Giáo trình sản lượng rừng part 8 pdf

Hiện nay, với những lâm phần trong chu kỳ kinh doanh có tiến hành tỉa thưa một số lần, thì phương pháp dự đoán tổng tiết diện ngang thông qua trữ lượng và hình cao đang được sử dụng phổ

đồng thời phải dự đoán được phân bố N/D cho các bộ phận lâm phần vào năm diễn ra tỉa thưa

Dựa vào sinh trưởng đường kính bình quân và mật độ để dự đoán tổng tổng tiết diện ngang chỉ phù hợp cho đối tượng lập biểu sản lượng không qua tỉa thưa Hạn chế cơ bản của phương pháp này là, rất khó xác lập được đường sinh trưởng bình quân đại diện cho từng cấp đất Nếu đường cong sinh trưởng

đường kính không đại diện cho các cấp đất, thì tổng tiết diện ngang và trữ lượng cũng mắc sai số hệ thống đáng kể, mà khó có thể đánh giá được Hiện nay, với những lâm phần trong chu kỳ kinh doanh có tiến hành tỉa thưa một số lần, thì phương pháp dự đoán tổng tiết diện ngang thông qua trữ lượng và hình cao đang được sử dụng phổ biến Trong đó trữ lượng ở các tuổi được suy diễn

từ trữ lượng ban đầu cùng với suất tăng trưởng và cường độ tỉa thưa cho trước

Dự đoán sinh trưởng tổng tiết diện ngang trên cơ sở mô hình tăng trưởng ZG là phương pháp được nhiều tác giả sử dụng, vì phương pháp này không những áp dụng cho đối tượng rừng trồng đều tuổi, mà còn áp dụng cho

đối tượng rừng trồng khác tuổi, thậm chí cả rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi Ngoài ra, còn áp dụng được cho những lâm phần trong chu kỳ kinh doanh có hoặc không tiến hành tỉa thưa

Mục đích thiết lập mô hình này là dự đoán tăng trưởng ZG trong khoảng thời gian từ thời điểm A1 đến A2 nào đó Với rừng đều tuổi, mỗi khoảng thời gian này tương ứng một định kỳ sinh trưởng hoặc là một năm Luỹ tích của tăng trưởng ZG từ định kỳ này đến định kỳ khác, ta được sinh trưởng tổng tiết diện ngang của lâm phần Dự đoán sinh trưởng tổng tiết diện ngang dựa vào lý thuyết của Marsh là ví dụ minh hoạ điển hình cho phương pháp

Alder,D (1980) xác lập các phương trình có dạng tổng quát dưới đây

để dự đoán tổng tiết diện ngang tại thời điểm A2 trên cơ sở tổng tiết diện ngang tại thời điểm A1 và chỉ số cấp đất của lâm phần:

Trong đó tham số a, b được ước lượng thông qua đẳng thức:

bSaGlnG

ZG

)1GlnbSa(2A1

AbSa2

G2: Tổng tiết diện ngang tại thời điểm kết thúc định kỳ

G1: Tổng tiết diện ngang tại thời điểm bắt đầu kịnh kỳ

Đối với những lâm phần có tỉa thưa, thì G1 và G2 chính là tổng tiết diện ngang sau lần tỉa thưa này và trước lần tỉa thưa tiếp theo

A1, A2: Thời điểm bắt đầu và kết thúc định kỳ

Từ những biến số ở các phương trình trên cho thấy, phương trình (3.82)

áp dụng cho các lâm phần đồng tuổi, phương trình (3.83) áp dụng cho cả lâm phần đều tuổi và khác tuổi Nếu là lâm phần tự nhiên thì chỉ số S chính là cấp năng suất (giá trị chiều cao tương ứng với cỡ kính nào đó được chọn làm cơ sở

và được xác định qua biểu đồ cấp chiều cao)

Vanclay,J.K (1999) dự đoán tăng trưởng tổng tiết diện ngang cho các lâm phần Cypress pine ở Queensland dựa vào phương trình:

LnZG = -3,071 + 1,094LnG + 0,007402G.S-0,2258G (3.84) Với: ZG: tăng trưởng hàng năm về tổng tiết diện ngang (m2/ha/năm)

S: cấp năng suất được xác định trên cơ sở biểu đồ cấp chiều cao G: tổng tiết diện ngang hiện tại

3.6 Mô hình trữ lượng lâm phần

Trữ lượng là chỉ tiêu sản lượng tổng hợp phản ánh năng suất lâm phần Vì thế, dự đoán trữ lượng là trọng tâm của dự đoán sản lượng Thông qua các biểu sản lượng đã lập, có thể thống kê một số phương pháp dự đoán trữ lượng dưới đây

3.6.1 Dự đoán trữ lượng thông qua động thái phân bố số cây theo đường kính

và đường cong chiều cao

Tại mỗi thời điểm điều tra, việc xác định trữ lượng lâm phần thường dựa vào phân bố N/D và đường cong chiều cao H/D Từ phân bố N/D xác định số cây cho từng cỡ kính, đồng thời từ đường cong chiều cao, xác định chiều cao tương ứng Qua đó, có thể xác định M thông qua biểu thể tích 2 nhân tố, hoặc

có thể dựa vào tương quan giữa f1,3 với D và H

Từ mô hình động thái N/D và H/D dự đoán trước phân bố N/D và đường cong H/D cho lâm phần ở các thời điểm cần thiết làm cơ sở xác định trữ lượng

Theo phương pháp này, với mỗi loài cây, tương ứng với từng cấp đất, xác lập một mô hình động thái N/D và H/D ( mục 1.3)

3.6.2 Dự đoán trữ lượng dựa vào sinh trưởng thể tích

Tại mỗi thời điểm, trữ lượng lâm phần được xác định theo công thức:

Như vậy, nếu biết được quy luật biến đổi theo tuổi của mật độ và thể tích cây bình quân, sẽ dự đoán được quy luật biến đổi của trữ lượng Phương pháp dự đoán sinh trưởng trữ lượng được nhiều tác giả sử dụng, đặc biệt cho

đối tượng trong chu kỳ kinh doanh không tiến hành tỉa thưa Nguyễn Ngọc Lung (1999) áp dụng phương pháp này dự đoán trữ lượng cho các lâm phần 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

Khi nghiên cứu lập biểu sản lượng cho các loài cây: Sa mộc, Thông

đuôi ngựa, Mỡ, Quế, Vũ Tiến Hinh và các cộng sự (2000, 2003) cũng dự đoán sinh trưởng trữ lượng trên cơ sở sinh trưởng thể tích.Trong đó, sinh trưởng thể tích được xác định từ sinh trưởng đường kính và sinh trưởng chiều cao kết hợp với phương trình thể tích

Với đa phần các biểu sản lượng lập cho các loài cây trồng ở nước ta,

đều sử dụng sinh trưởng thể tích của cây bình quân để dự đoán trữ lượng Sự khác biệt về phương pháp lập biểu của mỗi tác giả là phương pháp thiết lập mô hình mật độ tối ưu và đường cong sinh trưởng thể tích cho từng cấp đất

3.6.3 Dự đoán trữ lượng thông qua tổng tiết diện ngang

Tại mỗi thời điểm, trữ lượng lâm phần được xác định theo nhiều phương pháp và công thức khác nhau, trong đó có công thức:

có mô hình mật độ tối ưu và đường cong cấp đất (xác định H0 hoặc Hg)

Dự đoán trữ lượng lâm phần trên cơ sở mô hình tổng tiết diện ngang đã

được Nguyễn Thị Bảo Lâm (1996) áp dụng để lập biểu sản lượng cho các lâm phần Thông đuôi ngựa vùng Đông bắc.Trước đó phương pháp này đã được Alder.D (1980) áp dụng lập biểu sản lượng cho loài Cupressus lusitanica ở Kenya.Tuy nhiên, tác giả không sử dụng công thức (3.86) mà sử dụng quan hệ sau để xác định trữ lượng:

3.6.4 Dự đoán trữ lượng từ mô hình sinh trưởng và mô hình tỉa thưa

Dự đoán trữ lượng từ mô hình sinh trưởng và mô hình tỉa thưa áp dụng cho những lâm phần có tiến hành tỉa thưa ở mỗi định kỳ trong chu kỳ kinh doanh Khi áp dụng phương pháp, cần biết trữ lượng ban đầu (M0), mô hình tăng trưởng và mô hình tỉa thưa

- Trữ lượng ban đầu M0 là trữ lượng lâm phần trước lần tỉa thưa thứ nhất

- Mô hình tăng trưởng là các phương trình suất tăng trưởng thể tích PV lập theo đơn vị cấp đất

- Mô hình tỉa thưa là mô hình xác định cường độ tỉa thưa cho mỗi định

kỳ Cường độ tỉa thưa có thể tính theo phần trăm số cây, tổng tiết diện ngang hoặc trữ lượng Nếu cường độ tỉa thưa xác định theo Nc% hay Gc% thì cần phải quy về Mc% (xem mục 1.2.3.2)

Từ các mô hình trên, việc dự đoán M lâm phần được tiến hành tuần tự theo các bước sau:

- Xác định trữ lượng nuôi dưỡng tại tuổi tỉa thưa lần đầu (A1):

% Mc 1 1 A 1 M 1 A 2

PV1

1A2M2

A1

%Mc12A1M2A2

Cứ như vậy dự đoán cho đến định kỳ cuối cùng

ở các công thức trên:

M1Ai, M2Ai: Trữ lượng trước và sau tỉa thưa tại tuổi Ai Mc%Ai: Cường độ tỉa thưa theo trữ lượng tại tuổi Ai

PVAi: Suất tăng trưởng thể tích tại tuổi Ai

Ta biết rằng, giữa các đại lượng N, Dg, Hg, G, M có mối liên quan mật thiết với nhau, vì thế mô hình dự đoán sản lượng lâm phần sẽ bao gồm nhiều mô hình thành phần và các mô hình này cũng liên quan mật thiết với nhau Nếu các mô hình này được thiết lập độc lập nhau, thì giữa chúng khó tránh khỏi những mâu thuẫn, mà thực tế khó có thể chấp nhận được Chẳng hạn M không bằng tích của G và HF, G không bằng tích của N và 2

g

D4

π

, M không bằng tích của N và ⎯V…

Thông thường khi lập biểu sản lượng cho một loài cây nào đó, mô hình mật độ được thiết lập trước, sau đó có thể có 2 cách:

1) Từ mô hình sinh trưởng G và mô hình HF dự đoán M, Dg

2) Từ mô hình sinh trưởng M và mô hình HF dự đoán G, Dg

Việc lựa chọn cách thứ nhất hay cách thứ 2 tuỳ thuộc vào sai số dự đoán các đại lượng Dg, G, M của từng trường hợp

3.7 Xác định thời điểm tỉa thưa

Như phần trên đã đề cập, muốn dự đoán biến đổi theo tuổi của mật độ

từ mô hình mật độ tối ưu, cần thiết phải biết trước thời điểm tỉa thưa Thời

điểm tỉa thưa lâm phần được xác định trên cơ sở tuổi tỉa thưa lần đầu và thời gian giãn cách giữa các lần tỉa thưa tiếp theo

Thời điểm tỉa thưa lần đầu phụ thuộc đặc tính sinh trưởng loài cây, điều kiện lập địa (hay cấp đất), mật độ ban đầu Các lâm phần được tỉa thưa nhằm 2 mục đích chính là điều tiết mật độ và lợi dụng sản phẩm Thông thường thời

điểm tỉa thưa lần đầu diễn ra sau khi tăng trưởng ZD đạt cực đại Đối với các

loài cây trồng sinh trưởng nhanh ở nước ta, thời điểm này thường đến vào lúc lâm phần từ 3 đến 5 tuổi Thời điểm tỉa thưa lần đầu diễn ra vào lúc mà kích thước của những cây tỉa thưa đáp ứng yêu cầu của mục đích kinh doanh Ngoài ra, thời điểm này cũng nên căn cứ vào cường độ tỉa thưa dự kiến trước Nếu tỉa thưa với cường độ nhỏ, tuổi tỉa thưa đến sớm, thì hiệu quả của việc tỉa thưa không cao, sản phẩm tỉa thưa phân tán, khó tận thu, giá trị kinh tế thấp Khi tỉa thưa với cường độ vừa phải, tuổi tỉa thưa đến muộn hơn, sản phẩm thu

được từ tỉa thưa sẽ nhiều hơn, từ đó việc tỉa thưa vừa có hiệu quả kinh tế vừa

có tác dụng điều tiết mật độ Tuy nhiên, để đảm bảo cho lâm phần sinh trưởng

và phát triển tốt sau mỗi lần tỉa thưa, thì cường độ tỉa thưa cũng được khống chế ở mức hợp lý Từ các vấn đề đặt ra ở trên nhận thấy, thời điểm tỉa thưa lần

đầu cũng như các lần tiếp theo nên được xác định thông qua cường độ tỉa thưa

và mục đích kinh doanh Để giúp độc giả có điều kiện tham khảo, dưới đây lần lượt giới thiệu một số phương pháp xác định thời điểm tỉa thưa mà các nhà lâm nghiệp thường dùng

Căn cứ vào lý thuyết của Marsh (Alder,D.-1980), người ta tiến hành bố trí các thí nghiệm khoảng cách (với mật độ khác nhau) Mỗi cấp mật độ tương ứng với một lần tỉa thưa Từ kết quả thu được thông qua đo đếm định kỳ ở các

ô định vị, xác định các đường sinh trưởng tổng tiết diện ngang tương ứng với từng cấp mật độ (hình 3.16) Ngoài ra, căn cứ vào kết quả thu được từ các ô

định vị trên cùng điều kiện lập địa, xác định tổng tiết diện ngang cần đạt tới trước khi lâm phần được tiến hành tỉa thưa, cũng như tổng tiết diện ngang cần

để lại sao cho hợp lý sau mỗi lần tỉa thưa.Từ đó căn cứ vào các đường sinh trưởng tổng tiết diện ngang, xác định kỳ giãn cách giữa 2 lần tỉa thưa liên tiếp

Từ kỳ giãn cách, kết hợp với tuổi tỉa thưa lần đầu suy ra tuổi tương ứng với các lần tỉa thưa lâm phần Nội dung cần tiến hành xác định thời điểm tỉa thưa lâm phần theo phương pháp vừa trình bày ở trên được minh hoạ bằng số liệu ở các

ô thí nghiệm khoảng cách của Alder,D (1980) dưới đây:

Các ô thí nghiệm được bố trí theo 4 cấp mật độ khác nhau: 1300, 900,

500 và 300 cây/ha Tương ứng với mỗi ô, xác định một đường sinh trưởng

tổng tiết diện ngang Sau đó xác định kỳ giãn cách giữa các lần tỉa thưa theo

các điều kiện ban đầu:

Lần tỉa thưa G trước tỉa thưa

Từ đường sinh trưởng tương ứng với mỗi cấp mật độ ở hình 3.16, xác

định khoảng thời gian cần thiết để tổng tiết diện ngang đạt được theo thiết kế

ban đầu:

- Từ khi trồng rừng đến thời điểm tỉa thưa lần 1 (tương ứng với N=1300)

- Từ sau tỉa thưa lần 1 đến thời điểm tỉa thưa lần 2 (tương ứng với

N=900)

- Từ sau tỉa thưa lần 2 đến trước tỉa thưa lần 3 (tương ứng với N=500)

- Từ sau tỉa thưa lần 3 đến lần chặt chính (tương ứng với N=300)

Khoảng thời gian để tổng tiết diện ngang của mỗi đường sinh trưởng

chuyển từ giá trị G2Ai đến giá trị G1A(i+1) chính là kỳ giãn cách giữa lần tỉa thưa

thứ i và i+1 Trong đó, G2Ai là tổng tiết diện ngang của lâm phần sau lần tỉa

thưa thứ i, còn G1A(i+1) là tổng tiết diện ngang của lâm phần trước lần tỉa thưa

thứ i+1 Chẳng hạn, như ở ví dụ trên, tổng tiết diện ngang sau tỉa thưa lần 1

(G2A1) là 22m2/ha và tổng tiết diện ngang trước lần tỉa thưa thứ 2 (G1A2) là

35m2/ha Thời gian để tổng tiết diện ngang của lâm phần có mật độ 900cây/ha

chuyển từ 22m2/ha lên 35m2/ha là 5 năm (hình 3.16) Từ đó, kết hợp với tuổi

tỉa thưa lần đầu, suy ra tuổi tỉa thưa cho các lần tiếp theo:

Lần tỉa thưa Thời gian(tuổi) Kỳ giãn cách (năm) Tuổi tỉa thưa

1 0-8 8 8

Hình 3.16 Sơ đồ xác định thời điểm tỉa thưa

theo lý thuyết của Marsh

Đối với rừng trồng ở Việt Nam, cũng có thể áp dụng phương pháp trên

của Alder,D.(1980) để xác định thời điểm tỉa thưa và kỳ giãn cách, trên cơ sở

đường sinh trưởng tổng tiết diện ngang xác lập theo cấp mật độ tương ứng với

từng cấp đất Kết quả xác định thời điểm tỉa thưa và kỳ giãn cách đối với các

lâm phần Mỡ cấp đất I dưới đây là ví dụ minh hoạ cho các bước tiến hành

(theo số liệu biểu sản lượng Mỡ của Vũ Tiến Hinh và cộng sự, 2000)

Phương trình tổng tiết diện ngang cơ bản:

LnG = -4,52061 + 0,5538LnN + 1,4525LnH0 (3.91)

Giả sử, các lâm phần Mỡ cấp đất I được tiến hành tỉa thưa 3 lần trong

chu kỳ kinh doanh, tương ứng với mỗi lần tỉa thưa, có một số điều kiện cho

Tương ứng với từng cấp mật độ, xác định chiều cao H0 tại thời điểm

tổng tiết diện ngang của lâm phần đạt tới giá trị cho trước theo phương trình

tổng quát:

[LnG 4,52061 0,5538LnN /1,4525]

e0

Tương tự như vậy, xác định cho các trường hợp khác

Với N = 1100cây/ha

- Chiều cao tương ứng với G = 22m2/ha: H0 = 13,1m

- Chiều cao tương ứng với G = 30m2/ha: H0 = 16,1m

Với N = 700cây/ha

- Chiều cao tương ứng với G = 24m2/ha: H0 = 16,5m

- Chiều cao tương ứng với G = 30m2/ha: H0 = 19,2m

Cuối cùng, từ H0, tra biểu đồ đường cong cấp đất I lập cho các lâm phần

Mỡ (Vũ Tiến Hinh, 2000), xác định tuổi tương ứng:

Lần tỉa thưa Phạm vi

H0(m)

Thời gian ( tuổi)

Kỳ giãn cách (năm) Tuổi tỉa thưa

độ Mỗi đường sinh trưởng này được xác lập trên cơ sở phương trình (3.91) Với mỗi cấp mật độ, thay H0 tương ứng từng tuổi được xác định từ biểu cấp

đất

Kỳ giãn cách giữa 2 lần tỉa thưa phụ thuộc vào các nhân tố chủ yếu sau:

- Đặc tính sinh trưởng loài cây

- Điều kiện sinh trưởng (cấp đất)

- Cường độ tỉa thưa mỗi lần

- Giai đoạn sinh trưởng lâm phần

Những loài cây sinh trưởng nhanh, thời gian giãn cách giữa hai lần tỉa thưa liên tiếp ngắn hơn so với những loài cây sinh trưởng chậm Với cùng loài cây, khi sinh trưởng trên điều kiện lập địa tốt, thời gian giãn cách này cũng ngắn hơn so với khi chúng sinh trưởng trên điều kiện lập địa xấu

Cường độ tỉa thưa càng lớn, thời gian giãn cách giữa hai lần tỉa thưa càng dài và ngược lại Tuy nhiên, với một lâm phần nếu được tỉa thưa nhiều lần với cường độ nhỏ, sẽ cho năng suất cao hơn so với những lâm phần được tỉa thưa ít lần với cường độ lớn Sở dĩ như vậy vì, tỉa thưa nhiều lần với cường

độ nhỏ, lâm phần sẽ được điều tiết mật độ thường xuyên, cây rừng luôn có không gian dinh dưỡng hợp lý, cấu trúc lâm phần không bị thay đổi mạnh Cách làm này chỉ thực sự có hiệu quả với đối tượng có cường độ kinh doanh cao, rừng phân bố ở những nơi có địa hình đơn giản, thuận lợi cho việc tỉa thưa và thu hồi sản phẩm Kéo dài kỳ giãn cách giữa các lần tỉa thưa và tăng cường độ tỉa thưa có ưu điểm là, sản phẩm tỉa thưa trên đơn vị diện tích thường lớn, hiệu quả kinh tế cao, nhưng sau mỗi lần tỉa thưa, cấu trúc lâm phần thay đổi mạnh, dẫn đến tiểu hoàn cảnh thay đổi Cây rừng sau một thời gian nào đó mới lợi dụng triệt để không gian dinh dưỡng Nói tóm lại, tuỳ theo

điều kiện cụ thể mà lựa chọn một trong hai phương án tỉa thưa trên

Với loài Bạch đàn chanh và Bạch đàn liễu ở Lôi Chan (Trung Quốc), Nhưng Thuật Hùng (1989) đã xác định kỳ giãn cách giữa hai lần tỉa thưa liên tiếp trên cơ sở cường độ tỉa thưa theo trữ lượng (Mc%) và suất tăng trưởng thể tích (PV)

Qua một số biểu sản lượng đã lập nhận thấy, kỳ giãn cách giữa các lần tỉa thưa được phân thành các loại: