Chủ yếu rừng trồng do triển khai Chương trình trồng mới 5 triệu ha rừng trên cơ sở chuyển tiếp của chương trình 327 và xây dựng mới Dự án 661 của các huyện trong vùng nghiên cứu. Theo “Kết quả điều tra bổ sung năm 2007- Phân viện
ĐTQH rừng Đông Bắc bộ" đã tổng hợp lại cho thấy rừng trồng có trữ lượng đạt: 276.098 m3 (3.286,9 ha), chiếm 48,7%; rừng trồng chưa có trữ lượng 3.134,7 ha, chiếm 46,5% diện tích rừng trồng; rừng trồng cây đặc sản 324,0 ha, chiếm 4,8% diện tích rừng trồng. Rừng trồng trong khu vực chủ yếu gồm các kiểu rừng trồng phân tán và rừng trồng tại các khu vực đồi núi thấp. Các loài cây bao gồm các loài cây lấy Dầu (Sở), Thông mã vĩ (Pinus massoniana Lamb.), Sa mộc (Cunninghamia
konishii Hayata.), Mỡ (Manglietia glanca Blume.), rừng trồng hỗn giao giữa Vối thuốc và một số loài cây khác… Luận văn đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc của 2 nhóm đối tượng: rừng trồng hỗn giao (Vối thuốc + Thông + Sa mộc + Mỡ), rừng trồng thuần loài (Thông mã vĩ, Sa mộc và Mỡ).
4.2.1. Quy luật phân bố số cây theo đường kính
Rừng trồng trong khu vực được trồng không cùng năm do đó Luận văn không tiến hành kiểm tra tính thuần nhất của các OTC mà tiến hành đánh giá riêng cho từng OTC. Riêng đối với các lô rừng được trồng cùng thời điểm và cùng điều kiện lập địa mới tiến hành đánh giá tính thuần nhất.
Cỡ đường kính (k) được lựa chọn cho các loại rừng trồng ở độ tuổi nhỏ được lựa chọn là 1,5cm, cỡ kính này khá phù hợp với các trạng thái rừng này. Với các
loại rừng trồng có thời gian trồng dài thì sử dụng công thức thực nghiệm của Brooks và Carruthere để xác định số tổ và cỡ đường kính cụ thể.
Kết quả tính toán và mô hình hóa phân bố thực nghiệm của các loại rừng trồng tại khu vực nghiên cứu được tổng hợp tại bảng 4.18.
Bảng 4.18. Kêt quả mô hình hóa phân bố N/D1.3 ở rừng trồng
Loại hình rừng Hỗn giao Thuần loài
Loài cây Vối thuốc, Mỡ ,Sa
mộc, Thông Mỡ Sa mộc
OTC 1&2 3 4 5&6 7&8
α 0,020519 0,01308 0,045296 0,003779 0,064943
β 2,6 2,3 2,4 2,6 2,6
Phương sai hồi quy 3,573 3,538 4,418 4,175 4,224
Hệ số xác định 0,959 0,925 0,860 0,927 0,927 Bậc tự do 2 2 2 4 3 χ2 tÝnh to¸n 0,865 1,114 5,522 4,457 4,299 χ2tra b¶ng 5,991 5,991 5,991 9,488 7,815 Kết luận H0+ H0+ H0+ H0+ H0+
Loại hình rừng Thuần loài
Loài cây Thông mã vĩ
OTC 9 10 12 13 14
α 0,008624 0,344069 0,039632 0,01639 0,0061
β 2,5 1,9 1,9 2,65 2,7
Phương sai hồi quy 1,771 1,701 3,244 1,496 1,327
Hệ số xác định 0,967 0,950 0,956 0,816 0,968 Bậc tự do 5 5 5 2 4 χ2 tÝnh to¸n 1,165 5,315 7,203 5,509 4,817 χ2tra b¶ng 11,070 11,070 11,070 5,991 9,488 Kết luận H0+ H0+ H0+ H0+ H0+
Dạng hàm Weibull đã mô tả tốt các dạng phân bố N/D1.3 của các OTC, kết quả kiểm tra bằng tiêu chuẩn Pearson đều cho kết quả là H0+ (các giá trị χ2tính toán đều nhỏ hơn χ2tra bảng). Chỉ riêng với OTC 11 của rừng trồng Thông mã vĩ là không mô hình hóa được phân bố thực nghiệm.
Tham số β dao động từ 1,9 - 2,7 cho thấy các phân bố đều có dạng lệch trái. Tham số β gần tiếp cận với phân bố chuẩn (phần lớn các OTC đều có tham số β dần
tới 3) cho thấy rừng trồng đang cần có các biện pháp tỉa thưa nhằm tạo điều kiện cho rừng phát triển tốt hơn.
Các phương trình lý thuyết đều có giá trị phương sai hồi quy nhỏ (từ 1,165 7,203) và hệ số xác định (0,816 0,968) cho thấy dạng phương trình Weibull rất phù hợp cho các phân bố thực nghiệm. Luận văn đã lựa chọn dạng hàm Weibull để mô hình hóa dạng phân bố thực nghiệm.
Thông qua các tham số xác định được cho các đối tượng này, Luận văn tiến hành vẽ các biểu đồ để biểu diễn phân bố thực tế và phân bố lý thuyết đã xác định được. Kết quả được trình bày tại hình 4.10.
Rừng trồng tại khu vực nghiên cứu phần lớn có biên động dao động về đường kính thấp cho thấy rừng đã được tiến hành tỉa thưa trước đây. Tuy nhiên, phân bố thực nghiệm lại có sự phân bố khá phức tạp ở các lô rừng trồng hỗn giao hay các lô rừng trồng lâu năm. Đây cũng là một điều thường thấy ở các lâm phần rừng trồng hỗn loài (do khả năng sinh trưởng của các loài là khác nhau bên cạnh đó còn có mối quan hệ sinh thái giữa các loài tác động qua lại lẫn nhau) hay ở các lô rừng trồng lâu năm hoặc rừng trồng trên lập địa xấu, trồng trên lập địa không phù hợp sẽ dẫn đến sự phân hóa lớn về các chỉ tiêu sinh trưởng. Từ hình 4.10 có thể thấy rõ được sự khác biệt này giữa các lâm phần trồng thuần loài và hỗn loài hay trên các kiểu lập địa xấu.
Các lô rừng trồng non ở khu vực đều có số cây tập trung chủ yếu ở các cấp kính 10 -15cm, giảm dần số cây về 2 phía của cỡ kính tập trung.
4.2.2. Quy luật phân bố số cây theo chiều cao
Tương tự như xác định về cỡ đường kính, Luận văn lựa chọn cỡ chiều cao cho rừng trồng là 0,5m (k=0,5m). Kiểm tra tính thuần nhất đã xác định được các OTC: 1&2, 5&6, 7&8 là thuần nhất với nhau. Luận văn đã gộp các OTC lại để xác định dạng hàm phân bố chung cho các OTC này.
Bảng 4.19. Kết quả mô hình hóa phân bố N/Hvn ở rừng trồng hỗi loài
Loại hình rừng Hỗn giao Thuần loài
Loài cây Mỡ Sa mộc Thông
OTC 1&2 4 7&8 9 10
α 0,006872 0,006154 0,057094 0,10379 0,220711
β 3,6 2,4 2,6 2,7 2,4
Phương sai hồi quy 2,212 3,805 3,961 2,210 3,284
Hệ số xác định 0,881 0,865 0,974 0,968 0,922
Bậc tự do 2 3 3 5 4
χ2tính toán 0,831 3,688 1,851 0,467 3,472
χ2tra bảng 3,841 7,815 7,815 11,070 9,488
Bảng 4.20. Kêt quả mô hình hóa phân bố N/Hvn ở rừng trồng thuần loài
Loại hình rừng Thuần loài
Loài cây Thông
OTC 11 12 13 14
α 0,318037 0,147567 0,632637 0,346091
β 1,8 2,3 1,4 1,7
Phương sai hồi quy 4,024 4,348 1,509 2,016
Hệ số xác định 0,957 0,983 0,946 0,966 Bậc tự do 5 5 4 5 χ2tính toán 5,108 3,368 7,702 4,739 χ2tra bảng 11,070 11,070 9,488 11,070 Kết luận H0+ H0+ H0+ H0+ Hình 4.11. Biểu đồ phân bố N/Hvn ở rừng trồng
Dựa vào phân bố thực nghiệm cho thấy chỉ có hàm Weibull là phù hợp để mô hình hóa phân bố N/Hvn ở các OTC tại khu vực nghiên cứu. Kết quả khi mô phỏng bằng phân bố Weibull cho thấy 11/14 OTC (χ2tra bảng > χ2tính toán) có thể dùng hàm Weibull để biểu diễn phân bố N/Hvn của mình.
Hàm Weibull đều có tham số β dao động từ 1,4 - 2,7, như vậy các phương trình lý thuyết đều có dạng lệch trái. Tuy nhiên, có sự khác nhau giữa các OTC ngay cả các OTC của cùng một loài. Đa số các OTC (7/11 OTC) có tham số β nằm trong khoảng 2,3 - 2,7, chứng tỏ các OTC này đang gần tiếp cận với phân bố chuẩn. Các OTC còn lại có tham số β nhỏ hơn dao động 1,4 - 1,7, phân bố có độ lệch lớn và tập trung nhiều ở các cấp chiều cao nhỏ.
Hàm phân bố lý thuyết có hệ số xác định cao (0,865 - 0,983) và phương sai hồi quy nhỏ (dao động 1,509 - 4,308) đã cho thấy mức độ phù hợp giữa phân bố thực nghiệm và lý thuyết.
Các phân bố nói chung đều có xu hướng có số cây tập trung nhiều ở một cỡ chiều cao nào đó, sau đó giảm về 2 phía của cỡ kính này. Dạng hàm Weibull rất phù hợp để có thê mô tả các dạng phân bố như vậy.
4.2.3. Quy luật tương quan giữa Hvn và D1.3
Luận văn đã tiến hành lập tương quan giữa đường kính ngang ngực và chiều cao vút ngọn theo các dạng phương trình đã đươc đưa ra ở (2.22; 2.23; 2.24; 2.25; 2.26). Với 5 dạng phương trình cùng với cách lựa chọn dạng hàm phù hợp, kết quả tính toán và lựa chọn phương trình thích hợp được biểu thị tại bảng 4.21.
Bảng 4.21. Phương trình tương quan ở các OTC
OTC Phương trình tương quan Hệ số xác định
1&2 Hvn = 6,6787 + 2,198*ln(D1,3) 0,9674 3 Hvn = -3,2525 + 4,759*ln(D1,3) 0,7347 4 Hvn = 2,2513 + 0,3753*ln(D1,3) 0,9685 5&6 Hvn = -2,3147 + 4,5565*ln(D1,3) 0,7933 7&8 Hvn = -21,9068 +11,4386*ln(D1,3) 0,9602 9 Hvn = 2,4516 + 0,3123*D1,3 0,9916 10 Hvn = 2,3223 + 0,2845*D1,3 0,9984 11 Hvn = 1,115 + 0,7265*D1,3 0,9481 12 Hvn = 2,2942 + 0,3066*D1,3 0,9909 13 Hvn = 1,8648 + 0,3436*D1,3 0,9891 14 Hvn = 1,961 + 0,3388*D1,3 0,9942
Kết quả bảng 4.21 cho thấy: có 6 OTC nhận dạng phương trình đường thẳng làm làm phương trình tương quan H/D, các OTC còn lại nhận dạng phương trình Logarit làm phương trình tương quan. Đa số các hệ số xác định đều được đánh giá từ tương đối chặt chẽ đến chặt chẽ. Kết quả kiểm tra sự tồn tại của các tham số, hệ số R đều cho thấy chúng tồn tại trong tổng thể. Các OTC 9 đến OTC 14 (thuộc đối tượng rừng trồng Thông mã vĩ) đều có sự thay đổi về chiều khá chậm thông qua giá trị của các tham số chứa biến nhỏ (đối với dạng đường thẳng).
4.2.4. Mật độ và mật độ tối ưu
Nhằm tăng tính thực tiễn của việc nghiên cứu cấu trúc trong nhóm đối tượng rừng trồng, Luận văn đã tiến hành nghiên cứu về chỉ tiêu mật độ và chỉ tiêu mạt độ tối ưu (được tính toán theo công thức của Keller). Kết quả xác định được trình bày tại bảng 4.22.
Bảng 4.22. Mật độ và mật độ tối ưu của rừng trồng Loại hình OTC t (m) NOTC (cây) N (cây/ha) Ntối ưu (cây/ha) Chênh lệch (cây/ha) Hỗn giao 1&2 4,09 46 460 599 -139 3 3,08 35 700 1054 -354 Mỡ 4 3,28 41 820 929 -109 Sa mộc 5&6 3,50 58 580 816 -236 7&8 2,82 59 590 1257 -667 Thông mã vĩ 9 2,61 158 1580 1467 113 10 2,46 132 1320 1651 -331 11 2,68 171 1710 1393 317 12 3,14 144 1440 1015 425 13 2,57 102 1020 1515 -495 14 2,20 124 1240 2071 -831
Kết quả bảng 4.22 cho thấy: hầu hết 11/14 OTC đều có mật độ hiện tại thấp hơn mật độ tối ưu. Do đó với mật độ hiện tại các cây trong lâm phần này đều có thể sinh trưởng một cách bình thường không có cạnh tranh về không gian dinh dưỡng. Tuy nhiên, ở các OTC còn lại mật độ hiện của lâm phần đang lớn hơn so với mật độ tối ưu của Lâm phần tức là đã xuất hiện sự cạnh tranh về mặt không gian. Với những đối tượng này nên tiến hành tỉa thưa để nhằm tạo ra điều kiện sinh trưởng tốt cho các cây được nuôi dưỡng. Dựa vào phân bố N/D1.3 và phân bố N/Hvn đã xác định được cho Lâm phần để từ đó xác định ra nhóm cây bị chặt, bên cạnh đó cần phải có sự kết hợp giữa điều tra tình hình sinh trưởng để có thể đề xuất một phương án tỉa thưa hợp lý.
4.3. Đặc điểm tái sinh dưới tán rừng tự nhiên
Đặc trưng của tái sinh rừng là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng. Tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ. Hiểu theo nghĩa rộng, tái sinh rừng là sự tái sinh của một hệ sinh thái rừng. Tái sinh rừng thúc
đẩy việc hình thành cân bằng sinh học trong rừng, bảo đảm cho rừng tồn tại liên tục và do đó đảm bảo cho việc sử dụng rừng được thường xuyên, lâu dài.
4.3.1. Đặc điểm cấu trúc tổ thành
Trong điều kiện thuận lợi thì tổ thành cây tái sinh về cơ bản sẽ trở thành tổ thành tầng cây cao của lâm phần trong tương lai, vì vậy việc xác định được công thức tổ thành cây tái sinh có ý nghĩa rất quan trọng trong việc điều chỉnh tổ thành cây tái sinh theo hướng đáp ứng mục tiêu kinh doanh đặt ra. Từ số liệu điều tra cây tái sinh ở các ô dạng bản, đề tài xác định tổ thành cây tái sinh cho các OTC ở các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu.
4.3.1.1. Cấu trúc tổ thành lớp cây tái sinh trạng thái IIA
Bảng 4.23 Công thức tổ thành cây tái sinh cho trạng thái IIA
Trạng thái Gộp < 700 700 - 1000
Loài ưu thế 7 loài 6 loài 8 loài
STT Loài N% Loài N% Loài N%
1 Vối thuốc 21,5 Vối thuốc 23,04 Vối thuốc 19,90
2 Chè đuôi lươn 5,5 Trẩu 10,29 Thẩu tấu 8,16
3 Trẩu 5,25 Chè đuôi lươn 9,31 Sau sau 6,12
4 Dẻ gai 5 Chẹo tía 8,82 Quế 5,10
5 Chẹo tía 4,5 Dẻ gai 8,33 Lim xẹt 4,59
6 Thẩu tấu 4,5 Dẻ gai ấn độ 7,84 Trâm lá dày 4,08
7 Dẻ gai ấn độ 4 Ba soi 3,06
8 Mò giấy 3,06
Tổng 50,25 67,65 51,02
Loài khác 55 49,75 24 32,35 34 48,98
Kết quả bảng 4.23 cho thấy: tổng số loài tham gia CTTT của lớp cây tái sinh của trạng thái này rất lớn có tới 62 loài tham gia. Tổ thành của lớp cây tái sinh vẫn có sự tham gia chủ yếu của các loài cây tiên phong ưa sáng (một đặc trưng của các trạng thái rừng non phục hồi) các loài có hệ số tổ thành cao bao gồm: Vối thuốc
21,5%, Chè đuôi lươn (Andinandra intalgerrima) 5,5%, Trẩu (Vemicia montala) - 5,25%, Dẻ gai 5%, Thẩu tấu (Aporosa dioica) 4,5%, Dẻ gai ấn độ (Castanopsis
indica) 4%. Nói chung, CTTT lớp cây tái sinh của trạng thái này cũng đã xuất hiện
nhiều loài cây có giá trị về kinh tế cũng như phòng hộ tuy nhiên mức độ thường gặp thấp: Quế, Trâm lá dài, Lim xẹt (Peltophorum pterocarpum)…; còn có nhiều loài có giá trị thấp gây tác động có hại cho các loài cây mục đích: Ba soi (Macaranga
denticulata), Thôi ba (Alangium chinensis)… Ở trạng thái này cũng có sự khác biệt
khá rõ giữa cấp độ cao: CTTT lớp cây tái sinh cấp độ cao nhỏ hơn 700m có 30 loài tham gia trong khi đó ở cấp độ cao 700 - 1000m có 42 loài tham gia CTTT. Ở cấp độ cao 700 - 1000m có nhiều loài mục đích đã tham gia vào CTTT hơn và tạo thành lớp cây tái sinh ưu thế. Qua CTTT ở 2 cấp độ cao này cho thấy Vối thuốc đã trở thành một loài có ưu thế lớn (đều chiếm một tỷ trọng cao nhất trong lớp cây tái sinh), điều này cho thấy Vối thuốc là một loài có tính thích ứng rất cao trong khu vực. Nó không chỉ thể hiện trong lớp cây tái sinh mà ngay cả trong CTTT của tầng cây cao, loài Vối thuốc vẫn được coi là một loài ưu thế.
So sánh giữa CTTT của tầng cây cao và CTTT của lớp cây tái sinh cho thấy: đã có sự phù hợp tương đối giữa 2 lớp cây này, các loài cây chiếm ưu thế trong tổ thành tầng cây cao đều thấy xuất hiện trong CTTT của lớp cây tái sinh. Như vậy hầu hết các loài cây này đều có khả năng gieo giống tại chỗ tạo nên lớp cây kế cận của loài đó ở dưới tán rừng. Một số loài không thấy xuất hiện trong CTTT của tầng cây cao nhưng đã có mặt trong CTTT lớp cây tái sinh, kết quả này cũng phù hợp với những nghiên cứu trước đây về tái sinh rừng mưa nhiệt đới. Nguyên nhân là do đặc tính phát tán hạt của một số loài cây đã tạo ra cho nó khả năng tái sinh ở các khu vực không có cây mẹ gieo giống, hơn nữa một đặc điểm khá thú vị của rừng nhiệt đới đó là khả năng tái sinh lỗ trống hay tái sinh khảm hay hiện tượng liền vết sẹo.
4.3.1.2. Cấu trúc tổ thành lớp cây tái sinh trạng thái IIB
Bảng 4.24 Công thức tổ thành cây tái sinh cho trạng thái IIB
Loài ưu thế 7 loài
STT Loµi N N% 1 Vối thuốc 27 13,04 2 Dẻ gai 21 10,14 3 Thẩu tấu 19 9,18 4 Sồi đỏ 12 5,80 5 Lá nến 10 4,83 6 Dẻ cau 9 4,35 7 Lòng trứng 9 4,35 Tổng 107 51,69 Loài khác 34 100 48,31
Kết quả bảng 4.24 cho thấy: trong CTTT của trạng thái IIB có 7/41 loài