Chƣơng 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.3. Đánh giá quá trình tăng trƣởng
Tăng trƣởng là đại lƣợng đặc trƣng cho tốc độ sinh trƣởng của cây và rừng, là chỉ tiêu cần thiết làm cơ sở để đề xuất các biện pháp tác động thích hợp, hiệu quả và có ý nghĩa to lớn không những về mặt sinh học mà cả về kinh tế. Vì vậy nó là chỉ tiêu rất cần thiết cần phải xác định trong thực tiễn nghiên cứu và quản lý kinh doanh trong lâm nghiệp.
Để nghiên cứu quy luật tăng trƣởng của lồi Thơng ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng, chúng tôi dựa trên số liệu thu thập đƣợc từ cây giải tích và tất cả các cây đo đếm đƣợc trên ơ tiêu chuẩn. Sau khi tiến hành tính các giá trị bình quân cho các chỉ tiêu tăng trƣởng ở các tuổi khác nhau và biểu diễn quy luật bằng đồ thị. Ở đây, chúng tơi khơng đi sâu vào việc mơ hình hóa quy luật tăng trƣởng của rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng bằng các phƣơng trình tốn học cụ thể, mà chỉ dừng lại ở việc mô tả bằng các đƣờng quan sát thực nghiệm. Sau đây là kết quả nghiên cứu cụ thể về quy luật tăng trƣởng đƣợc trình bày ở các mục dƣới đây.
4.3.1. Q trình tăng trưởng đường kính ngang ngực (Zd)
Từ số liệu thu thập về D1.3 ở cây giải tích và tất cả các cây đo đếm đƣợc trên ô tiêu chuẩn ở các tuổi khác nhau kết hợp kế thừa số liệu điều tra đo đếm các chỉ tiêu sinh trƣởng về rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng, sau đó tính đƣợc trị số bình qn về đƣờng kính (D1.3) ở các tuổi. Lƣợng tăng trƣởng thƣờng xuyên đƣờng kính hàng năm của rừng trồng Thơng ba lá đƣợc trình bày bằng các bảng và đồ thị sau.
Bảng 4.5. Tăng trƣởng đƣờng kính (ZD1.3) hàng năm rừng Thơng ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng
A (năm) D1,3 (cm) Z D1,3 (cm) A (năm) D1,3 (cm) Z D1,3 (cm) A (năm) D1,3 (cm) Z D1,3 (cm) 2 1 13 16.2 1.1 24 28.5 0.6 3 1.4 0.4 14 17.1 0.9 25 29 0.5 4 2.2 0.8 15 18.2 1.1 26 30.1 1.1 5 3.3 1.1 16 20.4 2.2 27 30.7 0.6 6 5.1 1.8 17 22.4 2 28 31.5 0.8 7 7 1.9 18 23.6 1.2 29 32.1 0.6 8 9.6 2.6 19 24.8 1.2 30 32.6 0.5 9 11.9 2.3 20 25.6 0.8 31 33.1 0.5 10 13.1 1.2 21 26.5 0.9 32 33.5 0.4 11 14 0.9 22 27.2 0.7 33 33.9 0.4 12 15.1 1.1 23 27.9 0.7 34 34.3 0.4
Hình 4.5. Đƣờng biểu diễn quy luật tăng trƣởng hàng năm về đƣờng kính (ZD1.3) của Thơng ba lá trồng tại Huyện Đơn Dƣơng.
Nhận xét:
Từ kết quả tính tốn ở bảng 4.5 và hình 4.5 trên cho thấy tăng trƣởng về đƣờng kính của lồi Thơng ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng diễn ra tƣơng đối phức tạp, theo hƣớng Parabol nhiều đỉnh có xu hƣớng giảm dần. Tăng trƣởng về đƣờng kính diễn ra mạnh ở các giai đoạn 7 – 8 tuổi; 15 – 16 tuổi và 25 – 27 tuổi. Đây là thời điểm các biện pháp lâm sinh đƣợc tác động vào rừng (nuôi dƣỡng ở tuổi 7, tỉa thƣa ở tuổi 15 và 25).
Bên cạnh đó, bằng việc giải tích phƣơng trình sinh trƣởng về đƣờng kính của rừng Thơng ba lá trồng tại khu vực nghiên cứu (phƣơng trình 4.1), chúng tơi có đồ thị lý thuyết về mối tƣơng quan giữa lƣợng tăng trƣởng hằng năm về đƣờng kính (ZD) và lƣợng tăng trƣởng bình quân chung về đƣờng kính (∆D) nhƣ sau.
Hình 4.6. Đƣờng biểu diễn quy luật tăng trƣởng hàng năm và bình quân chung về đƣờng kính (ZD và ∆D) của rừng Thơng ba lá
Hình 4.6 biểu thị quy luật chung về mối tƣơng quan giữa quy luật tăng trƣởng hàng năm và bình qn chung về đƣờng kính. Giá trị tăng trƣởng hằng năm về đƣờng kính đạt giá trị cao nhất ở giai đoạn cây rừng 7 – 8 tuổi. Trong khi đó tăng trƣởng bình qn chung về đƣờng kính đạt giá trị ở giai đoạn cây rừng 14 – 16 tuổi; đây chính là thời điểm giá trị ZD = ∆D; cây rừng đạt giá trị thành thục về tăng trƣởng đƣờng kính. Biết đƣợc thời điểm này, các nhà lâm học đề xuất các biện pháp tác động, quản lý, bảo vệ hợp lý.
4.3.2. Quá trình tăng trưởng chiều cao vút ngọn (ZH).
Để mơ tả quy luật tăng trƣởng về chiều cao rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng, chúng tôi cũng sử dụng số liệu đo đếm đƣợc trên cây giải tích và các cây trong ơ tiêu chuẩn. Qua tính tốn, quy luật tăng trƣởng chiều cao rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng đƣợc trình bày ở bảng 4.6 và hình 4.7 sau đây.
Bảng 4.6. Tăng trƣởng chiều cao (ZH) hàng năm rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng.
A (năm) Hvn (m) Z Hvn (m) A (năm) Hvn (m) Z Hvn (m) A (năm) Hvn (m) Z Hvn (m) 2 1.4 13 9.8 0.7 24 17 0.5 3 1.8 0.4 14 10.5 0.7 25 17.6 0.6 4 2.4 0.6 15 11 0.5 26 18.5 0.9 5 3.2 0.8 16 11.7 0.7 27 19.2 0.7 6 3.7 0.5 17 12.8 1.1 28 19.7 0.5 7 4.2 0.5 18 13.8 1 29 20.2 0.5 8 5.2 1 19 14.5 0.7 30 20.5 0.3 9 6.3 1.1 20 15.3 0.8 31 20.9 0.4 10 7.3 1 21 15.6 0.3 32 21.3 0.4 11 8.2 0.9 22 16.2 0.6 33 21.5 0.2 12 9.1 0.9 23 16.5 0.3 34 21.8 0.3
Hình 4.7. Đƣờng biểu diễn quy luật tăng trƣởng hàng năm về chiều cao (ZHvn) của rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng
Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng diễn ra tƣơng đối phức tạp, lƣợng tăng trƣởng về chiều cao ở các năm khác nhau là khác nhau. Nhìn chung, đƣờng tăng trƣởng về chiều cao có dạng nhiều đỉnh. Các đỉnh tập trung chủ yếu ở các giai đoạn 8 – 10 tuổi; 16 – 18 tuổi và 25 – 27 tuổi. Đây là thời điểm rừng đƣợc tác động các biện pháp nuôi dƣỡng, tỉa thƣa.
Ngồi ra, bằng việc giải tích phƣơng trình sinh trƣởng về chiều cao của rừng Thông ba lá trồng tại khu vực nghiên cứu (phƣơng trình 4.2), chúng tơi có đồ thị lý thuyết về mối tƣơng quan giữa lƣợng tăng trƣởng hằng năm về chiều cao (ZH) và lƣợng tăng trƣởng bình quân chung về chiều cao (∆H) nhƣ sau.
Hình 4.8. Đƣờng biểu diễn quy luật tăng trƣởng hàng năm và bình quân chung về chiều cao (ZH và ∆H) của rừng Thông ba lá
Tƣơng tự nhƣ đƣờng kính, hình 4.8 biểu thị quy luật chung về mối tƣơng quan giữa quy luật tăng trƣởng hàng năm và bình quân chung về chiều cao. Giá trị tăng trƣởng hằng năm về chiều cao đạt giá trị cao nhất ở giai đoạn cây rừng 4 – 6 tuổi. Trong khi đó tăng trƣởng bình qn chung về chiều cao đạt giá trị ở giai đoạn cây rừng 11 – 13 tuổi; đây chính là thời điểm giá trị ZH
= ∆H; cây rừng đạt giá trị thành thục về tăng trƣởng chiều cao. Biết đƣợc thời điểm này, các nhà lâm học đề xuất các biện pháp tác động, quản lý, bảo vệ hợp lý.
4.4. Hình số và sự phát triển thể tích của lồi Thơng ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng.
4.4.1. Hình số (f) của lồi Thơng ba lá trồng tại huyện Đơn Dương
Cùng với độ thon thân cây (k), hình số thân cây (f) cũng là một chỉ tiêu đặc trƣng cho hình dạng thân cây. Mặc dù chỉ tiêu (f) không phản ánh thực sự hình dạng thân cây nhƣ hệ số thon (k), song nó cho phép chuyển đổi từ thể tích viên trụ sang thể tích thân cây có cùng chiều cao và diện tích đáy tại một vị trí nào đó trên thân cây, do đó nó là chỉ tiêu quan trọng cho việc tính thể tích cây (v) khi cịn đứng trong rừng.
Có hai loại hình số thân cây, đó là hình số tƣơng đối (f0,1) đƣợc tính trên cơ sở tầm cao tƣơng đối 1/10 chiều cao cây và hình số tuyệt đối (f1,3) đƣợc tính theo tầm cao ở vị trí cố định 1,3m thân cây.
Theo Đồng Sĩ Hiền (1973) hình số f0,1 đặc trƣng cho hình dạng của một lồi cây, nó khơng phụ thuộc vào tuổi cây và kích thƣớc của cây, mà chỉ phụ thuộc vào đặc tính di truyền và vùng sinh trƣởng. Cịn hình số f1,3 phụ thuộc vào kích thƣớc và tuổi cây. Song nó vẫn đƣợc sử dụng rộng rãi với đối tƣợng rừng trồng thuần loại đều tuổi do bởi đơn giản và dễ xác định.
Từ quan điểm trên và do giới hạn về thời gian cũng nhƣ phạm vi của đề tài, nên chúng tôi không tiến hành đi sâu nghiên cứu xác định các loại hình số, mà chỉ xác định trực tiếp loại hình số f1,3 phù hợp với thực tế của lồi Thơng ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng, làm cơ sở cho việc tính tốn thể tích cây đứng và trữ lƣợng rừng.
Từ số liệu thu thập ở các cây giải tích sau khi xử lý, chúng tơi tính tốn hình số bình qn của lồi Thơng ba lá theo cơng thức:
tru cay
V V f1.3
Kết quả quy luật thay đổi của hình số theo tuổi nhƣ sau:
Bảng 4.7. Quy luật biến đổi của hình số (f) của lồi Thơng ba lá trồng tại Huyện Đơn Dƣơng.
Tuổi (A) f1,3 Tuổi (A) f1,3 Tuổi (A) f1,3
2 2.87 13 0.49 24 0.40 3 2.98 14 0.47 25 0.41 4 2.90 15 0.50 26 0.41 5 1.03 16 0.45 27 0.40 6 0.83 17 0.43 28 0.41 7 0.82 18 0.43 29 0.42 8 0.66 19 0.42 30 0.42 9 0.58 20 0.42 31 0.42 10 0.54 21 0.41 32 0.42 11 0.52 22 0.41 33 0.43 12 0.51 23 0.41 34 0.43
Hình 4.9. Đƣờng biểu diễn quy luật biến đổi của hình số (f) của rừng Thông ba lá trồng tại Huyện Đơn Dƣơng.
Kết quả tại bảng 4.7 và hình 4.9 cho thấy, hình số của lồi Thơng ba lá trồng tại khu vực nghiên cứu giảm mạnh trong những năm đầu, đến năm cây rừng đạt 10 tuổi thì tƣơng đối ổn định và biến đổi rất nhỏ. Đây cũng là quy luật chung của đa số các lồi cây rừng.
4.4.2. Quy luật phát triển thể tích rừng Thơng ba lá trồng theo tuổi.
Thể tích (v) thân cây là một chỉ tiêu quan trọng biểu thị một cách tổng quát sản lực của cá thể cây và rừng, là cơ sở cho việc xác định trữ lƣợng và sản lƣợng rừng. Nó đƣợc cấu thành từ các chỉ tiêu sinh trƣởng nhƣ: chiều cao (Hvn), đƣờng kính (D1.3) và hình số (f1.3). Có nhiều phƣơng pháp để xác định thể tích thân cây. Song, trong đề tài này chúng tơi xác định thể tích thân cây cho lồi Thơng ba lá ở các tuổi khác nhau từ cây giải tích bằng cơng thức kép tiết diện bình quân.
Sau khi đã thử nghiệm một số dạng, chúng tôi quyết định chọn hàm sinh trƣởng Schumacher: k A b e m Y . /
Hay Ln(y) = Ln(m) – b/Ak để biểu diễn mối tƣơng quan giữa thể tích (V) với tuổi (A).
Qua thử nghiệm, hệ số k đƣợc chọn là k = 0,3 và các tham số phƣơng trình cùng một số chỉ tiêu thống kê cần thiết khác đƣợc tiến hành xác định trên máy vi tính bằng phần mềm Excel (xem phụ biểu 6), kết quả tính tốn cụ thể nhƣ sau: Ln(V) = 4,3526 – 18,6448/A0,3 với r = 0,99 (4.3) Hay 3 , 0 / 6448 , 18 . 99 , 573 e A V
Bảng 4.8. Tƣơng quan giữa thể tích (V) với tuổi (A) rừng Thông ba lá
Tuổi (A) V_tn V_lt Tuổi (A) V_tn V_lt Tuổi (A) V_tn V_lt
2 0.0003 0.0002 13 0.1000 0.1018 24 0.4318 0.4345 3 0.0008 0.0009 14 0.1133 0.1231 25 0.4730 0.4742 4 0.0026 0.0026 15 0.1434 0.1464 26 0.5440 0.5153 5 0.0028 0.0058 16 0.1726 0.1715 27 0.5706 0.5577 6 0.0063 0.0107 17 0.2185 0.1985 28 0.6246 0.6013 7 0.0132 0.0175 18 0.2578 0.2274 29 0.6882 0.6460 8 0.0250 0.0263 19 0.2947 0.2579 30 0.7159 0.6920 9 0.0406 0.0372 20 0.3281 0.2901 31 0.7494 0.7390 10 0.0527 0.0502 21 0.3493 0.3239 32 0.7816 0.7872 11 0.0659 0.0653 22 0.3869 0.3593 33 0.8257 0.8363 12 0.0831 0.0825 23 0.4139 0.3962 34 0.8613 0.8865
Hình 4.10. Đƣờng biểu diễn mối tƣơng quan giữa thể tích (V) với tuổi (A) rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng
*Nhận xét.
Từ kết quả ở bảng 4.8 và hình 4.10 trên cho thấy giữa thể tích và tuổi của lồi Thơng ba lá tại huyện Đơn Dƣơng có mối tƣơng quan thuận với nhau, thể tích thân cây tăng theo tuổi. Giữa đƣờng lý thuyết và đƣờng thực nghiệm bám tƣờng đối sát nhau với hệ số tƣơng quan r = 0.99. Thể tích của lồi Thơng ba lá tăng chậm ở những năm đầu (từ tuổi 2 – 8), sau tuổi 8 thì thể tích bắt đầu tăng nhƣng tăng mạnh nhất từ tuổi 25 trở về sau. Với xu hƣớng phát triển của đƣờng cong phƣơng trình cho thấy, thể tích của Thông ba lá tiếp tục tăng ở những năm tiếp theo, điều này tƣơng đối phù hợp với đặc tính sinh học của lồi.
4.4.3. Quy luật tăng trưởng về thể tích (ZV) cây của rừng trồng Thông ba lá tại huyện Đơn Dương.
Tăng trƣởng về thể tích (ZV) là một trong những chỉ tiêu tổng hợp đánh giá khả năng sản xuất về gỗ của cây rừng trên một dạng lập địa cụ thể. Dựa vào lƣợng tăng trƣởng thể tích (ZV) ở các tuổi khác nhau chúng ta có thể xác định đƣợc các biện pháp kỹ thuật tác động vào rừng nhƣ: lƣợng tỉa thƣa, tỷ lệ chặt điều chỉnh mật độ v.v.. nhằm nâng cao đƣợc sức sản xuất của rừng.
Lƣợng tăng trƣởng thể tích thân cây có thể đƣợc xác định một cách chính xác qua những lần đo đếm định kỳ ở những ô điều tra định vị, có thể xác định thơng qua biểu thể tích, biểu q trình sinh trƣởng hay một số biểu khác. Song trong đề tài này để xác định lƣợng tăng trƣởng thể tích thân cây (ZV) của rừng trồng Thông ba lá tại huyện Đơn Dƣơng, chúng tơi tiến hành tính thể tích của cây bình qn từ cây giải tích, lƣợng tăng trƣởng đƣợc tính trực tiếp từ hiệu số về thể tích của cây ở các tuổi với nhau.
Kết quả tính tốn cụ thể về lƣợng tăng trƣởng thể tích (ZV) đƣợc trình bày ở bảng 4.9 và hình 4.11 sau đây:
Bảng 4.9. Tăng trƣởng đƣờng kính (ZV) hàng năm rừng trồng Thơng ba lá tại huyện Đơn Dƣơng.
Tuổi (A) V_tn ZV Tuổi (A) V_tn ZV Tuổi (A) V_tn ZV 2 0.0003 14 0.1133 0.0134 24 0.4318 0.0179 3 0.0008 0.0005 15 0.1434 0.0301 25 0.4730 0.0412 4 0.0026 0.0018 16 0.1726 0.0291 26 0.5440 0.0710 5 0.0028 0.0002 17 0.2185 0.0460 27 0.5706 0.0265 6 0.0063 0.0034 18 0.2578 0.0392 28 0.6246 0.0540 7 0.0132 0.0070 19 0.2947 0.0369 29 0.6882 0.0636 8 0.0250 0.0117 20 0.3281 0.0335 30 0.7159 0.0277 9 0.0406 0.0156 21 0.3493 0.0211 31 0.7494 0.0335 10 0.0527 0.0121 22 0.3869 0.0376 32 0.7816 0.0322 11 0.0659 0.0132 23 0.4139 0.0270 33 0.8257 0.0441 12 0.0831 0.0173 14 0.1133 0.0134 34 0.8613 0.0356
Hình 4.11. Đƣờng biểu diễn quy luật tăng trƣởng hàng năm về đƣờng kính (iV) rừng trồng Thơng ba lá tại Huyện Đơn Dƣơng.
*Nhận xét:
Qua kết quả tính tốn về lƣợng tăng trƣởng thể tích (Zv) ở bảng và hình trên cho thấy, quá trình tăng trƣởng về thể tích của Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng tăng thuận theo tuổi, từ đƣờng thực nghiệm trên cho thấy tăng trƣởng thể tích cũng có là một đƣờng cong parapol nhiều đỉnh mặc dầu chƣa có sự tăng trƣởng thể tích ổn định ở các tuổi. Với xu hƣớng của đƣờng cong cho thấy, tăng trƣởng về thể tích Thơng ba lá trồng sẽ tiếp tục tăng ở những năm tiếp theo.
4.5. Trữ lƣợng rừng trồng Thông ba lá
4.5.1. Trữ lượng rừng trồng Thông ba lá
Căn cứ vào các giá trị về đƣờng kính, chiều cao, hình số (f) và mật độ rừng (N) Thông ba lá điều tra ở các cấp tuổi. Kết quả trữ lƣợng rừng Thông ba lá tại khu vực nghiên cứu đƣợc tổng hợp nhƣ sau:
Bảng 4.10. Trữ lƣợng trung bình của rừng Thơng ba lá tại khu vực nghiên cứu Tuổi D1,3( cm) VN H (m) N (cây/ha) f1.3 M (m3/ha) ZM (m3/ha/ năm) ∆M (m3/ha /năm) PM (%) 10 13.4 6.8 1987 0.54 102.0 10.2 15 18.3 11.1 1863 0.50 272.2 34.0 18.1 20.2 20 26.0 15.4 1460 0.42 497.8 45.1 24.9 9.2 25 28.9 17.5 1267 0.41 592.8 19.0 23.7 5.2 30 32.8 20.4 960 0.42 691.7 19.8 23.1 3.4 34 34.5 21.6 953 0.43 823.2 32.9 24.2 2.3
Để làm rõ quá trình sinh trƣởng trữ lƣợng M (m3/ha), chúng tôi tiến hành xây dựng mơ hình biểu diễn mối quan hệ giữa M (m3/ha) theo tuổi A
Sau khi đã thử nghiệm một số dạng, chúng tôi quyết định chọn hàm sinh trƣởng Schumacher: k A b e m Y . /
Hay Ln(y) = Ln(m) – b/Ak để biểu diễn mối tƣơng quan giữa M (m3/ha) với tuổi (A).
Qua thử nghiệm, hệ số k đƣợc chọn là k = 1,3 và các tham số phƣơng trình cùng một số chỉ tiêu thống kê cần thiết khác đƣợc tiến hành xác định