Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng trồng tếch (tectona grandis linn f ) làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất biện pháp kỹ thuật nuôi dưỡng rừng tếch ở tỉnh sơn la

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM - NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC RỪNG TRỒNG TẾCH (TECTONA GRANDIS LINN.F.) LÀM CƠ SỞ KHOA HỌC CHO VIỆC ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KỸ THUẬT NUÔI DƯỠNG RỪNG TẾCH Ở TỈNH SƠN LA LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM - NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC RỪNG TRỒNG TẾCH (TECTONA GRANDIS LINN.F.) LÀM CƠ SỞ KHOA HỌC CHO VIỆC ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KỸ THUẬT NUÔI DƯỠNG RỪNG TẾCH Ở TỈNH SƠN LA Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS VŨ TIẾN HINH Hà Nội, 2010 ĐẶT VẤN ĐỀ Tếch (Tectona grandis Linn.f.) thuộc họ Tếch (Verbenaceae Jaume) loài gỗ lớn chi Tectona, cao tới 30 – 40 m, đường kính đạt 100cm [3, tr.402] Tếch đánh giá loài gỗ quý, sinh trưởng nhanh, biên độ sinh thái rộng Tếch có phân bố tự nhiên Ấn Độ, Miến Điện, Thái Lan, Lào trồng thành công diện tích hàng triệu nơi nằm khu phân bố tự nhiên Sri Lanka, Bangladesh, Trung Quốc, Việt Nam, Brazil, Ecuador, v.v Tính đến năm 1990, tổng diện tích rừng trồng Tếch giới 1,6 triệu ha, chiếm 75% diện tích trồng gỗ cứng chất lượng cao nhiệt đới [40] Gỗ Tếch cứng, nặng, thớ gỗ mịn, màu vàng nâu nhạt, có ánh phản quang, vân đẹp, có mùi thơm, dễ phơi khô, hệ số co rút nhỏ, không bị cong vênh, nứt nẻ, chịu mưa, nắng, chịu nước biển, không bị hà, không bị mối mọt Vì thế, gỗ Tếch thường dùng để đóng tầu, toa xe, xẻ ván sàn, điêu khắc, làm đồ dùng quý gia đình, tà vẹt, báng súng, cầu phà, làm gỗ lạng có giá trị xuất cao, v.v Tại Châu Á - Thái Bình Dương, nhiều nước trồng thành công biến vùng thành thị trường truyền thống gỗ Tếch giới Sản lượng trung bình triệu m3/năm lấy từ gỗ có đường kính cm trở lên [17, tr.6-7] Đặc biệt, Tếch lồi có khả cải tạo đất, cải tạo môi trường, phiến to 20-40cm, dầy, có khả hút bụi CO2 nên ưa chuộng làm trồng dọc theo tuyến đường giao thông, nhằm tạo cảnh quan sinh thái bảo vệ môi trường Do tầm quan trọng gỗ Tếch, tháng 3/1991, hội thảo quốc tế chuyên đề Tếch (Teak) tổ chức Quảng Châu, Trung Quốc đồng bảo trợ FAO Bộ Lâm nghiệp nước chủ nhà; Tiếp tháng 5/1995, mạng lưới quốc tế nghiên cứu phát triển Tếch nước vùng Châu Á – Thái Bình Dương thành lập với tên gọi TEAKNET nhằm thúc đẩy tương tác chia sẻ nguồn thông tin bên liên quan ngành gỗ Tếch (nhà quản lý, nhà khoa học, nông dân, thương gia) [21] Tại Việt Nam, Tếch đưa vào gây trồng từ đầu kỷ XX số vùng Tây Bắc, Nam Trung Bộ khu vực Tây Nguyên như: Đồng Nai, Sông Bé, Tây Ninh, Đắc Lắc, Hà Nội, Sơn La, v.v Tuy lồi nhập nội, qua q trình khảo nghiệm chứng tỏ Tếch đặc biệt thích hợp với điều kiện sinh thái Việt Nam Sơn La tỉnh biên giới phía Tây Bắc Việt Nam Phía Bắc giáp Yên Bái Lai Châu, phía Nam giáp tỉnh Thanh Hóa tỉnh Louangphabang, Houaphan Lào, phía Đơng giáp Hịa Bình Phú Thọ, phía Tây giáp Điện Biên Vì điều kiện địa hình, đất đai khí hậu phù hợp với nhu cầu sinh thái lồi Tếch, nên chương trình 327 chương trình GTZ Đức, Tếch đưa vào gây trồng nhiều huyện tỉnh Sơn La như: Mai Sơn, Yên Châu, Phù Yên, Thuận Châu từ năm 1994 Mục tiêu chiến lược dự án nhằm phủ xanh đất trống đồi núi trọc, đáp ứng nhu cầu gỗ đồ mộc cao cấp, giảm áp lực khai thác gỗ từ rừng tự nhiên đồng thời mở hướng kinh doanh rừng trồng, tạo công ăn việc làm, phát triển kinh tế cho người dân sống địa bàn Tuy nhiên, muốn làm điều cần phải có hiểu biết tốt đặc điểm lâm học, quy luật cấu trúc lâm phần, kiến thức trồng, chăm sóc, ni dưỡng rừng, sản lượng suất rừng Từ trước đến nay, Việt Nam có nhiều cơng trình cơng bố Tếch Trong đáng kể nghiên cứu Phạm Thế Dũng (1990)[7], Nguyễn Xuân Quát (1995)[24], Bảo Huy (1995)[14], Nguyễn Ngọc Lung (1999)[19], v.v Tuy nhiên, hầu hết nghiên cứu tập trung khu vực Nam Trung Bộ Tây Ngun, cịn vùng Tây Bắc nói chung Sơn La nói riêng chưa có cơng trình khoa học nghiên cứu rừng Tếch Xuất phát từ thực tiễn đó, tơi thực đề tài: "Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng trồng Tếch (Tectona grandis Linn.f.) làm sở khoa học cho việc đề xuất biện pháp kỹ thuật nuôi dưỡng rừng Tếch tỉnh Sơn La" CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm phân bố tự nhiên nhận biết Tếch 1.1.1 Phân bố tự nhiên Tếch loài có nguồn gốc nhiệt đới Nam Á Đơng Nam Á, phân bố tự nhiên Ấn Độ, Miến Điện, Thái Lan, Lào Vùng phân bố tự nhiên Tếch nằm khoảng vĩ độ 9o00’ Bắc đến 25o30’ Bắc kinh độ 73o – 103o độ kinh Đông [40] Tếch thấy xuất khoảng triệu quần đảo Java (Indonesia) Tếch sinh trưởng tốt Indonesia, nên người ta coi giới hạn phân bố Tếch phía Nam vĩ độ 5o-9o Nam [41] Tếch phân bố tự nhiên khu vực nhiệt đới gió mùa (mùa khơ mùa mưa rõ rệt), khí hậu nóng ẩm, mùa đơng khơng q lạnh, khơng có bão lớn Biên độ nhiệt độ trung bình từ 20 – 27oC, tổng nhiệt độ lớn 10oC 8.000oC, nhiệt độ tối cao trung bình 400C, nhiệt độ tối thấp trung bình 12,50C Lượng mưa từ 1.300 – 2.990 mm/năm [31], [32], [45] Tếch phân bố tự nhiên từ độ cao khoảng 1000m trở xuống Tếch sinh trưởng không tốt đất hình thành từ cuội kết, sa thạch đá ong Tếch ưa thích đất phát triển từ đá granit, bazan phiến sét Tếch địi hỏi đất nước khơng chịu đất úng nước, ưa thích mơi trường đất có pH từ 6,5 – 8,0, đủ canxi, photpho magie [31], [32], [45] 1.1.2 Đặc điểm nhận biết Trên giới có lồi Tếch – Tectona grandis Linn.f., Tectona philippinensis Beth & Hokkf Tectona hamiltonia Wallich Loài Tếch trồng thành rừng tỉnh Sơn La có tên khoa học Tectona grandis Linn.f Theo Lê Mộng Chân, Nguyễn Thị Huyên (2000) [3], Tếch lồi gỗ lớn, cành non vng, cạnh phủ nhiều lơng màu gỉ sắt, dập có mủ đỏ Lá đơn, mọc đối, hình trứng ngược, chiều dài đạt tới 40cm hơn, rộng 20cm, phiến xoan bầu dục, có màu lục tươi, mặt có lơng hình vàng; rụng từ tháng đến tháng dương lịch Hoa tự hình xim viên chuỳ, dài 40 cm, đường kính 35 cm Hoa có bắc nhỏ hình lưỡi mác Hoa nhỏ dài hình chng mép có đều, phía ngồi phủ dầy lông Tràng hoa mầu trắng, ống đài 5-6mm, cánh tràng 5-6, gần trịn, phía ngồi phủ lơng tuyến nhỏ Nhị 5-6 lộ ngồi Bầu hình nón, vịi ngắn, đầu nhuỵ xẻ đơi Quả hạch hình cầu, đường kính gần 2cm, phủ dầy lơng hình Đài phát triển bao kín quả, hạt 1-2 (đơi 3-4) Hình 1.1 Rừng Tếch (Tectona grandis Linn.f.) gây trồng xã Chiềng Hặc – Yên Châu – Sơn La (chụp 3/2010) Theo Lê Mộng Chân (2000) [3], điều kiện sống thích hợp, mọc nhanh, 20 tuổi cao 18m, đường kính 22cm Theo Kadambi (1979) [39], Tếch loài rừng nửa rụng nhiệt đới gió mùa Ở rừng tự nhiên, Tếch trưởng thành đạt chiều cao 40m, đường kính 1-2m Tếch có thân thẳng, nhiều hoa tới 90% khơng hình thành Tếch sinh sản sớm, thông thường từ tuổi 8-10 Thời kỳ hoa tháng đến tháng hàng năm; Quả chín rụng từ tháng 12 năm trước đến tháng năm sau Quả chín có vỏ màu nâu vàng Tếch tái sinh chồi tốt tuổi non, trồng thân cụt 1.2 Những nghiên cứu loài Tếch giới 1.2.1 Những nghiên cứu chung quy luật cấu trúc lâm phần Trên giới, từ năm đầu kỷ 20, có nhiều cơng trình nghiên cứu cấu trúc rừng, quy luật kết cấu lâm phần Đặc biệt với phát triển thống kê tốn học tin học, việc mơ hình hoá quy luật cấu trúc lâm phần mơ hình tốn học mở bước phát triển lâm sinh học đại - Về phân bố số theo đường kính, chiều cao Phân bố số theo đường kính quy luật cấu trúc lâm phần nhiều nhà khoa học quan tâm Đầu tiên phải kể đến cơng trình nghiên cứu Meyer (1972)[37] Ơng mơ tả phân bố số theo đường kính mơ hình tốn học mà dạng đường cong giảm liên tục Phương trình gọi phương trình Meyer Một số tác giả khác dùng phương pháp giải tích để tìm phương trình đường cong phân bố Loetsch (1973)[38] dùng hàm Bêta để nắn phân bố thực nghiệm J.L.F Batista H.T.Z Doucoto (1992)[34] nghiên cứu 19 tiêu chuẩn với 60 lồi rừng Maranhoo – Brazin dùng hàm Weibull mô phân bố N/D Nhìn chung tác giả biểu diễn quy luật phân bố số theo đường kính dạng phân bố xác suất, hàm thường hay sử dụng hàm Weibull, hàm mũ, hàm chuẩn, hàm logarit, hàm bêta, hàm gama, v.v Ngoài việc sử dụng hàm toán học để biểu thị quy luật cấu trúc lâm phần, rừng tự nhiên, quy luật phân bố số theo chiều cao thể thông qua phương pháp trắc đồ rừng Các trắc đồ mang lại hình ảnh khái quát cấu trúc tầng tán, phân bố số theo chiều thẳng đứng, từ rút nhận xét đề xuất ứng dụng thực tế, điển hình cho hướng nghiên cứu cơng trình P.W Richards (1952) [22], Rollet (1979) [43] - Tương quan chiều cao với đường kính (H/D) Qua nhiều nghiên cứu tác giả trước cho thấy, chiều cao với đường kính có quan hệ chặt chẽ Theo quy luật sinh trưởng rừng, tuổi tăng lên đường kính chiều cao tăng lên Tuy nhiên quy luật tồn giới hạn cho phép rừng trình sinh trưởng Trong lâm phần, tuổi tăng tỉ lệ H/D tăng Từ đường cong biểu thị quan hệ H/D bị thay đổi Đường cong ln chuyển dịch lên phía tuổi lâm phần tăng lên Phương trình tốn học cụ thể biểu thị mối quan hệ phong phú đa dạng Hohenadl, Krenn, Michailof, Naslund, Anoutchia, Echert, Keusn, Meyer Mucler, Soest đề nghị sử dụng phương trình để mô tả quan hệ H/D (dẫn theo tài liệu [6]): H = a + a D + a D2 (1.1) H - 1.3=D2/(a + bD)2 (1.2) H = a.Db (1.3) logH = a + blogD (1.4) H-1.3=a(1-e-eD) (1.5) H-1.3=a.e-b/D (1.6) log(H-1.3)=loga-blog(e/D) (1.7) H=a(blnD-elnD) (1.8) H = a0 + a1D1 + a2D2 + a3D3 (1.9) H = a0 + a1D + a2logD (1.10) H =a + blogD (1.11) 1.2.2 Những nghiên cứu sinh trưởng, sản lượng giải pháp kỹ thuật lâm sinh kinh doanh rừng trồng Tếch a) Những nghiên cứu sinh trưởng, sản lượng Khi nghiên cứu rừng Tếch Ấn Độ, Kadambi (1979) [39] cho khác biệt sinh trưởng đường kính chiều cao rừng Tếch khác biệt lập địa nguồn gốc rừng khác D.Alder (1980) [35] có tổng hợp phong phú phương pháp nghiên cứu sinh trưởng sản lượng rừng như: Xây dựng mơ hình sinh trưởng, tăng trưởng rừng lâm phần, thiết lập đường cong sinh trưởng bình quân phương pháp phân tích hồi quy theo nhóm Bailey – Clutter, phương pháp Affill để phân chia đường cong sinh trưởng thị cấp đất, lý thuyết Marsh làm sở dự đoán sản lượng Cùng với ESCAP FAO, nước Châu Á – Thái Bình Dương thành lập mạng lưới nghiên cứu phát triển Tếch Tại Trung Quốc, năm 1991 hội thảo quốc tế Tếch đưa số điều kiện sinh thái thích hợp cho trồng Tếch như: Khí hậu, lập địa, tổ thành bạn, phương pháp trồng, v.v Khuyến nghị tổng kết phương thức trồng rừng Tếch loại khảo nghiệm quy mô nhỏ để rút ưu trội so với phương thức trồng hỗn loài truyền thống (dẫn theo tài liệu [14]) Sau hội thảo lần thứ nhất, năm 1995 hội thảo Tếch lần tiến hành Myanma mạng thông tin quốc tế Tếch thành lập với tên gọi – TEAKNET Theo Siswamartana (1995) [44], rừng Tếch Indonesia nghiên cứu chi tiết tăng trưởng, sản lượng suất cấp đất Trên cấp đất III, rừng tếch tuổi 10 có mật độ 1.452 cây/ha, D=9,1cm; H=11,4m; trữ lượng gỗ nuôi dưỡng 39,6m3/ha; suất trung bình 5,8m3/ha; lượng tăng trưởng hàng năm 6,9m3/ha Ở tuổi 20, mật độ 766 cây/ha, D = 14,3cm, H = 16,1m, trữ lượng gỗ nuôi dưỡng 64,8m3/ha, suất trung bình 5,9m3/ha/năm; lượng tăng trưởng hàng năm 5,0 m3/ha/năm Từ tuổi 30 trở đi, suất rừng giảm nhanh, suất trung bình 4,7 m3/ha/năm tuổi 30 4,0 m3/ha/năm tuổi 80 năm Ở nước có Tếch tự nhiên diện tích rừng Tếch lớn có khảo sát, đánh giá sinh trưởng, suất, tiêu biểu cơng trình nghiên cứu Wycherley FR (1966) [42] Thái Lan Vaclav E (1972) [36] Bangladesh, v.v Những cơng trình nhằm đề xuất kỹ thuật lâm sinh như: Xác định mật độ trồng rừng, mật độ tối ưu, v.v dự đoán tiêu kỹ thuật điều chế rừng, xác định chu kỳ kinh doanh theo điều kiện sinh trưởng Tại nước Myanmar, Ấn Độ, Nigeria, Brazin, v.v xây dựng biểu sản lượng riêng Tếch (dẫn theo tài liệu [14]) Tổng kết báo cáo suất rừng tếch trồng khu vực khác Châu Á, Châu Phi Châu Mỹ, Kaosa-and (1995)[32] đến nhận định rằng: Năng suất trung bình rừng tếch trồng - 10m3/ha/năm có biến động mạnh khơng vùng địa lý khác nhau, mà phạm vi nước Ông cho rằng, thiếu tài liệu tăng trưởng, sản lượng suất rừng trồng tếch nước Nhiều nước chưa phân chia cấp đất xây dựng biểu trình sinh trưởng quần thụ tếch Hệ thống phân chia cấp đất cho lâm phần tếch không giống nước Theo Ly Meng Seang (2008) [20] nghiên cứu rừng trồng Tếch Campuchia cho thấy, sinh trưởng đường kính chiều cao bình quân quần thụ Tếch khoảng 18 năm đầu thay đổi rõ rệt theo giai đoạn tuổi: Giai đoạn sinh trưởng nhanh (từ – tuổi) sinh trưởng chậm (từ -18 tuổi) b) Những nghiên cứu biện pháp kỹ thuật lâm sinh kinh doanh rừng Tếch Hiện Tếch trồng thành rừng phạm vi phân bố tự nhiên Khu vực bao phủ vùng khí hậu rộng lớn, từ kiểu khí hậu xích đạo đến kiểu khí hậu nhiệt đới, với lượng mưa từ 500 – 3.500 mm biên độ nhiệt độ từ 2o – 48oC Điều kiện đất trồng rừng Tếch khác nhau, từ đất chua nghèo đến đất bồi tụ màu mỡ [32] Khi nghiên cứu đặc tính đất rừng Tếch trồng 1, 15, 30, 60 120 năm, Jose Koshy (1972) nhận thấy rằng: Mặc dù hình thái, tính chất vật lý hố học đất có thay đổi, hàm lượng chất hữu tầng đất mặt rừng Tếch tự nhiên rừng Tếch trồng 120 tuổi tương tự Đất tầng mặt rừng trồng Tếch non có tỷ trọng hàm lượng cát cao hơn, độ xốp khả hút nước so với rừng tự nhiên (dẫn theo [20]) Theo Kaosa-ard (1981), (1995) [31], [32] cho rằng: Kích thước, chất lượng, mật độ, hình thái thân tăng trưởng rừng Tếch bị kiểm soát số yếu tố lượng mưa phân bố lượng mưa năm, độ ẩm đất, đặc tính đất ánh sáng Ngoài ra, màu sắc cấu trúc gỗ Tếch chịu ảnh hưởng lập địa Đồng thời tác giả khẳng định, Tếch sinh trưởng tốt đất bồi tụ (phù sa) sâu thoát nước tốt hình thành loại đá vôi, phiến thạch, ... trình khoa học nghiên cứu rừng Tếch Xuất phát từ thực tiễn đó, tơi thực đề tài: "Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng trồng Tếch (Tectona grandis Linn. f. ) làm sở khoa học cho việc đề xuất biện pháp kỹ. .. ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM - NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC RỪNG TRỒNG TẾCH (TECTONA GRANDIS LINN. F. ) LÀM CƠ SỞ KHOA HỌC CHO VIỆC ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KỸ THUẬT NUÔI DƯỠNG... điểm cấu trúc tán ( 5) Đặc điểm phân hóa tỉa thưa rừng trồng Tếch ( 6) Đề xuất biện pháp kỹ thuật nuôi dưỡng rừng Tếch khu vực Sơn La 2.4 Phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Cơ sở phương pháp luận (1)