Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và sinh trưởng của rừng trồng keo lai (acacia auriculiformis acacia mangium) trên các nhóm đất trồng khác nhau ở khu vực huyện định quán, tỉnh đồng nai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TRẦN MINH HOÀNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ SINH TRƯỞNG CỦA RỪNG TRỒNG KEO LAI Acacia auriculiformis* Acaci

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

TRẦN MINH HOÀNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ

SINH TRƯỞNG CỦA RỪNG TRỒNG KEO LAI

(Acacia auriculiformis* Acacia mangium)

TRÊN CÁC NHÓM ĐẤT TRỒNG KHÁC NHAU Ở KHU VỰC HUYỆN ĐỊNH QUÁN, TỈNH ĐỒNG NAI

LUẬN VĂN THẠC SỸ LÂM NGHIỆP

Đồng Nai, năm 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

TRẦN MINH HOÀNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ

SINH TRƯỞNG CỦA RỪNG TRỒNG KEO LAI

(Acacia auriculiformis* Acacia mangium)

TRÊN CÁC NHÓM ĐẤT TRỒNG KHÁC NHAU Ở KHU VỰCHUYỆN ĐỊNH QUÁN, TỈNH ĐỒNG NAI

CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC

MÃ SỐ: 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SỸ LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS PHẠM THẾ DŨNG

Đồng Nai, năm 2017

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học

Đồng Nai, ngày 05tháng 4 năm 2017

Người cam đoan

Trần Minh Hoàng

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian được học tập, tiếp thu những kiến thức chuyên môn theo chương trình đào tạo Thạc sỹ chuyên ngành Lâm học của Trường Đại học Lâm nghiệp, đến nay khóa học đã kết thúc

Được sự cho phép của Ban giám hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp, tôi

đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và sinh trưởng của rừng

trồng Keo lai (Acacia auriculiformis*Acacia mangium) trên các nhóm đất

trồng khác nhau ở khu vực huyện Định Quán, tỉnh Đồng Nai”làm luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp của mình

Trong quá trình thực hiện đề tài, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi luôn nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Phạm Thế Dũng, sự quan tâm, hỗ trợ của Ban giám hiệu,cán bộ Ban Khoa học công nghệ, các thầy cô giáo củaTrường Đại học Lâm nghiệp; sự giúp đỡ nhiệt tình của cán bộ, công nhân viên Công ty TNHH MTV Lâm nghiệp La Ngà – Đồng Nai cùng các bạn bè đồng nghiệp trong quá trình thu thập, xử lý số liệu

Để hoàn thành đề tài luận văn này, cho phép tôi được bày tỏ lòng biết

ơn sâu sắc đến Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Phạm Thế Dũng, Ban giám hiệu nhà trường, cán bộ Ban Khoa học công nghệ, các thầy cô giáo là giảng viên trực tiếp truyền thụ kiến thức trong suốt khóa học tại Cơ sở 2- Trường Đại học Lâm nghiệp;cán bộ, công nhân viên Công ty TNHH MTV Lâm nghiệp La Ngà – Đồng Nai cùng các bạn bè đồng nghiệp đãgiúp đỡ tôi

Luận văn này là kết quả nghiên cứu của tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng

để bảo vệ một học vị nào Các tài liệu tham khảo có nguồn trích dẫn rõ ràng

Đồng Nai, ngày 05 tháng 4 năm 2017

Trần Minh Hoàng

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

NHỮNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN v

DANH SÁCH CÁC BẢNG vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH viii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 3

TỔNG QUAN 3

1.1 Khái quát về cây Keo lai 3

1.2 Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng 4

1.2.1 Khái niệm về cấu trúc rừng 4

1.2.2 Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng trên thế giới 4

1.2.3 Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng ở Việt Nam 6

1.3 Tình hình nghiên cứu về sinh trưởng của rừng 8

1.3.1 Khái niệm về sinh trưởng rừng 8

1.3.2 Tình hình nghiên cứu về sinh trưởng của rừng trên thế giới 9

1.3.3 Tình hình nghiên cứu về sinh trưởng của rừng ở Việt Nam 13

1.4 Những nghiên cứu về rừng trồng Keo lai 17

1.5 Thảo luận chung 19

Chương 2 21

MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG 21

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 21

2.1.1 Mục tiêu tổng quát 21

2.1.2 Mục tiêu cụ thể 21

2.2 Đối tượng nghiên cứu 21

2.3 Phạm vi nghiên cứu 21

2.4 Nội dung nghiên cứu 22

2.5 Phương pháp nghiên cứu 22

2.5.1 Phương pháp luận 22

2.5.2 Phương pháp thu thập số liệu 22

2.5.3 Phương pháp xử lý số liệu 24

2.5.4 Công cụ tính toán 27

Chương 3 28

ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 28

3.1 Vị trí địa lý 28

3.2 Địa hình 29

3.3 Khí hậu - Thủy văn 30

3.4 Tài nguyên đất 31

Chương 4 33

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33

4.1 Cấu trúc lâm phần rừng trồng Keo lai 33

4.1.1 Cấu trúc đường kính lâm phần 33

4.1.2 Cấu trúc chiều cao lâm phần 40

4.2.2 Sinh trưởng chiều cao 52

4.3 Khảo sát một số nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của rừng Keo lai trồng tại khu vực huyện Định Quán 57

4.3.1 Ảnh hưởng của tuổi rừng 57

4.3.2 Ảnh hưởng của nhóm đất trồng 61

4.4 Sinh trưởng thể tích của cây Keo lai 65

4.4.1 Sinh trưởng thể tích của cây Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ vàng 65

4.4.2 Sinh trưởng thể tích của cây Keo lai trồng trên nhóm đất đen 67

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71

1 Kết luận 71

2 Kiến nghị 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

PHỤ LỤC 78

NHỮNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

Ký hiệu,

A Tuổi của rừng hoặc tuổi cây rừng, năm

Cv Hệ số biến động

D1.3 Đường kính thân cây tại vị trí 1,3 m

D1.3lt Đường kính thân cây lý thuyết tại vị trí 1,3 m

Dbq Đường kính thân cây bình quân tại vị trí 1,3 m

Dmax Đường kính thân cây lớn nhất tại vị trí 1,3 m

Dmin Đường kính thân cây nhỏ nhất tại vị trí 1,3 m

Hbq Chiều cao vút ngọn bình quân

Hmax Chiều cao vút ngọn lớn nhất

Hmin Chiều cao vút ngọn nhỏ nhất

Hvn Chiều cao vút ngọn

Ln Logarit cơ số e

Pd Suất tăng trưởng đường kính tại vị trí 1,3 m

Pdlt Suất tăng trưởng đường kính lý thuyết tại vị trí 1,3 m

Ph Suất tăng trưởng chiều cao

Phlt Suất tăng trưởng chiều cao lý thuyết

Zd Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm về đường kính

Zdlt Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm lý thuyết về

đường kính

Zh Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm về chiều cao

Zhlt Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm lý thuyết về

chiều cao

∆d Lượng tăng trưởng bình quân năm về đường kính

∆dlt Lượng tăng trưởng bình quân năm lý thuyết về đường kính

∆h Lượng tăng trưởng bình quân năm về chiều cao

∆hlt Lượng tăng trưởng bình quân năm lý thuyết về chiều cao

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 4.1 Đặc trưng phân bố N/D1.3 33

Bảng 4.2 Đặc trưng phân bố N/Hvn 40

Bảng 4.3 Sinh trưởng D1.3 của các lâm phần Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ vàng 48

Bảng 4.4 Các dạng phương trình biểu thị quy luật tương quan giữa đường kính và tuổi của cây Keo lai (D1.3/A) trồng trên nhóm đất đỏ vàng sau khi thử nghiệm 49

Bảng 4.5 Sinh trưởng D1.3 của các lâm phần Keo lai trồng trên nhóm đất đen 50

Bảng 4.6 Các dạng phương trình biểu thị quy luật tương quan 51

giữa đường kính và tuổi của cây Keo lai (D1.3/A) 51

trồng trên nhóm đất đen sau khi thử nghiệm 51

Bảng 4.7 Sinh trưởng Hvn của các lâm phần Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ vàng 53

Bảng 4.8 Các dạng phương trình biểu thị quy luật tương quan giữa chiều cao và tuổi của cây Keo lai (Hvn/A) trồng trên nhóm đất đỏ vàng sau khi thử nghiệm 53

Bảng 4.9 Sinh trưởng Hvn của các lâm phần Keo lai trồng trên nhóm đất đen 55

Bảng 4.10.Các dạng phương trình biểu thị quy luật tương quan giữa chiều cao và tuổi của cây Keo lai (Hvn/A) trồng trên nhóm đất đỏ vàng sau khi thử nghiệm 56

Bảng 4.11 Sinh trưởng D1.3 (cm) các lâm phần Keo lai tại khu vực nghiên cứu 62

Bảng 4.12 Sinh trưởng Hvn (m) các lâm phần Keo lai tại khu vực nghiên cứu 64

Bảng 4.13 Sinh trưởng thể tích của cây Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ vàng 65

Bảng 4.14.Các dạng phương trình biểu thị quy luật tương quan giữa thể tích và tuổi của cây Keo lai (V/A) trồng trên nhóm đất đỏ vàng sau khi thử nghiệm 65

Bảng 4.15 Sinh trưởng thể tích của cây Keo lai trồng trên nhóm đất đen 67 Bảng 4.16 Các dạng phương trình biểu thị quy luật tương quan giữa thể tích và tuổi của cây Keo lai (V/A) trồng trên nhóm đất đen sau khi thử nghiệm 67 Bảng 4.17 Sinh trưởng thể tích của các lâm phần Keo lai trồng trên 2 nhóm đất tại khu vực nghiên cứu 69

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 3.1 Bản đồ hành chính huyện Định Quán – tỉnh Đồng Nai 29

Hình 4.2 Phân bố N/D1.3 các lâm phần Keo lai trồng trên nhóm đất đen 38

Hình 4.3 Phân bố N/Hvn các lâm phần Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ vàng 43

Hình 4.4 Phân bố N/Hvn các lâm phần Keo lai trồng trên nhóm đất đen 45

Hình 4.5 Động thái biến đổi đường kính theo tuổi của rừng Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ vàng 49

Hình 4.6 Động thái biến đổi đường kính theo tuổi của rừng Keo lai 52

Hình 4.7 Động thái biến đổi chiều cao theo tuổi của rừng Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ vàng 54

Hình 4.8 Động thái biến đổi chiều cao theo tuổi của rừng Keo lai trồng trên nhóm đất đen 56

Hình 4.9 Khuynh hướng sinh trưởng D1.3 của rừng Keo lai trồng 58

trên nhóm đất đỏ vàng tại khu vực nghiên cứu 58

Hình 4.10 Khuynh hướng sinh trưởng D1.3 của rừng Keo lai 59

trồng trên nhóm đất đen tại khu vực nghiên cứu 59

Hình 4.11 Khuynh hướng sinh trưởng Hvn của rừng Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ vàng tại khu vực nghiên cứu 60

Hình 4.12 Khuynh hướng sinh trưởng Hvn của rừng Keo lai 61

trồng trên nhóm đất đen tại khu vực nghiên cứu 61

Hình 4.13 So sánh sinh trưởng đường kính (D1.3, cm) của các lâm phần Keo lai trồng trên 2 nhóm đất tại khu vực nghiên cứu 63

Hình 4.14 So sánh sinh trưởng chiều cao (Hvn, m) của các lâm phần 64

Keo lai trồng tại khu vực nghiên cứu 64

Hình 4.15 Động thái biến đổi thể tích của cây Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ vàng 66

Hình 4.16 Động thái biến đổi thể tích của cây Keo lai trồng trên nhóm đất đen 68

Hình 4.17 So sánh phát triển thể tích của cây Keo lai trồng trên 2 nhóm đất tại khu vực nghiên cứu 70

ĐẶT VẤN ĐỀ

Như chúng ta đã biết, rừng là lá phổi xanh của trái đất Rừng có tác dụng cân bằng không khí, giúp duy trì sự sống cho con người, động vật và mang lại một nguồn thu nhập to lớn cho nền kinh tế nhờ vào việc khai thác các sản phẩm từ rừng Ngoài ra, rừng còn có một vị trí tâm linh quan trọng đối với con người

Trong những thập niên gần đây, diện tích rừng ở nước ta đang suy giảm

cả về diện tích và chất lượng rừng do tình trạng khai thác tài nguyên rừng quá mức, phá rừng làm nương rẫy, làm đất thổ cư, đất trồng cây công nghiệp, nông nghiệp… Trong khi đó, áp lực dân số ngày càng tăng, kéo theo nhu cầu

sử dụng các nguồn nguyên vật liệu từ rừng như: Gỗ, nguyên liệu giấy, nhựa, lâm sản phụ ngày càng lớn Vì thế để vừa có thể cung cấp nhu cầu cho con người trong hiện tại và tương lai mà vẫn giữ lại được sự đa dạng sinh học trên trái đất thì trồng rừng là một công việc rất quan trọng đang được mọi người quan tâm

Keo lai (Acacia mangium*Acacia auriculiformis) là giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng (Acacia mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis)

Hiện nay, ở nước ta cây Keo lai đang được sử dụng khá phổ biến trong công tác trồng rừng với những ưu điểm vượt trội như: Là cây gỗ nhỡ, thường xanh, mọc nhanh, chu kỳ kinh doanh ngắn, có thể cung cấp gỗ nguyên liệu giấy, ván nhân tạo, đồ gia dụng Ngoài ra, Keo lai còn được trồng để cải tạo đất nghèo nhờ khả năng cố định đạm khí quyển trong đất bởi các nốt sần ở hệ rễ (Lê Đình Khả, 2000)[13]

Đến nay đã có một số công trình nghiên cứu về chọn giống và xây dựng những biện pháp kỹ thuật trồng và nuôi dưỡng rừng trồng Keo lai Tuy vậy, vẫn chưa có những nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của những nhóm đất trồng đến cấu trúc và sinh trưởng của rừng trồng Keo lai ở khu vực huyện Định Quán, tỉnh Đồng Nai

Để có cơ sở khoa học vững chắc cho việc trồng, nuôi dưỡng và khai thác rừng trồng Keo lai, khoa học và thực tiễn vẫn cần phải có những nghiên cứu sâu hơn về đặc điểm lâm học của rừng trồng Keo lai ở những điều kiện lập địa

khác nhau Xuất phát từ đó, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và sinh

trưởng của rừng trồng Keo lai (Acacia auriculiformis*Acacia mangium)

trên các nhóm đất trồng khác nhau ở khu vực huyện Định Quán, tỉnh Đồng Nai” đã được đặt ra Đề tài này mang lại những ý nghĩa khác nhau Về

lý luận, đề tài cung cấp cơ sở dữ liệu để phân tích những đặc trưng lâm học của rừng trồng Keo lai, làm cơ sở đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp nhằm tăng năng suất rừng trồng Về thực tiễn, đề tài cung cấp những căn cứ khoa học để nâng cao giá trị gia tăng của rừng trồng sản xuất, khuyến khích các tổ chức lâm nghiệp và hộ gia đình sử dụng hiệu quả đất đai, nâng cao thu nhập và lợi ích môi trường của rừng trồng

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Khái quát về cây Keo lai

Keo lai là giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng (Acacia mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) Keo lai tự nhiên được Messrs Hepbum

và Shim ghi chép lần đầu tiên vào năm 1972 tại các hàng cây bên đường ở Sook (Malaysia) Sau đó, tháng 7 năm 1978, Keo lai được Pedkey (người Úc) khẳng định đó chính là giống lai (Prasal, 1992)[40] Những năm tiếp theo Keo lai được phát hiện ở Thái Lan, Indonesia, Đài Loan và Quảng Châu Trung Quốc Tại Việt Nam, Keo lai được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1992 ở Sông Mây, Đồng Nai và Ba Vì (Hà Nội) Sau này người ta còn tìm thấy Keo lai ở Trung Trung Bộ (Lê Đình Khả, 1997)[12]

Từ năm 1991, nghiên cứu và khảo sát của Cyril Pinso[38] đã cho thấy Keo lai có rất nhiều đặc trưng nổi bật so với bố mẹ đó là sinh trưởng nhanh, hình thân có độ thẳng trung gian giữa hai loài cây bố và mẹ, chất lượng gỗ

khá hơn so với loài A.mangium

Keo lai là cây ưa sáng mạnh, thích hợp và sinh trưởng nhanh ở vùng khí hậu nóng ẩm và cận ẩm; nhiệt độ không khí nóng quanh năm, bình quân từ 22

- 260C, nhiệt độ bình quân tháng nóng nhất từ 32- 340C và lạnh nhất từ 17-

200C; lượng mưa bình quân từ 1.800 - 2.500 mm và chỉ có từ 1 - 2 tháng mùa khô Tuy nhiên, Keo lai là cây có biên độ sinh thái khá rộng, có khả năng chịu hạn tương đối cao Vì thế, chúng có thể sống ở những nơi khô hạn với lượng mưa hàng năm dưới 1.000 mm như vùng đất cát ven biển miền Nam Trung

Bộ nước ta Keo lai sinh trưởng kém ở những nơi có mùa khô kéo dài hay nơi

có mùa đông lạnh, nhiệt độ xuống thấp hơn 100C và có sương giá Khi trồng ở những vùng có gió mạnh hoặc gió xoáy, rừng trồng Keo lai có thể bị hại nặng (Nguyễn Huy Sơn, 2006)[23]

Keo lai có nhiều đặc điểm hình thái trung gian giữa bố và mẹ, đồng thời

có ưu thế lai rõ rệt như: Sinh trưởng nhanh, có hiệu suất bột giấy cao, độ bền

cơ học và độ trắng của giấy hơn hẳn các loài bố mẹ, có khả năng trồng được trên nhiều điều kiện lập địa khác nhau, đặc biệt là cạnh tranh với cỏ tranh và

có khả năng cố định đạm khí quyển trong đất nhờ có nốt sần ở hệ rễ Gỗ thẳng, màu vàng trắng có vân, có giác lõi phân biệt, gỗ có tác dụng nhiều mặt: Kích thước nhỏ làm nguyên liệu giấy, kích thước lớn sử dụng trong xây dựng, đóng đồ mộc mỹ nghệ, hàng hóa xuất khẩu

1.2 Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng

1.2.1 Khái niệm về cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian (Phùng Ngọc Lan, 1986)[14]

Cấu trúc là một trong những nội dung nghiên cứu quan trọng về sinh thái và hình thái quần thể thực vật

Cấu trúc sinh thái bao gồm các nhân tố: Tổ thành thực vật, dạng sống, tầng phiến Còn cấu trúc hình thái được phân biệt thành cấu trúc mặt phẳng đứng (hiện tượng thành tầng) và cấu trúc mặt phẳng ngang (mật độ và mạng hình phân bố cây trong quần thể) Vì vậy, cấu trúc hình thái của quần thể thường được biểu diễn bằng mô hình cấu trúc không gian ba chiều Nhiều tài liệu cho biết, để tồn tại một loài cây yêu cầu cần có một diện tích nhất định,

mà diện tích này lại biến động theo tuổi cây, điều kiện khí hậu và loại đất

1.2.2 Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng trên thế giới

Tùy theo mục đích mà các tác giả đã nghiên cứu quy luật cấu trúc lâm phần theo các phương pháp khác nhau Một số tác giả đã nghiên cứu vị trí của cây có đường kính bình quân Weise xác định cây có đường kính bình quân đối với lâm phần thuần loài, đều tuổi, một tầng nằm ở vị trí 60% tổng số cây

kể từ cây nhỏ nhất nếu sắp xếp tất cả các cây trong lâm phần theo thứ tự đường kính từ nhỏ đến lớn

Fekete xác định đường kính của cây ở vị trí 10%, 20% cho những lâm phần có đường kính bình quân nhất định Đi sâu hơn nữa, các tác giả đã nghiên cứu dạng phân bố của đường kính Matveev – Motin (1931) cho rằng, dạng phân bố của đường kính phụ thuộc vào tuổi của lâm phần khi lâm phần thuần loại, đều tuổi Một số tác giả khác đã nghiên cứu phạm vi biến động của đường kính Rutkowski Boleslaw (1963) đã nghiên cứu bằng phương pháp biểu đồ sự phân bố số cây theo đường kính trên một hecta theo đại lượng tương đối Cách dùng đường biểu thị đường kính và số cây theo đơn vị đã cho phép so sánh những lâm phần khác nhau

Nhiều tác giả đã dùng phương pháp giải tích để tìm phương trình của đường cong phân bố Schiffel biểu thị đường cong phân bố % cộng dồn bằng

đa thức bậc ba Prodan (1951) đã nghiên cứu quy luật phân bố, chủ yếu là phân bố đường kính có liên hệ với giai đoạn phát dục của lâm phần và biện pháp kinh doanh Theo ông, sự phân bố số cây theo cỡ đường kính có giá trị tiêu biểu nhất cho lâm phần, phản ánh được cấu trúc lâm sinh của lâm phần (Giang Văn Thắng, 2003)[25]

Bailey R.L & Dell T.R (1973)[36] đã sử dụng hàm Weibull để mô hình hóa cấu trúc thân cây với phân bố số cây theo cấp đường kính (N/D1.3) Diatchenko Z.N đã biểu thị phân bố số cây theo đường kính lâm phần Thông

ôn đới bằng hàm phân bố Gamma

Để tăng tính mềm dẻo, một số tác giảcòn dùng các hàm khác, như Loetsch F., Zohrer F., Haller K.E.(1973)[39] dùng hàm Beta để nắn các phân

bố thực nghiệm; Batista J.L.F và Docouto H.T.Z.(1992)[37]đã dùng hàm Weibull để mô phỏng cho phân bố N/D1.3 của 60 loài cây của rừng nhiệt đới

ở Maranhoo - Brazin Nhiều tác giả khác đã dùng các hàm như: Hyperbol, hàm Poisson, hàm Logarit chuẩn, họ Pearson, hàm Weibull

1.2.3 Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng ở Việt Nam

Nhận thấy những lợi ích từ rừng mang lại, từ những năm đầu thế kỷ

XX ở Việt Nam đã có các tác giả như Thái Văn Trừng, Đồng Sĩ Hiền, Nguyễn Ngọc Lung, Trần Văn Con,…đã có những đóng góp trong việc điều tra, nghiên cứu đặc điểm cấu trúc về rừng cung cấp kiến thức nền tảng cho các công trình điều tra, nghiên cứu tiếp sau này

Việc nghiên cứu cấu trúc rừng ở nước ta đã được nhiều nhà khoa học, nhà lâm nghiệp trong và ngoài nước quan tâm Khởi đầu là Lecomte - Nhà thực vật học người Pháp để lại công trình nghiên cứu (1952 – 1970) hết sức giá trị, đó là bộ sách "Thực vật chí Đông Dương" (Flore général de L'indo-chine) Một số nhà khoa học trong nước nổi tiếng với công trình nghiên cứu

về thực vật rừng như: Thái Văn Trừng (1970 – 1978) có tập sách "Thảm thực vật rừng Việt Nam", Đồng Sĩ Hiền (1974) về "Lập biểu thể tích và độ thon cây đứng cho rừng Việt Nam", Nguyễn Văn Trương (1983) về "Phương pháp thống kê cây đứng trong rừng hỗn loại", Nguyễn Đình Hưng (1990) về

"Nghiên cứu cấu tạo giải phẫu gỗ một số loài cây gỗ ở Việt Nam để định loại theo các đặc điểm thô đại và hiển vi"

Đồng Sĩ Hiền (1974)[9] khi lập biểu thể tích và biểu độ thon cây đứng cho rừng gỗ hỗn loài ở Miền Bắc nước ta, đã nghiên cứu phân bố đường kính, phân bố chiều cao và phân bố của các nhân tố hình dạng thân cây Sau khi nghiên cứu, tác giả đã đi đến kết luận rằng: Quy luật cấu trúc của rừng tự nhiên hỗn loài nước ta có dạng phân bố giảm theo đường kính và dạng phân

bố nhiều đỉnh theo chiều cao Hai dạng phương trình được sử dụng nhiều để biểu thị đường cong chiều cao là phương trình parabol và phương trình logarit

Công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng đáng lưu ý ở nước ta là của Nguyễn Văn Trương (1983)[33] Trong quyển “Quy luật cấu trúc rừng gỗ hỗn loại”, tác giả đã dày công nghiên cứu: Cấu trúc đứng của rừng tự nhiên nhiệt

đới, cấu trúc thân cây theo cấp đường kính, cấu trúc thân cây và tổng thiết diện ngang trên mặt đất, cấu trúc của các loài cây gỗ…từ đó đưa ra kết luận

và đề xuất các biện pháp xử lý, điều tiết rừng nhằm vừa cung cấp gỗ vừa nuôi dưỡng, tái sinh là cơ sở để phát triển rừng bền vững ở nước ta

Trần Văn Con (2001)[2] đã sử dụng mô hình Weibull để mô phỏng cấu trúc số cây theo cấp kính của rừng “Khộp” và cho rằng khi rừng còn non thì phân bố giảm, khi rừng càng lớn thì có xu hướng chuyển sang phân bố một đỉnh và lệch dần từ trái sang phải

Mạc Văn Chăm (2005)[1] đã sử dụng các hàm Gamma, Lognormal, Normal và Weibull để kiểm tra phân bố số cây theo cấp đường kính và chiều cao của rừng Tếch trồng ở vùng Đông Nam Bộ Kết quả cho thấy hàm Weibull là phù hợp nhất để mô phỏng cho quy luật phân bố đường kính và chiều cao

Võ Thị Bích Liễu (2007)[15], sau khi nghiên cứu sinh khối quần thể Dà vôi (Ceriops tagal C.B.ROB) trồng tại Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ đã đi đến kết luận: Phân bố thực nghiệm N/D1.3 của quần thể có dạng lệch trái chiếm 91,89% (34/37 ô), số quần thể còn lại (3/37 ô, chiếm 8,11%)

có dạng 1 đỉnh lệch phải Sự phân bố ở các quần thể có sự khác nhau là do mật độ và đường kính khác nhau Giai đoạn cây còn nhỏ thì mật độ rất dày và khi cây lớn thì mật độ giảm tương đối lớn

Nguyễn Đức (2012)[7] đã tiến hành đề tài “Lập biểu thể tích cây đứng cho rừng Thông ba lá (Pinus keysia Royle ex Gordon) trồng tại Ban quản lý rừng phòng hộ Bắc biển hồ, tỉnh Gia Lai Đề tài đã xác định được đặc điểm cấu trúc của rừng thông qua quy luật phân bố % số cây theo cấp đường kính

và cấp chiều cao của rừng Kết quả cho thấy, phân bố thực nghiệm % số cây theo cấp đường kính và chiều cao của rừng Thông ba lá từ tuổi 7 đến tuổi 16 tương đối đơn giản, có dạng một đỉnh lệch trái và lệch phải ở tất cả các năm trồng

Cũng trong năm 2012, Nguyễn Quang Ngọc[19] đã tiến hành “Lập biểu

thể tích cây đứng cho rừng Bạch đàn trắng (Eucalyptus camaldulensis Dehn.)

trồng tại huyện Kông Chro, tỉnh Gia lai Tác giả nhận định rằng, quy luật phân bố số cây theo cấp đường kính và chiều cao của rừng Bạch đàn trắng (từ tuổi 2 đến tuổi 6) trồng tại khu vực nghiên cứu theo dạng của hàm phân bố Weibull Đường kính, chiều cao bình quân lâm phần ở các năm trồng tăng theo tuổi

Nhìn chung, có thể rút ra một số phương pháp nghiên cứu về cấu trúc rừng trong thời gian qua như sau:

- Nghiên cứu đường cong phân bố là phương pháp tổng quát nhất Đây

là căn cứ để xác định các vị trí của cây bình quân và phạm vi biến động của đường kính

- Phương pháp biểu đồ là phương pháp đơn giản, rõ ràng Nó cho một cái nhìn sinh động về quy luật phân bố đường kính

- Phương pháp giải tích là phương pháp chính xác Nó cho phép xác định rõ phương hướng biến đổi đường kính theo tuổi Nhưng phương pháp này rất phức tạp và tốn nhiều thời gian, nhân lực và kinh phí

1.3 Tình hình nghiên cứu về sinh trưởng của rừng

1.3.1 Khái niệm về sinh trưởng rừng

Sinh trưởng của cây rừng là sự tích lũy về chất của cây rừng theo thời gian thông qua một vài đại lượng của chúng, nó kéo dài liên tục trong suốt quá trình tồn tại tự nhiên của chúng và là cơ sở chủ yếu để đánh giá sức sản xuất của lập địa, điều kiện tự nhiên cũng như hiệu quả kinh tế của các biện pháp tác động Sự biến đổi theo thời gian của các đại lượng này đều có quy luật riêng của nó

Sinh trưởng của cây rừng là sinh trưởng của cây trong một quần thể nào

đó và có mối liên hệ chặt chẽ với điều kiện môi trường, trong đó lập địa là nhân tố ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sinh trưởng Ở những điều kiện sống

khác nhau thì sinh trưởng của cây rừng cũng khác nhau Hay nói cách khác, khả năng sinh trưởng của cây rừng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Điều kiện lập địa, yếu tố dinh dưỡng trong đất, tổ thành rừng và mật độ …

Sinh trưởng cây rừng và lâm phần là trọng tâm của sản lượng rừng, nó

có tính chất nền tảng để nghiên cứu các phương pháp dự đoán sản lượng cũng như hệ thống biện pháp tác động nhằm nâng cao năng suất của rừng

1.3.2 Tình hình nghiên cứu về sinh trưởng của rừng trên thế giới

Từ cuối thế kỷ XVII và đầu thế kỷ XVIII, phương pháp thống kê ra đời giúp các nhà Lâm nghiệp có một bước tiến mới trong quá trình nghiên cứu về sinh trưởng và tăng trưởng Sự ứng dụng rộng rãi của thống kê nhằm tìm ra những hàm thích hợp cho việc mô tả quá trình sinh trưởng và tăng trưởng của các loài cây ở các vùng sinh thái khác nhau trên các châu lục Những phương pháp này chủ yếu là áp dụng kỹ thuật phân tích thống kê toán học, phân tích tương quan và hồi quy từ đó xác định trữ lượng, sản lượng gỗ của lâm phần

Hàm sinh trưởng đều là các dạng toán học phức tạp, biểu diễn quá trình sinh học dưới sự chi phối tổng hợp của các nhân tố nội và ngoại cảnh Hàm sinh trưởng sẽ mô tả qui luật sinh trưởng và sản lượng của một loại hình rừng một cách cụ thể Tuy nhiên, chúng ta vẫn phải kiểm tra lại độ thích hợp của chúng do điều kiện về lập địa khác nhau

Bên cạnh đó, sinh trưởng của cây rừng cũng được thể hiện thông qua mối tương quan và ảnh hưởng tương hỗ lẫn nhau giữa các bộ phận của cây

hay giữa các chỉ tiêu sinh trưởng với nhau

Sinh trưởng của cây rừng và lâm phần phụ thuộc tổng hợp vào các yếu

tố môi trường và những biện pháp tác động Vì vậy, không có những nghiên cứu thực nghiệm thì không thể làm sáng tỏ quy luật của các loài cây Nhận thức được điều này, từ thế kỷ XVIII đã xuất hiện những nghiên cứu của các tác giả Octtelt, Pauslen, Bause, Borggreve, Breymann, Cotta, Danckelmann, Draudt, Hartig, Weise…Phần lớn, những nghiên cứu về sinh trưởng cây rừng

và lâm phần được xây dựng thành các mô hình toán học chặt chẽ và được công bố trong các công trình của Meyer, Stevenson (1949), Schumacher (1960), Alder (1980)…

Nhìn chung, các phương trình nghiên cứu về sinh trưởng và sản lượng rừng của các nhà khoa học lâm nghiệp trên thế giới chủ yếu là áp dụng kỹ thuật phân tích thống kê toán học, phân tích tương quan và hồi quy, từ đó xác định trữ lượng, sản lượng gỗ của lâm phần

Trong lịch sử ra đời và phát triển của sản lượng rừng đã xuất hiện hàm sinh trưởng của Gompertz (1825) Tiếp sau đó là hàm sinh trưởng của các tác giả khác như Verhulst (1845), Kosun (1935), Frane (1968), Korf (1973), Wenk (1973), Schumacher (1983)… Nhìn chung, các hàm sinh trưởng đều có dạng toán học khá phù hợp, biểu diễn quá trình sinh học dưới sự chi phối tổng hợp của các nhân tố nội và ngoại cảnh Đây là những hàm toán học mô phỏng được quy luật sinh trưởng của cây rừng cũng như lâm phần dựa vào các nhân

tố điều tra lâm phần để dự đoán giá trị của đại lượng sinh trưởng

Đã từ lâu, các nhà khoa học lâm nghiệp trên thế giới đã đi sâu nghiên cứu ứng dụng toán thống kê với sự hỗ trợ của máy vi tính và các phần mềm

xử lý số liệu chuyên dụng như Excel, Statgraphics… nhằm tìm ra các phương trình toán học phù hợp mô phỏng quy luật sinh trưởng của các loài cây ở các vùng sinh thái khác nhau trên khắp các châu lục Tuy nhiên, các hàm toán học hay các hàm sinh trưởng được tìm ra chỉ thích hợp với một số loài cây ở một

số vùng sinh thái cụ thể nào đó, đối với các loài cây khác, ở vùng sinh thái khác, các hàm toán học này có phù hợp hay không cần phải kiểm chứng thực

tế để kết luận mức độ phù hợp của chúng

Tiêu biểu và đại diện cho những kết quả nghiên cứu sinh trưởng cây rừng được công bố trên thế giới là những hàm sinh trưởng mang tên các tác giả như:

A a

e A a

e   ]

Trong đó:

y là đại lượng sinh trưởng như chiều cao, đường kính,…

m là giá trị cực đại có được của y

a0, a1, a2 là các tham số của phương trình

A là tuổi cây rừng hay lâm phần

e là cơ số Neper (e = 2,71828…)

Trong các hàm sinh trưởng được trình bày ở trên, có thể coi hàm Gompertz là cơ sở ban đầu cho sự phát triển tiếp theo của các hàm sinh trưởng khác (Giang Văn Thắng, 2002)[24]

Trong nghiên cứu sinh trưởng, việc nghiên cứu những thay đổi tương ứng của mật độ cây rừng cũng được chú trọng, vì nó là một trong những nhân

tố quan trọng tạo nên trữ lượng rừng Từ đó Thomasius (1972) đã đề ra học thuyết về không gian sinh trưởng tối ưu cho mỗi loài cây rừng thông qua phương trình:

Bên cạnh quá trình sinh trưởng, tốc độ sinh trưởng hay còn gọi là lượng tăng trưởng của cây rừng cũng được các nhà nghiên cứu quan tâm, mô tả và quy luật hóa quá trình tăng trưởng của cây rừng bằng những hàm tăng trưởng như:

 Hàm Gompertz Y'  a0 ea1.A

 Hàm Korf Y'  a0 Aa1

Trong đó: Y’ là lượng tăng trưởng của một nhân tố sinh trưởng

- A là tuổi

- ao, a1 là tham số của phương trình

- e là cơ số mũ tự nhiên Neper (e = 2,71828…) Năm 1961, R.W.J Keay đã nhận thấy giữa đường kính tán (Dt) và lượng tăng trưởng đường kính thân cây (id) có mối quan hệ chặt chẽ với nhau

ở loài cây Sterculia rhiropetala tại Nigeria

Theo Busson (1789), lượng tăng trưởng về thể tích gỗ sẽ tăng lên đến một tuổi nào đó rồi lại giảm xuống

Prodan (1970) khi nghiên cứu quan hệ giữa đường cong sinh trưởng và đường cong lượng tăng trưởng, ông cho thấy rằng điểm uốn của đường cong sinh trưởng là điểm cực đại của đường cong lượng tăng trưởng

Việc nghiên cứu quy luật sinh trưởng và tăng trưởng của cây rừng về chiều cao, đường kính, đường kính tán, thể tích, đã thu hút sự quan tâm của rất nhiều nhà nghiên cứu về sinh trưởng trên thế giới Qua đó, người ta đã đưa

ra nhiều dạng hàm toán học khác nhau để mô tả một cách chính xác quy luật sinh trưởng của mỗi loài cây rừng khác nhau ở từng vùng sinh thái, lập địa khác nhau trên thế giới và cũng là cơ sở khoa học rất quý giá cho những nghiên cứu khác về sinh trưởng cây rừng trên thế giới (Bùi Anh Tuấn, 2003)[34]

1.3.3 Tình hình nghiên cứu về sinh trưởng của rừng ở Việt Nam

Trước năm 1945, nước ta chưa chú trọng đến việc nghiên cứu về sinh trưởng và tăng trưởng Những số liệu được áp dụng chủ yếu là từ công trình

“Lâm nghiệp Đông Dương” của P Maurand và thường được xem là số liệu gốc để so sánh diễn biến rừng của Việt Nam từ năm 1943 trở về sau Theo Maurand thì đến năm 1943, rừng Việt Nam vẫn còn khoảng 14.352.000 ha, che phủ 43,7 % diện tích lãnh thổ Ngoài ra, các tài liệu về sinh trưởng và tăng trưởng rừng khác không được tìm thấy

Về sau, trong những năm 1954 đến nay, các chuyên gia người Đức tiến hành giải thích và nghiên cứu cho một số loài cây rừng tự nhiên phục vụ cho công tác điều tra và phân loại rừng tại một số vùng trọng điểm: Thanh Hóa, Thái Nguyên, Bắc Giang, Quảng Bình…(giai đoạn từ 1958 - 1960)

Từ năm 1960 - 1965, các chuyên gia Trung Quốc và cán bộ điều tra rừng Việt Nam phối hợp nghiên cứu về sinh trưởng và tăng trưởng rừng trên

20 loài cây phổ biến ở vùng Sông Hiếu Nghệ An bằng phương pháp giải tích thân cây tiêu chuẩn phục vụ nhiệm vụ quy hoạch vùng trọng điểm phát triển Lâm nghiệp miền Bắc (Võ Văn Hồng – Trần Văn Hùng, 2006)[11]

Từ năm 1965 - 1975, vấn đề điều tra rừng đang được chú trọng nhằm phục vụ công tác quy hoạch, luận chứng kinh tế kỹ thuật, phát triển rừng Đặc biệt phải kể đến công trình nghiên cứu tăng trưởng khá toàn diện cho đối tượng rừng mỡ trồng và bồ đề tái sinh sau nương rẫy của vùng trung tâm phía Bắc của Vũ Đình Phương (1968 - 1973) Tác giả đã mô tả quá trình sinh

trưởng về chiều cao của cây Bồ đề (Styrax tonkinensis) trồng thuần loài bằng

phương trình dạng:

A.H = a0 + a1.A + a2.A2

Với: a0, a1, a2 là các hệ số của phương trình

H là chiều cao của cây

A là tuổi của cây

Năm 1973, Đồng Sĩ Hiền đã đưa ra một dạng toán hàm đa thức để biểu thị mối quan hệ giữa đường kính và chiều cao ở các vị trí khác nhau của cây Qua đó, mô tả thành công quy luật phát triển hình dạng thân cây của rừng, đặc biệt là cây rừng tự nhiên:

n

n x b x

b x b x b b

Y  0  1 1  2 2  3 3  

Đồng thời, ông cũng dùng phương trình này làm cơ sở cho việc lập biểu thể tích và độ thon của cây đứng nhằm xác định trữ lượng của rừng theo phương pháp cây tiêu chuẩn một cách nhanh chóng, giảm nhẹ công việc nội nghiệp và ngoại nghiệp trong công tác điều tra rừng (Bùi Anh Tuấn, 2003)[34]

Sau năm 1975, những công trình nghiên cứu được tiếp tục phát triển và nâng cao Kết quả là đã thành lập được nhiều biểu tăng trưởng cho hơn 100 loài cây trồng phổ biến và loài cây rừng tự nhiên

Năm 1987, Trịnh Đức Duy đã dùng phương pháp toán học xác định quy luật sinh trưởng của các nhân tố dưới nhiều dạng hàm khác nhau cho các lâm phần Bồ đề thuần loài đều tuổi vùng trung tâm Bắc Việt Nam Tác giả nhận thấy, hàm Schumacher ya.e(b/x k)có độ liên hệ rất cao và ổn định

cho cả nhân tố đường kính và thể tích cây rừng

Trong đó: y là chỉ tiêu sinh trưởng đường kính của cây hay lâm phần

x là tuổi của cây hay lâm phần

a, b là các tham số của phương trình

k là hệ số biểu thị của loài (0,2 - 2)

Bộ Trên cơ sở ứng dụng một số dạng phương trình đặc trưng, các tác giả đã

đề xuất được một số hàm sinh trưởng cho các loại rừng, cụ thể:

Bùi Việt Hải (1998)[8], sau khi nghiên cứu đã có kết luận rằng: Quy luật sinh trưởng của cây Keo lá tràm tại Vĩnh An, Đồng Nai tương đối phù hợp với một số hàm sinh trưởng:

y = a.e(-b/x) hay lny = lna – b/xk

y = a.lgx + b

y = a.xb hay lgy = lga + b.lgx

y = a.x2 + b.x + c Trong đó, sinh trưởng chiều cao và đường kính thân cây được tác giả chọn hàm y = a.lgx + b để mô phỏng

Hà Văn Nghĩa (1998)[17], sau khi nghiên cứu và mô phỏng quá trình sinh trưởng rừng trồng Keo lá tràm tại Lâm trường Xuyên Mộc, Bà Rịa – Vũng Tàu đã đưa ra phương trình mô tả mối quan hệ giữa đường kính bình quân với tuổi như sau:

qt

D  8 , 51913999

T e

e4,990966. 0,952434.

Trong đó: D qt - là đường kính bình quân của lâm phần

T – là tuổi của lâm phần

Cũng tại nơi đây, Đỗ Văn Quang (1999)[20] đã đưa ra phương trình

tương quan mô tả mối quan hệ giữa nhân tố sinh trưởng chiều cao (H qt) theo

tuổi của rừng bạch đàn trắng (Eucalyptus camaldulensis dehnhardt), cụ thể

như sau:

qt

H  36 , 2937674

4743397 ,

0

5393528 ,

e

Trong đó: H qt - là chiều cao bình quân củ quần thụ

T – là tuổi của quần thụ

Huỳnh Hữu To (1999)[31], khi mô phỏng quá trình sinh trưởng và dự

đoán sản lượng rừng bạch đàn (Eucalyptus tereticornis Smith) trồng tại vùng

tứ giác Long Xuyên, Kiên Giang, dựa vào hàm Gompert ông đã đưa ra phương trình dự đoán sau:

7545 , 44

Trong đó: M là trữ lượng của lâm phần

T là tuổi của lâm phần

Bùi Anh Tuấn (2003)[34], sau khi nghiên cứu quy luật sinh trưởng của

rừng Neem (Azadirachta indica A.juss) trồng tại Ban quản lý rừng phòng hộ

ven biển Ninh Phước – Ninh Thuận, tác giả đã đưa ra phương trình toán học

để biểu thị cho quy luật sinh trưởng của chiều cao và đường kính theo tuổi:

Hvn = (-0,09953)*A0,888111

D1.3 = (-0,654557)*A1,773986

Thiều Đình Thu (2003)[28] đã xây dựng mô hình sinh trưởng về chiều cao và đường kính bình quân với tuổi của rừng Đước tại Cần Giờ bởi phương trình cụ thể như sau:

Hg = e(3,4175 – 12,2906/A)

Dg = e(3,0708 – 10,6035/A) Mạc Văn Chăm (2005)[1], trong công trình nghiên cứu về một số đặc

điểm của rừng Tếch ((Tectona grandis Linn.f.) ở vùng Đông Nam Bộ, tác giả

đã đề nghị sử dụng hàm Schumacher để biểu thị cho mối tương quan giữa đường kính và chiều cao với tuổi của các lâm phần Tếch được trồng tại vùng Đông Nam bộ, cụ thể là tại Tân Phú, Lộc Ninh và Xuyên Mộc Phương trình

cụ thể như sau:

+ Khu vực Tân phú

Ln(D1.3) = 4,2884 - 4,1853/A0,4 Ln(H)= 6,4368 - 6,0799/A0,2

+ Khu vực Lộc Ninh

Ln(D1.3)= 4,0859 - 3,5796/A0,4 Ln(H)= 5,6989 - 5,0697/A0,+ Khu vực Xuyên Mộc

Ln(D1.3)= 3,8846 - 3,1053/A0,4 Ln(H)= 5,1541 - 4,3781/A0,2Bên cạnh việc mô hình hóa sinh trưởng của rừng Tếch trồng tại đây, tác giả còn đánh giá và so sánh sinh trưởng về chiều cao và đường kính giữa các khu vực trồng khác nhau và các địa hình khác nhau trong cùng một khu vực

1.4 Những nghiên cứu về rừng trồng Keo lai

Cho đến nay, các thành tựu nghiên cứu khoa học về rừng trồng Keo lai

là rất đồ sộ Tuy nhiên, trong khuôn khổ đề tài này, tác giả chỉ khái quát một

số công trình tiêu biểu trong và ngoài nước có liên quan tới nội dung nghiên cứu của đề tài nhằm làm cơ sở định hướng cho việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu thích hợp

Theo Cyrin (1997), Keo lai có thể tìm thấy ở tất cả các lập địa trồng

A.mangium và sinh trưởng tốt trong nhiều trường hợp, tác giả cho rằng Keo lai có yêu cầu lập địa tương tự như A.mangium

Theo Y.Ahmad Zuhaidi & M.Mohd Noor (1997)[41], khi tỉa thưa với cường độ mạnh, thì lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm và lượng tăng trưởng bình quân chung của rừng trồng Keo lai đạt lớn nhất ở tuổi 7-8

Trong quá trình nghiên cứu về sinh trưởng của rừng trồng Keo lai, Phạm Văn Tuấn và Lưu Bá Thịnh (1999)[35]cho rằng hầu hết các dòng Keo lai ở vùng Đông Nam Bộ đều sinh trưởng vượt trội so với Keo tai tượng và Keo lá tràm

Từ năm 2000 – 2004, Phạm Thế Dũng và cộng sự[3] đã thực hiện nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật thâm canh rừng cho các dòng Keo lai được tuyển chọn trên đất phù sa cổ tại tỉnh Bình Phước làm nguyên liệu giấy

Kết quả bước đầu cho thấy Keo lai sinh trưởng nhanh trong ba năm đầu và có thể trồng Keo lai trên nhiều loại đất ở vùng Đông Nam Bộ, nhưng trên đất xám bạc màu phù sa cổ cần thiết phải bón phân khi trồng Trên đất feralit phát triển trên phù sa cổ và trên đất xám bạc màu Đông Nam Bộ có thể bón lót hỗn hợp phân vi sinh Sông Danh với NPK theo liều lượng 0,5kg + 0,1kg/ hố trước khi trồng Trong điều kiện đất dốc, không nhất thiết phải san ủi thực bì mà có thể phát dọn thủ công để trồng rừng, không nên đốt dọn thực bì mà sử dụng chúng làm lớp thảm rải đều trên mặt đất

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của quản lý lập địa tới năng suất rừng

trồng cây Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) vùng Đông Nam Bộ, Phạm Thế

Dũng và cộng sự (2001 - 2005)[4] cho rằng, để lại cành nhánh sau khai thác

có tác động tới tăng trưởng rừng trồng chu kỳ 2 và có tác động tới thành phần hóa học trong đất Có mối tương quan chặt chẽ giữa hàm lượng đạm tổng số

và chất hữu cơ Cũng theo Phạm Thế Dũng (2005)[5][6],rừng trồng Keo lai ở Đông Nam Bộ sinh trưởng trên đất nâu đỏ tốt hơn so với đất xám phù sa cổ Ngoài ra, mật độ trồng rừng Keo lai thích hợp từ 1.100- 1.660 cây/ha

Khi nghiên cứu quan hệ giữa diện tích sinh trưởng của cây Keo lai với một số nhân tố điều tra, Kiều Thanh Tịnh (2002)[30]cho rằng, Keo lai có thể sinh trưởng tốt trên đất bồi tụ sâu, ẩm Trên đất xói mòn, lớp đất mỏng, nghèo dinh dưỡng và chua (PH = 4 - 5), Keo lai vẫn sống nhưng sinh trưởng kém

Là cây ưa sáng, mọc nhanh và có khả năng tái sinh hạt cao nhưng tái sinh chồi kém Là một loài cây họ đậu, lá thường xanh và hệ rễ phát triển mạnh, Keo lai có khả năng cố định đạm cao và có tác dụng cải tạo đất

Khi nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng của rừng trồng Keo lai tại Đông Nam Bộ, Nguyễn Huy Sơn và cộng sự (2006)[22] đã chỉ ra rằng, sau 5 năm Keo lai tăng trưởng bình quân về đường kính đạt từ 2,38 - 2,52 cm/năm; chiều cao từ 3,14 - 3,56 m/năm; trữ lượng cây đứng trung bình từ 136 – 180 m3/ha, tăng trưởng bình quân đạt từ 27,2 – 36 m3/ha/năm Tuổi thành thục số lượng

của rừng trồng Keo lai trồng ở Đông Nam Bộ xuất hiện ở khoảng tuổi 7 - 8 Nếu kinh doanh gỗ nhỏ, thì đường kính khai thác ở tuổi 7 - 8 năm có thể đạt

từ 18,7 - 21,5 cm

Nguyễn Huy Sơn (2006)[23] khi nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng thâm canh Keo lai tại Đông Nam Bộ cho rằng, để kéo dài thời gian tăng trưởng cực đại, thúc đẩy khả năng tăng trưởng cũng như làm tăng lợi nhuận trong quá trình kinh doanh rừng, có thể tiến hành tỉa thưa lần 1 vào thời gian trước khi lượng tăng trưởng thường xuyên đạt cực đại ở tuổi 5, mật độ để lại từ 800 -

900 cây/ha

Sau khi khảo nghiệm và xây dựng mô hình trồng rừng Keo lai cung cấp

gỗ lớn tại Tây Nguyên, Hồ Đức Soa (2015)[21] cho rằng: Căn cứ vào đường kính, chiều dài và phẩm chất gỗ, gỗ rừng trồng Keo đạt tiêu chuẩn, quy cách

gỗ lớn theo quy định hiện hành Keo lai là loài cây có biên độ sinh thái rộng, trồng được trên hầu hết các loại đất và vùng khí hậu khác nhau ở Tây Nguyên Với kĩ thuật thâm canh hợp lí, cây trồng sinh trưởng nhanh cho năng suất tương đối cao và ổn định, gỗ tương đối tốt, thích hợp với công nghệ chế tạo đồ mộc gia dụng và được thị trường chấp nhận Các dòng Keo lai đều sinh trưởng nhanh, năng suất cao, tăng trưởng đường kính đạt 2,0 - 3,3cm/năm, chiều cao 2 - 3,3m/năm, chu kì kinh doanh ngắn thường 8 - 12 năm, gỗ màu sáng đẹp, làm đồ mộc và nguyên liệu giấy Có thể nói đây là loài cây dễ trồng thích hợp với đại đa số các dạng lập địa tại Tây Nguyên, cho năng suất tương đối cao

1.5 Thảo luận chung

Từ một số tổng quan tóm tắt về những nghiên cứu rừng trồng Keo lai, nhận thấy cần thảo luận thêm một số vấn đề sau đây:

(1) Rừng trồng Keo lai đã được trồng tập trung trên những loại đất khác nhau ở Đông Nam Bộ và Tây Nguyên Tuy nhiên, hiện nay nghiên cứu về rừng trồng Keo lai ở khu vực tỉnh Đồng Nai vẫn còn ít được nghiên cứu Vì

thế, những nghiên cứu về những đặc tính lâm học nói chung và cấu trúc, sinh trưởng của rừng trồng Keo lai ở huyện Định Quán, tỉnh Đồng Nai vẫn cần phải được đặt ra

(2) Mặc dù trước đây đã có nhiều nghiên cứu về rừng trồng Keo lai, nhưng vẫn chưa có công trình nào nghiên cứu sâu về cấu trúc và sinh trưởng của rừng trồng Keo lai trên các nhóm đất trồng khác nhau tại khu vực huyện Định Quán, tỉnh Đồng Nai Vì thế, nghiên cứu và so sánh đặc trưng cấu trúc

và sinh trưởng của rừng trồng Keo lai trên các nhóm đất trồng rừng phổ biến tại khu vực huyện Định Quán, tỉnh Đồng Nai vẫn cần phải được quan tâm nghiên cứu

Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

2.1.1 Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và sinh trưởng của rừng trồng Keo lai trên các nhóm đất trồng khác nhau để làm căn cứ khoa học cho việc nuôi dưỡng và khai thác rừng

2.2 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là các lâm phần Keo lai trong giai đoạn 07 tuổi (tuổi 3, 4, 5, 6 và 7) được trồng với mật độ ban đầu 1.660 cây/ha trên 02 nhóm đất khác nhau gồm: Nhóm đất đen và nhóm đất đỏ vàng tại khu vực

huyện Định Quán, tỉnh Đồng Nai

2.3 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là đặc điểm cấu trúc và sinh trưởng của rừng trồng Keo lai trong giai đoạn 07 tuổi (tuổi 3, 4, 5, 6 và 7) Những lâm phần này được trồng trên 02 nhóm đất khác nhau gồm: Nhóm đất đen và nhóm đất đỏ vàng tại khu vực huyện Định Quán, tỉnh Đồng Nai

Từ kết quả nghiên cứu, đề xuất một số chỉ tiêu kỹ thuật nuôi dưỡng rừng trồng Keo lai ở khu vực huyện Định Quán, tỉnh Đồng Nai

2.4 Nội dung nghiên cứu

Dựa vào các mục tiêu đã đề ra, những nội dung nghiên cứu trong đề tài này gồm những vấn đề chính sau:

(1) Cấu trúc của rừng trồng Keo lai trên 02 nhóm đất trồng khác nhau; (2) Sinh trưởng đường kính và chiều cao của rừng trồng Keo lai trên 02 nhóm đất trồng khác nhau;

(3) Khảo sát một số nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của rừng trồng Keo lai tại khu vực nghiên cứu

(4) Sinh trưởng thể tích của cây Keo lai trồng tại khu vực nghiên cứu

2.5 Phương pháp nghiên cứu

2.5.1 Phương pháp luận

Cấu trúc và sinh trưởng của rừng biến đổi tùy thuộc vào tuổi và điều kiện môi trường sống Vì vậy, phân tích và đánh giá cấu trúc và sinh trưởng của rừng trồng Keo lai cần phải gắn với tuổi và điều kiện môi trường Trong

đề tài này, điều kiện môi trường được đánh giá thông qua nhóm đất trồng Ở đây nhóm đất trồng được đánh giá dựa theo bản đồ đất huyện Định Quán tỷ lệ 1/25.000 được chỉnh lý bổ sung và xây dựng trên nền bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25.000 năm 1998 và điều tra bổ sung năm 2010 do Phân viện Quy hoạch và

Thống kê nông nghiệp thực hiện

Từ những quan niệm trên đây, hướng giải quyết của đề tài này bắt đầu

từ mô tả đặc điểm cấu trúc và sinh trưởng của rừng trồng Keo lai trên 02 nhóm đất trồng khác nhau Kế đến, phân tích so sánh ảnh hưởng của nhóm đất trồng đến cấu trúc và sinh trưởng của rừng trồng Keo lai Cuối cùng, từ kết quả nghiên cứu, đề xuất một số biện pháp kỹ thuật đối với rừng trồng Keo lai

2.5.2 Phương pháp thu thập số liệu

2.5.2.1 Thu thập những đặc trưng của rừng trồng Keo lai

Trước hết, phân chia rừng trồng Keo lai theo tuổi và theo 02 nhóm đất trồng gồm:

- Tuổi của lâm phần được xác định qua hồ sơ trồng rừng của Công ty TNHH MTV Lâm nghiệp La Ngà Ở khu vực nghiên cứu, hiện tại rừng trồng Keo lai có 05 cấptuổi (3, 4, 5, 6 và 7)

- Nhóm đất trồng được đánh giá dựa theo bản đồ đất huyện Định Quán

tỷ lệ 1/25.000 được chỉnh lý bổ sung và xây dựng trên nền bản đồ địa hình tỷ

lệ 1/25.000 năm 1998 và điều tra bổ sung năm 2010 do “Phân viện Quy hoạch

và Thiết kế nông nghiệp” thực hiện

2.5.2.2 Thu thập số liệu ngoại nghiệp của rừng trồng Keo lai

Xác định những đặc trưng về cấu trúc của lâm phần Keo lai Để đạt được mục đích này, thu thập số liệu về cây rừng tại 03 ô tiêu chuẩn điển hình cho mỗi cấp tuổi trên 02 nhóm đất trồng rừng Tổng số ô tiêu chuẩn cần thu thập là 30 ô (03 ô/cấp tuổi * 05 cấp tuổi * 02 nhóm đất) Do rừng trồng Keo lai có mật độ cao (1660 cây/ha), nên kích thước ô tiêu chuẩn được chọn là 500

m2 (kích thước 20m * 25m) Chỉ tiêu đo đếm trong ô tiêu chuẩn bao gồm mật

độ lâm phần (N, cây/ha), đường kính thân cây tại vị trí 1,3 m (D1,3, cm) và chiều cao toàn thân cây (Hvn, m) Đường kính thân cây được đo bằng thước dây với độ chính xác 0,1 cm Chiều cao thân cây được đo đạc bằng cây sào với độ chính xác 0,5 m Tất cả những chỉ tiêu đo đếm quần thụ được tập hợp thành biểu lập sẵn

Thu thập số liệu về sinh trưởng của rừng trồng Keo lai, đề tài sử dụng phương pháp giải tích thân cây Cây giải tích là cây có đường kính và chiều cao bình quân lâm phần; sinh trưởng và phát triển bình thường; không bị sâu hại hay cụt ngọn; thân thẳng và tròn đều; tán lá cân đối và tròn đều; không bị chèn ép Ở mỗi nhóm đất trồng, giải tích 03 cây bình quân đại diện cho những lâm phần ở tuổi cao nhất (07 tuổi) Với 02 nhóm đất trồng, tổng số cây giải tích là 06 cây Sau khi chặt hạ, những cây giải tích được đo đạc chiều cao vút ngọn (Hvn, m) bằng thước dây với độ chính xác 0,1 cm Kế đến, phân chia thân cây ngả thành những phân đoạn và cưa thớt giải tích ở các vị trí 0,0 m;

1,3 m; 2,6 m; 3,6 m; 4,6 m… cho đến đoạn ngọn cuối cùng (< 1 m) Những thớt giải tích được tập hợp theo từng cây giải tích; sau đó ghi chú thứ tự cây

và vị trí thớt ở mặt thớt hướng về phía ngọn cây

2.5.3 Phương pháp xử lý số liệu

2.5.3.1 Xác định cấu trúc của rừng trồng Keo lai

Cấu trúc của rừng trồng Keo lai trên 02 nhóm đất khác nhau được nghiên cứu bao gồm phân bố N/D1,3 và phân bố N/Hvn

(a) Xác định phân bố N/D 1,3 Trình tự xác định phân bố N/D1,3 của rừng trồng Keo lai theo những bước sau đây:

Bước 1 Tính những đặc trưng thống kê mô tả phân bố N/D1,3

- Tập hợp số liệu D1,3 (cm) của những cây trong các ô tiêu chuẩn 500

m2 đại diện cho những lâm phần ở 05 cấp tuổi tương ứng với 02 nhóm đất trồng

- Tính những đặc trưng thống kê mô tả phân bố N/D1,3; trong đó bao gồm giá trị trung bình (X) và khoảng tin cậy 95%, mốt (Mo), trung vị (Me), giá trị lớn nhất (Max), giá trị nhỏ nhất (Min), phương sai (S2), sai tiêu chuẩn (S), sai số chuẩn của số trung bình (Se), hệ số biến động (CV%), độ lệch (Sk),

Phân bố phù hợp nhất với

số liệu thực nghiệm được chọn theo tiêu chuẩn xác suất chấp nhận lớn nhất (Pmax) Tiếp theo, từ những phân bố phù hợp nhất, xác định tỷ lệ phần trăm số cây theo cấp D1,3 Cuối cùng, những kết quả tính toán được tập hợp thành

bảng và biểu đồ để phân tích và so sánh những đặc trưng phân bố N/D1,3

tương ứng với 02 nhóm đất trồng khác nhau

(b) Xác định phân bố N/H vn.Trước hết, tính những đặc trưng thống kê

mô tả phân bố N/Hvn tương tự như phân bố N/D1,3 Kế đến, xây dựng bảng và biểu đồ phân bố N/Hvn Ở đây chiều cao thân cây được phân chia thành cấp với mỗi cấp 1 m; trong đó số cấp thay đổi trong giới hạn từ 6 - 12 Cuối cùng, những kết quả tính toán được tập hợp thành bảng và biểu đồ để phân tích và

so sánh các đặc trưng phân bố N/Hvn tương ứng với 02 nhóm đất khác nhau

2.5.3.2 Xác định đặc trưng sinh trưởng và thể tích của rừng trồng Keo lai

Để làm rõ quá trình sinh trưởng đường kính, chiều cao, thể tích thân cây cá thể của rừng trồng Keo lai tương ứng với tuổi và nhóm đất trồng khác nhau, trình tự xử lý số liệu như sau:

Bước 1 Xử lý và đo các vòng năm

- Bào nhẵn tất cả các thớt trên cây giải tích một mặt về hướng gốc cây

- Đếm chính xác số vòng năm trên mỗi thớt giải tích nhằm xác định tuổi và chiều cao của cây tương ứng với các tuổi

- Đo đường kính từng vòng năm tại thớt 1,3 m theo hai hướng vuông góc với nhau bằng kính lúp Chiều cao thân cây tương ứng với các tuổi được xác định gần đúng theo phương pháp tỷ lệ

Bước 2 Mô tả quá trình sinh trưởng D và H thân cây cá thể

- Tập hợp số liệu D và H của những cây giải tích tương ứng với tuổi (A, năm) và 02 nhóm đất trồng khác nhau

- Phân tích các dãy số liệu D – A và H – A bằng bảng và biểu đồ để xác định khuynh hướng biến đổi của chúng

- Kiểm định tính phù hợp của các khuynh hướng biến đổi này bởi những hàm số (27 hàm số) có sẵn trong phần mềm STATGRAPHICS Centurion XV.I

Sau khi xác định hệ số tương quan của từng khuynh hướng biến đổi bởi

27 hàm có sẵn, đề tài sẽ chọn ra 5 hàm có hệ số tương quan cao nhất để so sánh và chọn ra phương trình phù hợp nhất để biểu thị mối tương quan cho các khuynh hướng biến đổi này (khuynh hướng biến đổi của các chỉ tiêu sinh trưởng của rừng Keo lai trồng trên 2 nhóm đất)

 Tiêu chuẩn chung để lựa chọn một hàm sinh trưởng tối ưu là:

- Hệ số tương quan cao

- Dạng phương trình phải phù hợp

- Phù hợp với đặc tính sinh học của đối tượng nghiên cứu

- Phản ánh đúng quy luật sinh trưởng

- Đơn giản, dễ tính toán

Sau khi kiểm định tính phù hợp, nếu trong 27 hàm số có sẵn từ phần mềm STATGRAPHICS Centurion XV.I có hệ số tương quan quá thấp hay không phù hợp thì đề tài sẽ tiếp tục kiểm định bởi những hàm phi tuyến như: Korf, Gompertz, Korsun – Strand, với các dãy số liệu thực nghiệm D – A và

- Tập hợp kết quả tính toán thành bảng và biểu đồ để phân tích và thuyết minh

Bước 3 Xác định quá trình sinh trưởng thể tích thân cây bình quân (V,

m3)

- Thể tích thân cây bình quân (V, m3) ở những tuổi khác nhau trên 02 nhóm đất trồng được xác định theo mối quan hệ với đường kính thân cây bình quân (D, cm) và chiều cao thân cây bình quân (H, m) từ 3 cây giải tích trên mỗi cấp đất Theo đó, chỉ tiêu V được tính theo công thức:

V= /4*(D/100)^2*H*F Trong đó : F là hình số thân cây tại vị trí 1,3 m F được tính theo công

thức :

3 , 1

2

3 , 1

D n

n d

Bước 4 So sánh quá trình sinh trưởng D, H và V cây cá thể của trồng Keo lai theo 02 nhóm đất trồng khác nhau Để đạt mục đích này, trước hết tập hợp quá trình sinh trưởng D, H và V cây cá thể của rừng trồng Keo lai theo

02 nhóm đất trồng Sau đó so sánh sự chênh lệch giữa D, H và V cây cá thể của rừng trồng Keo lai ở 02 nhóm đất trồng

2.5.4 Công cụ tính toán

Công cụ tính toán là các phần mềm Microsorf Excel 2010 và STATGRAPHICS Centurion XV.I

Chương 3 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.1 Vị trí địa lý

Định Quán là một huyện miền núi nằm ở phía Đông Bắc của tỉnh Đồng Nai, cách thành phố Biên Hòa 90 km, thành phố Hồ Chí Minh 120 km về phía Đông Bắc và cách thành phố Đà Lạt 185 km về phía Tây Nam

Huyện có diện tích tự nhiên là 971,1km2, chiếm 16,4% diện tích tự nhiên toàn tỉnh Đồng Nai, lớn thứ hai trong tỉnh (sau huyện Vĩnh Cửu), đồng thời huyện Định Quán còn thuộc Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam Dân số bình quân năm 2013: 209.950 người, mật độ dân số: 216 người/km2

(cùng với huyện Tân Phú có mật độ dân số thưa nhất tỉnh Đồng Nai)

- Tọa độ địa lý:

+ 11000’30” đến 11023’00” độ vĩ Bắc;

+ 107007’30” đến 107030’00” độkinh Đông

- Ranh giới hành chính:

+ Phía Bắc và Đông giáp huyện Tân Phú

+ Phía Nam giáp huyện Thống Nhất và Xuân Lộc

+ Phía Tây giáp huyện Vĩnh Cửu

+ Phía Đông và Nam giáp huyện Đức Linh - tỉnh Bình Thuận

Hiện nay, huyện có 14 đơn vị hành chính gồm: 01 thị trấn Định Quán và

13 xã gồm: Gia Canh, La Ngà, Ngọc Định, Phú Tân, Phú Vinh, Phú Lợi, Phú Hòa, Phú Cường, Phú Ngọc, Phú Túc, Túc Trưng, Suối Nho, Thanh Sơn Trên địa bàn huyện có hệ thống giao thông đường bộ quan trọng như: Quốc lộ 20 được xem là trục giao thông xương sống của huyện và 04 tuyến đường tỉnh lộ có tổng chiều dài 76,5 km, tạo thành mạng lưới giao thông thuận lợi với các tỉnh – huyện lân cận và thành phố Hồ Chí Minh