6. Cấu trúc luận án
1.2.3.Nghiên cứu về lập biểu sản lượng
Kế thừa và vận dụng có chọn lọc và sáng tạo các phương pháp lập biểu sản lượng của các tác giả trên thế giới, ở Việt Nam các tác giả sử dụng một số mô hình
sau để lập biểu sản lượng: Mô hình mật độ lâm phần; Mô hình sinh trưởng cây bình quân; Mô hình tổng tiết diện ngang; Mô hình trữ lượng lâm phần (Vũ Tiến Hinh và cs 1998, 2003, 2012) [30] [32] [36].
- Mô hình mật độ lâm phần:Để xác định mật độ tối ưu, các tác giả quan niệm, khi tổng diện tích tán cây trên 1 ha trong lâm phần bằng 10.000m2 là các cây rừng
trong lâm phần tận dụng tối đa không gian dinh dưỡng. Nguyễn Ngọc Lung, Đào Công Khanh đã thiết lập mô hình sinh trưởng của diện tích tán cây sinh trưởng trung bình với
dựng mô hình quan hệ giữa tổng diện tích tán lâm phần với chiều cao, đường kính và mật độ lâm phần hoặc có thể một, hai trong ba chỉ tiêu này và trên cơ sở đó, để xác định mật độ tối ưu. Một số tác giả khác cho rằng quan hệ giữa đường kính tán với đường kính của cây bình quân sẽ xác định được mật độ tối ưu của lâm phần ở một tuổi nào đó (Đào Công Khanh và cs. 2001) [47].
Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh (1989) [50], mô tả quy luật sinh trưởng
diện tích tán bình quân của các lâm phần Thông ba lá bằng phương trình đường thẳng St
= A + Bi.T. Ngoài phương pháp xác định trực tiếp sinh trưởng diện tích tán bình quân
như trên, còn lại chủ yếu các tác giả xác định gián tiếp thông qua chỉ tiêu chiều cao như:
Rừng Tếch ở Đắc Lắk (Bảo Huy,1995a) [42]; Loài Sa mộc, Mỡ và Thông đuôi ngựa
(Vũ Tiến Hinh và cs 2000) [28]; Rừng Keo tai tượng (Khúc Đình Thành, 2003) [64]. - Mô hình sinh trưởng cây bình quân: Vũ Tiến Hinh và cs (1996) [26], Nguyễn
Thị Bảo Lâm (1996) [49], sử dụng chỉ tiêu hg, dgđể xác định thể tích cây bình quân lâm phần thông qua phương trình thể tích. Vũ Tiến Hinh và cs (1997, 2012) [27] [36], cho thấy với rừng trồng có chu kỳ kinh doanh không dài (phạm vi phân bố đường
kính không lớn) ở nước ta, có thể sử dụng hg, dg làm kích thước cây bình quân lâm phần. Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh (1989) [50], đã sử dụng hàm Sumacher mô tả sinh trưởng D, H, V cho loài Thông ba lá ở mỗi cấp đất. Nhưng với các lâm phần
Sa mộc, Thông đuôi ngựa, Mỡ được thiết kế tỉa thưa một số lần trong chu kỳ kinh
doanh, các tác giả đã dùng phương trình suất tăng trưởng chiều cao và suất tăng trưởng đường kính cùng với các giá trị chiều cao, đường kính của các cấp đất cho trước tại tuổi
A0xác định sinh trưởng chiều cao và đường kính bình quân lâm phần cho các tuổi nhỏ hơn (Vũ Tiến Hinh và cs. 2000) [28].
- Mô hình tổng tiết diện ngang: Dự đoán tổng tiết diện ngang từ sinh trưởng đường kính (Vũ Tiến Hinh và cs, 2000, 2003) [28] [32] đã lập biểu sản lượng cho Sa
mộc, Thông đuôi ngựa, Mỡ tác giả đã dự đoán sinh trưởng tổng tiết diện ngang ở giai đoạn trước tỉa thưa lần thứ nhất và giữa 2 lần tỉa thưa liên tiếp. Dự đoán tổng tiết diện
ngang thông qua chiều cao và mật độ vận dụng lý thuyết của Marsh. Đào Công Khanh
và cs (2001) [47] đã dự đoán cho 4 loài cây là Bạch đàn uro, Keo tai tượng, Tếch và
- Mô hình trữ lượng lâm phần: Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh
(1989)[50], đã dự đoán trữ lượng lâm phần dựa vào sinh trưởng thể tích áp dụng cho
loài Thông ba lá, trong đó: mật độ được xác định theo mô hình mật độ tối ưu, thể tích
cây bình quân được xác định thông qua phương trình sinh trưởng theo đơn vị cấp đất. Vũ Tiến Hinh và cs (2000, 2003a) [28] [31] khi lập biểu sản lượng cho các loài: Sa mộc, Thông đuôi ngựa và Quế cũng dự đoán trữ lượng trên cơ sở sinh trưởng về thể
tích. Nguyễn Thị Bảo Lâm (1996) [49] lại dự đoán trữ lượng thông qua mô hình tổng
tiết diện ngang áp dụng cho các lâm phần Thông đuôi ngựa vùng Đông Bắc. Ngoài ra còn một số tác giả nghiên cứu lập biểu, kiểm tra biểu, hiệu chỉnh biểu cho một số loài cây rừng trồng và rừng tự nhiên như: Đồng Sỹ Hiền (1974) [24], Vũ Tiến Hinh (2010, 2012) [33] [35], Lê Hồng Phúc (1996) [59], Nguyễn Trọng Bình và cộng sự (2003) [3], Bảo Huy (1993, 1995b, 2008) [41] [43] [44]. Trần Văn Con (1991, 2008) [12] [13]. Phạm Ngọc Giao (1995) [20], Nguyễn Văn Xuân (1997) [78], Nguyễn Văn Diện
(2001) [17], Vũ Tiến Hưng (2006) [40]. Gần đây nhất Hồ Thanh Hà (2014) [11], đã tập
trung nghiên cứu xây dựng cơ sở khoa học về dự báo năng suất sinh khối cho rừng Keo
lai tại Thừa Thiên Huế làm và đã xây dựng được bản đồ cấp năng suất cho rừng Keo
lai tại đối tượng nghiên cứu.
Tóm lại: Các phương pháp điều tra, nghiên cứu và lập bảng biểu điều tra rừng đã (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
được giới thiệu, bổ sung và phát triển tương đối hoàn thiện ở nước ta với các tác giả lớn như Đồng Sỹ Hiền lập biểu thể tích và độ thon cây đứng; Vũ Tiến Hinh và Nguyễn
Ngọc Lung cho nghiên cứu sinh trưởng và sản lượng. Một số phương pháp tiêu biểu đã
được nhiều tác giả trong nước vận dụng, phát triển và hoàn thiện tỏ ra có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp kinh điển của thế giới như sử dụng hệ số độ thon tự
nhiên xây dựng phương trình đường sinh thân cây, hay sử dụng suất tăng trưởng để mô
phỏng các quá trình sinh trưởng.
1.2.4. Nghiên cứu về diện tích và không gian dinh dưỡng của cây rừng
Vũ Tiến Hinh (2003) [30], quan hệ của tăng trưởng thể tích và tổng diện ngang
cây cá lẻ và lâm phần với diện tích dinh dưỡng theo dạng phương trình của
Thomasius. Tác giả đã kết luận quan hệ giữa tăng trưởng thể tích Zv và tiết diện
Đối với quan hệ tăng trưởng trữ lượng ZM, tổng diện ngang ZG lâm phần với diện tích dinh dưỡng tác giả kết luận, lúc đầu diện tích dinh dưỡng tăng, ZM và ZG cũng tăng và đạt cựcđại, đến một lúc nào đó sự tăng lên của Zv từng cây không tỷ lệ với
sự giảm đi của mật độ (do a tăng) làm cho ZM và ZG giảm nhanh. Tác giả cũng
khẳng định mật độ tối ưu tính theo ZG và ZM không có sự sai khác rõ nét. Vì vậy, có thể sử dụng quan hệ Zg/a đểxác định mật độ tối ưu cho đơn giản.
Diện tích dinh dưỡng cây rừng có thể được biểu thị thông qua diện tích tán cây
(St). Nguyễn Ngọc Lung và cs (1989) [50], đã xây dựng phương trình tương quan
giữa Dt và St với tuổi, chiều cao và đường kính của cây. Tác giả cho rằng có thể sử
dụng quan hệ: Dt = ae-bT^(-c) (1.5) Hoặc: Dt = a + bd (1.6) Trong đó: Dt là đường kính tán cây T là tuổi cây
d là đường kính thân cây
a, b, c là các tham số của phương trình
Để xác định đường kính tán cây làm cơ sở xây dựng mô hình diện tích dinh dưỡng, tác giả cũng đã thăm dò quan hệ giữa tỷ lệ dt/d với d và nhận định tỷ lệ dt/d (là chỉ tiêu phản ánh mức độ lợi dụng không gian dinh dưỡng của cây rừng) giảm khi d tăng lên, tức là cây càng lớn thì hiệu quả sử dụng không gian dinh dưỡng càng tốt.
Cũng từ nghiên cứu này tác giả đề xuất sử dụng các hệ số KD = dt/d1.3, Ks = St/g và Kc = ZM/St.100 làm chỉ tiêu đánh giá mức độ lợi dụng không gian dinh dưỡng của cây rừng làm cơ sở xây dựng các biện pháp tỉa thưa nuôi dưỡng rừng
trồng và chọn lọc cây trội.
Phan Minh Sáng (2000) 61, sau khi nghiên cứu quan hệ giữa các chỉ tiêu phản ánh khả năng lợi dụng không gian dinh dưỡng với không gian dinh dưỡng loài
cây Keo tai tượng đã rút ra kết luận: Quan hệ giữa dt/d và St/g với diện tích dinh dưỡng cây cá lẻ thực sự tồn tại. Đường lý thuyết biểu thị mối quan hệ này có dạng đường cong giảm, đây là cơ sở để xác định diện tích dinh dưỡng hợp lý để nâng cao
hiệu suất sử dụng không gian dinh dưỡng của cây rừng. Ở phần lớn các lâm phần Keo tai tượng tồn tại quan hệ giữa tỷ số dt/h với diện tích dinh dưỡng và được mô
phỏng bằng phương trình parabol bậc 2. Các chỉ tiêu hdc, hdc/h có quan hệ chặt chẽ
với diện tích dinh dưỡng. Đường kính gốc cành có quan hệ tương đối chặt với diện tích dinh dưỡng. Khi diện tích dinh dưỡng tăng, góc phân cành có xu hướng tăng
lên. Giữa thể tích, tiết diện ngang cây cá lẻ có quan hệ chặt chẽ với diện tích dinh dưỡng và được biểu thị bằng phương trình parabol bậc 2.
Nguyễn Thị Mạnh Anh (2000) [1], khi nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ đến một số đặc điểm cấu trức và sản lượng rừng trồng KLT ơt Thái Nguyên đã đi đến kết luận tỷ số
chiều cao dưới cành bình quân và đường kính bình quân phụ thuộc vào mật độ tương đối, mật độ tương đối có ảnh hưởng rõ nét đến tỉa cành tự nhiên, mật độ tương đối càng cao thì chiều dài tán cây càng giảm.
Các phương pháp và kết quả nghiên cứu nói trên đã gợi mở cho các nghiên cứu về không gian dinh dưỡng cây rừng và mối quan hệ của các nhân tố điều tra với không gian dinh dưỡng. Việc mô phỏng các mối quan hệ này bằng các hàm toán học như các tác giả nêu trên là rất cần thiết, vì chỉ có định lượng hoá như vậy, mới (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
xây dựng được hệ thống các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hiệu quả, có cơ sở khoa
học vững chắc phục vụ cho công tác kinh doanh rừng.
1.2.5. Ảnh hưởng của mật độ đến một số chỉ tiêu hình thái cây rừng và sinh
trưởng, sản lượng lâm phần
Nghiên cứu sinh trưởng loài KLT trồng theo các mật độ khác nhau ở Đông
Nam Bộ, Bùi Việt Hải (1996) [23], đã kết luận ở mật độ trồng 3.300cây/ha và 2.660
cây/ha chưa thể khẳng định mật độ có ảnh hưởng đến sinh trưởng dt hay không. Còn
ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng dt càng rõ nét khi tuổi cây càng tăng. Tác giả
cũng chỉ ra rằng, đối với KLT tỉa thưa thúc đẩy sinh trưởng d và làm tăng sản lượng
và chất lượng sản phẩm ở lần thu hoạch cuối cùng, trong khi trữ lượng so với rừng
không qua tỉa thưa có chênh lệch không đáng kể. Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của mật độ và tỉa thưa đến sinh trưởng và sản lượng lâm phần của các tác giả trong nước tương đối phù hợp với các kết quả của các tác giả ngoài nước.
Khi nghiên cứu động thái hình dạng của cây sau tỉa thưa loài KLT, Bùi Việt
Hải (1996) [23], kết luận hình số của cây phụ thuộc rõ nét vào tuổi lâm phần, ở rừng đã qua tỉa thưa hình số có xu hướng nhỏ hơn rừng chưa qua tỉa thưa, song sự sai
khác này chưa rõ nét về mặt thống kê. Dạng phương trình được chọn để mô phỏng
sự biến đổi của hình số theo tuổi cho loài KLT là:
Logf = a0 + a1.logA (1.7)
So sánh sự khác biệt về tỷ lệ hdc/h giữa các lâm phần có mật độ khác nhau, tác giả nhận thấy tỷ lệ hdc/h ở lâm phần trồng với mật độ 3.300 cây/ha lớn hơn ở lâm
phần mật độ 2.660 cây/ha, nhưng sự khác biệt này chưa có ý nghĩa. Tỷ lệ hdc/h và dt/h tăng theo tuổi nhưng đến tuổi 7 thì tỷ lệ dt/h ổn định. Ảnh hưởng của tỉa thưa đến khả năng phân cành của cây tác giả kết luận tỉa thưa không làm thay đổi tỷ lệ
hdc/h, vì vậy khả năng phân cành của cây phụ thuộc vào cự ly trồng ban đầu chứ
không phụ thuộc vào tỉa thưa sau này.
Các nhà nghiên cứu hình thái cây rừng cho rằng, giữa h và dt cây có một tương quan tương đối chặt chẽ và tỷ lệ dt/h thay đổi theo giai đoạn tuổi. Đường kính tán
cây rừng phản ánh sự phát triển theo chiều ngang của cây, còn chiều cao phản ánh
sự phát triển theo chiều thẳng đứng, nên tỷ số dt/h là chỉ tiêu thể hiện khá tổng quát
hình thái của cây. Theo Phan Minh Sáng quan hệ của chỉ tiêu hình thái (dt/h) với
diện tích dinh dưỡng loài cây Keo tai tượng, được xác định bằng phương trình: dt/h = b0 + b1a + b2a2 (1.8)
Thực sự tồn tại quan hệ dt/h với a ở các lâm phần Keo tai tượng. Khi a tăng, thì dt/h cũng tăng theo a càng lớn tán cây có xu hướng bè ra còn chiều cao thì ít thay
đổi. Kết luận này phù hợp với nhận định là chiều cao ít chịu ảnh hưởng của mật độ, còn diện tích tán thì chịu ảnh hưởng rõ nét bởi sự thay đổi của mật độ lâm phần.
Nghiên cứu tỷ lệ dt/h cho loài KLT, Bùi Việt Hải (1996) [23], đã nhận thấy, dt/h thay đổi theo tuổi nhưng tiến tới ổn định và bằng 1/5 từ sau tuổi 7. Mức biến động bình quân tương đối ở các giai đoạn tuổi của dt bao giờ cũng lớn hơn so với
của h. Đây cũng là một đặc trưng về thay đổi hình dạng tán cây của KLT trong rừng
trồng. Tỷ lệ hdc/h và tỷ lệ dt/h phản ánh những đặc điểm sinh vật học của loài cây, theo tác giả thì tỷ lệ hdc/h không phụ thuộc vào mật độ trồng nhưng thay đổi theo tuổi (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
cây, tỷ lệ dt/h biểu thị sự cân đối về hình thái của cây và rất ổn định sau tuổi 7. Khi nghiên cứu mối quan hệ giữa hình thái cây với mật độ loài KLT, Bùi Việt Hải (1996)
2.660 cây/ha. Tuy nhiên, sự sai khác này là không rõ rệt về phương diện thống kê. Cũng nghiên cứu quan hệ hdc/h với diện tích dinh dưỡng ở loài Keo tai tượng, Phan Minh Sáng (2000) [61] rút ra kết luận: Quan hệ hdc/h với diện tích dinh dưỡng tồn tại từ
mức hơi chặt đến chặt và được mô tả bằng phương trình:
hdc/h = e(b0 + b1a) (1.9)
Như vậy, khi diện tích dinh dưỡng tăng thì hdc giảm, hay cây tỉa cành tự
nhiên kém. Vì vậy để tăng tỷ lệ đoạn gỗ không có cành cần phải giảm diện tích dinh dưỡng (tăng mật độ) đến mức phù hợp nào đó để không ảnh hưởng đến các chỉ tiêu khác của sản lượng rừng.
Quan hệ giữa đường kính cành với chiều dài của nó được một số tác giả khẳng định là gần giống với mối quan hệ giữa đường kính và chiều cao thân cây. Tuy nhiên, cho đến nay có rất ít các nghiên cứu về mối quan hệ giữa sự phát triển của đường kính cành với mật độ hoặc ảnh hưởng của tỉa thưa đến sinh trưởng của đường kính cành. Các nhận định là mật độ giảm làm tăng sinh trưởng cành cả về đường kính lẫn độ dài mới chỉ dừng lại ở mức định tính. Phan Minh Sáng (2000) [60], sau khi nghiên cứu vấn đề trên có nhận xét: Khi mật độ lâm phần giảm, cành
cây có đầy đủ điều kiện về ánh sáng, chất dinh dưỡng nên sinh trưởng và phát triển
mạnh hơn, mặt khác do ít phải cạnh tranh ánh sáng nên cành tồn tại lâu hơn và do đó đường kính cành cũng lớn hơn. Định lượng hoá quan hệ trên tác giả cho rằng chỉ
cần dùng phương trình bậc nhất y = bo + b1x cũng đã đáp ứng được các tiêu chí thống kê cần thiết mà không cần phải dùng các phương trình phức tạp để mô phỏng. Phan Minh Sáng (2000) 61, khi nghiên cứu vấn đề trên cho loài Keo tai
tượng đã cho thấy: Góc phân cành có xu hướng tăng lên khi diện tích dinh dưỡng tăng (mật độ giảm), nhưng mức độ tăng không đáng kể. Qua kiểm tra mối quan hệ trên chưa có ý nghĩa về mặt thống kê. Như vậy, đối với rừng trồng Keo tai tượng, góc phân cành chủ yếu được quy định bởi đặc tính sinh vật học của loài cây, các nhân tố khác có ảnh hưởng nhưng không rõ nét.
Các chỉ tiêu biểu thị hình dạng thân cây đó là: Hình số, hình suất, độ thon… nhưng người ta thường dùng chỉ tiêu hình số, hình suất để biểu thị hình dạng thân