2. Cơ sở thực tiễn của các vấn đề nghiên cứu
3.4.2. Sinh trưởng về chiều cao (Hvn/A)
Song song với việc nghiên cứu, so sánh đánh giá sinh trưởng đường kính thân cây, đề tài đã tiến hành nghiên cứu cho chiều cao vút ngọn. Phương pháp nghiên cứu tương tự như đại lượng đường kính thân cây.
Qua số liệu điều tra được xử lý thống kê thông qua chương trình phầm mềm Excel trên máy tính, đã tổng hợp một số chỉ tiêu thống kê cho chiều cao vút ngọn ở từng độ tuổi tại khu vực nghiên cứu được tổng hợp chi tiết tại bảng 3.4
Bảng 3.4. Một số chỉ tiêu thống kê cho dấu hiệu chiều cao vút ngọn
Chỉ tiêu 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
Trung bình 15,59 14,70 13,84 12,66 8,65 4,06 2,09
Sai tiêu chuẩn của TB mẫu 0,07 0,05 0,05 0,04 0,05 0,04 0,03
Trung vị 16,00 14,50 14,00 12,50 8,50 4,00 2,00
Số Mode 15,00 14,50 14,00 13,00 8,00 4,00 2,50
Độ lệch tiêu chuẩn 1,13 0,85 0,89 0,76 0,79 0,76 0,49
Phương sai mẫu 1,28 0,71 0,80 0,58 0,62 0,58 0,24
Hệ số độ nhọn phân bố 0,00 -0,14 0,11 0,51 0,61 0,09 0,08 Hệ số độ lệch phân bố 0,16 0,16 -0,23 0,20 0,64 0,77 -1,06 Biên độ biến động 6,00 4,00 5,00 4,00 4,00 3,00 1,50 Giá trị quan sát nhỏ nhất 13,00 13,00 11,00 11,00 7,00 3,00 1,00 Giá trị quan sát lớn nhất 19,00 17,00 16,00 15,00 11,00 6,00 2,50 Tổng giá trị 4303,0 4161,5 3957,5 3671,0 2569,5 1226,0 642,5
Dung lượng mẫu 276 283 286 290 297 302 308
Mức tin cậy ứng với 95% 0,13 0,10 0,10 0,09 0,09 0,09 0,06 Hệ số biến động 7,25 5,75 6,45 6,01 9,13 18,75 23,53
Qua kết quả tổng hợp tại bảng 3.5 chúng tôi nhận thấy rằng: Giá trị chiều cao bình quân, phạm vi biến động về chiều cao thân cây của chiều cao ở mỗi độ tuổi và khu vực nghiên cứu khác nhau là hoàn toàn khác nhau.
Giiá trị chiều cao bình quân tăng dần theo thời gian cao nhất là tuổi 7 và thấp nhất là tuổi 1 mặc dù điều kiện lập địa có sự khác nhau rõ nét giữa các ô tiêu chuẩn trong từng độ tuổi.
Phạm vi biến động chiều cao hẹp nhất là tuổi 6 tiếp theo là tuổi 4, 5, 7, 3. 2 và hạm vi biến động chiều cao lớn nhất là tuổi 1, chứng tỏ rằng mức độ tăng trưởng về hiều cao cây rừng ở độ tuổi 1 là cao nhất, tiếp theo là tuổi 2, 3, 7, 4 và bị chậm lại ở tuổi 5.
Bên cạnh việc nắm bắt quá trình sinh trưởng về đường kính cây rừng thì chiều cao của cây rừng cũng là một chỉ tiêu quan trọng không những dùng để đánh giá mức độ sinh trưởng của cây rừng mà còn là nhân tố cấu thành nên thể tích thân cây. Sinh trưởng chiều cao là thước đo chất lượng của điều kiện lập địa.
Để thiết lập nên mối tương quan giữa chiều cao với tuổi của loài Keo lai trồng tại khu vực nghiên cứu, đề tài tiến hành thu thập tổng hợp số liệu đo đếm, lấy giá trị bình quân các ô tiêu chuẩn (theo từng cỡ tuổi). Số liệu này được thể hiện lên biểu đồ tạo thành đường biểu diễn chiều cao thực nghiệm theo tuổi. Sau đó, đề tài tiến hành thử nghiệm một số dạng phương trình toán học và kiểm tra các chỉ tiêu thống kê để lựa chọn phương trình phù hợp.
Kết quả thử nghiệm và so sánh các chỉ tiêu thống kê tính toán được từ một số dạng phương trình thử nghiệm được trình bày cụ thể ở phụ biểu 2 và được tóm tắt ở bảng 3.5.
Bảng 3.5. So sánh các chỉ tiêu thống kê từ các hàm thử nghiệm – Tương quan
giữa chiều cao Hvn và tuổi (Hvn/A)
Hàm thử nghiệm Số hiệu Chỉ tiêu thống kê
r Sy/x Pa Pb 2 tính 2 bảng Y = exp(a + b/X) (3.6) -0,9693 0,2073 0,0000 0,0003 1,1144 9,49 Y = (a + b*X)^2 (3.7) 0,9365 0,3758 0,0076 0,0019 0,8727 9,49 Y = a + b*sqrt(X) (3.8) 0,9780 1,2292 0,0091 0,0001 0,8710 9,49 Y = a*Xb (3.9) 0,9795 0,1697 0,0023 0,0001 1,6223 9,49 Y = a + b*ln(X) (3.10) 0,9766 1,2678 0,4260 0,0002 0,0002 9,49 Nhận xét:
Kết quả tính toán và so sánh các chỉ tiêu thống kê từ các hàm thử nghiệm (3.6 – 3.10) dựa trên các tiêu chuẩn như đã đề cập, nhận thấy các hàm thử nghiệm có hệ số tương quan rất cao (r = (0,9365 – 0,9795), trong đó hàm (3.9) có hệ số tương quan cao nhất, sai số phương trình là nhỏ nhất, các tham số của phương trình đều tồn tại, giá trị
2
tính nhỏ (1,6223 <2
bảng = 9,49) chứng tỏ chênh lệch giữa chiều cao thực nghiệm và chiều cao lý thuyết là không cao.
Từ những nhận định đó, kết hợp với xu hướng của đường cong trên đồ thị, tình hình sinh trưởng thực tế cũng như đặc tính sinh học của loài Keo lai trồng tại khu vực nghiên cứu, nhận thấy rằng trong các hàm thử nghiệm ở trên, dạng phương trình Y = a*X^b hàm (3.9) là phù hợp nhất để mô phỏng cho mối tương quan giữa chiều cao (Hvn) theo tuổi (A) của loài Keo lai trồng tại khu vực nghiên cứu, thỏa mãn các tiêu chí thống kê như đã đề cập. Kết quả tính toán cụ thể được trình bày và biểu diễn ở hình 3.3 dưới đây: Phương trình cụ thể: H = 2,20547*A^1,1004 Với r = 0,9795; Sy/x = 0,1697; Ftính = 118,37> F0,05; 2 tính = 1,6223 <2 bảng = 9,49 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 1 2 3 4 5 6 7 A H v n H_tn H_lt4
Hình 3.3. Đường biểu diễn tương quan Hvn/A của loài Keo lai giâm hom trồng tại khu vực nghiên cứu
Nhận xét:
Qua kết quả tính toán các chỉ tiêu thống kê và phương trình trên cho thấy dạng phương trình Y = a*Xb
là phù hợp để mô tả mối tương quan này. Với hệ số tương quan cao (r = 0,9795) cho thấy giữa chiều cao và tuổi của loài Keo lai có mối tương quan chặt chẽ với nhau. Chênh lệch giữa chiều cao thực nghiệm và lý thuyết tương đối nhỏ (Sy/x = 0,1697, giá trị Ftính > Fbảng (với P < 0,05) thể hiện rõ ở chỗ đường lý thuyết bám gần sát đường thực nghiệm cho thấy phương trình thiết lập tồn tại ở mức ý nghĩa rất cao.
Từ đồ thị cho thấy, chiều cao tăng mạnh trong giai đoạn từ 3 – 4 tuổi (bình quân khoảng 4,3 m/năm) chậm dần từ tuổi 5, 6, 7 (bình quân 1 m/năm). Xu hướng phát triển của đường lý thuyết cho thấy rừng Keo lai tại khu vực nghiên cứu vẫn còn tiếp tục phát triển về chiều cao tuy nhiên tốc độ phát triển chậm dần, đặc biệt từ tuổi 6 trở đi.
3.4.3. Tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính (Hvn/D1,3)
Trong quá trình sinh trưởng, phát triển và tồn tại của cây rừng, giữa các bộ phận của cây với nhau, hay giữa chúng với điều kiện ngoại cảnh luôn có mối quan hệ mật thiết với nhau và song song cùng tồn tại tất yếu. Đã có rất nhiều các nhà khoa học, nhà nghiên cứu lâm nghiệp đặc biệt quan tâm và cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu đã được áp dụng trong thực tiễn sản xuất.
Việc nghiên cứu các quy luật tương quan giữa các đại lượng của cây trong lâm phần cũng như tìm hiểu và nắm vững quy luật này là cần thiết đối với công tác điều tra rừng. Thông qua quy luật này, kết hợp các quy luật N/D1,3, N/Hvn … có thể cho phép xác định được sản phẩm cơ bản của lâm phần. Chính vì thế, quy luật này cũng được nhiều nhà lâm học, điều tra rừng quan tâm nghiên cứu cho các đối tượng ở các vùng sinh thái khác nhau. Hầu hết các tác giả đã đưa ra kết luận rằng: giữa chiều cao và đường kính của những cây trong lâm phần luôn tồn tại mối liên hệ chặt chẽ. Vấn đề là mô phỏng quan hệ H/D1,3 bằng phương trình toán học cụ thể nào để biểu thị tốt nhất quan hệ này cho từng đối tượng cụ thể.
Để nghiên cứu vấn đề này, từ các số liệu thu thập được (D1,3, Hvn) từ các ô tiêu chuẩn ở các cỡ tuổi (trừ tuổi 1), tiến hành gộp số liệu và thử nghiệm một số phương trình toán học nhằm mô tả cho mối tương quan này. Qua thử nghiệm và so sánh các chỉ tiêu thống kê tính toán được từ một số dạng phương trình toán học nhận thấy phương trình Y = a + b*ln(X) là phù hợp nhất để mô tả cho mối tương quan giữa Hvn
và D1,3 của loài Keo lai trồng tại khu vực nghiên cứu. Kết quả tính toán cụ thể được trình bày bảng 3.6.
Bảng 3.6. So sánh các chỉ tiêu thống kê từ các hàm thử nghiệm – Tương quan
giữa đường kính D1,3 và chiều cao Hvn (D1,3/Hvn)
Hàm thử nghiệm Số hiệu Chỉ tiêu thống kê
r Sy/x Pa Pb Y = a + b*ln(X) (3.11) 0,9314 1,51298 0,0000 0,0000 Y = a + b*sqrt(X) (3.12) 0,9271 1,55821 0,0000 0,0000 Y = (a + b*X)^2 (3.13) 0,8936 0,312721 0,0000 0,0000 Y = a + b/X (3.14) -0,8917 1,88137 0,0000 0,0000 Y = exp(a + b*X) (3.15) 0,8735 0,238785 0,0000 0,0000
Phương trình cụ thể: Hvn = - 5,95647 + 8,09949*ln(D1,3) Với r = 0,9314; Sy/x = 1,5129; Ftính = 11344,95 > F0,05 (P = 0,0000 < 0,05) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 5 10 15 20 25 D1,3 Hvn H_tn H_lt1
Hình 3.4. Đường biểu diễn tương quan giữa chiều cao và đường kính (H/D1,3) của loài Keo lai trồng tại khu vực nghiên cứu
Nhận xét:
Qua đồ thị trên (hình 3.3) kết quả thử nghiệm được trình bày chi tiết ở phụ biểu 3 cho thấy, phương trình được thiết lập có các tham số đều tồn tại (Pa, Pb < 0,05), giá trị Ftính > Fbảng (P < 0,05), đường lý thuyết đi qua các điểm tập trung của giá trị thực nghiệm chứng tỏ phương trình được chọn là phù hợp để mô phỏng mối tương quan này.
Dựa vào phương trình tương quan giữa chiều cao vút ngọn (Hvn) và đường kính ngang ngực (D1,3) này, người làm công tác lâm nghiệp có thể đề xuất những biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp tác động ngay sau khi trồng tạo điều kiện cho cây rừng mau chóng thích nghi với điều kiện môi trường cụ thể, tỉa thưa những nơi quá dày, cây bị bệnh, chèn ép có như vậy Keo lai sẽ sinh trưởng nhanh và sớm thực hiện chức năng phòng hộ …
3.5. Xác định đặc điểm và mô hình trữ lượng carbon của rừng Keo lai
3.5.1. Sinh khối cây cá thể
Sinh khối cây cá thể được xác định bởi hai dạng chính dó là sinh khối tươi và sinh khối khô
Xét về mặt cơ học sinh khối tươi khi xác định cho số liệu chính xác hơn do bởi sinh khối khô được xác định gián tiếp thông qua quá trình lấy mẫu và sấy khô cộng với khoảng cách thời gian tiến hành phân tích, còn sinh khối tươi thì được cân đo trực tiếp tại hiện trường nên độ chính xác cao hơn.
Tuy nhiên, chỉ tiêu sinh khối tươi lại là chỉ tiêu có số liệu không ổn định, phụ thuộc nhiều vào yếu tố khí hậu và thời tiết tại thời điểm nghiên cứu, bởi sinh khối tươi bị chi phối nhiều do lượng nước trong cơ thể thực vật.
3.5.1.1. Kết cấu sinh khối tươi cá thể
Kết quả sinh khối tươi cá thể Keo lai được xác định qua cân trực tiếp các bộ phận thân cả vỏ, cành, lá cây ngay tại hiện trường khu vực nghiên cứu.
Bảng 3.7. Bảng tổng hợp sinh khối tươi cá thể
(Đơn vị: Kg) Trọng lượng Biến động % Cá thể 127,0 7,1 – 229,4 100 Thân 101,4 4,2 – 191,0 79,8 Cành 15,4 1,3 – 24,0 12,12 Lá 10,3 1,6 - 14,4 8,08
Qua kết quả tổng hợp sinh khối tươi cá thể Keo lai ở bảng 3.7. cho thấy sinh khối tươi trung bình cây cá thể là 127,0 kg, biến động từ 7,1 kg – 229,4 kg.
Bộ phận thân tươi trung bình là 101,4 kg, chiếm 79,8 % so với toàn thân biến động từ 4,2 kg – 191,0 kg.
Bộ phận cành tươi đạt trung bình là 15,4 kg, chiếm tỉ lệ 12,12 % so với cả cây, biến động từ 1,3 kg – 24,0 kg.
Bộ phận lá tươi trung bình là 10,3 kg, chiếm tỉ lệ 8,08 % so với cả cây, biến động từ 1,6 kg - 14,4 kg.
Kết quả này cho thấy sinh khối thân tươi của cá thể Keo lai tăng dần theo cấp kính sau khi đạt đến đỉnh thì có chiều hướng giảm dần, điều này hoàn toàn phù hợp với quy luật sinh trưởng của thực vật.
Trong tổng sinh khối tươi trung bình thì thân chiếm tỷ lệ cao nhất là 79,80 % kế đến là cành 12,12 %, kế đến là lá 8,08 %, tỷ lệ các bộ phận cá thể cây thể hiện qua hình 3.5 dưới đây 79,80% 12,12% 8,08% Thân Cành Lá
Hình 3.5. Tỷ lệ sinh khối tươi bộ phận của cây cá thể
So sánh tỷ lệ sinh khối tươi bộ phận cây cá thể trên với kết quả nghiên cứu về sinh khối các tác giả khác thì kết quả có khác, điều này là hoàn toàn phù hợp bởi các nghiên cứu này khác nhau về thời gian, điều kiện lập địa và loài cây, mật độ.
Sinh khối cá thể mắm trắng tại Cần Giờ, Tp. Hồ Chí Minh của Viên Ngọc Nam (2003) thì thân tươi trung bình là 70,08%, biến động từ 50,44 % - 79,73%, cành tươi là 21,24%, biến động từ 9,09 - 42,17%, lá tươi là 8,68%, biến động từ 4,50% - 20,83%.
Sinh khối cá thể dà vôi tại Cần Giờ, Tp. Hồ Chí Minh của Võ Thị Bích Liễu (2007) thì thân tươi trung bình đạt 9,22 kg/cây (1,71 kg/cây - 30,80 kg/cây) chiếm 39,05 %, cành tươi đạt 8,49 kg/cây (1,31 kg/cây - 69,50 kg/cây) chiếm 35,96 %, lá tươi đạt 5,90 kg/cây (1,54 kg/cây - 45,10 kg/cây) chiếm 24,99 %.
Kết quả nghiên cứu sinh khối cây bời lời đỏ tại Mang Yang, Gia Lai của Lê Bảo Huy (2009) thì sinh khối thân tươi đạt 40 %, cành tươi đạt 20 %, lá tươi là 21 % và vỏ tươi là 19 %, tổng cây trung bình đạt 11,47 kg/cây, biến động từ 0,9 kg – 20,1 kg/cây, kết quả nghiên cứu cho thấy tỉ lệ sinh khối khô/sinh khối tươi ở bộ phận thân đạt 47,1%, ở bộ phận cành đạt 37,2%, bộ phận lá là 38,0 %, ở bộ phận vỏ là 31,2 %.
Các nghiên cứu cùng chi cho thấy: Sinh khối phần thân gỗ (tính cả vỏ) của loài keo lá tràm của Vũ Văn Thông (1998) là 78% so với toàn bộ cây cá thể, thấp hơn so với đề tài (thân và vỏ = 79,8 %) .
Với sinh khối cá thể Keo lai tại quận 9, Tp. Hồ Chí Minh của Nguyễn Thị Hà (2007) thân tươi (tính cả vỏ) trung bình đạt 92,90 kg/cây chiếm 79,6 %, cành tươi đạt 14,17 kg/cây chiếm 12,2 %, lá tươi đạt 9,51 kg/cây chiếm 8,2 % tổng sinh khối tươi cả cây, kết quả này gần tương ứng với đề tài (thân chiếm 79,8 %, cành chiếm 12,12 %, lá chiếm 8,08%)
Kết quả nghiên cứu sinh khối loài Keo lai của Nguyễn Thị Hạnh (2009) tại Tánh Linh, Bình Thuận cho thấy: Sinh khối cây cá thể tươi đạt trung bình 125,25 kg/cây trong đó thân tươi (tính cả vỏ) chiếm 79,73 %, gần tương ứng với đề tài (thân và vỏ = 79,8 %), cành chiếm 14,43 % và lá chiếm 5,84 %. Sinh khối khô đạt trung bình 59,23 kg/cây, trong đó thân chiếm 81,19 %, cành 12,37 % và lá 6,44 %.
Kết quả nghiên cứu sinh khối Keo tai tượng của Mai Văn Hòa (2014) tại huyện Phước Sơn, tỉnh Quảng Nam cho thấy: Sinh khối cây cá thể tươi đạt trung bình 127,06 + 37,89 kg, biến động từ 88,1 kg – 381,9 kg. bộ phận thân trung bình là 82,2 + 24,86 kg, chiếm 60,79 %, bộ phận cành đạt trung bình 15,7 + 5,2 kg chiếm 13,89 %, bộ phận lá trung bình là 16,4 + 4,72 kg chiếm 14,76%, bộ phận vỏ đạt trung bình 12,9 + 3,55 kg chiếm 10,56 %.
Qua các kết quả so sánh trong chi cho thấy loài Keo lai có tỷ lệ sinh khối thân tươi cao hơn so với loài Keo tai tượng, ngược là tỷ lệ sinh khối lá tươi thì thấp hơn rất nhiều so với loài Keo tai tượng.
3.5.1.2. Kết cấu sinh khối tươi lâm phần
Kết quả sinh khối tươi lâm phần Keo lai được xác định qua cân trực tiếp các bộ phận thân (cả vỏ), cành, lá cây cá thể với mật độ bình quân trên 1 ha ngay tại hiện trường khu vực nghiên cứu
Bảng 3.8. Bảng tổng hợp sinh khối tươi lâm phần (Đơn vị: Tấn) Trọng lượng Biến động % Cá thể trong lâm phần 245,745,0 13,7385 – 443,889 100 Thân 196,209 8,127 – 369,585 79,8 Cành 29,799 2,5155 – 46,440 12,12 Lá 19,930 3,096 – 27,864 8,08
Qua kết quả tổng hợp sinh khối tươi lâm phần Keo lai tại bảng 3.8. cho thấy sinh khối tươi trung bình cây lâm phần là 245,745,0 tấn, biến động từ 13,7385 tấn – 443,889 tấn.
Bộ phận thân tươi trung bình là 196,209 tấn, chiếm 79,8 % so với toàn thân biến