4.2.1. Quá trình sinh trưởng đường kính ngang ngực (D1.3, cm).
Trong nghiên cứu quy luật sinh trƣởng của rừng thì chỉ tiêu đƣờng kính là một nhân tố rất quan trọng, nó không những là nhân tố cấu thành thể tích thân cây mà đƣờng kính còn là một nhân tố phản ánh mức độ thích hợp của một loại hình rừng trên một dạng lập địa cụ thể cũng nhƣ các biện pháp tác động.
Do vậy, để nắm bắt đƣợc quy luật sinh trƣởng về đƣờng kính (D1.3) rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng chúng tôi tiến hành nghiên cứu mối tƣơng quan giữa đƣờng kính với tuổi và biểu thị bằng một dạng phƣơng trình toán học.
Từ số liệu về đƣờng kính (D1.3) của cây giải tích kết hợp với đƣờng kính bình quân của rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng, sau khi thử nghiệm một số phƣơng trình, chúng tôi tiến hành thiết lập phƣơng trình toán học biểu thị quy luật tƣơng quan giữa đƣờng kính (D1.3) với tuổi (A) bằng phƣơng trình Schumacher: k A b e m Y . /
Hay Ln(y) = Ln(m) – b/Ak để biểu thị tƣơng quan giữa đƣờng kính với tuổi. Do bởi, chúng mô tả tƣơng đối phù hợp với quy luật sinh trƣởng về đƣờng kính cũng nhƣ đặc tính sinh học của rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng. Qua thử nghiệm, hệ số k đƣợc chọn là k=0,5 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 (phụ biểu 4), kết quả tính toán cụ thể nhƣ sau: Ln(D1.3) = 4,8723 – 7,5411/A0,5 với r = 0,99 (4.1) Hay 5 , 0 / 5411 , 7 3 , 1 130,6.e A D
và đƣợc biểu thị ở bảng và hình sau đây:
Bảng 4.3. Tƣơng quan giữa đƣờng kính với tuổi của loài Thông ba lá A (năm) D1,3_tn (cm) D1,3_lt (cm) A (năm) D1,3_tn (cm) D1,3_lt (cm) A (năm) D1,3_tn (cm) D1,3_lt (cm) 2 1.0 0.6 13 16.2 16.1 24 28.5 28.0 3 1.4 1.7 14 17.1 17.4 25 29.0 28.9 4 2.2 3.0 15 18.2 18.6 26 30.1 29.8 5 3.3 4.5 16 20.4 19.8 27 30.7 30.6 6 5.1 6.0 17 22.4 21.0 28 31.5 31.4 7 7.0 7.6 18 23.6 22.1 29 32.1 32.2 8 9.6 9.1 19 24.8 23.2 30 32.6 33.0 9 11.9 10.6 20 25.6 24.2 31 33.1 33.7 10 13.1 12.0 21 26.5 25.2 32 33.5 34.4 11 14.0 13.4 22 27.2 26.2 33 33.9 35.1
Hình 4.3. Đƣờng biễu diễn mối tƣơng quan giữa đƣờng kính (D1.3) với tuổi (A) rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng
*Nhận xét:
Từ kết quả thu đƣợc ở bảng 4.3 và hình 4.3 trên cho thấy giữa đƣờng lý thuyết và đƣờng thực nghiệm bám tƣơng đối sát nhau, với hệ số r = 0,99. Từ đƣờng cong của phƣơng trình cho thấy sinh trƣởng về đƣờng kính của rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng tăng đều theo tuổi, sinh trƣởng về đƣờng kính đang diễn ra mạng mẽ. Điều này cho thấy rừng không bị những tác động xấu từ bên ngoài vào. Ngoài ra, từ khi trồng rừng đến nay, rừng đã đƣợc nuôi dƣỡng 1 lần và tỉa thƣa 2 lần. Nhìn chung, với cƣờng độ chăm sóc và mật độ hiện tại, sự phát triển về đƣờng kính của các lâm phần này là tƣơng đối chậm. Điều này có thể đƣợc giải thích phần lớn các lâm phần nghiên cứu lập địa xấu. Nhìn vào xu hƣớng phát triển của đƣờng cong phƣơng trình cho thấy sinh trƣởng về đƣờng kính của rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng sẽ tiếp tục tăng ở những tuổi tiếp theo, kết quả này phù hợp với đối tƣợng nghiên cứu là loài cây lâu năm mọc chậm.
4.2.2. Quá trình sinh trưởng chiều cao vút ngọn (Hvn, m).
Bên cạnh đƣờng kính, chiều cao của cây rừng cũng là một nhân tố cấu thành thể tích thân cây, ngoài ra nó là một chỉ tiêu không kém phần quan trọng trong việc đánh giá khả năng sản xuất của rừng trên một dạng lập địa nhất định. Ngoài ra, trong sản xuất kinh doanh rừng chiều cao còn là một chỉ tiêu để phân chia giai đoạn sinh trƣởng và phát triển rừng, qua đó xác định thời điểm thích hợp để tác động tới rừng. Do vậy, việc nắm bắt đƣợc quy luật sinh trƣởng về chiều cao sẽ làm cơ sở cho việc đánh giá rừng và tìm ra các biện pháp tác động tới rừng nhằm tăng khả năng sản xuất của rừng.
Để thiết lập mối tƣơng quan giữa chiều cao với tuổi của rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng, chúng tôi tiến hành thu thập và tổng hợp số liệu đo đếm đƣợc từ các cây giải tích cũng nhƣ các cây cá thể trong ô tiêu chuẩn, chấm các giá trị về chiều cao ở từng tuổi lên trục tọa độ thành một mạng lƣới điểm, dựa vào quy luật phân bố các giá trị chiều cao trên để chọn dạng phƣơng trình.
Sau khi đã thử nghiệm một số dạng, chúng tôi quyết định chọn hàm
sinh trƣởng Schumacher: b Ak
e m Y . /
Hay Ln(y) = Ln(m) – b/Ak để biểu diễn mối tƣơng quan giữa chiều cao (Hvn) với tuổi (A).
Qua thử nghiệm, hệ số k đƣợc chọn là k = 0,2 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 (phụ biểu 5), kết quả tính toán cụ thể nhƣ sau: Ln(Hvn) = 7,145 – 8,1539/A0,2 với r = 0,99 (4.2) Hay 2 , 0 / 1539 , 8 . 7 , 1267 e A Hvn
Bảng 4.4. Tƣơng quan giữa chiều cao với tuổi rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng
A (năm) Hvn_tn (m) Hvn_lt (m) A (năm) Hvn_tn (m) Hvn_lt (m) A (năm) Hvn_tn (m) Hvn_lt (m) 2 1.4 1.0 13 9.8 9.6 24 17.0 16.9 3 1.8 1.8 14 10.5 10.3 25 17.6 17.5 4 2.4 2.6 15 11.0 11.0 26 18.5 18.1 5 3.2 3.4 16 11.7 11.7 27 19.2 18.7 6 3.7 4.2 17 12.8 12.4 28 19.7 19.3 7 4.2 5.1 18 13.8 13.1 29 20.2 19.8 8 5.2 5.8 19 14.5 13.7 30 20.5 20.4 9 6.3 6.6 20 15.3 14.4 31 20.9 20.9 10 7.3 7.4 21 15.6 15.0 32 21.3 21.5 11 8.2 8.1 22 16.2 15.7 33 21.5 22.0 12 9.1 8.9 23 16.5 16.3 34 21.8 22.6
Hình 4.4. Đƣờng biểu diễn mối tƣơng quan giữa chiều cao (Hvn) với tuổi (A) rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng
Nhận xét:
Từ những kết quả thu đƣợc ở trên và các chỉ tiêu thống kê cần thiết cho thấy, giữa chiều cao của rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng và tuổi có mối tƣơng quan thuận với nhau. Giữa đƣờng lý thuyết và đƣờng thực nghiệm có mối tƣơng với nhau rất chặt, với hệ số tƣơng quan r = 0,99.
Từ hình trên cho thấy sinh trƣởng về chiều cao rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng tăng đều theo tuổi. Với xu hƣớng phát triển của đƣờng cong phƣơng trình cho thấy sinh trƣởng về chiều cao của rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng tiếp tục tăng mạnh ở những tuổi tiếp theo, kết quả này phù hợp với đối tƣợng nghiên cứu là loài cây có chu kỳ kinh doanh dài và sinh trƣởng chậm.
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 loài Thông 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 ô 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 tôi không đi sâu vào việc mô hình hóa quy luật tăng trƣởng của rừng Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng bằng các phƣơng trình toán 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. Quá 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 quân về đƣờng kính (D1.3) ở các tuổi. Lƣợng tăng trƣởng thƣờng xuyên đƣờng kính hàng năm của rừng trồng Thông ba lá đƣợc trình bày bằng các bảng và đồ thị sau.
Bảng 4.5. Tăng trƣởng đƣờng kính (ZD1.3) hàng năm rừng Thông 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 Thông ba lá trồng tại Huyện Đơn Dƣơng.
Nhận xét:
Từ kết quả tính toán ở bảng 4.5 và hình 4.5 trên cho thấy tăng trƣởng về đƣờng kính của loài Thông 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 Thông ba lá trồng tại khu vực nghiên cứu (phƣơng trình 4.1), chúng tôi 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 Thông ba lá
Hình 4.6 biểu thị quy luật chung về mối tƣơng quan giữa quy luật tăng trƣởng hàng năm và bình quân 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 quân 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 mô 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 ô tiêu chuẩn. Qua tính toán, 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.
Ngoài 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 tôi 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 quân chung về chiều cao đạt giá trị ở giai đoạn cây rừng 11 – 13 tuổi; đây chính là thời điểm giá trị Z
= ∆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 loài Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng.
4.4.1. Hình số (f) của loài Thông 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 còn 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 loài cây, nó không phụ thuộc vào tuổi cây và kích thƣớc của cây, mà chỉ phụ thuộc vào đặc tính di truyền và vùng sinh trƣởng. Còn 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 loài Thông ba lá trồng tại huyện Đơn Dƣơng, làm cơ sở cho việc tính toán thể tích cây đứng và trữ lƣợng rừng.
Từ số liệu thu thập ở các cây giải tích sau khi xử lý, chúng tôi tính toán hình số bình quân của loài Thông ba lá theo công 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 loài Thông 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