Sinh trưởng của rừng tràm Melaleuca cajuputi Powell ở đồng bằng sông Cửu Long

SINH TRƯỞNG CỦA RỪNG TRÀM (Melaleuca cajuputi Powell) Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ThS. PHẠM XUÂN QUÝ TÓM TẮT Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu sinh trưởng của rừng tràm (Melaleuca cajuputi Powell) được trồng trên đất ngập nước phèn ở đồng bằng sông Cửu Long. Quá trình sinh trưởng của rừng tràm cajuputi được phân tích từ 100 cây giải tích bình quân và 189 ô tiêu chuẩn đại diện cho những lâm phần từ 2- 12 tuổi trên ba cấp đất khác nhau. Kết quả nghiên cứu cho thấy, đường kính và chiều cao của rừng tràm cajuputi trồng có sự chuyển tiếp từ giai đoạn sinh trưởng nhanh sang giai đoạn sinh trưởng chậm ở tuổi 5 năm sau khi trồng. Bốn đại lượng ZD max và ΔD max , ZH max và ΔH max trên cả ba cấp đất I, II và III đều xảy ra ở tuổi 2 và 3. Hai đại lượng ZV max và ΔV max xuất hiện tương ứng ở tuổi 8 và 12. Đại lượng ZM max trên ba cấp đất I, II và III xảy ra ở tuổi 4, 5 và 6; tương tự ΔM max rơi vào tuổi 7, 8 và 9. Nếu không kể đến quy cách kích thước và chất lượng sản phẩm, thì tuổi thành thục số lượng của rừng tràm cajuputi trên cấp đất I, II và III tương ứng ở các tuổi 8, 9 và 12. Từ khóa: ô tiêu chuẩn, sinh trưởng, tăng trưởng, cấp đất, đất ngập nước phèn, ĐẶT VẤN ĐỀ Tràm (Melaleuca cajuputi Powell dưới đây gọi tắt là tràm cajuputi) là loài cây chiếm ưu thế trong hệ sinh thái rừng ngập nước phèn ở đồng bằng sông Cửu Long. Rừng tràm cajuputi có giá trị cao về kinh tế, quốc phòng và bảo vệ môi trường. Mục tiêu chính của kinh doanh rừng tràm cajuputi là tạo rừng năng suất cao để đáp ứng nhu cầu về gỗ xây dựng (nhà cửa; cừ gia cố nền nhà, đê, đập), đồ mộc gia dụng (bàn, ghế) và gỗ củi. Để đạt được mục tiêu đề ra, nhận thấy bên cạnh việc chọn lựa phương thức trồng rừng thích hợp, rừng tràm cajuputi cần phải được nuôi dưỡng và khai thác theo một chương trình lâm sinh chân chính. Nhưng muốn đạt được điều đó, rõ ràng cần phải có những hiểu biết tốt về đặc trưng lâm học của rừng tràm cajuputi. Trước đây đã có một số công trình nghiên cứu về rừng tràm cajuputi. Tuy vậy, cho đến nay vẫn chưa có công trình nào đi sâu nghiên cứu về sinh trưởng của rừng tràm cajuputi trên những cấp đất khác nhau ở đồng bằng sông Cửu Long. Vì thế, mục tiêu của nghiên cứu này là mô tả và phân tích so sánh sự khác biệt về sinh trưởng và năng suất của những lâm phần tràm cajuputi ở những giai đoạn tuổi và cấp đất khác nhau. 55 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu là rừng tràm cajuputi trồng trong giai đoạn 12 tuổi trên ba cấp đất khác nhau ở ba tỉnh Long An, Kiên Giang và Cà Mau thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long. Rừng được trồng với mật độ 20.000 cây/ha và chưa qua tỉa thưa. Cấp đất của rừng tràm cajuputi là do tác giả xây dựng. Địa điểm thu thập mẫu được chọn điển hình ở ba khu vực Thạnh Hóa - Mộc Hóa tỉnh Long An, Hòn Đất tỉnh Kiên Giang và U Minh hạ tỉnh Cà Mau. Để làm rõ quá trình sinh trưởng của rừng tràm cajuputi trên ba cấp đất khác nhau, trước hết đã sử dụng phương pháp giải tích thân cây bình quân lâm phần theo chỉ dẫn chung của lâm học và điều tra rừng. Cây giải tích được thu thập ở những lâm phần có tuổi từ 6-12 năm. Tổng số cây giải tích là 100 cây; trong đó cấp đất I là 36 cây, còn cấp đất II và III tương ứng là 33 và 31 cây. Động thái biến đổi trữ lượng lâm phần theo tuổi và cấp đất được phân tích từ trữ lượng gỗ trung bình của 189 điển hình cho những lâm phần tràm cajuputi thuộc 7 cấp tuổi (2, 4, 6, 8, 9, 10 và 12 tuổi); trong đó mỗi cấp đất tương ứng với một cấp tuổi là 9 ô tiêu chuẩn, mỗi cấp tuổi 27 ô tiêu chuẩn. Kích thước ô tiêu chuẩn thay đổi từ 100 m 2 (10*10 m) đến 200 m 2 (10*20 m). Kế đến, mô hình hoá quá trình biến đổi đường kính thân cây ngang ngực (D, cm), chiều cao thân cây (H, m), thể tích thân cây (V, m 3 /cây) và trữ lượng lâm phần (M, m 3 /ha) theo tuổi (A, năm) bằng 8 hàm khác nhau – đó là hàm Tarazaki (1907), Gompertz (1925), Kosun-Strand (1935), Schumacher (1939), Drakin- Vuevxki (1940), Assmann-Franz (1964), Korf (1973) và S-curve; trong đó các hệ số của các hàm được xác định bằng phương pháp hồi quy phi tuyến của Marquardt. Tiếp theo, chọn mô hình phù hợp nhất theo 5 tiêu chuẩn thống kê - đó là max(R 2 ), sai lệch tuyệt đối nhỏ nhất (minMAE), sai lệch tuyệt đối tính theo phần trăm nhỏ nhất (minMAPE), min(Y lt -Y tn ) 2 và biểu diễn gần đúng nhất quy luật biến đổi D, H, V và M theo tuổi. Tiêu chuẩn thứ năm được hiểu theo nghĩa “Mô hình phản ánh đúng hoặc gần đúng nhất tuổi cây đạt ZY max và ΔY max ” với Y = D, H, V và M. Sau đó, giải tích các hàm sinh trưởng để xác định lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm, lượng tăng trưởng bình quân năm và suất tăng trưởng tương ứng với tuổi khác nhau. Sự khác biệt về khuynh hướng sinh trưởng của rừng tràm cajuputi theo các giai đoạn tuổi khác nhau được kiểm định bằng cách so sánh các đường hồi quy bậc nhất được lập theo từng giai đoạn tuổi. Sự khác biệt về sinh trưởng D, H và V thân cây giữa ba cấp đất cũng được so sánh bằng phương pháp hồi quy tuyến tính. Tất cả số liệu đã được xử lý bằng phần mềm thống kê Statgraphics Plus version 4.0 và SPSS 10.0. Những kết quả tính toán được tổng hợp thành bảng và đồ thị để phân tích. 56 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết quả nghiên cứu cho thấy, mối quan hệ giữa D (cm) với A (năm) của rừng tràm cajuputi trên ba cấp đất khác nhau phù hợp nhất với mô hình Korf. Đối với toàn bộ rừng tràm cajuputi ở đồng bằng sông Cửu Long, mô hình D - A có dạng: D = 24,6867*exp(-3,34213*A -0,39851 ) (1) R 2 = 91,9%; Se = ± 0,54; MAE = 0,430; MAPE = 13,8%. Đối với những lâm phần tràm cajuputi trên ba cấp đất, mô hình D - A có dạng: D (I) = 16,1394*exp(-2,7296*A -0,50732 ) (2) R 2 = 96,3%; Se = 0,373; MAE = 0,291; MAPE = 7,0%. D (II) = 17,6317*exp(-3,13936*A -0,49627 ) (3) R 2 = 98,6%; Se = 0,215; MAE = 0,171; MAPE = 5,9%. D (III) = 23,2391*exp(-3,86249*A -0,45255 ) (4) R 2 = 96,9%; Se = 0,317; MAE = 0,243; MAPE = 10,7%. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, mô hình Korf mô tả tốt nhất mối quan hệ giữa H (m) với A (năm) của rừng tràm cajuputi trên ba cấp đất khác nhau. Đối với toàn bộ rừng tràm cajuputi ở đồng bằng sông Cửu Long, mô hình H - A có dạng: H = 20,7361*exp(-3,51179*A -0,55811 ) (5) R 2 = 85,1%; Se = 1,01; MAE = 0,770; MAPE = 19,1%. Đối với những lâm phần tràm cajuputi trên ba cấp đất, mô hình H - A có dạng: H (I) = 25,1166*exp(-3,60279*A -0,53996 ) (6) R 2 = 94,9%; Se = 0,6377; MAE = 0,453; MAPE = 11,0%. H (II) = 14,8954*exp(-3,45459*(-0,744659*A)) (7) R 2 = 94,5%; Se = 0,6088; MAE = 0,486; MAPE = 13,8%. H (III) = 34,8248*exp(-3,98899*A -0,375745 ) (8) R 2 = 84,9%; Se = ±0,8456; MAE = 0,650; MAPE = 17,9%. Kết quả phân tích thống kê cho thấy, mô hình Drakin-Vuevxki biểu diễn tốt nhất quá trình biến đổi thể tích thân cây tràm cajuputi theo tuổi. Đối với toàn bộ rừng tràm cajuputi ở đồng bằng sông Cửu Long, mối quan hệ V - A có dạng: V = 0,025939*(1-exp(-0,188157*A)) 3,78191 (9) R 2 = 99,98%; Se = ±0,00007; MAE = 0,00004; MAPE = 4,9%. Đối với những lâm phần tràm cajuputi trên ba cấp đất, mô hình V - A có dạng: V (I) = 0,033315*(1-exp(-0,185692*A)) 3,66804 (10) 57 R 2 = 99,95%; Se = ±0,0002; MAE = 0,0001; MAPE = 4,9%. V (II) = 0,02853*(1-exp(-0,173081*A)) 3,37193 (11) R 2 = 99,9%; Se = ±0,00004; MAE = 0,00003; MAPE = 2,1%. V (III) = 0,014844*(1-exp(-0,248084*A)) 5,67777 (12) R 2 = 99,8%; Se = ±0,0002; MAE = 0,0001; MAPE = 12,3%. Từ những phân tích thống kê cho thấy, mô hình S-curve biểu diễn tốt nhất quá trình biến đổi M – A. Đối với toàn bộ rừng tràm cajuputi ở đồng bằng sông Cửu Long, mô hình M – A có dạng: M = exp(5,72692 – 9,00319/A) (13) với R 2 = 83,0% (P < 0,01); Se = ±0,6016. Đối với những lâm phần tràm cajuputi trên ba cấp đất, mô hình V - A có dạng: M (I) = exp(5,83519 – 6,94539/A) (14) R 2 = 99,5%; Se = ±0,0795; MAE = 4,8; MAPE = 4,8%. M (II) = exp(5,76094 – 8,65189/A) (15) R 2 = 99,2%; Se = ±0,1319; MAE = 5,3; MAPE = 8,9%. M (III) = exp(5,58462 – 11,4123/A) (16) R 2 = 98,6%; Se = ±0,2275; MAE = 8,1; MAPE = 16,8%. Bằng cách biến đổi các mô hình (1) đến (16) có thể xác định được lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm, lượng tăng trưởng bình quân năm và suất tăng trưởng D, H, V và M của rừng tràm cajuputi tương ứng với tuổi và cấp đất khác nhau. Dưới đây chỉ ghi lại tóm tắt quá trình sinh trưởng D, H, V và M của rừng tràm cajuputi ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long (Bảng 1 và 2; Hình 1 và 2). Phân tích số liệu bảng 1 cho thấy, trong khoảng 12 năm đầu sau khi trồng, quá trình sinh trưởng đường kính và chiều cao thân cây tràm cajuputi diễn ra liên tục theo hai giai đoạn – đó là giai đoạn sinh trưởng nhanh từ 1-5 tuổi và giai đoạn sinh trưởng chậm từ 6-12 tuổi. Tốc độ sinh trưởng đường kính và chiều cao ở giai đoạn sinh trưởng nhanh lớn hơn 2 lần so với giai đoạn sinh trưởng chậm. Bảng 1. Sinh trưởng đường kính và chiều cao của rừng tràm cajuputi 12 tuổi ở đồng bằng sông Cửu Long Tuổi (năm) Đường kính (D, cm): Chiều cao (H, m): Cả thời kỳ ZD ∆D Pd,% Cả thời kỳ ZH ∆H Ph,% (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 2 2,0 1,08 0,98 55,4 1,9 1,29 0,95 67,6 4 3,6 0,75 0,90 20,8 4,1 1,01 1,03 24,6 58 6 4,8 0,56 0,80 11,6 5,7 0,74 0,95 12,9 8 5,7 0,44 0,72 7,7 6,9 0,56 0,86 8,2 10 6,5 0,36 0,65 5,6 7,8 0,45 0,78 5,7 12 7,1 0,31 0,59 4,3 8,6 0,37 0,72 4,3 Bảng 2. Sinh trưởng thể tích thân cây và trữ lượng rừng tràm cajuputi 12 tuổi ở đồng bằng sông Cửu Long Tuổi (năm) Thể tích thân cây (V, m 3 /cây): Trữ lượng rừng (M, m 3 /ha): Cả thời kỳ ZV ∆V Pv% Cả thời kỳ ZM ∆M Pm% (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 2 0,00032 0,00029 0,00016 89,8 3,4 3,4 1,7 98,9 4 0,00233 0,00125 0,00058 53,7 32,3 17,1 8,1 52,8 6 0,00592 0,00193 0,00099 32,6 68,5 17,8 11,4 25,9 8 0,01004 0,00206 0,00125 20,6 99,6 14,8 12,5 14,9 10 0,01388 0,00185 0,00139 13,4 124,8 11,9 12,5 9,5 12 0,01708 0,00151 0,00142 8,8 145,0 9,6 12,1 6,6 Những tính toán cũng cho thấy, bốn đại lượng ZD max và ΔD max , ZH max và ΔH max trên cả ba cấp đất I, II và III đều xảy ra ở tuổi 2 và 3. Hai đại lượng ZV max và ΔV max xuất hiện tương ứng ở tuổi 8 và 12. Đại lượng ZM max trên ba cấp đất I, II và III xảy ra ở tuổi 4, 5 và 6; tương tự ΔM max rơi vào tuổi 7, 8 và 9. Dự đoán suất tăng trưởng đường kính và chiều cao từ tuổi 12 trở đi giảm xuống dưới 5%/năm, còn suất tăng trưởng thể tích thân cây và trữ lượng rừng giảm tương ứng dưới 7,5% và 6,5%. 59 Hình 1. Quá trình biến đổi đường kính bình quân (a) và chiều cao bình quân (b) thân cây tràm cajuputi 12 tuổi ở đồng bằng sông Cửu Long. . A (năm) D (cm) (a) ZD và ΔD . A (năm) ZH và ΔH H (m) (b) . . ZV và ΔV V (m/cây) Hình 2. Quá trình biến đổi thể tích thân cây bình quân (a) và trữ lượng bình quân (b) của rừng tràm cajuputi 12 tuổi ở đồng bằng sông Cửu Long. ZM và ΔM M (m/ha) (a) (b) A (năm) A (năm) Những tính toán cũng nhận thấy, so với trữ lượng rừng tràm cajuputi trên cấp đất I tại tuổi 5 (85,3 m 3 /ha hay 100%) và tuổi 10 (170,8 m 3 /ha hay 100%), đại lượng này trên cấp đất II (tương ứng 56,3 và 133,7 m 3 /ha) thấp hơn tương ứng 29,0 m 3 /ha hay 34,0% và 37,1 m 3 /ha hay 21,7%. Tương tự, trữ lượng rừng tràm cajuputi trên cấp đất III tại tuổi 5 (27,2 m 3 /ha) và tuổi 10 (85,1 m 3 /ha) thấp hơn cấp đất I tương ứng 57,8 m 3 /ha hay 67,8% và 85,7 m 3 /ha hay 50,2%. Năng suất trung bình của rừng tràm cajuputi trên cấp đất I lớn hơn cấp đất II và III tương ứng 1,3 lần và 2,0 lần. Ngoài ra, tuổi thành thục số lượng của cây tràm cajuputi trên cả ba cấp đất I, II và III đều rơi vào cấp tuổi 12. Tương tự, tuổi thành thục số lượng của rừng tràm cajuputi trên cấp đất I, II và III tương ứng là tuổi 8, 9 và 12; trung bình ba cấp đất là 10 tuổi với năng suất 12,5 m 3 /ha/năm. KẾT LUẬN (1) Đường kính và chiều cao của rừng tràm cajuputi trồng trong giai đoạn 12 tuổi có sự chuyển tiếp từ giai đoạn sinh trưởng nhanh sang giai đoạn sinh trưởng chậm ở tuổi 5 năm sau khi trồng. Tốc độ sinh trưởng đường kính và chiều cao ở giai đoạn từ 1-5 tuổi lớn hơn 2 lần so với giai đoạn từ 6-12 tuổi. (2) Bốn đại lượng ZD max và ΔD max , ZH max và ΔH max trên cả ba cấp đất I, II và III đều xảy ra ở tuổi 2 và 3. Hai đại lượng ZV max và ΔV max xuất hiện tương ứng ở tuổi 8 và 12. Đại lượng ZM max trên ba cấp đất I, II và III xảy ra ở tuổi 4, 5 và 6; tương tự ΔM max rơi vào tuổi 7, 8 và 9. Ngoài ra, tuổi thành thục số lượng của cây cá thể trên cả ba cấp đất I, II và III đều rơi vào tuổi 12. Tương tự, tuổi thành thục số lượng của rừng tràm cajuputi trên cấp đất I, II và III tương ứng rơi vào tuổi 8, 9 và 12; trung bình ba cấp đất là 10 tuổi với năng suất 12,5 m 3 /ha/năm. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Phạm Thế Dũng (2005), Mô hình rừng tràm trong hệ thống canh tác lâm – nông bền vững trên đất phèn vùng đồng bằng Sông Cửu Long, Tạp chí nông nghiệp và phát triển nông thôn, số 9/2005. 2. Phạm Thế Dũng (2008), Những tiến bộ kỹ thuật trong gây trồng và chế biến gỗ rừng tràm ở ĐBSCL. Chuyên đề sản xuất và kinh doanh rừng tràm bền vững vùng ĐBSCL, Diễn đàn khuyến nông và công nghệ lần thứ 10, 2008. 3. Nguyễn Quang Dương (1991), Báo cáo tài nguyên vùng Đồng Tháp Mười, Bộ Lâm ngiệp, Dư án VIE 87/031 4. Vũ Tiến Hinh và những tác giả khác (1992), Điều tra rừng. Trường Đại học lâm nghiệp, Hà Nội. 5. Vũ Tiến Hinh (2003), Sản lượng rừng, Nxb. Nông nghiệp, Hà Nôi. 60 . 6. Võ Văn Hồng, Trần Văn Hùng (2006), Tăng trưởng rừng, Cẩm nang lâm nghiệp, Cục phát triển Lâm Nghiệp Việt Nam. 7. Nguyễn Ngọc Lung – Đào Công Khanh (1999), Nghiên cứu tăng trưởng và sản lượng rừng trồng (Áp dụng cho rừng Thông 3 lá ở Việt Nam), Nxb. Nông nghiệp, TP. Hồ Chí Minh. 8. Thái Thành Lượm (1996), Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh làm cơ sở đề xuất biện pháp nâng cao sản lượng rừng tràm (Melaleuca cajuputi Powell) trên vùng tứ giác Long Xuyên. Luận án phó tiến sĩ khoa học nông nghiệp, Viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam, 108 trang. 9. Chế Đình Lý (1997), Mô hình hóa trong lâm nghiệp, Tài liệu dành cho học viên cao học ngành Lâm nghiệp, Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh, 147 trang. 10.Phùng Trung Ngân, Châu Quang Hiền (1987), Rừng ngập nước ở Việt Nam, Nxb. Giáo dục. 11.Phạm Xuân Quý (2010), Xây dựng biểu cấp đất rừng tràm (Melaleuca cajuputi) ở khu vực Tây Nam Bộ, Tạp chí Nông nghiệp & PTNT số ra 4/2010, trang 103- 108. 12.Nguyễn Hải Tuất và Nguyễn Trọng Bình (2005), Khai thác và sử dụng SPSS để xử lý số liệu nghiên cứu trong lâm nghiệp, Nxb Nông Nghiệp, Hà Nội. 13.Benjachaya, S., T. Jirayut, P.Amonchot, L. Suthiwilairatana. C. Chuayna, B. Sompoh and W.Sonthiwat (2002), Evaluation on Utilization Potential of Melaleuca cajuputi Powell, pp- 33-41 in The 38th Kasetsart University Annual Confeence, Bangkok. 14.Pham The Dung, Kieu Tuan Dat (2005), The influence of planted density on growing of Melaleuca species on sulphate acid soil in Thanh Hoa forest experimental station. Science report. Forest science Sub – Institute south Viet Nam (FSSIV). 15.Hoamuangkaew, W. (2002), Finacial Analysis of Melaleuca cajuputi Reforestation in Toe Daeng Peat Swamp Forest, Narathiwat Province, Proceeding of The First Thai –Biomass Utilization Symposium, Faculty of Forestry, Kasetsart University, Bangkok, Thailand. PP 91-20. GROWTH OF MELALEUCA CAJUPUTI POWELL PLANTATIONS IN THE MEKONG DELTA SUMMARY This report introduces a summary result of study on Melaleuca cajuputi Powell plantation on sulphate soil in Mekong Delta. Increment process of Melaleuca cajuputi Powell plantation is analyzed through selection of 100 sample stems from stand on average and 189 sample slots that represents stands at the age from 2 and 12 in three different site classes. The result shows that diameter and height of Melaleuca cajuputi Powell planted at the age of 12 have a transition from fast increment stage to slow one from the fifth year after being planted. These four quantities ZD max and ∆D max , ZH max and ∆H max on three site classes I, II, and III all take place at age of 2 and 3. Two quantities ZV max and ∆V max , is at age of 8 and 12. Quantitiy ZM max on three site classes 61 I, II, and III takes place at age of 4, 5, and 6 respectively; and similarly ∆M max , is at age of 7, 8 and 9. Regardless of dimension classification and product quality, exploitable age of volume of Melaleuca cajuputi Powell on site classes of I, II and III respectively falls into age of 8, 9 and 12. Keywords: sample slot, increment, growth, site class, sulphate soil. 62 . SINH TRƯỞNG CỦA RỪNG TRÀM (Melaleuca cajuputi Powell) Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ThS. PHẠM XUÂN QUÝ TÓM TẮT Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu sinh trưởng của rừng tràm (Melaleuca cajuputi. Tốc độ sinh trưởng đường kính và chiều cao ở giai đoạn sinh trưởng nhanh lớn hơn 2 lần so với giai đoạn sinh trưởng chậm. Bảng 1. Sinh trưởng đường kính và chiều cao của rừng tràm cajuputi. ĐỀ Tràm (Melaleuca cajuputi Powell dưới đây gọi tắt là tràm cajuputi) là loài cây chiếm ưu thế trong hệ sinh thái rừng ngập nước phèn ở đồng bằng sông Cửu Long. Rừng tràm cajuputi có giá trị