Xây dựng bản đồ cấp năng suất cho rừng keo lai tại tỉnh Thừa Thiên Huế

Xây dựng bản đồ cấp năng suất cho rừng keo lai tại tỉnh Thừa Thiên Huế

PHẦN MỞ ĐẦU

1 BỐI CẢNH CHUNG

Những thập kỷ qua, Việt Nam đã có nhiều nỗ lực trong công tác phát triểntrồng rừng Từ năm 1992 đến năm 2010, chính phủ đã ban hành và thực hiện cácchương trình dự án phát triển rừng, như chương trình 327 [9], dự án 661 [56] Thủtướng Chính phủ đã ban hành quyết định 147 về phát triển lâm nghiệp trong đó sẽ

có 2 triệu ha rừng trồng mới vào năm 2015 Theo hướng dẫn này, Chính phủ sẽ chikhoảng 40 tỷ đồng để hỗ trợ các công ty, tổ chức trồng rừng [57] Hỗ trợ cho trồngrừng là một trong những giải pháp để giảm nghèo nhanh và bền vững ở 61 huyệnnghèo nhất Việt Nam [8] Sự hỗ trợ của Chính phủ trong việc trồng rừng đã gópphần tạo việc làm cho người dân nông thôn, cải thiện thu nhập hộ gia đình và giatăng giá trị xuất khẩu bằng cách xuất khẩu các sản phẩm làm từ rừng trồng, nhưgiấy và bột giấy, đồ gỗ và ván sợi nhân tạo Bên cạnh sự hỗ trợ từ chính phủ, việctrồng rừng và tái trồng rừng đã nhận được hỗ trợ từ nhiều tổ chức phi chính phủthông qua các dự án/chương trình phát triển Lâm nghiệp

Rừng và đất Lâm nghiệp được giao cho tổ chức, cá nhân, và hộ gia đình làmột trong những chính sách Lâm nghiệp lớn ở Việt Nam Việc giao đất, giao rừng

đã thể hiện phương pháp tiếp cận có sự tham gia trong phát triển Lâm nghiệp vàquản lý tài nguyên rừng nhằm cải thiện sinh kế của người dân ở các vùng nôngthôn, miền núi Sau khi lệnh cấm khai thác gỗ từ rừng tự nhiên, rừng trồng trở thànhnguồn cung cấp lâm sản chính của Việt Nam Nhiều loài cây đã được trồng, chẳnghạn như Bạch đàn, Thông, Quế, các loài Keo, các loài bản địa, v.v Mỗi loài có đặcđiểm và công dụng riêng

Tuy nhiên, Keo lai là loài được người dân quan tâm nhất, bởi nó dễ trồng, chiphí thấp, có thể sống được trên đất nghèo dinh dưỡng, cho năng suất cao, có khảnăng cải tạo đất và chu kỳ sản xuất đặc biệt ngắn so với các loài cây rừng khác GỗKeo lai có thể được sử dụng cho xây dựng, đồ gỗ, ván ép, và đặc biệt là đối vớinguyên liệu giấy Gỗ các loài Keo được sử dụng cho xây dựng có yêu cầu chấtlượng cao, thân cây lớn, đòi hỏi chu kỳ kinh doanh dài (khoảng 10-12 năm), trong

khi rừng Keo lai được sử dụng để sản xuất giấy nguyên liệu, đóng gói vật liệu mấtkhoảng 5-8 năm tùy thuộc vào giống, tốc độ tăng trưởng cũng như chất lượng đất,

và khả năng đầu tư Sản phẩm gỗ Keo lai (nguyên liệu giấy) có tiềm năng để trởthành một trong những mặt hàng xuất khẩu có khả năng cạnh tranh nhất trongngành Lâm nghiệp

Theo báo cáo của tổ chức tài nguyên gỗ Quốc tế, Việt Nam đã trở thành mộtnước xuất khẩu chính về dăm gỗ trong một thời gian ngắn Nếu như năm 2002, cảnước chỉ xuất khẩu khoảng 150.000 tấn dăm gỗ thì đến năm 2008, Việt Nam đã trởthành nước xuất khẩu lớn thứ tư về dăm gỗ trên thế giới, với khối lượng ước tínhkhoảng hai triệu tấn Đến năm 2011, Việt Nam đã vượt qua Australia để đứng đầuthế giới về xuất khẩu dăm gỗ với sản lượng là 5,4 triệu tấn Thị trường dăm gỗ chủyếu là Nhật Bản và Trung Quốc, riêng Đài Loan và Hàn Quốc chiếm khoảng 10phần trăm [116] Việc xuất khẩu dăm gỗ, trong đó đa số là từ gỗ Keo lai, đã liên tụctăng lên trong những năm qua Sự phát triển về xuất khẩu dăm gỗ nhờ có sự quantâm và tham gia tích cực từ các hộ gia đình được nhận đất lâm nghiệp tham giatrồng rừng Keo lai

2 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Trong xu hướng phát triển kinh tế của người dân được giao đất Lâm nghiệp,cũng như để đáp ứng nhu cầu nguyên liệu gỗ, đặc biệt là dăm gỗ xuất khẩu, trongnhững năm gần đây, công tác trồng rừng tại Thừa Thiên Huế đang phát triển mạnh,đặc biệt là trồng rừng cây Keo lai Ở Thừa Thiên Huế, Keo lai hiện đang là loài câychiếm ưu thế về diện tích trong rừng trồng sản xuất, đặc biệt là trồng rừng cung cấpnguyên liệu giấy Nhu cầu về rừng trồng loài cây này ngày càng cao khi trên địa bàn

có nhiều nhà máy chế biến gỗ có sử dụng gỗ Keo lai Sự phát triển của thị trường đãgóp phần thúc đẩy phát triển diện tích rừng trồng, đặc biệt đã chú trọng đầu tư trồngrừng thâm canh nhằm tăng năng suất, rút ngắn chu kỳ kinh doanh, góp phần khôngnhỏ vào việc nâng cao độ che phủ rừng của Tỉnh cũng như cải thiện sinh kế chongười dân sống dựa vào rừng

Mặc dù Keo lai hiện chiếm tỷ trọng lớn trong rừng sản xuất ở Thừa ThiênHuế, nhưng nó vẫn chưa được chú trọng nghiên cứu nhiều Đặc biệt là khả năng dựbáo năng suất để người dân có hướng đầu tư sao cho hiệu quả kinh tế cao hơn Vấn

đề này không chỉ ảnh hưởng đến nguồn thu nhập của người dân mà còn có tính chấtquyết định đến sự phát triển tài nguyên rừng, đặc biệt là rừng trồng sản xuất

Thông thường, các nghiên cứu dự đoán sản lượng chỉ tập trung vào dự đoánsản lượng gỗ của các khu rừng, mà phần chính là thân cây Chỉ tiêu dùng để dự báosản lượng là dựa vào cấp đất và tuổi cây Các nhà khoa học thường sử dụng chiềucao (thường là chiều cao tầng trội), được xem như là chỉ tiêu đánh giá tổng hợp củatất cả các điều kiện lập địa, sinh thái và biện pháp kỹ thuật, cùng với chỉ tiêu tuổicây để xác định cấp đất cho các khu rừng trồng thuần loài đều tuổi Sản lượng dựbáo thường là trữ lượng tính theo mét khối, nhưng lại khó áp dụng cho người dân,đặc biệt là rừng phục vụ cho nguyên liệu giấy, khi rừng thường được thu mua sảnphẩm dưới dạng là ste hoặc là tấn (trọng lượng) Các nghiên cứu trước đây về Keolai trên địa bàn chủ yếu chú trọng đến đặc tính sinh vật học, sinh thái học Một sốcông trình nghiên cứu về sản lượng Keo lai nhưng chỉ tập trung vào xây dựng cácbiểu quá trình sinh trưởng mà chưa đề cập các nhân tố ảnh hưởng đến sản lượngcũng như lập bản đồ cấp năng suất cho rừng Keo lai trên địa bàn

Do đó, việc xác định các nhân tố ảnh hưởng đến năng suất rừng Keo lai vàtrên cơ sở đó xây dựng bản đồ cấp năng suất là rất cần thiết, không chỉ cho các nhàhoạch định chính sách mà còn thiết thực với các hộ trồng rừng Keo lai, các công tylâm nghiệp có những ứng dụng trong việc chọn lập địa, xác định biện pháp kỹ thuậtlâm sinh thích hợp nhằm nâng cao sản lượng rừng Keo lai, đáp ứng nhu cầu của thịtrường, nâng cao đời sống kinh tế cho những hộ gia đình sống ở vùng sâu, vùng xa

5 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU:

5.1 Giới hạn của một số khái niệm trong đề tài:

- Trồng rừng thâm canh là phương thức trồng rừng, trong đó có các hoạtđộng như làm đất bằng cày toàn diện hoặc đào hố bằng cơ giới (máy xúc), có sựchăm sóc và bón phân từ 1 đến 3 năm đầu theo qui trình hướng dẫn

- Trồng rừng quảng canh là phương thức trồng rừng, trong đó đất chỉ đượcđào hố cục bộ, không chăm sóc và bón phân trong các năm đầu hoặc có nhưngkhông đủ (chỉ 1 lần) và không đúng theo qui trình hướng dẫn

- Sản lượng của lô rừng là sản lượng gỗ thương phẩm, bao gồm khối lượng

gỗ gia dụng (gỗ xẻ) và khối lượng gỗ làm nguyên liệu (dăm gỗ), được tính bằng đơn

vị tấn Sản lượng rừng được tính là tổng khối lượng gỗ đã bóc vỏ Năng suất rừng(tấn/ha) được tính bằng tổng sản lượng chia cho diện tích lô rừng khai thác

5.2 Giới hạn về đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu là những lâm phần Keo lai không phân biệt theo cácxuất xứ/dòng, được trồng thuần loài, đều tuổi, bằng cây con có bầu theo phươngpháp giâm hom, rừng chưa qua tỉa thưa và được tiến hành khai thác tại tuổi 6

5.3 Giới hạn về không gian và thời gian nghiên cứu:

Nghiên cứu được tiến hành trên các địa bàn có diện tích rừng trồng Keo lailớn và đã có khai thác nhiều Do đó, các huyện Quảng Điền, Phú Vang và thành phốHuế (tỉnh Thừa Thiên Huế) do diện tích rừng Keo lai ít và chưa tiến hành khai thácnên không điều tra trong nghiên cứu này

Số liệu nghiên cứu được điều tra, thu thập tại 327 lô rừng Keo lai được khaithác vào các năm 2010, 2011 và 2012, thuộc địa phận hành chính của 38 xã của 6huyện/thị xã, cụ thể như bảng 1 và hình 1 như sau:

Bảng 1: Tổng hợp thông tin về các lô rừng điều tra

A Lưới A Roàng, Hồng Kim, Hồng Thượng, Hồng Trung, Phú Vinh 44Hương Thủy Dương Hòa, Phú Sơn, Thủy Bằng, Thủy Dương, Thủy Phù 49Hương Trà Bình Điền, Bình Thành, Hồng Tiến, Hương Hồ, Hương Thọ,

Hương Bình, Hương Vân

87

Nam Đông Hương Lộc, Hương Hữu, Hương Sơn, Hương Phú, Thượng

Lộ, Thượng Nhật, Thượng Quảng

Hình 1: Mạng lưới các điểm điều tra, thu thập số liệu (theo tọa độ GPS)

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 PHƯƠNG PHÁP DỰ ĐOÁN SẢN LƯỢNG RỪNG TRÊN THẾ GIỚI

Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu phân loại lập địa rừng cũng như phâncấp năng suất khác nhau Do điều kiện địa lý tự nhiên, cường độ kinh doanh rừng,trình độ khoa học, kỹ thuật lâm sinh, khác nhau nên các hệ thống phân loại cũngkhác nhau Có 2 phương pháp dự đoán chính: Phương pháp trực tiếp dựa vào lượngtăng trưởng thực tế của cây rừng được sử dụng để xác định năng suất rừng Trongkhi đó, phương pháp gián tiếp sử dụng việc đánh giá, tính toán thông qua các nhân

tố khác như thổ nhưỡng, địa hình, thảm thực vật, điều kiện lập địa, hoặc sự kết hợpcủa các nhân tố này để xác định chất lượng lập địa và năng suất rừng [72]

1.1.1 Các nghiên cứu về phân chia lập địa và chỉ số lập địa

Dựa vào nhân tố thực bì, G.F Môrôzôp (1904) đã xây dựng nên học thuyếtlâm hình, trong đó đã xác nhận kết cấu, tổ thành, sức sản xuất và các đặc điểm kháccủa đất quyết định điều kiện lập địa Cajianker (1926) đã dựa vào thực vật tầng dưới

để phân chia lập địa, ông cho rằng cây bụi, cỏ, địa y, quyết là vật chỉ thị tốt đểphân loại Đặc điểm cơ bản của một số cây thấp là nhạy cảm (mẫn cảm) hơn đối vớiđiều kiện nơi mọc so với loài cây cao tầng ở trên cho nên có tính chỉ thị tốt hơn.Nhưng ở những vùng đã bị can thiệp, đặc biệt ở nơi bị can thiệp nhiều thì dùng câychỉ thị để xác định sẽ rất khó chính xác, thậm chí là không thể được (dẫn theo [50])

Tuy nhiên việc dựa vào thực bì hay thực vật dưới tán để đánh giá lập địathường cho kết quả không chính xác, do chúng hay bị cháy, bị động vật ăn, ít ảnhhưởng đến sinh trưởng của cây Do đó, phương pháp dựa vào thực vật để đánh giálập địa phổ biến nhất là dựa vào chiều cao cây ở tuổi xác định [22]

Khác với Liên Xô, tại Trung Quốc các tác giả đã sử dụng chỉ số lập địa trongquá trình phân loại lập địa Theo phương pháp này, các tác giả nhận định rằng loàicây ở độ cao ưu thế của một tuổi chuẩn có quan hệ với sức sản xuất lập địa là mậtthiết hơn so với các chỉ tiêu khác của một loài nào đó, đồng thời cũng chịu ảnhhưởng của mật độ lâm phần và tổ thành loài cây là nhỏ nhất Chỉ số lập địa sau đó

đã được Mỹ, Anh và Nhật Bản ứng dụng vào những năm 70 (dẫn theo [50])

Chỉ số lập địa (Site Index) hay còn gọi cấp đất là phương pháp phổ biến nhất

và được chấp nhận rộng rãi để thể hiện chất lượng lập địa của rừng [72];[90] Nódựa trên chiều cao của cây ưu thế hoặc đồng ưu thế ở một độ tuổi nhất định Đườngcong cấp đất đã được xây dựng để dự đoán tiềm năng tăng trưởng của các cây nhỏhơn 50 năm tuổi Các đường cong chuyển đổi các giá trị SI của loài này sang loàikhác cũng đã được thiết lập [76]

Về lý thuyết, chỉ số lập địa có thể được đánh giá trực tiếp thông qua phântích các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất của rừng như dinh dưỡng đất, độ ẩm, chế

độ nhiệt, ánh sáng, địa hình,… tuy nhiên việc xác định ngay các nhân tố này ngoàithực địa là khó khăn Do đó, lập địa thường được đánh giá gián tiếp Cơ sở để đánhgiá chất lượng lập địa là đất Nhân tố này thường ổn định và có thể kiểm soát được

nó ảnh hưởng đến năng suất lâm phần Đất được coi là yếu tố quan trọng ảnh hưởngđến năng suất rừng, bao gồm các yếu tố có tính ổn định lâu dài như độ dày, kết cấu,mức độ thẩm thấu, đá mẹ,… và những nhân tố dễ thay đổi như hàm lượng mùn,hàm lượng Nitơ, cấu trúc của lớp đất mặt… vì thế lập địa cũng không thể nào đánhgiá hoàn toàn thông qua đất được [22] Một số nhà lâm nghiệp cho rằng có thể dựavào thực vật chỉ thị để đánh giá lập địa [88] Điều đó có nghĩa là giữa thực vật vàlập địa có mối quan hệ qua lại, có thể thông qua mối quan hệ đó để đánh giá lập địa,đánh giá năng suất lâm phần [22]

Chỉ số lập địa còn có thể được phân loại theo yếu tố hoàn cảnh môi trường.Dựa vào nhân tố hoàn cảnh, các nhà nghiên cứu lấy chỉ số lập địa là hàm số của mộtloạt các nhân tố lập địa làm biến số và xây dựng phương trình hồi qui đa nhân tố,

lấy cơ chế dự báo chỉ thị để phân loại lập địa Những nhân tố này chủ yếu là cácnhân tố môi trường vật lý, nó là căn cứ thông tin cần thiết về tính chất lập địa.Những nhân tố môi trường này tương đối ổn định và có thể căn cứ vào tính chất củachúng để phân chia các loại hình lập địa Khí hậu và sinh trưởng cây rừng có quan

hệ mật thiết, là căn cứ để chia ra các vùng lập địa, đai lập địa hoặc khu lập địa, làđơn vị phân chia trong hệ thống phân loại lập địa Sự khác nhau về tiểu khí hậu là

do địa hình và đất khác nhau chi phối (dẫn theo [50])

Trong điều kiện vùng núi, khí hậu và đất có thể thông qua địa hình để phảnảnh, cho nên địa hình là một trong những căn cứ để phân loại lập địa Smalle (1979)

đã căn cứ vào địa mạo để phân loại lập địa ở vùng cao nguyên Comberland của Mỹ.Tuy nhiên, mỗi đơn nguyên còn phải mô tả độ phì đất, cây chỉ thị và chỉ số lập địacủa một số loài cây chủ yếu Vì thế, dùng địa hình để phân chia loại hình lập địa sovới phương pháp trực tiếp dựa vào khí hậu và đất thì độ chính xác thấp hơn, đặc biệt

là loài liên quan với đất và khí hậu, thậm chí còn sai lầm Một số tác giả khác chorằng, dùng địa hình làm căn cứ phân loại lập địa thì có lúc không rõ nguyên nhân,bản chất của sự hình thành loại hình lập địa không có lợi cho việc xác định biệnpháp kinh doanh rừng (dẫn theo [50])

Trong điều kiện khí hậu tương đối đồng đều thì đất là nhân tố ảnh hưởng trựctiếp và quyết định đối với sức sản xuất của rừng và thông thường đất là căn cứ quantrọng nhất để phân loại lập địa Sau chiến tranh ở Nhật Bản đã áp dụng hệ thốngphân loại đất rừng kết hợp với sự phân chia sinh học và độ phì đất, khí hậu có thể

dự báo sức sản xuất của các loài cây Các tác giả đã dùng phương pháp nghiên cứumối quan hệ giữa đất và lập địa, đến nay đã phát triển rộng ra nhiều nước Một sốtác giả đã kết hợp nhân tố môi trường với nhân tố thực bì Thông qua quan hệ giữanhân tố lập địa và chỉ số lập địa để xây dựng phương trình hồi qui đa nhân tố Đánhgiá chất lượng lập địa và phân loại lập địa đã được ứng dụng nhiều trong nhữngvùng rừng thưa, ít cây và vùng rừng trồng trên diện tích lớn (dẫn theo [50])

Việc dự đoán các chỉ số thực địa (SI) có thể dựa vào các mô hình hệ số sinh

trưởng Chẳng hạn như với loài thông trắng (Pinus strobus L.) hay thông đỏ (Pinus resinosa Ait.) là những loài có sinh trưởng nhịp điệu hằng năm về vòng cành.

Phương pháp này thường được sử dụng khi cây rừng còn non, không thể sử dụngphương pháp đường cong truyền thống Beck (1971) đã xây dựng mô hình chỉ sốsinh trưởng để dự đoán SI cho loài thông trắng bằng cách sử dụng chiều dài cácvòng cành trong giai đoạn rừng non [68]

Tuy nhiên, qui mô ứng dụng rộng rãi vẫn là con đường đa nhân tố, nghĩa làthông qua khí hậu, địa hình, đất đai và thực bì để chia ra các loại hình lập địa Theocách này có thể chia ra con đường nhân tố, cảnh quan Con đường nhân tố trước đây

ở Ucren (1925) và Đức đã dùng để phân loại lập địa Còn nhân tố cảnh quan thì ởCanađa đã dùng để phân loại lập địa (dẫn theo [50])

Trường phái Ucren (Pogrepnhiak là đại diện) với tổ thành cơ bản phân loạirừng phải dựa trên cơ sở lập địa, mà các loại thực vật là cây chỉ thị tốt nhất Tronglập địa quan trọng nhất là ánh sáng, nhiệt độ, nước, dinh dưỡng khoáng, nhưngtrong cùng điều kiện khí hậu thì nhân tố nước và chất dinh dưỡng của đất là cơ bảnnhất, địa hình là nhân tố quan trọng, nhưng chúng là hình thức tồn tại không giancủa điều kiện sinh thái, không phải là bản thân điều kiện sinh thái (dẫn theo [50])

Một trường phái khác do Krauss đề ra năm 1926, sau nhiều năm đã đượcdùng ở Đức và Áo với đặc điểm là dựa vào thực bì và môi trường vật lý khí hậu vớiyêu cầu lâm nghiệp để phân loại lập địa Đây là 1 hệ thống phân loại gồm nhiềunhân tố: Địa lý, địa chất, khí hậu, thổ nhưỡng, địa lý thực vật, loại thực vật Trướchết dựa vào thực bì rừng tự nhiên để phân ra các vùng sinh thái, khu sinh trưởng,sau đó mỗi vùng lại chia ra các á vùng, trong á vùng lại có các đơn vị phân loại và

vẽ lên bản đồ lập địa và đánh giá tình hình sinh trưởng, sức sản xuất và đánh giákinh doanh rừng (dẫn theo [50])

Hills (1952) đã sáng lập 1 hệ thống phân loại địa lý và đưa ra 1 thuật ngữ

mới gọi là Tổng sinh cảnh và chia làm 4 lớp : Vùng lập địa- Kiểu đất (đá mẹ quyết

định)- Kiểu lập địa địa lý tự nhiên- Kiểu điều kiện lập địa Ba lớp đầu tiên kết hợpvới nhau hình thành kết cấu đặc trưng ổn định, lớp sau cùng là trạng thái tạm thờithực tế mà thực bì biểu thị [86]

Barnes (1982) đã dựa vào hệ thống phân loại lập địa đã áp dụng tại Mỹ vàtiếp thu kinh nghiệm phân loại về loại hình sinh cảnh của nước này và phương phápphân loại lập địa sinh cảnh của Canađa để phát triển thành phân loại lập địa sinhthái Căn cứ vào mối quan hệ tương hỗ giữa điều kiện địa lý tự nhiên, thổ nhưỡng,đất đai và thực bì để phân loại lập địa sinh thái Trong đó chủ yếu nhấn mạnh ảnhhưởng và mối quan hệ giữa chúng với nhau, ảnh hưởng đối với thực vật rừng [67]

1.1.2 Các nghiên cứu về chỉ số năng suất rừng

Chỉ số năng suất (PI = Productivity Index) là năng suất tổng thể của cây tínhtheo tỷ số với sinh trưởng của rễ nên mô tả sự sinh trưởng của cây [85] Chỉ số nàydựa trên đường cong liên tục mô tả sự phù hợp của đất cho sự phát triển của rễ cácđường cong này đã được xây dựng cho các thuộc tính của đất như pH, độ thông khí,

độ ẩm đất,…

Mô hình PI đầu tiên được giới thiệu bởi Neill (1979) là cho khoa học câytrồng Trong đó, 5 thuộc tính của đất được xác định là có ảnh hưởng đến sự pháttriển của rễ cây và do đó ảnh hưởng đến sinh khối trên mặt đất của các loại câytrồng hàng năm [96] Các thuộc tính đất bao gồm: Khả năng tích trữ nước sẵn cótiềm năng, độ thông khí, Hàm lượng chất xơ, độ pH, và độ trao đổi ion [92] Gale(1987) đề xuất rằng hàm lượng Nitơ, Photpho có sẵn của thực vật và có thể là cácchất dinh dưỡng khác sẽ là một bổ sung phù hợp cho mô hình khi được sử dụng chocác điều kiện lập địa rừng [81] Tuy nhiên, các mô hình PI ban đầu được miêu tả cóthể không giải thích các biến cho năng suất của các loài cây có rễ ăn sâu [112].Kiniry và các cộng sự đã đề xuất một mô hình mô tả sự liên quan giữa 5 thuộc tínhcủa đất đến các yếu tố tăng trưởng khác như sơ đồ 1.1

Giá trị của PI nằm trong khoảng từ 0 đến 1, trong đó nếu giá trị PI bằng 1 làtốt nhất Các giá trị khác nhỏ hơn 1 thể hiện phần trăm của khả năng sinh trưởng lớn

nhất của rễ có thể đạt được Phương trình ban đầu do Neill đề xuất đã sử dụng tíchcủa khả năng có thể của 5 thuộc tính đất, với một trọng số cũng biến động trongkhoảng từ 0 đến 1 và dựa trên tỷ lệ của rễ ở các độ sâu nhất định Giá trị này sau đóđược tổng cộng theo từng 10cm độ dày tầng đất theo chiều sâu của rễ [96].

Sơ đồ 1.1: Các nhân tố ảnh hưởng đến sản lượng tiềm năng của cây

(Nguồn: Kiniry et al., 1983[92])

Pierce et al (1983) đã đơn giản hóa bằng cách loại trừ bớt 2 nhân tố là mức

độ thoáng khí và độ trao đổi ion [99] Gale và Grigal (1987) đã cải tiến công thứcban đầu bằng cách loại trừ nhân tố mức độ trao đổi Ion nhưng lại thêm 2 nhân tố làmức độ của địa hình (độ dốc (%)) và nhân tố khí hậu [79] Gale et al (1991) đã sửdụng số trung bình hình học thay cho nhân bình thường của các giá trị của thuộctính đất nhằm có được giá trị bằng với trọng số của các nhân tố [80] Gale và Grigal(1987) đã xây dựng các đường cong thể hiện cho sự phân bố rễ theo chiều dọc chocác loài Phương trình sử dụng cho việc xây dựng các đường cong đơn giản là minhhoạ cho sự giảm của tỷ lệ rễ theo sự tăng lên về chiều sâu của đất [79] Torbert et al.(1994) đã sử dụng mô hình PI cho loài thông trắng Họ đã xây dựng các đường cong

Sản lượng

Sinh trưởng của rễ cây

pH Hàm lượng chất xơ (Bulk density)

Độ trao đổi ion (Electrical conductivity)

với các mức độ của Photpho, Mangan, độ dốc và pH Họ cũng sử dụng nhân tốtrọng số và công thức như của Gale Sau nhiều lần kiểm tra khác nhau, kết quả cuốicùng của mô hình chỉ cần sử dụng các nhân tố pH, độ trao đổi ion, và Photpho cùngvới nhân tố trọng số thể hiện cho độ sâu tầng đất [111].

1.1.3 Phương pháp lập biểu sản lượng

Để thuận tiện cho việc dự đoán sản lượng rừng cho các loài cây, các biểu sảnlượng đã được lập cho các loài cây trồng, các loại rừng phổ biến trên thế giới

Những công trình xây dựng biểu sản lượng đầu tiên ở Trung Âu như củaHartig (1805), Cotta (1821), Schumacher (1823), Fies (1866), Meyer và Stevenson(1944), Colle (1960), Alder (1980), FAO (1986),… (dẫn theo [12])

Năm 1992, Alder đã nghiên cứu một số phương pháp đơn giản dựa vào sinhtrưởng cây bình quân và tỷ lệ chết để ước lượng đường kính nhỏ nhất khai thác chosản lượng tối ưu, cũng như có thể dự đoán mức độ bền vững trong khai thác saunhiều chu kỳ [62] Năm 1994, Vanclay đã nghiên cứu và xây dựng nhiều loại môhình sinh trưởng và sản lượng khác nhau như biểu sinh trưởng và sản lượng của lâmphần, biểu sản lượng theo các cỡ kính, mô hình không gian cây cá lẻ,…[115].Muetzelfeldt và Young (1996) đã xây dựng mô hình sản lượng bền vững cho rừngnhiệt đới, gọi tắt là SYMFOR (Sustainable Yield Modeling for tropical Forests)[94] Mô hình sinh trưởng và sản lượng thường đi từ các mô hình toán học đơn giảndựa vào đường kính, chiều cao và tuổi cây, cho đến các mô hình phức tạp phải sửdụng đến khoảng cách giữa các cây, điều kiện lập địa cũng như không gian dinhdưỡng để mô tả sự cạnh tranh của các cây về dinh dưỡng, ánh sáng và nước Nghiêncứu đã tổng kết lại một số mô hình sinh trưởng và sản lượng quan trọng, đặc biệt là

mô hình sản lượng bền vững cho rừng nhiệt đới (SYMFOR) và đã sử dụng mô hìnhnày kết hợp mô hình sinh trưởng và sản lượng với công nghệ GIS và mô hình vềmôi trường [98] Năm 2002, Alder đã xây dựng các chương trình phần mềm trongđiều tra thăm dò rừng, điều tra và kiểm kê rừng tổng hợp, ô mẫu cố định và nghiêncứu thể tích cây cho việc quản lý bền vững rừng tự nhiên ở Uganda Nghiên cứu đã

lập được 4.449 ô tiêu chuẩn 500m2 trên diện tích hơn 32.000 ha Đã tạo ra được một

cơ sở dữ liệu và viết trên phần mềm Arcview, chương trình đã xây dựng mô hìnhsinh trưởng, bảng tra cây đứng linh hoạt cho từng nhóm loài cây đồng thời tối thiểuhóa các sai số theo các nhân tố [63]

Như vậy trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về lập biểu sinh trưởng và sản lượng, trong đó có nhiều nghiên cứu về rừng nhiệt đới, nhưng lại thiếu vắng các nghiên cứu về các rừng thuần loài đều tuổi, đặc biệt là các một số loài cây sinh trưởng nhanh đang được trồng ở khu vực Châu Á.

1.1.4 Các nghiên cứu về sinh khối rừng

Bên cạnh việc dự đoán năng suất, phân chia cấp đất, lập các biểu sản lượngthì các công trình nghiên cứu về sinh khối rừng cũng đã được tiến hành Có nhiềuphương pháp để xác định sinh khối tầng cây gỗ Các phương pháp có thể tiến hành

đo đếm trực tiếp tại lâm phần, sử dụng tỷ trọng gỗ để quy đổi ra sinh khối; cân tươingay tại rừng để lấy sinh khối tươi, sau đó lấy mẫu đem về sấy ở phòng thí nghiệm

và quy đổi ra sinh khối khô toàn lâm phần; sử dụng các loại biểu thể tích, biểu sinhkhối đã được lập sẵn cho từng loài, Một số công trình nghiên cứu về sinh khốinhư: Riley (1944) [104], Steemann (1954) [107], Fleming (1957) [78] đã tổng kếtquá trình nghiên cứu và phát triển sinh khối rừng trong các công trình nghiên cứucủa mình Đến năm 1964, Lieth đã thể hiện năng suất trên toàn thế giới bằng bản đồnăng suất [93] Đồng thời với sự ra đời của chương trình sinh học quốc tế(International Biology Program) (1966) và chương trình con người và sinh quyển

“Man and Biosphere” (1973) đã tác động mạnh mẽ tới việc nghiên cứu sinh khối.Những nghiên cứu trong giai đoạn này tập trung vào các đối tượng đồng cỏ, savan,rừng rụng lá, rừng mưa thường xanh (dẫn theo [12]) Công trình nghiên cứu của

Cannell (1981) đã công bố “Sinh khối và năng suất sơ cấp rừng trên thế giới” trong

đó tập hợp 600 công trình nghiên cứu đã được xuất bản về sinh khối thân, cành, lá

và một số thành phần, sản phẩm sơ cấp của hơn 1.200 lâm phần thuộc 46 nước trênthế giới [71] Dajoz (1971) đã tính toán năng suất sơ cấp của một số hệ sinh thái

như sinh khối của Mía ở châu Phi; Rừng nhiệt đới thứ sinh ở Yangambi; Savana cỏ

Mỹ (Penisetum purpureum) ở châu Phi; đồng cỏ tự nhiên ở Fustuca (Đức); đồng cỏ

tự nhiên Deschampia và Trifolium ở vùng ôn đới; Savana cỏ cao Andrôpgon (cỏGhine); Rừng thứ sinh 40 - 50 tuổi ở Ghana (dẫn theo [54])

1.2 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ SẢN LƯỢNG RỪNG Ở VIỆT NAM

Theo Vũ Tiến Hinh (2003) thì có 2 quan điểm chính trong việc phân chiađơn vị để dự đoán sản lượng và biện pháp kinh doanh Quan điểm thứ nhất là cầnxác định các nhân tố chủ đạo ảnh hưởng rõ nét đến sinh trưởng, tăng trưởng của lâmphần, dựa vào thống kê toán học, trên cơ sở đó sắp xếp chúng theo từng nhóm, ứngvới mỗi nhóm sẽ có sản lượng tương tự nhau Phương pháp này còn gọi là phươngpháp phân chia hạng đất Trong khi đó, với quan điểm thứ hai thì cho rằng các nhân

tố sinh thái tác động tổng hợp đến sinh trưởng của lâm phần, từ đó việc xác địnhảnh hưởng của từng nhân tố riêng lẻ là hết sức phức tạp và khó khăn Do đó, để đơngiản hóa trong nghiên cứu người ta sử dụng kết quả để phản ảnh nguyên nhân Nênngười ta đã chọn một chỉ tiêu nào đó phản ảnh tốt nhất năng suất của lâm phần đểlàm đơn vị dự đoán sản lượng gọi là cấp đất [22]

1.2.1 Các nghiên cứu về phân chia cấp đất:

Cho đến nay, trên quan điểm dựa vào một chỉ tiêu để dự đoán sản lượng, đã

có nhiều nghiên cứu về phân chia cấp đất để làm cơ sở cho việc xây dựng các biểusản lượng, biểu quá trình sinh trưởng hoặc biểu sản phẩm với những mô hình toánhọc chặt chẽ khác nhau

Trịnh Đức Huy (1988) đã sử dụng hàm Gompertz với phương pháp Affill đểphân chia cấp đất cho rừng Bồ Đề ở vùng trung tâm ẩm Bắc Việt Nam [25] VũNhâm (1988) [42], Vũ Tiến Hinh và các cộng sự (1993) [18], Nguyễn Thị Bảo Lâm(1996) [35] đã nghiên cứu một số nhân tố ảnh hưởng và xây dựng biểu cấp đất chorừng thông đuôi ngựa khu vực Đông Bắc Nguyễn Ngọc Lung (1999) đã nghiên cứu

về sản lượng rừng trồng cho loài Thông ba lá ở Việt Nam [39] Vũ Tiến Hinh và cáccộng sự (1996) [19], Hoàng Văn Dưỡng (2001) [12] đã nghiên cứu tình hình sinh

trưởng, các qui luật cấu trúc và xây dựng biểu quá trình sinh trưởng cho loài Keo látràm Vũ Tiến Hinh và các cộng sự (2000) đã tiến hành nghiên cứu xây dựng biểusản lượng cho rừng Quế ở Văn Yên – Yên Bái, rừng Sa mộc, rừng thông đuôi ngựa

và rừng Mỡ ở các tỉnh phía Bắc [21] Khúc Đình Thành (2003) đã lập biểu sinhtrưởng và sản phẩm rừng Keo tai tượng kinh doanh gỗ trụ mỏ vùng Đông Bắc ViệtNam [53] Nguyễn Trọng Bình đã tiến hành nghiên cứu trên các rừng Keo lai trồngthuần loài và đã lập biểu cấp đất và biểu thể tích tạm thời vào năm 2003, biểu sinhtrưởng và sản lượng tạm thời vào năm 2004, và biểu sản phẩm tạm thời vào năm

2005 [3];[4];[5] Bên cạnh đó còn có nhiều công trình nghiên cứu về các loài câykhác với trên quan điểm này.…

Qua phần lớn các nghiên cứu về lập cấp đất, các nhà khoa học đã khẳng định: với mỗi lâm phần thì chiều cao ở tuổi xác định là chỉ tiêu biểu thị tốt mức

độ phù hợp của lập địa với sinh trưởng của cây trồng Tuy nhiên, các tác giả khác nhau sử dụng các loại chiều cao khác nhau để xây dựng biểu cấp đất hay biểu quá trình sinh trưởng nhưng phần lớn là sử dụng chiều cao bình quân tầng trội hoặc là chiều cao cây tiết diện bình quân Các hàm được sử dụng để xây dựng biểu cấp đất, đường cong cấp đất thường là hàm Shumacher, Gompertz hay hàm Korf là tuỳ thuộc vào loài cây, khu vực mà có độ chính xác và phù hợp khác nhau Các phương pháp phổ biến thường được sử dụng để xây dựng là phương pháp Affill, phương pháp a chung b thay đổi hoặc phương pháp b chung

a thay đổi Tuy nhiên, theo Nguyễn Ngọc Lung (1999) thì do tính đơn giản nên phương pháp Affill được sử dụng phổ biến hơn [39]

1.2.2 Các nghiên cứu về phân chia hạng đất

Khác với quan điểm về cấp đất, sử dụng chiều cao như là một chỉ tiêu tổnghợp của tất cả các yếu tố ảnh hưởng để dự đoán năng suất và sản lượng, thì quanđiểm về phân chia hạng đất lại đánh giá một cách riêng lẻ từng nhân tố tác động chủđạo Theo quan điểm này, thì sự phân chia và đánh giá thường khó khăn và phức tạphơn Nhưng đây lại là vấn đề rất quan trọng và có ý nghĩa đối với sản xuất Lâm

nghiệp vì người ta có thể dự đoán được sản lượng của rừng trên các lô đất nhấtđịnh, tại các thời điểm khác nhau để có thể quyết định trồng loài cây này hay loàicây khác để có hiệu quả hơn Trên quan điểm này, đã có một số công trình nghiêncứu về phân chia hạng đất cho các loài cây trồng, mà tiêu biểu nhất là công trìnhcủa Trịnh Đức Huy (1988) về lập biểu phân hạng đất cho rừng Bồ Đề thuần loài đềutuổi ở vùng trung tâm ẩm Bắc Việt Nam Trong công trình này, tác giả đã sử dụngphương trình tương quan tuyến tính nhiều lớp để xác định mối quan hệ giữa chỉ tiêusản lượng chủ yếu (D, H, M) với các nhân tố sinh thái và mật độ Với các chỉ tiêuchủ đạo trong phương trình tương quan là tuổi cây (A), chỉ số khô hạn của Thái VănTrừng (SAD), nguồn gốc đất trồng rừng (TBC), độ dày tầng đất (DAY) và mật độ(N) Trên cơ sở phương trình tương quan lập được đã xây dựng được biểu sản lượngcho đất trồng Bồ Đề ở các thời điểm khác nhau trong tương lai [25] Đoàn Hoài

Nam (2006) trong luận án Tiến sỹ Nông nghiệp “Nghiên cứu một số cơ sở khoa học

để trồng rừng Keo lai có hiệu quả cao tại một số vùng trọng điểm” đã đưa ra một số

cơ sở về mức độ thích hợp của Keo lai đối với một số yếu tố địa hình, đất, khí hậu

và đề xuất được điều kiện gây trồng Keo lai theo các mức độ thích hợp khác nhau

và biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh Keo lai cung cấp gỗ nguyên liệu [41].Trên cơ sở kết quả đề tài “Phân hạng đất trồng rừng sản xuất một số loài cây chủyếu ở các vùng trọng điểm”, phần mềm FOLES (Forest land evaluation system) đãđược xây dựng nhằm tự động hóa quá trình phân hạng đất Phần mềm được dùng đểđánh giá tiềm năng đất Lâm nghiệp dựa vào một số chỉ tiêu như loại đất, thực bì chỉthị, độ dày tầng đất, độ dốc, lượng mưa và độ cao bằng phương thức cho điểm vàsau đó phân cấp tiềm năng năng suất thành 3 cấp là tiềm năng cao, trung bình vàthấp Phần mềm còn được sử dụng để đánh giá thích hợp cây trồng theo các mứcđộ: rất thích hợp, thích hợp, ít thích hợp và không thích hợp và phân hạng đất vi mô

để dự đoán năng suất rừng [1] Nguyễn Thanh Sơn và Đặng Văn Thuyết (2009) đãnghiên cứu xác định vùng trồng Keo lai thích hợp cho vùng Bắc Trung bộ cung cấp

gỗ lớn Các nhóm nhân tố được xem xét để xác định điều kiện gây trồng là khí hậu,địa hình, đất đai phù hợp với đặc điểm sinh thái loài cây Nghiên cứu dựa vào giới

hạn và biên độ sinh thái của Keo lai đã được khẳng định qua kết quả của các côngtrình nghiên cứu về phân bố, sinh thái và các đánh giá sinh trưởng rừng trồng trêncác dạng lập địa để tiến hành phân chia và cho điểm theo mức độ phù hợp theo 3mức độ là thích hợp, mở rộng và hạn chế Tổng hợp điểm nếu có 1 nhân tố ở mứchạn chế thì sẽ hạ 1 cấp xếp loại thích hợp Kết quả đã xây dựng được bản đồ thểhiện Keo lai có thể gây trồng rừng cung cấp gỗ lớn ở các tỉnh vùng Bắc Trung bộvới diện tích thích hợp 1.070.391ha chiếm 20,8%, diện tích có thể mở rộng1.155.559ha chiếm 22,5% và ít thích hợp 2.907.367 ha chiếm 56,6% [49] Năm

2009 Ngô Đình Quế và Nguyễn Văn Thắng đã tiến hành đánh giá ảnh hưởng củamột số điều kiện đất đai đến sinh trưởng của rừng trồng Keo lai ở vùng TâyNguyên Kết quả cho thấy các yếu tố có ảnh hưởng nhiều đến năng suất rừng trồngKeo lai là: loại đất, độ dày tầng đất, thảm thực bì, dung trọng, hàm lượng sét vật lý,hàm lượng hữu cơ tổng số và P2O5 dễ tiêu Đề tài đã đề xuất bảng phân hạng đất cấp

vi mô cho trồng rừng loài cây này tại vùng Tây Nguyên theo các nhân tố trên [45].Năm 2010, trong báo cáo tổng kết đề tài “Phân hạng đất trồng rừng sản xuất một sốloài cây chủ yếu ở các vùng trọng điểm”, Ngô Đình Quế và các cộng sự đã tổng kếtviệc phân hạng đất cấp vi mô cho 10 loài cây trồng rừng chủ yếu gồm Keo lai, Keotai tượng, Keo lá tràm, Bạch đàn Urophylla, Luồng, Thông nhựa, Thông mã vĩ,Thông ba lá, Sao đen và Dầu nước cho các vùng trọng điểm đã cho thấy rằng tùytheo từng loài cây cũng như từng vùng trọng điểm khác nhau mà năng suất rừng cómối quan hệ khác nhau với các nhân tố chủ yếu như độ dày tầng đất, hàm lượng lân

dễ tiêu, hàm lượng chất hữu cơ trong đất, dung trọng đất, đạm tổng số, kali dễ tiêu.Trong đó, với loài Keo lai ở vùng Bắc Trung bộ thì năng suất có mối quan hệ với 3nhân tố là độ dày tầng đất, hàm lượng chất hữu cơ trong đất và hàm lượng lân dễtiêu trong đất Đồng thời đã phân cấp sinh trưởng cho rừng Keo lai tại vùng này làsinh trưởng tốt nếu năng suất trên 18m3/ha/năm và sinh trưởng kém là năng suấtthấp hơn 10m3/ha/năm [46] Nguyễn Văn Lợi (2012) đã sử dụng phối hợp giữa ảnhLandsat ETM+ và kỹ thuật GIS để phân tích và xác định vùng phân bố rừng trồngtại 3 huyện thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế Kết quả đã đề xuất diện tích qui hoạch

trồng cây lâm nghiệp trên địa bàn 3 huyện nghiên cứu cho từng loài cây trồng chủyếu là Keo lai, Keo tai tượng và một số loài cây khác Trong đó đã đề xuất diện tíchtrồng Keo lai chiếm 19,2% tại Hương Thủy, 7,8% tại Phong Điền và 9,7% tại ALưới so với diện tích tự nhiên của từng huyện Nghiên cứu cũng đã sử dụng một sốchỉ tiêu sinh thái (nhiệt độ, lượng mưa, độ dốc, độ cao, loại đất, độ sâu tầng đất,thành phần cơ giới, mùn tổng số, có cây gỗ tái sinh, không có thực vật và các dạngphủ khác) với phương pháp AHP để xác định trọng số cho từng nhân tố Trên cơ sở

đó xây dựng bản đồ tiềm năng về năng suất cho Keo lai và Keo tai tượng cho thấynăng suất bình quân đạt từ 10-20m3/ha/năm [38]

1.2.3 Các nghiên cứu về sinh khối rừng

Bên cạnh các công trình nghiên cứu về phân chia cấp đất, phân chia hạng đấtcũng như dự đoán năng suất và sản lượng rừng thì các công trình nghiên cứu vềnăng suất sinh khối rừng cũng đã được nhiều nhà lâm nghiệp quan tâm nghiên cứu

Nguyễn Hoàng Trí (1986), đã áp dụng phương pháp “Cây mẫu” để nghiên cứu năng suất sinh khối một số quần xã rừng Đước đôi (Rhizophora apiculata) tại vùng ven biển ngập mặn Minh Hải [58] Cũng sử dụng phương pháp “Cây mẫu”

của Newboul D.J (1967), tác giả Hà Văn Tuế (1993) đã nghiên cứu năng suất, sinhkhối một số quần xã rừng trồng nguyên liệu giấy tại vùng trung du Vĩnh Phúc [61]

Lê Hồng Phúc (1996), đã tìm ra quy luật tăng trưởng sinh khối, cấu trúc thành phầntăng trưởng sinh khối thân cây, tỷ lệ sinh khối tươi, khô của các bộ phận thân, cành,

lá, rễ, lượng rơi rụng, tổng sinh khối cá thể và quần thể rừng Thông ba lá [43] VũVăn Thông (1998), đã lập các bảng tra sinh khối tạm thời phục vụ cho công tác điềutra kinh doanh rừng [55] Hoàng Văn Dưỡng (2001), đã xác định quy luật quan hệgiữa các chỉ tiêu sinh khối với các chỉ tiêu biểu thị kích thước của cây, quan hệ giữasinh khối tươi và sinh khối khô các bộ phận thân cây cho loài Keo lá tràm Nghiêncứu cũng đã lập được biểu tra sinh khối và ứng dụng biểu để xác định sinh khối cây

cá thể và lâm phần cho loài này [12] Đặng Trung Tấn (2001) khi nghiên cứu sinhkhối rừng Đước, đã xác định được tổng sinh khối khô rừng Đước ở Cà Mau và Bạc

Liêu trung bình là 327 m3/ha, tăng trưởng sinh khối bình quân hàng năm là 9.500kg/ha [51] Nguyễn Tuấn Dũng (2005), khi tiến hành nghiên cứu sinh khối lâmphần Thông mã vĩ và lâm phần Keo lá tràm trồng thuần loài tại Chương Mỹ (thuộc

Hà Tây cũ nay là Hà Nội) đã cho thấy: Thông mã vĩ ở tuổi 20 có tổng sinh khối khô

là 173,4 - 266,2 tấn/ha và rừng Keo lá tràm trồng thuần loài 15 tuổi có tổng sinhkhối khô là 132,2- 223,4 tấn/ha [10] Nguyễn Ngọc Lung và Nguyễn Tường Vân(2004) đã sử dụng biểu quá trình sinh trưởng và biểu sinh khối để tính toán sinhkhối và chuyển đổi qua giá trị thành tiền cho một số loại rừng [40] Nguyễn NgọcLung và Đào Công Khanh (1999), đã nghiên cứu Thông ba lá, cấp đất III tuổi chặt

60, khi D = 40 cm, H = 27,6 cm, G = 48,3 m2/ha, M = 586 m3/ha, tỷ lệ khối lượngkhô/tươi của các cây lớn là 53,2% Hệ số chuyển đổi từ thể tích thân cây sang toàncây là 1,3736 Tính ra sinh khối thân cây khô tuyệt đối là 311,75 tấn, tổng sinh khốitoàn rừng là 428,2 tấn Còn nếu tính theo biểu sinh khối thì giá trị là 434,2 tấn/ha.Sai số giữa biểu quá trình sinh trưởng và biểu sản lượng là 1,4% Nguyễn Duy Kiên(2007), khi nghiên cứu khả năng hấp thụ CO2 rừng trồng Keo tai tượng tại TuyênQuang đã cho thấy sinh khối tươi trong các bộ phận lâm phần Keo tai tượng có tỷ lệkhá ổn định, sinh khối tươi tầng cây gỗ chiếm tỷ trọng lớn nhất từ 75-79%; sinhkhối tầng cây dưới tán chiếm tỷ trọng 17- 20 %; sinh khối vật rơi rụng chiếm tỷtrọng 4-5% [34] Cấu trúc sinh khối cây cá thể của rừng Mỡ gồm 4 phần thân, cành,

lá và rễ, trong đó sinh khối tươi lần lượt là 60%, 8%, 7% và 24%; tổng sinh khốitươi của một ha rừng trồng Mỡ biến động trong khoảng từ 53,4 - 309 tấn/ha, trongđó: 86% là sinh khối tầng cây gỗ, 6% là sinh khối tầng cây dưới tán và 8% là sinhkhối của vật rơi rụng [47] Vũ Tấn Phương và Nguyễn Viết Xuân (2008) đã sử dụngphương pháp điều tra sinh khối và xác định trữ lượng Cacbon của Ủy ban liên chínhphủ về biến đổi khí hậu - IPCC và xây dựng các mô hình toán dựa trên đường kínhngang ngực (DBH) để ước tính trữ lượng Cacbon của rừng Kết quả nghiên cứu chothấy tương quan chặt nhất giữa DBH và trữ lượng Cacbon được thể hiện dưới dạnghàm mũ Các mô hình toán đã xác lập cho từng vùng nghiên cứu gồm tương quangiữa DBH với lượng Cacbon trong sinh khối thân, sinh khối trên mặt đất và tổng

sinh khối Trên cơ sở phân tích tương quan, mô hình tính toán trữ lượng Cacbontrong sinh khối theo các vùng nghiên cứu và cho toàn quốc được xác định Các môhình toán này là cơ sở khoa học quan trọng cho việc tính toán trữ lượng Cacbon củarừng trồng Keo lai trong các dự án trồng rừng và tái trồng rừng theo cơ chế pháttriển sạch ở Việt Nam [44] Theo Võ Đại Hải (2008) thì tương quan giữa sinh khốicây cá thể Keo lai với các nhân tố điều tra cơ bản của lâm phần (tuổi, đường kính,chiều cao) tuân theo hàm Power và hàm Compound với hệ số tương quan cao, saitiêu chuẩn nhỏ Các phương trình này là cơ sở để dự báo sinh khối tươi, sinh khốikhô của các bộ phận thân cây cá thể Keo lai thông qua các nhân tố điều tra cơ bảnlâm phần [16] Trên cơ sở xác định sinh khối khô và sinh khối tươi, Nguyễn ViếtKhoa và Võ Đại Hải (2008) đã xây dựng được các mô hình tương quan giữa lượngCacbon tích lũy trong lâm phần Keo lai với các nhân tố điều tra cơ bản lâm phần,giữa lượng Cacbon trên mặt đất và dưới mặt đất, giữa sinh khối khô và sinh khốitươi của cây cá thể Keo lai [33] Võ Đại Hải và cộng sự (2009), đã tiến hành nghiêncứu năng suất sinh khối của một số loài cây trồng rừng như: Mỡ, Thông đuôi ngựa,Thông nhựa, Keo lai, Keo lá tràm,… Kết quả đã đánh giá được cấu trúc sinh khốicây cá thể và cấu trúc sinh khối lâm phần rừng trồng, tìm hiểu rõ được mối quan hệgiữa sinh khối cây cá thể và lâm phần với các nhân tố điều tra,… Góp phần quantrọng trong nghiên cứu sinh khối rừng trồng của một số loài cây trồng rừng sản xuấtchủ yếu ở nước ta hiện nay [17]

1.3 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ TÀINGUYÊN RỪNG

giới đã có những nghiên cứu, ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý, bảo vệ rừng.Những nghiên cứu dưới đây sẽ minh hoạ cho nhận định này:

Viện tài nguyên thế giới (WRI: World Resource Institute) đã sử dụng ảnhviễn thám và kĩ thuật GIS để đánh giá ảnh hưởng của phá rừng với các quốc gia vàngười dân trên toàn thế giới Viện tài nguyên thế giới đã sử dụng phần mềm GIS đểkiểm soát diện tích rừng trên toàn cầu Ngoài ra, GIS còn hỗ trợ phân tích so sánhdiện tích rừng hiện nay với diện tích rừng trong quá khứ, cho thấy xu hướng thu hẹpngày càng nhanh của các diện tích này và tốc độ thu hẹp ở các vùng khác, từ đó dựbáo tốc độ mất rừng của những nơi mà biên giới rừng còn tồn tại Với phần mềmchuyên dụng GIS, các dự báo có thể được phân tích dưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ(dẫn theo [37]) Vào năm 1987 Hutacharoen đã sử dụng GIS để đánh giá sự tàn phárừng ở tỉnh Chiang Mai, Thái Lan: ông đã sử dụng ảnh vệ tinh LANDSAT MSS ở 3thời điểm khác nhau (1975, 1979 và 1985) để làm ra 3 bản đồ che phủ, sử dụng đất.Sau đó chồng ghép 3 lớp bản đổ để xác định mức độ tàn phá rừng và sử dụng các cơ

sở dữ liệu GIS như mức độ che phủ của thực vật, độ cao, độ dốc và chiều dài của độdốc để xây dựng mô hình GIS đánh giá sự suy thoái của tài nguyên đất thông quaphương trình mất đất phổ dụng (USLE = Universal Soil Loss Equation) củaWischmeier and Smith năm 1978 Từ phương trình này có thể thống kê được mức

độ xói mòn ở các thời điểm khác nhau làm cơ sở cho việc đánh giá sự suy thoái củađất trong vùng nghiên cứu [89] Bản chất của ứng dụng GIS trong lĩnh vực này làphân tích dữ liệu không gian, sử dụng mô hình GIS thông qua phương pháp phốihợp các lớp bản đồ đo và thống kê diện tích [37]

Chính phủ Indonesia đã ứng dụng GIS để quản lý và khai thác rừng trongthiết kế mạng lưới đường vận chuyển, giám sát và giao đất rừng [106] Năm 1993,Gavin Jordan trong nghiên cứu sử dụng mô hình GIS và mô hình thẩm định để đánhgiá mức độ rủi ro về tàn phá rừng ở vườn quốc gia Sagarmatha, Nepal Gavin đã sửdụng mô hình không gian thông qua phương pháp chồng 5 lớp bản đồ theo tỷ lệ đểxác định mức độ tàn phá rừng ban đầu ở 3 mức thấp, trung bình và cao Phươngpháp thống kê chỉ số mức độ rủi ro (S) được xác định bằng phương trình sau:

S=∑[(trọng số của bản đồ thứ i) x (giá trị mỗi loại)] : (tổng trọng số, 100)Sau khi kiểm tra và thẩm định trên hiện trường, một mô hình rủi ro tàn phárừng mới (mô hình cải tiến) được thiết lập, có các trọng số khác nhau cho 3 lớp[82] Năm 1994, Echavarria và các cộng sự trong một nghiên cứu trường hợp ởvườn quốc gia Podocarpus ở phía Nam Andes của Ecurdor, một cơ sở dữ liệu số củacác lớp dữ liệu không gian đã được biên tập Cơ sở dữ liệu này được thiết lập chomột nghiên cứu thí điểm để đánh giá hiệu quả của sử dụng GIS hiện đại và côngnghệ viễn thám để đánh giá sự suy thoái của rừng ở vùng núi Neotropic Các lớp dữliệu thu thập bao gồm: Lớp che phủ đất nhận được từ ảnh viễn thám, thủy hệ, đất,ranh giới vườn quốc gia, độ cao, thuộc tính về nơi sinh sống của loài nguy cấpAndean Phân tích dữ liệu dựa trên cơ sở GIS để bảo vệ đa dạng sinh học ở Ecurdor(Echavarria et al., 1994) Năm 1997 Naesset đã phát triển hệ thống hỗ trợ ra quyếtđịnh cho lập kế hoạch quản lý rừng trong một thời hạn lâu dài thông qua mô hìnhtương quan tuyến tính ở miền Nam Na Uy Hệ thống này gọi là SGIS, giúp cho cácnhà quy hoạch thiết kế khai thác rừng tìm kiếm các trạng thái rừng nên hạn chế khaithác gỗ,… SGIS cũng mô phỏng các thời hạn áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâmsinh phù hợp cho từng trạng thái rừng và lựa chọn phương thức xử lý tối ưu chungcho toàn bộ khu rừng [95] Năm 1997 Apan đã đoán đọc và phân tích ảnhLANDSAT TM ở Mindoro, Philippines bằng mắt Kết quả cho thấy sự khác nhau từmức độ thấp đến trung bình về các dạng rừng, mức độ che phủ của tán và các cấptuổi rừng khác nhau [65] Năm 1997, Apan và Peterson đã xem xét kỹ lưỡng cácvấn đề để đánh giá sự phù hợp để khôi phục rừng nhiệt đới và sử dụng GIS để quyếtđịnh sự phù hợp đất trong lĩnh vực khôi phục rừng Ông cũng đánh giá hiệu quả của

sử dụng GIS trong đánh giá sự phù hợp đất và tìm ra các vấn đề còn tồn tại thuộc vềphương pháp sử dụng Kỹ thuật GIS đánh giá sự phù hợp là đã sử dụng mô hìnhphối hợp tuyến tính với trọng số [64] Một phương pháp tiếp cận đánh giá sự phùhợp nổi tiếng được phát triển bởi Hopkins năm 1977 Phương pháp này giải quyếtcác hoạt động chồng lớp số học về các nhân tố theo mức độ tầm quan trọng củachúng (trọng số) để tạo ra một lớp mới mô tả về các mức độ phù hợp cho mỗi dạng

sử dụng [87] Ở các nước ôn đới, GIS đã được ứng dụng và phát triển trong quản lýlửa rừng Năm 1997 Pons và đồng nghiệp đã sử dụng mô hình dựa trên cơ sở dữliệu GIS để tiên đoán và kiểm soát lửa rừng ở Catalan, Tây Ban Nha [102] Côngnghệ GIS cũng đã được sử dụng để lập kế hoạch quản lý lửa rừng ở Thổ Nhĩ Kỳ[69] Ở các nước nhiệt đới và á nhiệt đới, có rất ít các báo cáo về nghiên cứu ứngdụng GIS trong phòng chống cháy rừng Tuy nhiên, hầu hết các ứng dụng là tương

tự như các nước ôn đới [37]

Scott và các cộng sự vào năm 1998 đã sử dụng mô hình GIS với số liệu khíhậu hàng tháng và độ che phủ đất được thu thập từ ảnh vệ tinh để dự đoán sức sảnxuất thuần của rừng và cho kết quả là lượng tăng trưởng biến động từ 700 - 1450g/

m2/năm với giá trị trung bình là 1084g/m2/năm Cũng như cho thấy lượng nướcthoát là từ 24 đến 150 cm/năm với trung bình là 63 cm/năm Các mức độ dự báocho độ chính xác tương đối cao và phù hợp với giá trị quan sát tại thực địa (Scott et

al, 1998) Tim và các cộng sự vào năm 1999 khi sử dụng GIS và phân tích khônggian để nghiên cứu sự thay đổi năng suất và dinh dưỡng rừng ở New-Zealand đãcho thấy rằng xu hướng về không gian và thời gian của năng suất rừng (gồm chỉ sốlập địa và Phốt pho trong lá) có thể được dự đoán và giải thích bằng cách sử dụngcông nghệ GIS Tuy nhiên chỉ số tiết diện ngang và các chỉ số dinh dưỡng trong lákhác thì không thể hiện rõ ràng phụ thuộc vào phân bố không gian Các bản đồ đất

cơ bản chỉ cung cấp được sự phân lớp theo các tầng đất của hàm lượng N trong lá[109] Timo và Ari (2006) đã sử dụng công nghệ GIS để nghiên cứu năng suất thựcđịa rừng trong đó chú trọng đến chiều cao cây tại miền Nam và Trung Phần Lan chothấy các biến có ý nghĩa tác động nhất là tổng nhiệt độ, vĩ độ và thời gian của mùasinh trưởng Một số nhân tố có ý nghĩa khác là độ cao Độ dốc và hướng dốc Tuynhiên các loại đất và diện tích lưu vực không ảnh hưởng đến chiều cao của cây Hơnnữa, nếu loại lập địa rừng được xác định tại hiện trường thì sai số chỉ còn lại khoảng2% cho thấy sự quan trọng của thông tin hiện trường trong nghiên cứu [110] Trongkhi đó, Xuefei Yang (2006) lại sử dụng tương quan logistic và hệ thống GIS đãđược sử dụng để mô tả phân bố cho loài nấm Matsutake Cả 2 dạng này đều thể hiện

tốt mức độ dự đoán cũng như có độ chính xác chấp nhận được Tuy nhiên về tổngthể thì mô hình GIS có độ chính xác cao hơn tương quan logistic và hơn nữa môhình GIS không cần thiết phải tiến điều tra thực địa do đó có ưu thế hơn hẳn [117].Baisen Zhang (2006) đã xây dựng mô hình dự đoán năng suất bằng cách tiếp cậnhai hệ thống là cây quyết định và GIS Trong đó cây quyết định để dự đoán năngsuất đồng cỏ cho độ chính xác cao Hệ thống GIS được sử dụng để hỗ trợ phân tích

độ lệch của các biến địa hình, phân tích, giải thích và biểu diễn cho các thành quả

Hệ thống này không chỉ sử dụng để dự báo năng suất mà còn hỗ trợ công tác quản

lý các đồng cỏ [66] Vào năm 2007 Chirici và các cộng sự đã sử dụng viễn thám vàGIS để mô hình hoá năng suất của rừng tại Ý với việc sử dụng tương quan giữa khảnăng hấp thụ ánh sáng của tán cây với năng suất sinh khối [74] Ở Malaysia,Hasmadi và các cộng sự đã sử dụng công nghệ GIS như là một công cụ trong pháttriển và so sánh hệ thống giao thông khu bảo tồn rừng Ayer Hitam, Selangor,Malysia Kết quả đã cho thấy sự lợi thế của sử dụng GIS trong việc thiết kế tuyến sẽtránh được các độ dốc không cần thiết, đường đi ngắn và thời gian sẽ tiêu tốn ít hơn[84] Shuhong Deng (2011), Đã sử dụng cách tiếp cận GIS để lượng hoá và lập bản

đồ giá trị kinh tế cho việc tích luỹ cacbon của các hệ sinh thái rừng Bằng cách sửdụng phối hợp dữ liệu điều tra rừng, điều tra đất với số liệu GIS Sử dụng lượngquang hợp thực vật và sinh khối rừng để lượng hoá khả năng tích luỹ cacbon trongthực vật và sử dụng phân loại đất để tích toán lượng cacbon trong đất Các giá trịtích luỹ cacbon được chọn đã được lập bản đồ sử dụng công nghệ GIS với các giátrị được thể hiện dưới dạng tiền tệ [105]

1.3.2 Ở Việt Nam

Tại Việt Nam công nghệ GIS cũng được thí điểm khá sớm Đến nay đã đượcứng dụng trong khá nhiều ngành như quy hoạch Nông Lâm nghiệp, quản lý rừng,lưu trữ tư liệu địa chất, đo đạc bản đồ, địa chính, quản lý đô thị Tuy nhiên các ứngdụng có hiệu quả nhất chỉ giới hạn ở các lĩnh vực lưu trữ, in ấn các tư liệu bản đồ[37] Việt Nam cũng đã thu hút một số lớn các dự án quốc tế trong lĩnh vực nângcao năng lực quản lý môi trường và tài nguyên trong đó GIS luôn là hợp phần quan

trọng Dự án của UNDP ứng dụng viễn thám ở Việt Nam là nâng cao năng lực vềthống kê rừng ở Viện Điều tra Quy hoạch Rừng vào những năm 80 của thế kỷ XX.GIS là công cụ phù hợp để xử lý số liệu điều tra, tư liệu hóa và đánh giá tình hìnhcác dự án khôi phục rừng rất tốt Hơn nữa nhiều công trình nghiên cứu đã chứngminh về khả năng mô hình GIS trong đánh giá lựa chọn điều kiện lập địa khôi phụcrừng, xác định vùng thích nghi cho các loài cây lâm nghiệp Do vậy, GIS trở thànhcông cụ phân tích đắc lực cho việc quản lý và tổ chức khôi phục rừng Trong quyhoạch đánh giá phân loại phù hợp đất và tiềm năng lâm nghiệp GIS là công cụ trợgiúp nhằm thu thập dữ liệu chuyên đề, xử lý dữ liệu không gian và thuộc tính, tíchhợp dữ liệu để xây dựng các bản đồ chuyên đề Mô phỏng kết quả đánh giá đất lâmnghiệp được hiển thị trên bản đồ thành bản đồ phân hạng phù hợp đất đai (phù hợpcao, phù hợp và phù hợp thấp…) và phân hạng tiềm năng đất rừng (tiềm năng cao,tiềm năng vừa và tiềm năng thấp,…) hay cho loại hình sử dụng đất lâm nghiệp(rừng sản xuất, rừng phòng hộ và rừng đặc dụng) Để có kết quả khi thực hiện môhình không gian thích ứng trong môi trường GIS, thường phải tuân thủ theo quytrình phân tích đa nhân tố gồm xây dựng bộ tiêu chí đánh giá, lựa chọn các nhân tốhay các lớp bản đồ và phương pháp phối hợp Sau đó đánh giá và phân loại mức độthích hợp theo chỉ số phù hợp (suitable index) nhận được từ kết quả phân tích môhình để đưa ra các bản đồ chuyên đề, đây chính là thông tin đánh giá tổng hợp, hỗtrợ quá trình ra quyết định và lập kế hoạch sử dụng bền vững đất lâm nghiệp [37].GIS và Viễn thám trong nghiên cứu khả năng thích nghi của các loại cây trồng lâmnghiệp phục vụ cho trồng rừng mới, cần thu thập các số liệu liên quan đến nhu cầu

về mặt sinh thái đối với các loài cây trồng lâm nghiệp được lựa chọn để khôi phục

và trồng rừng mới tại vùng đất đó Các yếu tố sinh thái bao gồm: Dữ liệu khí hậu(lượng mưa, sự phân bố mưa và nhiệt độ,…), dữ liệu địa hình (độ dốc, độ cao vàhướng phơi…), dữ liệu đất (loại đất, thành phần cơ giới và thuộc tính hóa học củađất…) và các yếu tố khác có liên quan như thời gian sinh trưởng, tình hình sâu bệnhhại và các yêu cầu sinh học của từng cây được phân hạng theo các mức độ phù hợpkhác nhau Ngoài ra các yếu tố kinh tế xã hội của địa phương và môi trường cũng

nên được xem xét và đưa vào phân tích để có cơ sở kết luận cuối cùng về tính thíchnghi của các loài cây trồng [37].

Đặng Ngọc Quốc Hưng khi nghiên cứu về sự thay đổi thảm thực vật ở vườnQuốc gia Bạch Mã đã cho thấy phương pháp viễn thám kết hợp với hệ thống thôngtin địa lý cho phép đánh giá sự thay đổi lớp phủ thực vật rừng ở những vùng núicao, địa hình chia cắt bởi nhiều sông suối cũng như có khả năng xác định nhanhdiện tích lớp phủ, giám sát, đánh giá thay đổi diện tích rừng trên phạm vi lớn và lậpbáo cáo nhanh về biến động diện tích lớp phủ thảm thực vật rừng [27] Ứng dụng hệthống thông tin địa lý (GIS) và công nghệ viễn thám là một phương pháp hiện đại,mang lại hiệu quả cao khi thành lập bản đồ, đặc biệt đối với các bản đồ chuyên đềđòi hỏi lượng thông tin lớn và kịp thời [60] Bùi Nguyễn Lâm Hà và các cộng sự đã

sử dụng ảnh vệ tinh ALOS AVNIR 2 để ước tính sinh khối bề mặt lá với 3 chỉ số là:NDVI, chỉ số chuẩn hóa các thực vật khác nhau (The Normalized DifferenceVegetation Index –NDVI), LAI, chỉ số diện tích bề mặt lá (Leaf Area Index – LAI),fAPAR, hệ số bức xạ của hoạt động quang hợp (The Fraction of AbsorbedPhotosynthetically Active Radiation – fAPAR) Bước đầu đã ước tính được sinhkhối trên bề mặt tán rừng cho trường hợp tại Vườn Quốc gia Cát Tiên nhằm đề xuấtgiải pháp hiệu quả trong việc giám sát thảm phủ thực vật Tuy nhiên, để tính đượcsinh khối tổng thể của rừng cần có những nghiên cứu tiếp tục trong việc tính thểtích rừng cũng như chiều cao cây tương ứng cho từng khu vực [14] Đỗ ĐặngTrường Giang và Nguyễn Kim Lợi đã sử dụng công nghệ GIS với các dữ liệu đầuvào gồm mô hình số hoá độ cao (Digital Elevation Model = DEM), số liệu khítượng, độ ẩm vật liệu cháy và độ che phủ rừng với công thức toán của Rothermel(đề xuất năm 1972) để tính toán mức độ lan truyền của lửa rừng và thể hiện kết quảtrên nền GIS với dạng hình Elip do Alexander đề xuất năm 1985 Kết quả có thểgiúp xác định được mức độ ảnh hưởng của các khu vực lân cận [13]

1.4 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU LÂM SINH VỀ KEO LAI

1.4.1 Trên thế giới

Keo lai là tên gọi tắt để chỉ giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng (Acacia mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) Giống lai tự nhiên này được

Messrs Herburn và Shim phát hiện lần đầu vào năm 1972 trong số các cây Keo taitượng trồng ven đường ở Sook Telupid thuộc bang Sabah của Malaysia Sau nàyTham (1976) cũng coi đó là giống lai Đến tháng 7 năm 1978, sau khi xem xét cácmẫu tiêu bản tại Phòng tiêu bản thực vật ở Queensland (Australia), được gửi từtháng 1 năm 1977 Pedgley đã xác nhận đó là giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng

và Keo lá tràm Tính chất trung gian của Keo lai so với Keo tai tượng và Keo látràm còn được thể hiện ở các tính trạng khác như hoa tự, hoa và hạt [70] Nghiêncứu phân tích Peroxydase isozym của Keo lai và hai loài bố mẹ cho thấy Keo lai thểhiện tính trung gian giữa hai loài Keo bố mẹ [91] Cây Keo lai còn có ưu điểm là cóđỉnh ngọn sinh trưởng tốt, thân cây đơn trục và tỉa cành tự nhiên tốt [101] Khi đánhgiá các chỉ tiêu chất lượng của cây Keo lai Pinso và Nasi thấy rằng độ thẳng thân,đoạn thân dưới cành, độ tròn đều của thân, Ở cây Keo lai đều tốt hơn hai loài Keo

bố mẹ và cho rằng Keo lai rất phù hợp cho trồng rừng thương mại [100] Từ năm

1992 ở Indonesia đã bắt đầu có thí nghiệm trồng Keo lai từ nuôi cấy mô cùng Keotai tượng và Keo lá tràm [113]

Tuy trên thế giới đã có nhiều tác giả nghiên cứu về giống Keo lai tự nhiên,nhưng vẫn chưa có những nghiên cứu tính chất vật lý và cơ học, cũng như tính chấtbột giấy của Keo lai Chưa có các nghiên cứu một cách tổng hợp từ chọn lọc câytrội và khảo nghiệm dòng vô tính để từ đó chọn tạo ra các dòng tốt nhất phát triểnvào sản xuất [28]

1.4.2 Ở Việt Nam

Ở Việt Nam giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng và Keo lá tràm được pháthiện từ năm 1992 ở các vùng Tân Tạo, Sông Mây, Trị An, Trảng Bom ở ĐôngNam Bộ và Ba Vì (Hà Tây), Phú Thọ, Hoà Bình, Tuyên Quang,…[28]

Từ 1993 đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu về cây Keo lai và nhữngnghiên cứu đầu tiên phải kể đến là: Nghiên cứu tiềm năng bột giấy cây Keo lai của

Lê Đình Khả, Lê Quang Phúc cho thấy gỗ Keo lai có tỷ trọng trung gian giữa Keo

lá tràm và Keo tai tượng, có khối lượng gỗ gấp 3- 4 lần hai loài Keo bố mẹ Cácdòng Keo lai được chọn có tỷ trọng gỗ và có tính co rút của gỗ khác nhau Giấyđược sản xuất từ các dòng Keo lai có độ dai và độ chịu đựng cao hơn rõ rệt so vớihai loài Keo bố mẹ Độ trắng và hiệu suất tẩy trắng của các dòng Keo lai về cơ bảngiống với hai loài Keo bố mẹ Với các tính chất ưu việt như vậy, Keo lai là mộtgiống mới có triển vọng gây trồng để sản xuất bột giấy và còn có tác dụng cải tạođất [30];[31] Nghiên cứu chọn lọc cây trội, nhân giống và bước đầu trồng khảonghiệm dòng vô tính Keo lai ở Đông Nam Bộ cho thấy hom chồi của Keo lai cho tỷ

lệ ra rễ cao nhất nếu được giâm từ tháng 5 đến tháng 7 và được xử lý bằng IBAdạng bột, nồng độ 0,7% và 1,0% Nghiên cứu về nuôi cấy mô Keo lai cho thấy rằng,

có thể nhân nhanh Keo lai bằng phương pháp nuôi cấy mô trong môi trường MS vớiBAP 2mg/l thì số chồi nhân lên 20 - 21 lần và có thể cho các chồi ra rễ bằng biệnpháp giâm hom thông thường trên nền cát sông được phun sương trong nhà kính.Nghiên cứu đã xác định được môi trường thích hợp và tỷ lệ các nguyên tố đa lượng,

vi lượng tỷ lệ các chất kích thích sinh trưởng, cũng như điều kiện môi trường tốtnhất (chế độ nhiệt, cường độ chiếu sáng) cho nuôi cấy mô Keo lai (Đoàn Thị Mai vàcộng sự 1998) Nghiên cứu giống Keo lai và vai trò của các biện pháp thâm canhkhác trong tăng năng suất rừng trồng của Lê Đình Khả, Hồ Quang Vinh (1998) chothấy rằng cải thiện giống và các biện pháp kỹ thuật thâm canh khác đều có vai tròquan trọng trong tăng năng suất rừng trồng Muốn tăng năng suất rừng trồng caonhất phải áp dụng tổng hợp các biện pháp cải thiện giống và các biện pháp thâmcanh khác [29] Nghiên cứu nốt sần và khả năng cải tạo đất của Keo lai và hai loàiKeo bố mẹ của Lê Đình Khả và cộng sự (1999) cho thấy trong điều kiện tự nhiên ởgiai đoạn vườn ươm 3 tháng tuổi số lượng và khối lượng nốt sần trên rễ của Keo lainhiều gấp 3 - 10 lần hai loài Keo bố mẹ Một số dòng Keo lai có số lượng vi khuẩn

cố định Nitơ tự nhiên cao hơn các loài Keo bố mẹ, một số khác có tính chất trunggian Đặc biệt dưới tán rừng Keo lai 5 tuổi, số lượng Vi sinh vật và số lượng Vikhuẩn cố định Nitơ tự do trong một gram đất cao hơn rõ rệt so với đất dưới tán rừng

Keo tai tượng và Keo lá tràm Vì thế đất dưới tán rừng Keo lai được cải thiện hơnđất dưới tán rừng hai loài Keo bố mẹ cả về hoá tính, lý tính lẫn số lượng Vi sinh vậtđất,…[32] Năm 2005, Triệu Văn Hùng và các cộng sự đã đánh giá khả năng sinhtrưởng của một số loài Keo và Bạch đàn ở Tây Nguyên đã cho thấy rừng Keo laivới điều kiện lập địa là đất cát pha, tầng đất mỏng, đất chua thì dòng Keo lai BV10

có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt nhất, còn với đất xám bạc màu thì dòngBV32 cho triển vọng hơn cả Trong khi trên đất bazan thoái hóa, tầng đất chặt thìdòng TB15 là phù hợp nhất [23] Trong nghiên cứu tác động của tỉa thưa tới pháttriển đường kính, tác động của tỉa cành tới giảm khuyết tất gỗ và tác động của phânlân tới sinh trưởng của Keo lai tại Quảng Bình và Quảng Trị, đã cho thấy rằng côngtác tỉa thưa có thể cải thiện sinh trưởng đường kính của Keo lai; Việc tỉa cành cũnglàm giảm tỷ lệ khuyết tật ở gỗ đáng kể; việc bón lót 10g lân nguyên tố /cây (tươngđương 143g supe phốt phát/cây) là đủ để tạo ra sự khác biệt về sinh trưởng chiềucao Keo lai tại giai đoạn đầu tại Quảng Trị [15] Trần Duy Rương (2011) đã đánhgiá sinh trưởng và hiệu quả kinh tế của rừng trồng Keo lai ở Quảng Trị cho thấyKeo lai trồng bằng hạt cho sản lượng bình quân 80,65 m3/ha/7 năm với lợi nhuậnròng chỉ đạt 12,729 triệu đồng/chu kỳ 7 năm trong khi đó với các dòng Keo lai thìcho năng suất từ 145,41 đến 161,14 m3/ha/7 năm với lãi ròng trong 1 chu kỳ 7 nămđạt từ 33,865 đến 38,789 triệu đồng [48] Hoàng Văn Thắng và các cộng sự (2011)

đã đánh giá sinh trưởng của Keo tai tượng, Keo lai trồng trong mô hình trình diễn ởcác huyện Phong Điền, Hương Trà, và Phú Lộc tỉnh Thừa Thiên Huế cho thấy sau 2năm tỷ lệ sống đạt trên 95%, sinh trưởng của Keo lai mô đạt đường kính trung bình

là 6,6cm và chiều cao trung bình là 7,3m, trong khi đó sinh trưởng trung bình củaKeo lai là D1.3 = 6,1cm, Hvn = 6,6m và của Keo tai tượng là D1.3 = 6,0cm và Hvn

= 5,8m Tuy nhiên, việc áp dụng biện pháp tỉa thân, tỉa cành ở tuổi 2 chưa có ảnhhưởng rõ rệt đến sinh trưởng của các loài Keo [52] Nghiên cứu các kỹ thuật lâmsinh về sử dụng phân bón, tỉa cành, tỉa thưa nhằm nâng cao chất lượng và năng suấtrừng cây keo lai cho mục tiêu gỗ xẻ tại huyện Bình Long, tỉnh Bình Phước, cho thấyViệc bón lót phân lân (50 kg P/ha) ở giai đoạn mới trồng có sự khác biệt rất rõ rệt

về sinh trưởng về đường kính và chiều cao so với rừng trồng đối chứng chỉ bón 18

kg P/ha; Bón thúc phân lân và phân vi lượng tổng hợp sau khi tỉa thưa chưa có tácđộng rõ rệt đến sinh trưởng về đường kính và chiều cao nên cần tiếp tục nghiên cứu.Cường độ tỉa khác nhau thì ảnh hưởng rõ rệt đến sinh trưởng về đường kính thâncây và nếu tỉa thưa ở giai đoạn tuổi 2 có sinh trưởng về đường kính cao hơn so vớitỉa thưa ở tuổi 3 [11]

1.5 NHẬN ĐỊNH VÀ ĐÁNH GIÁ CHUNG

Đã có nhiều công trình trong và ngoài nước nghiên cứu về các đặc điểm lâmsinh của loài Keo lai Nhiều công trình nghiên cứu về lập biểu cấp đất, biểu sảnlượng và biểu sản phẩm cho những loài cây trồng phổ biến, trong đó có cả Keo lai.Tuy nhiên, với quan điểm phân chia hạng đất thì vẫn còn rất ít công trình nghiêncứu Bên cạnh đó, việc người dân có thể sử dụng kết quả nghiên cứu là còn khókhăn và nhiều khi tốn nhiều công sức trong điều tra, đo đếm

Từ năm 1993 đến nay ở Việt Nam có rất nhiều nghiên cứu về Keo lai từ cácnghiên cứu về hình thái, chọn lọc cây trội, nhân giống bằng giâm hom và nuôi cấy

mô, khảo nghiệm dòng vô tính đến các nghiên cứu về tính chất cơ lý, tiềm năng bộtgiấy và khả năng sử dụng Keo lai làm gỗ dán tuy nhiên các nghiên cứu về điềutra cấu trúc cơ bản, cũng như dự đoán sản lượng và các nhân tố ảnh hưởng đến sảnlượng thì vẫn còn rất ít và chưa đi vào chiều sâu

Việc dự đoán năng suất rừng hay sản lượng rừng trước đây thường tập trungvào một số yếu tố cơ sở (thường là chiều cao của lâm phần) mặc dù đã mang tínhkhoa học cao nhưng việc ứng dụng nó vào thực tiễn, đặc biệt là cho các hộ gia đình

là còn rất hạn chế Việc dự đoán năng suất hay sản lượng chỉ xảy ra sau khi rừng đãtrồng nhiều năm nên cũng sẽ ảnh hưởng đến quyết định không chính xác trong chọnloài cây trồng, ảnh hưởng đến đời sống, hiệu quả đầu tư trong công tác trồng rừng

Có thể thấy rằng việc nghiên cứu GIS ở trên thế giới nói chung và ở ViệtNam nói riêng về Lâm nghiệp hiện nay chỉ tập trung vào diễn biến của thảm thực

vật làm cơ sở tổ chức quản lý rừng, so sánh các diện tích rừng bị mất, mà chưa chútrọng đến việc xây dựng mô hình rừng ổn định hay dự đoán sản lượng rừng

Các nghiên cứu kết hợp của GIS với các lĩnh vực lâm nghiệp và dự báo năngsuất trước đây chỉ mang tính định tính Nghĩa là xác định được các vùng đất phùhợp cho một số loài cây trồng rừng theo một số nhân tố môi trường, sinh thái, thổnhưỡng nhưng chỉ là định tính (rất phù hợp, phù hợp, trung bình, ít phù hợp vàkhông phù hợp) mà chưa lượng hóa được ảnh hưởng của các nhân tố đến năng suất

cụ thể cho một loài cây cụ thể trên một điều kiện lập địa cụ thể

Trên cơ sở các ưu điểm của phương pháp tương quan đa biến trong dự đoánnăng suất rừng kết hợp cùng với các ưu điểm về tính nhận dạng, vị trí cũng nhưphương pháp xử lý số liệu và phương pháp thể hiện của GIS thì việc xây dựng bản

đồ cấp năng suất cho rừng trồng là rất quan trọng cho các nhà quản lý cũng nhưngười trồng rừng có những quyết định đúng đắn trong việc đầu tư trồng rừng manglại hiệu quả kinh tế cao

Do vậy xây dựng một bản đồ cấp năng suất cho rừng Keo lai trên quan điểmphân chia hạng đất là rất cần thiết và có ý nghĩa quan trọng cả về phương pháp luậncũng như thực tiễn sản xuất

CHƯƠNG 2:

NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU:

2.1.1 Đánh giá hiện trạng rừng và công tác trồng rừng trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế giai đoạn 2000- 2010

2.1.1.1 Tìm hiểu hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp tại tỉnh Thừa Thiên Huế

2.1.1.2 Đánh giá công tác trồng rừng giai đoạn 2000 – 2010

- Tìm hiểu cơ cấu các loài cây lâm nghiệp được sử dụng trong trồng rừng tạiThừa Thiên Huế giai đoạn 2000 - 2010

- Đánh giá sự thay đổi về cơ cấu diện tích của các loài cây được trồng rừnggiai đoạn 2000-2010

2.1.1.3 Đánh giá công tác phát triển rừng Keo lai giai đoạn 2000 – 2010

2.1.1.4 Xác định một số nhân tố cơ sở cho việc phát triển rừng trồng Keo lai

2.1.2 Xây dựng mô hình dự báo năng suất rừng Keo lai

2.1.2.1 Phân tích hệ số đường ảnh hưởng của các nhân tố

2.1.2.2 Xây dựng mô hình theo dạng tương quan hồi qui đa biến

2.1.2.3 Kiểm tra sự thích ứng và lựa chọn mô hình phù hợp

2.1.3 Xây dựng bản đồ cấp năng suất cho rừng trồng Keo lai

2.1.3.1 Xây dựng các lớp bản đồ chuyên đề theo các nhân tố ảnh hưởng.

2.1.3.2 Xây dựng bản đồ cấp năng suất cho rừng Keo lai

2.1.3.3 Đề xuất hướng ứng dụng bản đồ

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

Nguyên tắc chung là, các phương pháp được sử dụng phải nhất quán từ bướcthu thập số liệu đến xây dựng và đánh giá mô hình lý thuyết Sự nhất quán về mặt

phương pháp còn được thể hiện ở mặt kế thừa các công trình nghiên cứu trước đây

và các nguồn số liệu sẵn có Kết quả nghiên cứu ở nội dung này là cơ sở để giảiquyết những nội dung tiếp theo, mà không giải quyết độc lập từng vấn đề một

Các phương pháp nghiên cứu cụ thể theo từng nội dung như sau:

2.2.1 Phương pháp đánh giá hiện trạng rừng và công tác trồng rừng trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế giai đoạn 2000- 2010

2.2.1.1 Phương pháp thu thập số liệu:

Thu thập các số liệu về diễn biến tài nguyên rừng, công tác trồng rừng trongnhững năm qua tại chi cục kiểm lâm, chi cục Lâm nghiệp tỉnh Thừa Thiên Huế

Tham khảo định hướng qui hoạch công tác bảo vệ và phát triển rừng giaiđoạn 2009 – 2020 và kế hoạch bảo vệ và phát triển rừng 5 năm (2011-2015) củatỉnh Thừa Thiên Huế tại Trung tâm qui hoạch và thiết kế Nông lâm nghiệp tỉnhThừa Thiên Huế

Phỏng vấn hộ gia đình trồng Keo lai Trong đó chọn 3 huyện căn cứ vào sốlượng các xã có tham gia trồng rừng Keo lai Trong mỗi huyện, 3 xã được chọn căn

cứ vào số lượng hộ tham gia trồng rừng Keo lai Trong mỗi xã được chọn xác định

30 hộ tham gia trồng rừng Keo lai để phỏng vấn đại diện cho người sản xuất theophương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên Tổng số 270 hộ được điều tra phỏng vấn

Sử dụng bản câu hỏi để phỏng vấn hộ gia đình tham gia trồng rừng Keo lai

để thu thập các số liệu về điều kiện kinh tế - xã hội, hiện trạng sử dụng đất, các chi

phí, thu nhập của việc trồng rừng Keo lai.

Ở các huyện, phỏng vấn một số thương lái chuyên mua bán sản phẩm gỗrừng Keo lai, các xưởng cưa cũng như các người thợ mộc có sử dụng gỗ nguyênliệu là gỗ Keo lai Phỏng vấn, thu thập số liệu về nhu cầu, khả năng sản xuất, thịtrường tiêu thụ sản phẩm của các nhà máy chế biến gỗ có trên địa bàn tỉnh ThừaThiên Huế

- PV(Present value): Chỉ tiêu PV được sử dụng để xác định giá trị hiện tại

của những lượng vốn đầu tư đều đặn theo định kỳ theo một lãi suất cố định

- NPV (Net present Value): Chỉ tiêu NPV được dùng để tính giá trị hiện tại

của một dòng tiền mặt không đều nhau theo một lãi suất cố định

1 (1 )

)

Là chỉ tiêu Giá trị hiện tại của lợi nhuận ròng, một chỉ tiêu rất thông dụng

trong các tính toán kinh tế

- BCR (Benefit to Cost Ratio): BCR là chỉ tiêu tỷ suất thu nhập so với chi

phí là tỷ số giữa giá trị hiện tại của thu nhập so với giá trị hiện tại của chi phí

Công thức tính :

)()

1(

)1(

Ci NPV

Bi NPV r

Ci r

Bi BCR

- IRR (Internal Rate of Return): IRR là chỉ tiêu tỷ suất thu hồi vốn nội tại

cho một dòng thu nhập không đều nhau Chỉ tiêu này cho biết khả năng sinh lời tối

đa của một chương trình đầu tư Dựa vào chỉ tiêu này cũng có thể thấy được khảnăng chịu đựng mức lãi suất tiền vay lớn nhất của một chương trình đầu tư

IRR là tỷ lệ lãi suất làm cho NPV = 0, tức là với mức lãi suất IRR thì chươngtrình đầu tư hòa vốn, khi đó:

1

0)1

(

)(

Ci IRR

Bi

) 1

( )

1

2.2.2 Phương pháp xây dựng mô hình dự báo năng suất rừng Keo lai

2.2.2.1 Phương pháp thu thập số liệu

- Các thông tin về công tác khai thác được thu thập qua trung tâm qui hoạch

và thiết kế nông lâm nghiệp (đối với các công ty lâm nghiệp) và qua các kiểm lâmđịa bàn tại các hạt kiểm lâm của các huyện (đối với hộ gia đình)

- Thu thập số liệu về nhiệt độ trung bình, tổng lượng mưa của các tháng từnăm 1990 đến 2012 trong các niên giám thống kê và tại các trạm khí tượng làm cơ

sở xây dựng bản đồ nhiệt độ bình quân và tổng lượng mưa hàng năm

- Xác định vị trí của các lô rừng Keo lai trồng thuần loài được khai thác tạituổi 6 (thông qua kiểm lâm địa bàn hoặc trung tâm thiết kế Nông Lâm nghiệp Tỉnh

Thừa Thiên Huế) Tại các lô rừng, các chỉ tiêu điều tra bao gồm (Xem phụ lục 2):

Vị trí (tọa độ): vị trí lô khai thác được xác định bằng máy định vị GPS (theo

tọa độ X-Y trong hệ UTM múi 48 với hệ số k = 0,9996 (múi 6 độ))

Diện tích lô khai thác: được xác định qua hồ sơ thiết kế khai thác (đối với

công ty lâm nghiệp) hoặc theo diện tích đất được giao trong giấy chứng nhận quyền

sử dụng đất của hộ gia đình Trong trường hợp diện tích lớn thì sử dụng ô mẫu 1000– 2000m2 tùy thuộc vào năng lực khai thác của đơn vị.

Xác định một số tính chất của đất bằng cách đào 1 phẫu diện đất trên lô rừng:Đào đến tầng cứng rắn, đá mẹ hoặc đến độ sâu tối thiểu 125 cm (nếu chưa gặp tầngcứng rắn), chiều rộng 70 – 80 cm, chiều dài 1,2 – 2,0m (Đặng Văn Minh và ccs2006) Sau đó, xác định các chỉ tiêu:

Độ dày tầng đất: được đo và chia thành các cấp:

Cấp 1: 0 – 30 Cm Cấp 2: 30 – 50 Cm Cấp 3: 50 – 70 Cm Cấp 4: 70 – 100 Cm Cấp 5: trên 100 Cm

Loại đất: Phân loại và nhận biết theo đặc điểm của một số loại đất chính của

Việt Nam Một số loại đất thường gặp ở Thừa Thiên Huế gồm:

Bảng 2.1 Một số loại đất thường gặp ở Thừa Thiên Huế

Phèn hoạt động sâu mặn trung bình Sj2m Vàng nhạt trên đá cát FqPhù sa được bồi hằng năm Pb Nâu vàng trên phù sa cổ FpPhù sa không được bồi P Đỏ vàng biến đổi do trồng lúa nước Fl

Phù sa cổ có tầng loang lổ đỏ vàng Pf Mùn đỏ vàng trên đá macma axit HaPhù sa phủ trên nền cát biển P/C Thung lũng do sản phẩm dốc tụ D

- Đất cát pha: không vê thành giun được nhưng nặn thành hình nón được

- Đất thịt nhẹ: vê thành giun được nhưng vài phút sau thì rạn nứt thành từng đoạn.

- Đất thịt trung bình: vê thành hình giun được, nhưng nếu cuộn thành vòng tròn (đường kính 3cm) thì bị đứt gãy.

- Đất thịt nặng: vê thành hình giun được và cuộn thành vòng tròn đường kính 3cm không bị gãy, nhưng bị nứt rạn.

- Đất sét: vòng tròn vẫn mịn đẹp không hề nứt rạn gì.

Độ cao: xác định độ cao của lô rừng bằng máy định vị toàn cầu (GPS) Sau

đó được phân chia theo các cấp độ cao như sau:

Cấp 1: dưới 100m Cấp 2: từ 100 đến 300 m Cấp 3: từ 300 đến 500 m Cấp 4: từ 500 đến 700 m Cấp 5: trên 700 m

Độ dốc: độ dốc của lô rừng đo bằng máy đo độ dốc trên la bàn cầm tay Sau

đó được phân cấp thành các cấp độ dốc như sau:

Cấp 1: nhỏ hơn 3 độ Cấp 2: Từ 3 độ đến 8 độ Cấp 3: Từ 8 độ đến 15 độ Cấp 4: Từ 15 độ đến 20 độ Cấp 5: Từ 20 độ đến 25 độ Cấp 6: Từ 25 độ đến 30 độ Cấp 7: Từ 30 độ đến 35 độ Cấp 8: trên 35 độ

Khối lượng gỗ tròn dùng cho mộc dân dụng hoặc bao bì được tính theo thểtích hình khối nón cụt tròn xoay Sau đó được qui đổi ra khối lượng bằng cách nhânvới khối lượng thể tích của gỗ (được đo tính theo gỗ không vỏ) Sử dụng công thứcđơn Smalian (Vũ Tiến Hinh và Phạm Ngọc Giao, 1997) [20] để tính như sau:

L d d L

g g

)



(2.6)Trong đó: Vg: thể tích gỗ tròn (m3)

gL và gN:: Tiết diện ngang đầu lớn và đầu nhỏ khúc gỗ

dL và dN : Đường kính đầu lớn và đầu nhỏ khúc gỗ

Phân tích và đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố đến năng suất:

Để đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố độc lập đến năng suất rừng Keo lai(biến phụ thuộc) thì có thể sử dụng các phương pháp như phương pháp phân tíchphương sai 1 nhân tố cho từng nhân tố, tuy nhiên để sử dụng phương pháp này thìyêu cầu các nhân tố khác phải đồng nhất Điều này là rất khó khi nghiên cứu nàyquan tâm quá nhiều nhân tố nên khó đáp ứng được dung lượng mẫu quan sát Bêncạnh phương pháp phân tích phương sai 1 nhân tố thì ta cũng có thể sử dụngphương pháp phân tích đa nhân tố để đánh giá Tuy nhiên, để đánh giá ảnh hưởngcủa các nhân tố đến biến phụ thuộc thì phương pháp phân tích hệ số đường ảnhhưởng là phù hợp và tốt nhất Trong đó các nhân tố ảnh hưởng (nguyên nhân) là các

biến độc lập như trong xây dựng mô hình tương quan tuyến tính đa biến còn kết quảchính là năng suất rừng Keo lai.

Khái niệm đường ảnh hưởng: Mũi tên chỉ hướng ảnh hưởng của từng nguyên

nhân (A,B,C,D, ) đến kết quả (Y) được gọi là đường ảnh hưởng

Hệ số đường ảnh hưởng: Để định lượng mức độ ảnh hưởng của từng nguyên

nhân đến kết quả theo đường ảnh hưởng cho trước người ta dùng 1 hệ số Hệ số đóđược gọi là hệ số đường ảnh hưởng

Hệ số đường ảnh hưởng được định nghĩa bằng biểu thức sau:

P(Y  A) = PYA = YA/Y = a (2.7)

Trong đó YA: Là sai tiêu chuẩn toàn phần của Y, chịu ảnh hưởng bởi A khicác nguyên nhân khác được xem như là không đổi Y là sai tiêu chuẩn của Y, khi

đó PYA là hệ số đường ảnh hưởng của nhân tố A

Để phân tích sự ảnh hưởng của các nhân tố đến năng suất rừng Keo lai, đề tài

sử dụng phương pháp phân tích hệ số đường ảnh hưởng Phương pháp hệ số đườngảnh hưởng là một trong những phương pháp thống kê nhiều biến số Nó nghiên cứucác mối quan hệ nhân quả trong nhiều lĩnh vực khác nhau Trong trường hợp nghiêncứu mối quan hệ giữa năng suất (Y), hiệu quả, với các nhân tố đã được xác định,các nguyên nhân

Dùng phương pháp ma trận để xác định các hệ số đường ảnh hưởng (PY/Xi)khi chúng ta đã biết hệ số tương quan giữa các biến với nhau