Keo tai tượng cũn cú tờn khỏc là Keo lỏ to, Keo lỏ mỡ, tờn khoa học là
Acacia mangium Wild, thuộc bộ đậu (Leguminoceae) họ phụ trinh nữ
(Mimosoideae).
Keo tai tượng là loài cõy sinh trưởng nhanh, được trồng trờn cỏc vựng đất rừng du canh bỏ hoỏ, bị cỏ tranh xõm lấn và rừng sau khai thỏc ở vựng nhiệt đới ẩm. Là loài cõy gỗ thõn lớn, cú chiều cao đạttới 30 m với trục thõn thẳng tới trờn 1/2 chiều cao cõy, song ớt thấy cõy cú đường kớnh trờn 60 cm. Trờn cỏc lập địa khắc nghiệt, nú chỉ cao 7- 10 m, cú khi cũn thấphơn và cõy cho bộlỏ vàng vọt, khụng cú sứcsống. Là loài cõy tỏi sinh rất mạnh và thuộc vào một trong số cỏc loài cõy mọc nhanh của rừng nhiệt đới. Do khụng thấy nhiều ở tầng tỏn cao của rừng thường xanh nờn người ta cho rằng cõy cú tuổi thọngắn, chỉkhoảng30 –50 năm.
Lỏ rấtrộngbản, rộngtới 5 –10 cm và dài tới 25 cm, lỏ cú màu lụcsẫm và thường cú 4 (đụi khi 3)đườnggõn.
Cú phõn bốtự nhiờn dọc theo ranh giới của vựng nhiệt đới núng vàẩm. Lượng mưa bỡnh quõn năm từ 1500 – 3000 mm. Cõy thường gặp ở ven biển bắc Queensland, ễxtrõylia kộo dài sang Papua New Guinea và Irian Jaya của Inđụnờxia. Phõn bốgiữacỏc vĩ độ 1 và 180Nam, trờn cỏcđộ cao từ mựcnước biển tới 1800 m, song chủyếu là 0 –300 m. Nhu cầu khớ hậu của loài ở Việt
Lượngmưa bỡnh quõn năm: 1300–2500 mm; Chế độmưa: mưa mựa hố; Chiềudài mựa khụ: 0–6 thỏng; Nhiệt độtối đa bỡnh quõn củathỏng núng nhất: 28–350C; Nhiệt độtối thiểubỡnh quõn thỏng lạnh nhất: 10–220C; Nhiệt độbỡnh quõn năm: 22–280C.
Theo Viện Hàn lõm Khoa học Quốc gia Mỹ (NAS, 1983), lỏ Keo tai tượng cú thể làm thức ăn chăn nuụi. Là loài cõy cho gỗ củi tốt ở Fiji, đặc biệt trờn cỏc lập địabịxúi mũn mạnh. Gỗdễ xẻ, mặt gỗphẳngnhẵndễ đỏnh búng, gỗ rất bền đối với thời tiết. Cú thể dựng làm đồ gỗ, làm nhà, làm bột giấy cú chấtlượng cao.
Là loài cõy cố định đạm, tạo cộng sinh ở rễ vớinấmThelephora, tỏn lỏ dày nờn Keo tai tượng cú tỏc dụng che phủ đất và cải tạo đất tốt. Tại Sabah, Malaixia cõy cũnđược dựngđểche búng cho cõy cacao.
Cú khoảng 70.000 – 90.000 hạt trờn mỗi kg. Trước khi gieo, hạt được xử lý nướcsụi để kớch thớch này mầm. Cõy mầm được 3 lỏ thỡ cú thể cấy vào bầu. Khi cõy con cao 25 – 30 cmở vườn ươm thỡ cú thể đem trồng. Cõy sinh trưởng chậm nếu nhiệt độ bỡnh quõn thỏng thấp hơn 170C. Rễ ăn nụng nhưng khoẻ, phần lớn rễ tập chung ở 28 cm tầng mặt. Cỏc rễ tầng mặt cũng sinh trưởng rấtnhanh, cõy 7 thỏng tuổicú rễbờn dài tới3 m, do vậyngườita cú xu hướng cuốc hố rộng hơn cho cõy trồng (40 x 40 x 30 cm). Khả năng chống chịu giú bóo kộm hơn keo lỏ tràm. Nhiệt độ thấp và sương giỏ cú thể làm cõy con bịchết.
Khi được trồng trờn cỏc lập địa khụ cằn nước ta, cõy thường sinh trưởng kộm và rỗngruột. Cõy sinh trưởng đặcbiệt tốt ở vựng mưa nhiều như ở Hàm Yờn (Tuyờn Quang) và ở phớa Nam. Vào mựa mưa ở vựng Bầu Bàng
(Bỡnh Phước), chỉ cần gạt lớp lỏ che đất là cú thể thấy cỏc nốt sần rễ nổi trờn bề mặt. Khu khảo nghiệm ở Phỳ Tõn (Phạm Thế Dũng, 1996) cho thấy tăng trưởng cú thể đạt 29 m3/ha/năm và tại Mó Đà (Đồng Nai) là trờn 30 m3/ha/năm ở40 thỏng tuổi đối vớixuấtxứ Oriomo.
2.1.2. Đặc điểm tự nhiờn khu vực nghiờn cứu
Huyện Hàm Yờn, tỉnh Tuyờn Quang, cỏch thị xó Tuyờn Quang 37 km về phớa Bắc, độ cao khoảng 80m so với mực nước biển. Theo số liệu của Trạm khớ tượng Hàm Yờn, nhiệt độ trung bỡnh là 230C với trung bỡnh tối cao là 27,70C và trung bỡnh tối thấp là 19,20C, độ ẩm 87,0 %. Lượng mưa trung bỡnh năm là 1.800 - 2.200 mm, tập trung chủ yếu vào mựa núng từ thỏng 5- 8. Mựa lạnh (từ thỏng 11 đến thỏng 3 năm sau) thường cú xuất hiện sương muối.
Đất ở khu vực nghiờn cứu là đất Feralit vàng nõu phỏt triển trờn đỏ mẹ phiến thạch sột, độ sõu tầng đất trung bỡnh từ 30 – 80 cm, pH (KCl) bằng 3,7- 3,8. Hàm lượng đạm và cacbon trung bỡnh, lõn dễ tiờu nghốo. Đất cú cấu tượng tốt, thành phần cơ giới trung bỡnh.
Túm lại, điều kiện đất đại khớ hậu vựng Hàm Yờn, Tuyờn Quang khỏ thớch hợp với điều kiện sinh thỏi của Keo tai tượng, tầng đất sõu, hàm lượng mựn cao. Đõy là vựng cú rất nhiều tiền năng để phỏt triển trồng cõy nguyờn liệu giấy đặc biệt là cỏc loài keo. Chớnh vỡ vậy, đõy là một trong những vựng trung tõm trồng rừng Keo tai tượng ở nước ta hiện nay.
2.1.3. Đặc điểm của rừng Keo tai tượng ởkhu vực nghiờn cứu
Keo tai tượng được đưa vào trồng tại Tuyờn Quang từ những năm 1980. Chođến nay, tại Hàm Yờn núi riờng và Tuyờn Quang núi chung Keo tai tượng là loài cõy trồng được ưu tiờn và đó được trồng với diệntớch tương đối lớn. Hầuhếtcỏc diệntớch trồng Keo tai tượngnhằmcung cấpnguyờn liệucho
Ở khu vực nghiờn cứu, những lõm phần Keo tai tượng thường là trồng thuần loàiđều tuổi, tập chung tuổi từ 1–11, trồngbằng cõy con cú bầu, theo quy trỡnh kỹ thuật trồng và chăm súc rừng của Tổng cụng ty giấy Việt Nam ban hành, mật độ trồngban đầu từ 1111–1666 cõy/ha và trong quỏ trỡnh nuụi dưỡng thườngkhụng tỉathưa.
2.2. Mục tiờu nghiờn cứu
- Về lý luận: Gúp phần làm sỏng tỏ thờm cỏc mụ hỡnh cấu trỳc, sinh trưởng và hỡnh dạng cho đốitượng rừng trồng Keo tai tượng trong khu vực để làm cụng cụdự đoỏn phụcvụcho điềutra và đỏnhgiỏ trữ lượng, sản lượng.
- Về thực tiễn: Ứngdụngcỏc mụ hỡnh cấu trỳc, sinh trưởngvà hỡnh dạng để xõy dựng phương phỏp dự đoỏn trữ lượng, sản lượng rừng Keo tai tượng tạikhu vựcHàm Yờn –Tuyờn Quang.
2.3. Phạm vi và giới hạn của đề tài
- Đối tượng nghiờn cứu: Đốitượng nghiờn cứu là những lõm phần Keo tai tượng trồng thuần loài đều tuổi từ tuổi 1 đến tuổi 11. Đề tài chỉ tập trung nghiờn cứucỏc lõm phần từtuổi3đến tuổi 11 và chưa qua tỏcđộng bằng biện phỏp tỉathưa.
- Về vựng nghiờn cứu: Những vựng phõn bố tập trung và đặc trưng cho đốitượng nghiờn cứu ở khu vựcHàm Yờn–Tuyờn Quang
- Nội dung nghiờn cứu: Xõy dựng cỏc quy luật cấu trỳc, cỏc mụ hỡnh sinh trưởng và hỡnh dạng rừng Keo tai tượng và đưa ra một số trường hợp vận dụng làm cơ sở cho việc nghiờn cứu sõu vào xỏc định trữ sản lượng cỏc lõm phần rừng trồng trong khu vực.
Chương 3
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU 3.1. Nội dung nghiờn cứu
3.1.1. Nghiờn cứu cỏc quy luật cấu trỳc và xõy dựng cỏc mụ hỡnh cấu trỳc loàiKeo tai tượng
3.1.1.1. Quy luậtphõn bốsốcõy theođường kớnh ngang ngực(N-D) 3.1.1.2. Quy luậtphõn bốsốcõy theo chiềucao (N-H)
3.1.1.3. Quy luậttương quan giữachiềucao vàđường kớnh thõn cõy (H/D) 3.1.1.4. Quy luật tương quan giữa đường kớnh tỏn và đường kớnh ngang ngực (Dt/D1.3)
3.1.1.5. Quy luật tương quan giữa thể tớch thõn cõy khụng vỏ với đường kớnh và chiềucao thõn cõy (Vkv/D1.3/Hvn)
3.1.1.6. Quan hệ giữa hỡnh số thường (f1.3) với đường kớnh và chiều cao thõn cõy.
3.1.2. Nghiờn cứu xõy dựng phương trỡnh đường sinh thõn cõy
3.1.3. Nghiờn cứu quy luật sinh trưởng và xõy dựng một số mụ hỡnh sinh
trưởng rừng Keo tai tượng
3.1.3.1. Nghiờn cứu quy luật sinh trưởng cõy cỏ lẻ
a. Nghiờn cứuquy luật sinh trưởng đườngkớnh theo tuổi b. Nghiờn cứuquy luậtsinh trưởng chiều cao theo tuổi
c. Nghiờn cứuquy luật sinh trưởng thểtớch thõn cõy theo tuổi
3.1.3.2. Nghiờn cứu quy luật sinh trưởng lõm phần
a. Quỏ trỡnh sinh trưởng đườngkớnh lõm phần b. Quỏ trỡnh sinh trưởng chiều cao lõm phần
3.1.4. Vận dụng cỏc quy luật cấu trỳc, sinh trưởng và hỡnh dạng để dự đoỏn trữ sản lượng rừng Keo tai tượng
3.1.4.1. Xỏcđịnh f1,3 thõn cõyđứngloàiKeo tai tượng
3.1.4.2. Xõy dựngcụng thứcxỏcđịnh thể tớch cõyđứng Keo tai tượng 3.1.4.3. Dự đoỏn tỷ lệ % số cõy và thể tớch theo kớch cỡ D1.3 và Hvn 3.1.4.4. Xỏc định trữ lượng lõm phần theo tuổi
3.1.4.5. Lậpbiểuthểtớch
3.1.4.6. Dự tớnh tuổi thành thục số lượng cho loài Keo tai tượng tại Hàm Yờn qua cỏc phương trỡnh sinh trưởng thể tớch cõy cỏ lẻ và lõm phần
3.2. Phương phỏp nghiờn cứu
3.2.1. Quan điểm phương phỏp luận
Phương phỏp luận nghiờn cứu: nghiờn cứu phải đảm bảo tổng hợp và toàn diện, triệt để ỏp dụng cỏc phương phỏp định lượng toỏn học chớnh xỏc trờn cơ sở phản ỏnh trung thực cỏc quy luật sinh vật học của cõy và lõm phần.
Trờn quan điểm nghiờn cứu ứng dụng vào sảnxuấtkinh doanh rừng, nờn khi nghiờn cứucầnthiếtphải cú sự kếthừanhữngthành quảcủa cỏc tỏc giả đi trước làm cơ sở lựa chọn những dạng toỏn học thớch hợp, đảm bảo độ chớnh xỏc cho phộp vàđơn giảnkhi ỏp dụng.
3.2.2. Phương phỏp thu thậpvà xửlý sốliệu
-Phương phỏp thu thập số liệu:
+ Sử dụng phương phỏpđiềutra điển hỡnh ở cỏc lõm phần Keo tai tượng sau khiđó điềutra tổngquỏt cỏc lõm phầnkhỏc nhau về tỡnh hỡnh sinh trưởng và hoàn cảnhsinh thỏi.
+ Số liệu thu thập trờn cỏc ụ tiờu chuẩn (ễTC) điển hỡnh với diện tớch 1500 m2. Mỗi tuổi điều tra 2 ễTC (từ tuổi 3 đến tuổi 11), như vậy tổng số ễTC cần điềutra là 18. Trờn mỗi ễTC này tiếnhành đođếm cỏc chỉtiờu: Đo D1.3toàn diện,đo Hvnvà Dt ≥50 cõy tươngứng.
+ Trờnđốitượng rừng ởtuổi10, lựachọn16 cõy theo phương phỏp ngẫu nhiờn để tiến hành giải tớch. Chia thõn cõy thành 10 đoạn bằng nhau và kẹp kớnh ở vị trớđường kớnh cú vỏvà khụng cú vỏ ởmỗi phõn đoạn. Cõy giải tớch được chặt ngả phõn đoạn1 một, cưa thớt đếm vàđođường kớnh vũng năm để xỏcđịnh cỏcđại lượng sinh trưởng(D, H, V) cho từng tuổi. Ngoài ra, cưa thớt đếmvàđo vũng năm tại vịtrớđườngkớnh 1,3 một.
+ Kế thừa cỏc số liệu cú liờn quan đến đề tài như: Điều kiện tự nhiờn, kinh tế, xó hội, đất đai, sõu bệnhhại...
-Phương phỏp xử lý số liệu:
+ Dựng toỏn sinh học làm cụng cụ ỏp dụng vào xử lý, phõn tớch, kiểm nghiệm, lựachọn, mụ hỡnh húa cỏc quỏ trỡnh sinh trưởng, quy luật cấu trỳc và hỡnh dạng của cõy và lõm phần.
+ Tài liệu đo đếm trước khi đưa vào phõn tớch được sàng lọc số liệu thụ bằng phầnmềm SPSS. Ngoài ra,để kiểm tra khả năng gộp sốliệu cỏc ễTCở những vị trớ khỏc nhau nhưng cựng một tuổi, đề tài sử dụng tiờu chuẩn tiờu chuẩnMann & Whitneyđối vớitrường hợphai mẫu.
+ Sốliệu đođếmtrờn cỏc ễTCđược tiếnhành chỉnh lý và tớnh toỏn tổng hợp cỏc nhõn tố điều tra cơ bản từng ễTC và tổng hợp lại theo từng tuổi cho toàn bộ đốitượngnghiờn cứu.
3.2.3. Phương phỏp nghiờn cứu một số quy luật cấu trỳc lõm phần
Vận dụng hàm phõn bố Weibull để mụ tả qui luật cấu trỳc N-D, N-H rừng Keo tai tượng. Sở dĩ sử dụng phõn bố Weibull để nghiờn cứu vỡ đõy là phõn bố xỏc suất cho phộp mụ phỏng phõnbố thực nghiệm cú dạng giảm, lệch trỏi, lệch phải và đối xứng. Đõy cũng là dạng hàm được cỏc tỏc giả lựa chọn đểmụ phỏngphõn bốN-D, N-H, N-Dt cho cỏc loài cõy rừng trồng mọc nhanh ởnướcta.
Phõn bố Weibull là phõn bố xỏc xuất của biến ngẫu nhiờn liờn tục với miền giỏ trị (0 đến +). Hàm mật độ cú dạng: X e X X F( ) . . 1 . (3.1) Trong đú: và là hai tham số của phõn bố Weibull. Khi cỏc tham số của Weibull thay đổi thỡ dạng đường cong phõn bố cũng thay đổi theo. Tham sốđặc trưng cho độ nhọn, tham sốđặc trưng cho độ lệch của phõn bố.
Nếu = 1 phõn bố cú dạng giảm;
=3 phõn bố cú dạng đối xứng;
>3 phõn bố cú dạng lệch phải;
<3 phõn bố cú dạng lệch trỏi.
Sốliệu sau khi được chỉnhlý và chia tổghộp nhúm, tiến hành lậpbảng tớnhđểnắn phõn bốtheo hàm Weibull (xem phụbiểu01).
3.2.3.2. Quy luật tương quan củamột sốnhõn tố điềutra
Quy luật tương quan giữachiềucao vàđườngkớnh:
Phương trỡnh toỏn học biểu diễn mối liờn hệ giữa chiều cao và đường kớnh rất đa dạng. Với số liệu thu thập được giữa D1,3 và Hvn ta cần so sỏnh và lựa chọn một dạng liờn hệ nào đú tốt nhất. Trongkhuụn khổ đề tài vớisự trợ giỳp củaphần mềm SPSS 11.5 for Windows, đềtài chỉtiến hành mụ phỏng theo một số dạng sau đõy:
Hàm Logarithmic (LN): Y = a + b.lnX (3.2) Hàm Parabol bậc2 (QUA): Y = a0+ a1.X + a2.X2 (3.3) Hàm Power (POW): Y = a.Xb (3.4) Hàm Compound (COM): Y = a.bX (3.5) Từ dạng quan hệ tốt nhất chọn được lập cho từng ụ tiờu chuẩn, làm cơ sở xỏc định cỏc loại chiều cao bỡnh quõn.
Quan hệ giữa đường kớnh tỏn với đường kớnh ngang ngực: Quan hệ nàyđược mụ phỏng theo phương trỡnhđườngthẳng:
Dt= a + b.D1,3 (3.6) Dựa vào quan hệ này xỏc định tỏn lõm phần thụng qua phõn bố N-D
Quy luật tương quan giữathể tớch thõn cõy khụng vỏvới đườngkớnh và chiềucao thõn cõy:
Cũng tương tự cỏc nhõn tố điều tra khỏc, giữa thể tớch thõn cõy khụng vỏ với đường kớnh và chiều cao thõn cõy tồn tại mối liờn hệ với nhau. Đề tài sẽ thử nghiệmmột vài dạng phương trỡnh sau:
V = a + b.D2.H (3.7)
V = a + b.H + c.D2.H (3.8)
V = a.Db.Hc (3.9)
V = a + b.D2.H (3.10) Từ dạng phương trỡnh chọn đượccú thể xỏcđịnhthểtớch từng cõy cỏ lẻ Keo tai tượnghoặclõm phầntạikhu vựcnghiờn cứu.
Quan hệ giữa hỡnh số thường (f1.3) với đường kớnh và chiều cao thõn cõy: Từ cỏc nghiờn cứu của cỏc tỏc giả đi trước, đề tài sẽ thử nghiệm một số
- Quan hệgiữaf1,3với d:
f1,3 = a+ b/d21,3 (3.11) - Quan hệgiữaf1,3với d và h:
f1,3= a + b/d21,3.hvn (3.12) - Quan hệgiữahỡnh cao (hf1,3) với chiềucao (h):
hvn.f1,3= a + b.hvn (3.13) - Xuất phỏt từ kinh nghiệmcủacỏc tỏc giả đi trước cho rằng: giữa hỡnh cao và chiều cao cõy rừng cú quan hệ theo dạng (3.13), giữa chiều cao và đườngkớnh cõy rừng cú quan hệ vớinhau theo dạng(3.2). Từ đúsuy ra:
hvnf1,3= a + b.[a’ + b’.ln(d1,3)]
hvnf1,3= a + b.a’ + b.b’.ln(d1,3)
hvnf1,3= a0+ a1.ln(d1,3). Với: a0= a + b.a’ v à a1= b.b’
Từ phõn tớch trờn, đề tài thử nghiệm dạng quan hệ giữa hỡnh cao (hf1,3) với đường kớnh (d1,3) theo dạngsau:
hvn.f1,3= a + b.ln(d1,3) (3.14)
3.2.3.3. Phương phỏp nghiờn cứumối quan hệcủa cỏc nhõn tố điềutra
Căncứvào biểu đồthựcnghiệm, lựa chọndạng phương trỡnh lý thuyết. Cỏc phương trỡnh phi tuyến được chuyển về dạng tuyến tớnh. Dựng phương phỏp bỡnh phương bộ nhất để ước lượng cỏc tham số. Tớnh toỏn cỏc chỉ tiờu thống kờ như: hệ số tương quan (R) hoặc hệ số xỏc định (R2), sai tiờu chuẩn hồi quy (Hy/x)… Kiểmtra tồn tại cỏc tham số, hệ sốtương quan và dạng quan hệ bằngcỏc tiờu chuẩnF củaFisher, tiờu chuẩnt của Studentởmứcý nghĩa