảng Ninh 4.9 Ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng đường kính lâm phần 41 Keo tai tượng tại 3 huyện thuộc tỉnh Quảng Nam 4.10 Phân tích ANOVA cho các công thức mật độ của lâm phần 42 Keo tai tượng 4 tuổi tại Hiệp Đức - Quảng Nam 4.11 Phân tích ANOVA cho các lâm phần Keo tai tượng tuổi 1 tạI 42 Hiệp Đức 4.12 Phân tích ANOVA cho các công thức mật độ của lâm phần 43 Keo tai tượng 5 tuổi tại Quế Sơn
v 4.13 Lựa chọn công thức mật độ cho lâm phần Keo tai tượng tuổi 5 44 tại Quế Sơn 4.14 Phân tích ANOVA cho các công thức mật độ của các lâm 45 phần Keo tai tượng tuổi 2 tại Quế Sơn 4.15 Lựa chọn công thức mật độ cho lâm phần Keo tai tượng 2 tuổi 45 tại Quế Sơn 4.16 Phân tích ANOVA cho các công thức mật độ của các lâm 46 phầN Keo tai tượng tuổi 3 tại Phú Ninh - Quảng Nam 4.17 Lựa chọn công thức mật độ cho lâm phần Keo tai tượng tuổi 3 47 tại Phú Ninh - Quảng Nam 4.18 Mức độ ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng đường kính và 48 chiều cao đến các lâm phần Keo tai tượng ở các mật độ khác nhau 4.19 Ảnh hưởng của tỉa thưa đến sinhgcủa rừng keo tai tượng 50 4.20 Ảnh hưởng của tỉa thưa đến trữ lượng gỗ có đường kính lớn 56 hơn 12 cm trong lâm phần rừng trồng Keo tai tượng
vi DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 3.1 Minh họa các vị trí cần đo đếm trên cây ngả 25 4.1 Ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng D1.3 của cây cá lẻ tại 30 Đoan Hùng – Phú Thọ 4.2 Ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng Hvn cây cá lẻ tại 30 Đoan Hùng – Phú Thọ 4.3 Ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng D1.3 của cây cá lẻ 31 tạiTiên Yên - Quảng Ninh 4.4 Ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng Hvn của cây cá lẻ 31 tạiTiên Yên - Quảng Ninh 4.5 Ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng D1.3 của cây cá lẻ tại 32 Hiệp Đức - Quảng Nam 4.6 Ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng Hvn của cây cá lẻ tại 32 Hiệp Đức - Quảng Nam 4.7 Ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng D1.3 của cây cá lẻ tại 33 Quế Sơn – Quang Nam 4.8 Ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng Hvn của cây cá lẻ tại 33 Quế Sơn 4.9 Ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng D1.3 của cây cá lẻ tại 34 Phú Ninh 4.10 Ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng D1.3 của cây cá lẻ tại 34 Phú Ninh 4.11 Phân bố số cây theo cấp đường kính tại Hiệp Đức 54 4.12 Phân bố số cây theo cấp đường kính tại Quế Sơn 54
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Từ các kết quả nghiên cứu trước đây, ta thấy việc nghiên cứu quy luật sinh trưởng cây cá thể và lâm phần là trọng tâm nghiên cứu của sản lượng rừng, là nền tảng cho việc lựa chọn phương pháp xây dựng các mô hình tăng trưởng và sản lượng, cũng như xác định các hệ thống biện pháp kỹ thuật nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả kinh doanh. Sinh trưởng cây cá thể và lâm phần là thể thống nhất, trong đó mỗi cây là một cá thể tạo nên một quần thể có những đặc trưng xác định. Các chương trình phủ xanh đất trống đồi trọc hiện nay, trồng rừng cung cấp nguyên liệu giấy trong nước, xuất khẩu và bảo vệ môi trường thì Keo tai tượng (Acacia mangium) là một trong những loài cây được đặc biệt quan tâm. Chúng là cây gỗ nhỡ, mọc nhanh, có giá trị về nhiều mặt trong nền kinh tế quốc dân cũng như trong khoa học, đời sống và quốc phòng. Đây được xem là một trong những loài cây chủ yếu trong kinh doanh rừng trồng thuần loài cung cấp gỗ ở nước ta và nhiều nước trên thế giới nhờ khả năng thích ứng rộng, kể cả những điều kiện không phù hợp như đồi trọc, đất bị thoái hóa góp phần cải tạo đất và cải tạo không gian dinh dưỡng nơi gây trồng. Ta có thể thấy trước kia Keo tai tượng được trồng nhiều cho mục đích kinh doanh gỗ giấy, gỗ dăm, gỗ trụ mỏ và các sản phẩm gỗ khác với biện pháp kinh doanh tương đối đơn giản. Nhưng trong những năm gần đây do nhận thức được giá trị kinh tế và nhu cầu gỗ xẻ so với các sản phẩm gỗ khác, nhiều chủ rừng đã áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh để kinh doanh rừng trồng Keo tai tượng cung cấp gỗ xẻ nói riêng và cung cấp gỗ nguyên liệu nói chung, và một trong những biện pháp kĩ thuật lâm sinh rất đơn giản nhưng đem lại hiệu quả lớn đó là tỉa thưa và điều chỉnh mật độ của lâm phần. Để có thể áp dụng biện pháp kĩ thuật này một cách có hiệu quả thì việc nắm vững
2 đặc điểm sinh lý, sinh thái của Keo tai tượng là vô cùng quan trọng. Từ đó ta có căn cứ rút ra quy luật sinh trưởng của Keo tai tượng tại từng giai đoạn phát triển và có những biện pháp kĩ thuật phù hợp. Do những ưu điểm và tính phổ biến trong gây trồng loài cây này, Keo tai tượng đã và đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Và các kết quả của những nghiên cứu này đã góp phần giải quyết những tồn tại về lý luận và thực tiễn trong điều tra kinh doanh rừng cũng như sử dụng các sản phẩm khai thác từ rừng Keo tai tượng. Tuy nhiên, do mới được phát hiện nên những nghiên cứu về Keo tai tượng vẫn còn ít ỏi, thiếu vắng những công trình nghiên cứu chuyên sâu về sinh trưởng của loài cây này. Đề góp phần giải quyết những tồn tại về lý luận và thực tiễn kinh doanh rừng trồng Keo tai tượng, đặc biệt trong bối cảnh cường độ kinh doanh rừng ngày càng cao, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ và tỉa thưa sinh trưởng và cơ cấu sản phẩm của lâm phần rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium)” với mục đích xác định được quy luật sinh trưởng của Keo tai tượng và lựa chọn chính xác các giải pháp kĩ thuật cho rừng trồng Keo tai tượng đảm bảo đem lại hiệu quả về sản phẩm cũng như giá trị về kinh tế cao nhất.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Khái niệm và ý nghĩa của việc nghiên cứu quy luật sinh trưởng Sinh trưởng và phát triển là một trong những biểu hiện quan trọng của động thái rừng, nó có ảnh hưởng quyết định đến mục tiêu kinh doanh của ngành Lâm nghiệp là nâng cao sản lượng rừng. Rừng sinh trưởng và phát triển tuân theo những qui luật nhất định. Các qui luật đó bị chi phối bởi tính di truyền và điều kiện lập địa. Nắm vững các qui luật đó, đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh chính xác và kịp thời cho từng giai đoạn là cơ sở khoa học để điều khiển quá trình sinh trưởng phát triển của rừng nhằm đáp ứng các mục tiêu kinh doanh đã đề ra. Đặc điểm của cây rừng là có đời sống rất dài nên việc nghiên cứu toàn bộ các giai đoạn sinh trưởng phát triển của chúng trở nên không đơn giản. Những sai lầm của các biện pháp kỹ thuật lâm sinh không dễ phát hiện ra ngay ma phải chờ đợi một thời gian dài để khảo nghiệm. Ta có thể định nghĩa sinh trưởng và phát triển như sau : Sinh trưởng là sự tăng lên về kích thước và trọng lượng của cây (hoặc từng bộ phận) có liên quan với sự tạo thành mới các cơ quan, các tế bào cũng như các yếu tố cấu trúc của tế bào. Sinh trưởng là quá trình không đi ngược chiều lại. Phát triển cá thể là tiến trình có tính qui luật của những biến đổi về chất lượng của các chất chứa trong tế bào và của quá trình tạo hình (phát sinh các cơ quan, bộ phận, thành phần cấu trúc mới…) mà thực vật trải qua trong chu kì sinh sống cá thể. Sinh trưởng và phát triển có liên quan chặt chẽ với nhau. Không có sinh trưởng sẽ không có phát triển. Ngược lại, phát triển là tiền đề của sinh trưởng.
4 1.2. Nghiên cứu về mật độ và tỉa thưa lâm phần Từ khái niệm và ý nghĩa của sinh trưởng và phát triển lâm phần ta thấy rằng : Rừng sinh trưởng và phát triển theo những qui luật nhất định và việc nắm vững các qui luật đó, đề xuất các biện pháp kỹ thật lâm sinh chính xác và kịp thời cho từng giai đoạn là vô cùng quan trọng. Hiện nay, rừng trồng nước ta chiếm một diện tích đáng kể, chu kì kinh doanh của các loài cây trồng lại dài so với cây nông nghiệp, địa bàn trồng rừng thường là những nơi phức tạp. Do vậy, việc áp dụng các biện pháp thâm canh như bón phân, tưới nước, làm cỏ… đặc biệt từ giai đoạn rừng sào là rất khó khăn. Do đó, tỉa thưa nhằm điều chỉnh mật độ, điều chỉnh không gian dinh dưỡng cho cây rừng phát triển làm cho năng suất, chất lượng của rừng ngày càng cao được coi là biện pháp lâm sinh quan trọng nhất. Vì lẽ đó, tỉa thưa và xác định mật độ tối ưu cho rừng trồng kể cả về phương diện lý luận và thực tế đều được các nhà lâm nghiệp đặc biệt quan tâm nghiên cứu. Đối với bản thân đề tài «Nghiên cứu một số quy luật sinh trưởng và cơ cấu sản phẩm của lâm phần rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium)» thì việc điều chỉnh mật độ và tỉa thưa là hai biện pháp kỹ thuật lâm sinh cơ bản được nghiên cứu với mục đích chính là nâng cao năng suất và giá trị sử dụng gỗ và ngoài gỗ của lâm phần vào những mục tiêu kinh doanh đã được định sẵn như làm nguyên liệu gỗ xẻ, gỗ dăm, gỗ trụ mỏ hay làm nguyên liệu giấy. 1.2.1. Thế giới 1.2.1.1. Ảnh hưởng của mật độ và tỉa thưa đến sinh trưởng và sản lượng lâm phần Theo khái niệm chung, mật độ là chỉ tiêu phản ánh mức độ che phủ của tán cây trên diện tích rừng (Avery, T.E., 1975) [17] hoặc chỉ tiêu biểu thị mức độ lợi dụng lập địa của các cây trong lâm phần (Husch, B., 1982) [18] . Từ khái niệm tổng quát đó, các tác giả đều cho rằng, mật độ có thể được biểu thị
5 bằng giá trị tuyệt đối, như tổng tiết diện ngang (G/ha), trữ lượng (M/ha), tổng diện tích tán (St/ha), số cây trên ha (N/ha) hay giá trị tương đối như: Độ đầy: P = Gđo/Gbiểu P = Mđo/Mbiểu Mật độ tương đối: No = Nđo/Nbiểu No = Stđo/Stbiểu Ở các công thức trên, Gđo, Mđo, Nđo, Stđo là tổng tiết diện ngang, trữ lượng, số cây, tổng diện tích tán cây trên hecta của lâm phần hiện tại, còn Gbiểu, M biểu, N biểu, Stbiểu là giá trị của các đại lượng tương ứng trong biểu của các lâm phần cùng cấp đất và tuổi với lâm phần điều tra. Abdalla (1985) đã sử dụng quan hệ Do/No để biểu thị ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng đường kinh. Tác giả kết luận là: Khi N > N’ thì Do < 1 Khi N -͂ N’ thì Do -͂ 1 Khi N < N’ thì Do > 1 Trong đó Do = d/d’; No = N/N’ Với d, N là đường kính bình quân và mật độ của lâm phần thực tế d’, N’ là đường kính bình quân và mật độ trong biểu sản lượng (N’ được coi là mật độ tối ưu) [16] Julians Evan (1992) [25] đã bố trí 4 công thức mật độ khác nhau (2985, 1680, 1075 và 750 cây/ha) cho bạch đàn E. deglupta ở Papua New Guinea không tỉa thưa. Kết quả thu được sau 5 năm tuổi cho thấy đường kính bình quân của các công thức thí nghiệm tăng theo chiều giảm dần của mật độ, nhưng tổng tiết diện ngang (m2) lại tăng theo chiều tăng của mật độ, có nghĩa là rừng trồng ở mật độ thấp tuy lượng tăng trưởng về đường kính cao hơn
6 nhưng trữ lượng gỗ cây đứng của rừng vẫn nhỏ hơn những công thức trồng mật độ cao. Trong công trình nghiên cứu khác với thông P. Caribaea ở Queensland (Úc), tác giả cũng đã thí nghiệm với 5 công thức mật độ khác nhau (2200, 1680. 1330, 1075 và 750 cây/ha) không qua tỉa thưa, sau hơn 9 năm tổi cũng thu được kết quả tương tự, nhưng ở những công thức mật độ thấp số cây đạt đường kính D1.3 >10cm lại chiếm tỉ lệ cao hơn các công thức mật độ cao. Điều đó có nghĩa là trữ lượng gỗ ở những công thức mật độ cao tuy lớn nhưng tỷ lệ gỗ sản phẩm thàn thục công nghệ lại nhỏ hơn so với các công thức mật độ thấp. Kamis Awang và David Taylor (1993) [26], ở Sabah cự ly 3 x 3m (mật độ 1.111 cây/ha) được sử dụng phổ biến nhất cho Keo tai tượng (Udarbe và Hepburn 1987 ; Raymond Tan 1992), mặc dù Udarbe (1987) đã nói rằng cự ly này có thể giảm xuống 2.5 x 2.5m (1600 cây/ha) để tạo cho cây sinh trưởng nhanh lúc mới trồng. SAFODA đã chọn cự ly 4 x 2 m (mật độ 1.250 cây/ha) và chuyển từ cwj ly ô vuông sang thành hình chữ nhật sau những thử nghiệm của họ ở Bengkoka cho thấy có ít sự khác nhau về sinh trưởng của cây trong hai cự ly này nhưng đã giảm được một lượng đáng kể về chi phí đầu tư trên một ha. Sinh trưởng đường kính và chiều cao trung bình của cự ly trồng Keo tai tượng ở Nahaba, Sabah, Malaysia ở 2 năm tuổi. Cự ly Đường kính BQ(cm) Chiều cao BQ (m) 2 x 2m (2500 cây/ha) 6.7 8.4 2.5 x 2.5m(1600 cây/ha) 6.5 7.6 3 x 3m (1100 cây/ha) 6.2 6.0 Nguồn : Khamis 1991
7 Tổng kết 9 mô hìn tỉa thưa với 4 loài cây, E. Assmann (1961) đã chỉ ra rằng, tỉa thưa khong thể làm tăng tổng sản lượng gỗ một cách đáng kể, thậm chí tỉa thưa với cường độ lớn còn làm giảm tổng sản lượng gỗ lâm phần. Tuy nhiên, với lâm phần Vân sam (Picea abies) tỉa thưa mạnh sẽ làm co tăng trưởng thể tích của cây cá lẻ tăng lên 15 – 20% so với lâm phần không tỉa [5]. So sánh sinh trưởng của đường kính cây thuộc lâm phần Tếch ở tuổi 26 đã được tỉa thưa với cường độ lớn ở tuổi 14, Iyppu và Chandrasekharan (1961) nhận thấy ở lâm phần tỉa thưa mạnh đường kính cây là 39,9 cm trong khi ở lâm phần không tỉa thưa chỉ là 29,5 cm [32]. Nói tóm lại, các tác giả đều nhận định rằng, khi mật độ lâm phần giảm sinh trưởng của cá thể cây rừng đặc biệt là sinh trưởng đường kính sẽ tăng mạnh trong khi đó tổng sinh trưởng của lâm phần lại giảm, không tăng hoặc tăng rất ít. Sự tăng lên về tổng sản lượng do tỉa thưa có chăng chỉ là từ lượng sản phẩm được lấy ra tsf các lần tỉa thưa. [5] [32]. Mặt khác, ta cũng thấy mật độ trồng rừng ảnh hưởng khá rõ đến chất lượng sản phẩm và chu kỳ kinh doanh, cho nên cần phải căn cứ vào mục tiêu kinh doanh cụ thể để xác định mật độ trồng cho thích hợp. 1.2.1.2. Ảnh hưởng của mật độ và tỉa thưa đến chất lượng và các chỉ tiêu hình thái cây trong lâm phần Tỉa thưa - chặt nuôi dưỡng sẽ làm tăng giá trị sản phẩm của lâm phần . [5] Như đã đề cập ở trêm, sự mở rộng không gian dinh dưỡng làm cho các cây rừng tăng trưởng nhanh hơn, đặc biệt về đường kính, do đó cơ cấu sản phẩm của lâm phần cũng thay đổi đáng kể, tỷ lệ gỗ có kích thước lớn đáp ứng được yêu cầu cho công nghiệp gỗ xẻ nhiều hơn. [33] Cùng với nó các chỉ tiêu có ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng gỗ như đường kính tán, độ dài tán, độ thon, đường kính cành, số cành… và các chỉ tiêu về tính chất hoá, lý của gỗ cũng thay đổi. [32] Các nghiên cứu về mối quan hệ giữa các chỉ tiêu hình thái
8 với mật độ rất phong phú. Ví dụ như tỉa thưa có thể làm tăng chất lượng gỗ của một số loài cây lá rộng như Quercus sp, Esche… như lại có có tác động ngược lại đối với loài Pinus silvetris, Larix sp … [5]. Tăng trưởng đường kính nhanh do tỉa thưa làm lượng gỗ giác nhẹ tăng, trong khi lượng gỗ lõi lại giảm, do đó chất lượng gỗ xẻ lại giảm đi [32], [33]. Ảnh hưởng của mật độ đến sự phát triển của tán lá khá rõ rệt. Nghiên cứu rừng trồng loài Pinus patula, Julians Evan (1982) cho thấy ở rừng 19 tuổi chưa qua tỉa thưa độ dài tán lá chỉ là 29% tổng chiều dài thân, trong khi cũng ở tuổi này rừng đã tỉa thưa một lần vào tuổi 9 chiều dài tán lên tới 40% chi dài thân [1]. Đối với diện tích tán, Hunt (1969) đã so sánh ảnh hưởng của tỉa thưa đến lâm phần 22 tuổi loài Pinus strobus và kết luận, sau 5 năm tính từ thời điểm tỉa thưa, tổng trọng lượng lá cây của lâm phần qua tỉa thưa gấp 3 lần tổng trọng lượng lá cây của lâm phần chưa tỉa thưa [32]. Nghiên cứu sự khác biệt về độ thon của cây ở các lâm phần có mật độ khác nhau, Vanlaar (1976) đã chỉ ra rằng, với loài Pinus trồng tại Nam Phi, ở lâm phần mật độ cao (3000 cây/ha) hình số của cây là 0,565, trong khi đó ở lâm phần có mật độ thấp (125 cây/ha) giá trị hình số tương ứng chỉ là 0,495 [32]. Julians Evans (1982), Ralph D.Nyland (1996) cũng đã kết luận rằng việc tỉa thưa hoặc giảm mật ộ lâm phần làm tăng độ dày vỏ cây và làm giảm đáng kể quá trình tỉa cành tự nhiên. Do đó đờng kính cành sẽ lớn hơn, các mắt cành trên gỗ cũng sẽ lớn hơn [32] [33]. Qua những nghiên cứu được tổng hợp ở trên cho thấy, thực sự có mối quan hệ giữa các chỉ tiêu hình thái và chất lượng cây rừng với mật độ lâm phần. Đây là những kết luận quan trọng không những có ý nghĩa lý luận trong nghiên cứucác quy luật sinh trưởng và phát triển lâm phần mà còn có ý nghĩa thực tiễn về mặt lâm sinh. Tuy nhiên, các kết quả được trình bày ở trên vẫn chỉ mang tính định hình hoặc so sánh định lượng đơn giản. Vì lẽ đó, việc
9 nghiên cứu để tìm ra các mối quan hệ được mô hình hoá bằng toán học giữa các nhân tố hình thái, chất lượng cây với mật độ (có thể biểu thị bằng cách này hay cách khác) là rất cần thiết. 1.2.1.3. Phương pháp xác định thời điểm tỉa thưa Cơ sở khoa học của việc tỉa thưa lâm phần là vấn đề rất phức tạp ( Bùi Việt Hải 1998). Theo R. Catinot (1969) cơ sở của tỉa thưa bao gồm tri thức của các lĩnh vực sinh học, lâm sinh học và kinh tế. Trong đó, khía cạnh sinh học được quan tâm là sự cạnh tranh sinh tồn của các cây rừng với nhau. Về mặt lâm sinh học các dữ kiện được tác giả đề cập đến gồm hai loại: các kết quả thuôc về những nghiên cứu lâm sinh học đại cương và các kết quả tương rừng với đặc điểm riêng của loài cây [10] Vấn đề cơ bản nhất của biện pháp tỉa thưa là việc xác định số cây tối ưu (Nopt) cần để lại nuôi dưỡng. Nghiên cứu dự đoán sự biến đổi theo tuổi của mật độ tối ưu (mật độ mà tại đó tất cả các cây rừng tận dụng tối đa không gian dinh dưỡng) và cách xác định nó có rất nhiều phương pháp tiếp cận khác nhau. Trong giáo trình sản lượng rừng G.S Vũ Tiến Hinh (1998) đã khái quát một số phương pháp xác định mật độ tối ưu thường hay được sử dụng. Phương pháp xác định mật độ tối ưu từ mật độ ban đầu (được coi là mật độ vào thời điểm lâm phần bắt đầu tỉa thưa tự nhiên) đã được Chilmi (1995), Cujenkov, Roemisch khởi xướng… Theo phương pháp này, sự biến đổi của mật độ tối ưu là một hàm của mật độ ban đầu và tuổi: N = F (No,t) Trong đó: N là mật độ tối ưu tại thời điểm nào đó No là mật độ ban đầu t là đại lượng biểu thị thời gian (tính theo tuổi) Reineke, B.E.Udod, Diskovski, Thomasius… lại cho rằng sự biến đổi của mật độ phụ thuộc vào tuổi và điều kiện lập địa. Hai nhân tố này được
10 phản ánh tổng hợp qua kích thước của cây bình quân. Do đó, mật độ tối ưu có quan hệ với đường kính và chiều cao. Solynis (Wenk 1990), B.A Suxtov (1938)… đã căn cứ vào diện tích tán để xác định mật độ tối ưu theo công thức kinh nghiệm: N = Q/S(1-p/100) Trong đó Q là diện tích tán tối đa có thể có trên ha S là diện tích hình chiếu tán bình quân tối ưu của những cây sinh trưởng bình thường (hay những cây để lại nuôi dưỡng) P là độ giao tán tối ưu B.A Suxtov xác định mật độ để lại sau mỗi lần tỉa thưa theo công thức Nopt = 10000/0,866Dt2 Trong đó Dt là đường kính bình quan của hình chiếu tán cây sinh trưởng tốt. P.R Kenle, V.G Nexterov… (Bùi Việt Hải 1998) cho rằng nếu như phân bố cây là đồng đều, kích thước cây không chênh lệch lớn thì tỷ lệ giữa đường kính tán (Dt) và chiều cao bình quân (H) là 1/5. Từ đó số cây/ha sẽ được xác định theo công thức: Nopt = 10000/ (H/5)2 Alder (1980) nhận xét, chiều cao là chỉ tiêu tổng hợp phản ánh cấp đất và tuổi, từ đó kết luận, có thể lấy quan hệ giữa tổng diện tích tán với chiều cao bình quân làm cơ sở xác định mật độ tối ưu. Khi xác định cường độ tỉa thưa cho loài bạch đàn chanh và bạch đàn liễu ở Trung Quốc, Nhưng Thuật Hùng (1989) căn cứ vào độ đầy. Tác giả cho rằng, với các loài cây này chỉ tỉa thưa những lâm phần có độ đầy P>0,7 và tỉa thưa đến khi độ đầy còn lại bằng 0,7.
11 Các phương pháp xác định mật độ tối ưu vừa nêu ở trên đã làm phong phú thêm cơ sở lý luận khi nghiên cứu về lâm sinh học và đã đóng góp nhiều vào phát triển kinh doanh rừng trên thế giới. Tuy nhiên, có thể nhận thấy hầu hết các phương pháp xác định Nopt từ các nhân tố này chỉ đảm bảo độ tin cậy nếu biện pháp kinh doanh ổn định. 1.2.2. Việt Nam 1.2.2.1. Ảnh hưởng của mật độ và tỉa thưa đến sinh trưởng và sản lượng lâm phần Ngô Quang Đê (1992) [4] đứng trên góc độ trồng rừng đã lưu ý đến ý nghĩa sinh vật học sâu sắc của mật độ trồng rừng. Mật độ trồng rừng phụ thuộc vào các nhân tố: mục đích kinh doanh, đặc tính sinh vật học của loài cây trồng, điều kiện lập địa, điều kiện tự nhiên kỹ thuật. Vũ Tiến Hinh (1995) [8] đã cho thấy mật độ lâm phần có ảnh hưởng rõ nét đến sản lượng, đặc biệt là đến sinh trưởng đường kính. Do đó tác giả lưu ý đến việc tìm hiểu quy luật biến đổi của mật độ, vì đây là cơ sở xác định biện pháp tác động hợp lý để lâm phần đạt sản lượng cao nhất. Trong đó mật độ biến đổi theo tuổi, điều kiện lập địa, hai nhân tố này đựơc phản ánh tổng hợp bằng kích thước bình quân của cây. Từ đó tác giả lập mối quan hệ giữa mật độ với đường kính và chiều cao bình quân của lâm phần. Thừa kế phương pháp của Abdalla, Nguyễn Thị Bảo Lâm (1996) có xây dựng quan hệ Do/No làm cơ sở xem xét biểu sản lượng lập cho rừng thông đuôi ngựa có phù hợp với thực tế hay không. Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng đường kính cây cá lẻ và tổng diện ngang (G), trữ lượng (M), tổng diện tích tán (St) lâm phần xét theo quan hệ với chiều cao bình quân tầng trội (ho), tác giả kết luận, khi mật độ giảm thì tăng trưởng đường kính bình quân tăng, còn các chỉ tiêu như G, M, St của lâm phần lại giảm. Kết luận này cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu của Alder (1980) [21]
12 Lưu Bá Thịnh, Trịnh Văn Sâm (1997) [20], nghiên cứư ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng rừng trồng hai loài keo A.mangium và A. auriculiformis tại Sông Bé với 3 mật độ trồng rừng khác nhau là 2220 cây/ha (cự ly hàng x hàng = 3m, cây x cây = 1,5m), mật độ 1666 cây/ha (cự ly hàng x hàng = 3m, cây x cây = 2m) và mật độ 1111 cây/ha (cự ly hàng x hàng = 3m, cây x cây = 3m). Kết quả cho thấy chiều cao bình quân cả ba mật độ không có sai khác lớn nhưng về đường kính mật độ 1111 cây/ha lứn nhất. Tác giả đã kết luận nếu trồng rừng bằng phương pháp ơ giới ở Đông Nam Bộ, nên chọn mật độ 1111 cây/ha hoặc 1666 cây/ha cho cả hai loài keo A.mangium và A. auriculiformis. Nghiên cứu sinh trưởng loài keo lá tràm trồng theo các mật độ khác nhau ở Đông Nam Bộ, Bùi Việt Hải (1998) [6] đã kết luận: ở mật độ trồng 3300 cây/ha và 2660 cây/ha chưa thể khẳng định mật độ có ảnh hưởng đến sinh trưởng đường kính tán hay không. Còn ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng đường kính càng rõ nét khi tuổi cây càng tăng. Tác giả cũng chỉ ra rằng, đối với keo lá tràm, tỉa thưa thúc đẩy sinh trưởng đường kính D1.3 và làm tăng sản lượng và chất lượng sản phẩm ở lần thu hoạch cuối cùng, trong khi trữ lượng so với rừng không qua tỉa thưa có chênh lệch không đáng kể [10]. Phùng Ngọc Lan và Đặng Kim Vui (1987) đã so sánh hiệu quả lâm sinh của các phương pháp chặt tỉa thưa rừng Thông đuôi ngưa. Kết quả nghiên cứu cho thấy, tỉa thưa làm tăng sinh trưởng rõ rệt [20] Ta thấy rằng, các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của mật độ và tỉa thưa đến sinh trưởng và sản lượng lâm phần của các tác giả trong nước tương đối phù hợp với các kết quả của các tác giả ngoài nước. Nói chung việc tỉa thưa, giảm mật độ làm thay đổi cơ cấu sản phẩm và làm tăng chất lwngj sản phẩm nhiều hơn là tăng tổng sản lượng của lâm phần, bên cạnh đó tỉa thưa cũng làm tăng trưởng bình quân chung của lâm phần tăng. [32] . Đây là các
13 công trình nghiên cứu bước đầu về mối quan hệ giữa các nhân tố điều tra lâm phần với mật độ, là tiền đề cho các nghiên cứu tương tự sau này ở nước ta. 1.2.2.2. Ảnh hưởng của mật độ và việc tỉa thưa đến các chỉ tiêu hình thái cây và chất lượng lâm phần Khi nghiên cứu động thái hình dạng của cây sau tỉa thưa loài Kieo lá tràm, Bùi Việt Hải (1998) kết luận, hình số của cây phụ thuộc rõ nét vào tuổi lâm phần, ở rừng đã qua tỉa thưa hình số có xu hướng nhỏ hơn rừng chưa qua tỉa thưa, song sự sai khác này chưa rõ nét về mặt thống kê. Dạng phương trình được chọn đề mô phỏng sự biến đổi của hình số theo tuổi cho Keo lá tràm là: Log f = - 0,188 – 0,172 logA So sánh sự khác biệt về tỷ lệ Hdc/Hvn giữa các lâm phần có mật độ khác nhau, tác giả nhận thấy tỷ lệ Hdc/Hvn ở lâm phần trồng với mật độ 3300 cây/ha lớn hơn ở lâm phần mật độ 2660 cây/ha, nhưng sự khác biệt này chưa có ý nghĩa. Tỷ lệ Hdc/Hvn và Dt/Hvn tăng theo tuổi nhưng đến tuổi 7 thì tỷ lệ Dt/Hvn ổn định. Ảnh hưởng của tỉa thưa đến khả năng phân cành của cây tác giả kết luận, tỉa thưa không làm thay đổi tỷ lệ Hdc/Hvn, vì vậy đặc tính và khả năng phân cành của cây phụ thuộc vào cự ly trồng ban đầu chứ không phụ thuộc vào tỉa thưa sau này [10] . Các kết luận trên là cơ sở cho các nghiên cứu sâu hơn về đặc điểm sinh vật học của loài Keo lá tràm cũng như nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ, tỉa thưa đến chác chỉ tiêu hình thái của cây. Tuy nhiên nó cũng bộc lộ những mặt hạn chế như: không xem xét sự khác biệt về giá trị của hình số ở các mật độ khác nhau. Kết luận không có sự sai khác rõ nét về tỷ lệ Hdc/Hvn, Dt/Hvn ở các mật độ khác nhau chưa có cơ sở chắc chắn, bởi vì sự khác biệt về mật độ của các lâm phần nghiên cứu có thể là chưa đủ lớn. Ảnh hưởng của tỉa thưa đến các chỉ tiêu hình thái cây được tác giả nhận định là không rõ nét. Kết luận này chưa đủ sức thuyết phụcvì nghiên cứu mới chỉ tiến hành ở những lâm
14 phần không tỉa thưa và lâm phần mới tỉa thưa được hai năm, một thời gian chưa đủ dài để cho các cây định hình về hình thái. 1.2.2.3. Các phương pháp xác định thời điểm tỉa thưa Phùng Ngọc Lan (1985) đã xây dựng mô hình tỉa thưa thông đuôi ngựa kinh doanh gỗ mỏ dựa trên cơ sở lý luận của Thomasius (1972). Mô hình được tác giả sử dụng là một dạng mô hình đơn giản của Kenle (1932) và Nexterov (1952) [20] Trên cơ sở mối quan hệ mật thiết giữa Dt và Ho, TS Phạm Ngọc Giao (1996) xây dựng mô hình sinh trưởng Dt cho ừng cấp đất từ hàm sinh trưởng chiều cao Ho. Từ tài liệu các ô thiết kế tỉa thưa, tác giả đã xác lập được quan hệ Dt2 (đường kính tán cây trung bình sau khi tỉa thưa) với Dt1 (đường kính tán cây trung bình trước tỉa thưa) và tính được Dt2 = 1,37Dt1 hay Dt1/Dt2 = 0,725. Đây là cơ sở để xác định mật độ để lại nuôi dưỡng theo đương kính tán bình quân trước tỉa thưa. Bảo Huy (1995) dựa vào quan hệ giữa diện tích tán bình quân của những cây có khả năng giữ lại nuôi dưỡng với chiều cao tầng ưu thế để xác định mật độ tối ưu làm cơ sở lập biểu dự đoán sản lượng rừng Tếch ở Đăk Lăk [17] Các nghiên cứu nói trên đều dựa vào tổng diện tích tán hoặc mật độ ban đầu làm cơ sở xác định mật độ tối ưu. Ưu điểm của việc xác định mật độ tối ưu từ diện tích tán là chỉ tiêu này dễ đo đếm hoặc có thể xác định gián tiếp thông qua các nhân tố khác như đường kính thân cây… Bên cạnh đó, cạnh tranh của cây rừng được xác định theo bề ngang và chủ yếu là cạnh tranh ánh sáng, cho nên việc xác định mật độ tối ưu từ diện tích tán phản ánh tương đối khách quan quá trình cạnh tranh, chọn lọc tự nhiên, là cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu tỉa thưa. Tuy nhiên, như đã đề cập ở trên, diện tích tán của cây không những phụ thuộc vào đặc tính sinh vật học của loài, điều kiện lập