6. Cấu trúc luận án
1.2. Những nghiên cứu ở Việt Nam
1.2.1. Nghiên cứu sinhtrưởng, tăng trưởng của cây rừng và lâm phần
Ở Việt Nam, Vũ Đình Phương (1975) [60], Nguyễn Ngọc Lung và cs (1999) [50] lần đầu tiên nghiên cứu một cách có hệ thống các quy luật sinh trưởng, năng suất, sản lượng rừng cây mọc nhanh, áp dụng cho Thông ba lá bằng phương pháp mô hình hoá,
đã lập các bảng biểu dự đoán sinh trưởng, sản lượng không phải bằng số mà bằng một chương trình trên máy tính với đầu vào là cấp đất và tuổi còn đầu ra là các chỉ tiêu mà chủ rừng quan tâm như: Tuổi tỉa thưa, năng suất, phẩm chất, tuổi khai thác chính...
Quá trình phát triển của khoa học tăng trưởng và sản lượng rừng có thể được khái quát thành 2 phương hướng chính:
- Đo lặp các chỉ tiêu sinh trưởng trong các ô định vị đại diện cho các lâm phần
nghiên cứu để biết cả quá trình phát sinh, phát triển, già cỗi, tiêu vong. Phương hướng này có độ chính xác cao nhưng đòi hỏi tốn kém nhiều thời gian, công sức.
- Giải tích thân cây đại diện cho mỗi lâm phần khác nhau về các nhân tố cần
nghiên cứu, để có số liệu tăng trưởng đầy đủ từ khi trồng. Phương pháp này ngày càng được cải tiến, hoàn thiện để có kết quả trong một thời gian ngắn, khi đó phương hướng thứ nhất được sử dụng lâu dài hơn làm đối chứng và để kiểm tra.
Trong thực tiễn các nhà lâm nghiệp khi nghiên cứu tăng trưởng, sản lượng rừng đã thường xử lý khác nhau. Thứ nhất, là cách xác định dãy phát triển tự nhiên
để đặt ô tiêu chuẩn đại diện. Thứ hai, là phương pháp thu thập và xử lý số liệu, các
phương pháp đều tính toán các chỉ tiêu tăng trưởng như lượng tăng trưởng thường
xuyên Zt, suất tăng trưởng Pt%, lượng tăng trưởng bình quân chung t theo con số đứt quãng với khoảng thời gian là 5, 10 hoặc 20 năm. Thứ ba, ngày nay phương pháp
mô hình hoá sinh trưởng rừng và năng suất rừng trong vòng 20 năm qua đang khắc
phục được các nhượcđiểm đã nêu. Phương pháp thứ ba có các đặc điểm sau đây:
Có thể kiểm tra độ chính xác của hàm số đặc trưng sinh trưởng, đây là điểm
xuất phát ban đầu mô hình hoá quá trình sinh trưởng.
Tất cả các chỉ tiêu tăng trưởng nói trên được tính toán bằng phương pháp giải
tích từ hàm sinh trưởng, tránh được mọi sai số do phân cấp thời gian, nắn tròn số lẻ, hoặc các sai số do sử dụng công thức gần đúng.
Việc biểu thị các chỉ tiêu tăng trưởng và năng suất rừng, thậm chí cả biểu sản lượng là biểu quan trọng nhất để dự báo năng suất sản lượng cũng ở dạng mô hình bằng một chương trình phù hợp. Điều đó cho phép thu được đầy đủ nhất những
thông tin mong muốn chi tiết khi biến số thời gian là một vô cùng bé, do đó đảm
bảo tính liên tục của quá trình sinh trưởng.
Ander.D (1980) [80],trên cơ sở 102 cây giải tích tại Đà Lạt, đã lập một biểu đánh giá năng suất bình quân trên ha cho lâm phần chuẩn phụ thuộc chiều cao bình quân, trong đó quan trọng nhất là lượng gỗ lớn xuất khẩu được tính toán tại tuổi
khai thác chính cho tất cả các điều kiện lập địa mà không phân chia lại cấp đất, đó là nhược điểm của biểu duy nhất lập cho Thông ba lá Tây Nguyên. Nguyễn Ngọc
Lung và cs (1989) [50], đã tiến hành lập biểu cấp đất cho Thông ba lá ở Tây Nguyên.
đây được xem là cơ sở để xây dựng mô hình sinh trưởng và sản lượng rừng thông. Vũ Tiến Hinh và cs (1996) [26], khi lập biểu quá trình sinh trưởng KLT đã lập
biểu cấp đất với chỉ tiêu phân chia cấp đất là chiều cao bình quân của 20% số cây có đường kính lớn nhất trong lâm phần. Với KLT, tổng tiết diện ngang của 20% số cây có đường kính lớn nhất trong lâm phần chiếm từ 34 đến 35 % tổng tiết diện ngang
lâm phần, như thế tương ứng với tổng tiết diện ngang của một cấp kính khi lâm
phần được chia thành 3 cấp có tổng tiết diện ngang bằng nhau. Từ đó, h0 vàchiều
cao của cây có tiết diện bình quân của cấp kính thứ 3 (h3) sẽ xấp xỉ nhau. Qua kiểm
tra quan hệ giữa h0 với h3 cho thấy hệ số tương quan là rất chặt r bằng 0,9996, tham số a không tồn tại, tham số b bằng 1. Như vậy, về lý luận và thực tế cho phép dùng h3 thay cho h0.
Khi xây dựng mô hình trữ lượng cho loài KLT tác giả đã lựa chọn mô hình: lnM = a0 + a1.lnh0 + a1.lnN (1.4)
Phương trình có hệ số tương quan rất chặt, từ đó tác giả đưa ra kết luận: Ngoài nhân tố h0 và N có thể bỏ qua các nhân tố khác khi xác định M cho các lâm phần
KLT. Mô hình tổng diện ngang và mô hình tổng diện tích tán lâm phần đều được
tác giả xác định thông qua h0 và mật độ của lâm phần. Từ kết quả xây dựng các mô
Bùi Việt Hải (1996) 23, khi nghiên cứu sinh trưởng KLT ở miền Đông Nam
Bộ đã rút ra kết luận: Mật độ trồng rừng khác nhau có ảnh hưởng không rõ đến sinh trưởng đường kính và chiều cao, nhưng có ảnh hưởng rõ đến sinh trưởng của đường
kính tán khi qua tuổi 5. Các loại đất khác nhau có ảnh hưởng đến sinh trưởng D, H. Mô hình sinh trưởng về D, H và Dtđều có thể vận dụng hàm Shumacher bằng cách thay đổi hệ số k khác nhau. Có thể chọnk = 0,25 – 0,35 cho hàm sinh trưởng D, Dt, k = 0,6-0,8 cho hàm sinh trưởng H. Các hàm sinh trưởng là đường cong tăng và
tăng nhanh ngay từ những năm đầu, mang đặc tính chung của các loài cây ưa sáng. Trịnh Đức Huy (1988) 45, khi nghiên cứu quy luật sinh trưởng rừng Bồ đề
vùng nguyên liệu giấy đã kết luận:
- Sinh trưởng chiều cao ít phụ thuộc mật độ. Hàm sinh trưởng chiều cao theo
tuổi có độ chính xác cao nhất là dạng hàm Gompertz.
- Sinh trưởng đường kính bình quân và trữ lượng rừng Bồ đề cũng chịu ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái như trên và thêm nhân tố mật độ rừng.
Kiều Thanh Tịnh (2001) 72, nghiên cứu quan hệ giữa diện tích sinh trưởng
của cây Keo lai với một số nhân tố điều tra tại Trị An – Đồng Nai đã xác lập quan
hệ Zv với diện tích dinh dưỡng theo hàm tăng trưởng của Thomasius.
Trần Hậu Huệ (1995) 37, nghiên cứu sinh trưởng của KLT tại lâm trường Trị
An tỉnh Đồng Nai, đã sử dụng hàm Schumacher để mô phỏng quy luật sinh trưởng đường kính và chiều cao. Võ Đại Hải (2007) [21],đã điềutra đánh giá năng suất và
sinh trưởng của các loài cây trồng rừng chủ yếu trên các dạng lập địa, làm cơ sở đề suất
biện pháp lâm sinh cho trồng rừng phục vụ mục tiêu kinh doanh gỗ lớn và cho suất
khẩu. Phùng Ngọc Lan (1986) [48], đã nghiên cứu quy luật sinh trưởng của Thông đuôi ngựa và Mỡ tại Hữu Lũng Lạng Sơn.
Tóm lại. Những công trình nghiên cứu về sinh trưởng cũng như các hàm toán
học mô tả quy luật sinh trưởng của cây rừng và lâm phần rất phong phú và đa dạng. Tuỳ từng loài cây, điều kiện cụ thể mà có thể sử dụng các hàm toán học khác nhau để mô tả quy luật sinh trưởng. Với loài cây KLT ở các tỉnh miền Trung và khu vực Đông Nam Bộ các tác giả đều sử dụng hàm Schumacher để mô tả quy luật sinh trưởng. Đây sẽ là cơ sở để vận dụng nghiên cứu quy luật sinh trưởng KLT trồng
1.2.2. Nghiên cứu về cấp đất
Kế thừa phương pháp nghiên cứu của các tác giả đi trước, năm 1971 Vũ Đình Phương đã tiến hành lập biểu cấp đất đầu tiên cho rừng Bồ đề. Tác giả sử
dụng quy luật sinh trưởng chiều cao bình quân cộng để phân chia thành 3 cấp đất theo phương pháp phân cấp tương đối.
Vũ Nhâm (1988) [56], đã dùng hàm Korf để lập biểu cấp đất tạm thời cho
rừng Thông đuôi ngựa vùng Đông Bắc, tác giả xây dựng mô hình tăng trưởng chiều cao để phân chia cấp đất.
Trịnh Đức Huy (1988) 45, đã sử dụng hàm Gompertz để phân chia cấp đất
cho rừng Bồ đề vùng Trung tâm ẩm Bắc Việt Nam. Chỉ tiêu được chọn để phân chia
cấp đất là chiều cao bình quân cộng, bằng phương pháp Affill tác giả đã phân chia rừng Bồ để thành 5 cấp.
Vũ Tiến Hinh và cs (2000) [28], thử nghiệm các hàm sinh trưởng của Korf, Schumacher, Gompertz và Verhull, cuối cùng tác giả đã dùng hàm Korf để mô tả
quy luật sinh trưởng chiều cao bình quân tầng ưu thế làm cơ sở phân chia cấp đất
cho ba loài cây: Sa mộc, Thông đuôi ngựa, Mỡ ở các tỉnh phía Bắc và Đông Bắc
Việt nam.
Vũ Tiến Hinh và cs (1996, 2003a) [26] [31], đã sử dụng phương trình suất tăng trưởng về chiều cao để lập biểu cấp đất cho rừng KLT và Quế.
Nguyễn Trọng Bình (1996) 2, trên cơ sở lý thuyết hàm ngẫu nhiên đã nghiên cứu mối quan hệ giữa kỳ vọng toán và phương sai cho ba loài cây: Thông đuôi
ngựa, Thông nhựa, Mỡ của từng đại lượng sinh trưởng D, H ở các thời điểm khác
nhau của lâm phần. Đây là những cơ sở quan trọng để phân chia cấp năng suất và lập biểu cấp đất cho ba loài cây nói trên.
Nguyễn Thị Bảo Lâm (1996) 49, đã lập biểu cấp đất cho Thông đuôi ngựa vùng Đông Bắc. Bảo Huy (1995a) [42], lập biểu cấp đất cho rừng Tếch ở Đắc Lắk.
Hoàng Xuân Y (1997) 79, đã sử dụng hàm Schumacher để mô tả quy luật sinh trưởng chiều cao làm cơ sở phân chia cấp đất cho rừng Mỡ vùng nguyên liệu giấy.
Bùi Việt Hải (1996) [22], khi nghiên cứu sinh trưởng của lâm phần KLT tại
không lớn thì rõ ràng sự tăng lên của tổng tiết diện ngang tuỳ thuộc trực tiếp vào sinh
trưởng đường kính của cây và điều này lại phụ thuộc vào điều kiện lập địa. Mức độ
chênh lệch về tổng tiết diện ngang giữa các cấp đất là rất rõ rệt, trung bình giữa cấp đất
I và cấp đất III chênh lệch xấp xỉ 2 lần. Trong điều kiện cùng cấp mật độ và cùng tuổi,
lượng tăng trưởng bình quân chung ở cấp đất I lớn gấp 2,5 lần so với cấp đất III, tuy nhiên ở cùng một cấp đất thì chênh lệch về lượng tăng trưởng bình quân chung giữa hai
cấp mật độ nhỏ hơn nhiều. Như vậy, trữ lượng rừng trồng ở một tuổi nào đó thay đổi rất
lớn tuỳ thuộc vào mật độ hiện tại và điều kiện đất trồng.
Từ những kết quả nghiên cứu trên đây của các tác giả, nhận thấy rằng chiều
cao của lâm phần ở tuổi xác định là chỉ tiêu biểu thị tốt cho sức sản xuất của lâm
phần. Trong các loại chiều cao bình quân thì chiều cao bình quân tầng ưu thế có ưu điểm là ít chịu ảnh hưởng của biện pháp kinh doanh. Do vậy, chiều cao bình quân tầng ưu thế được các tác giả sử dụng nhiều hơn cả. Điểm qua một số công trình nghiên cứu của các tác giả trong nước với đối tượng rừng trồng ở nước ta, thấy rằng
các hàm toán học được các tác giả vận dụng để mô tả quy luật sinh trưởng chiều cao làm cơ sở phân chia cấp đất là các hàm: Schumacher, Korf, Gompertz, Verhull… Những kết quả nghiên cứu trên đây của các tác giả sẽ là cơ sở để lựa chọn chỉ tiêu phân chia cấp đất, lựa chọn hàm toán học mô tả quy luật sinh trưởng chiều cao của
lâm phần KLT trong nghiên cứu của mình.