Bước đầu nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và sinh trưởng một số mô hình rừng trồng và rừng tự nhiên phục hồi ở bắc giang và lạng sơn

Định hướng nghiên cứu cấu trúc, sinh trưởng và sản lượng rừng đã được các nhà khoa học khái quát lại dưới dạng mô hình toán học từ đơn giản đến phức tạp, nhằm định lượng hoá các quy luật

NGÔ VĂN CẦM

BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ SINH TRƯỞNG MỘT SỐ MÔ HÌNH RỪNG TRỒNG VÀ RỪNG TỰ

NHIÊN PHỤC HỒI Ở BẮC GIANG VÀ LẠNG SƠN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

HÀ TÂY - 2007

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

HÀ TÂY - 2007

Người hướng dẫn khoa học:

Vào hồi giờ ngày tháng năm 2007

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Thông tin tư liệu và Thư viện trường đại học lâm nghiệp

- Khoa sau đại học trường Đại học Lâm nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Trên thế giới 3

1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 3

1.1.2 Nghiên cứu sinh trưởng rừng 7

1.1.3 Nghiên cứu về tái sinh 11

1.2 Ở Việt Nam 13

1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng 13

1.2.2 Nghiên cứu sinh trưởng rừng 16

1.2.3 Nghiên cứu về tái sinh 17

CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU - ĐỐI TƯỢNG - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 20

2.2 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi giới hạn của đề tài 20

2.3 Nội dung nghiên cứu: 20

2.4 Phương pháp nghiên cứu 21

2.4.1 Quan điểm phương pháp luận: 21

2.4.2 Phương pháp thu thập số liệu 21

2.4.3 Phương pháp xử lý số liệu 24

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29

3.1 Đặc điểm quy luật cấu trúc rừng 29

3.1.1 Cấu trúc tổ thành 29

3.1.2 Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3) 30

3.1.3 Quy luật phân bố số cây theo chiều cao vút ngọn (N/H) 37

3.1.4 Quy luật tương quan giữa chiều cao và đường kính thân cây 43

3.1.5 Quy luật tương quan giữa đường kính ngang ngực với đường kính tán (Dt/D1.3) 43

3.2 Đặc điểm sinh trưởng lâm phần 44

3.3 Đặc điểm tái sinh 52

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN – TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ 55

4.1 Kết luận 55

4.1.1 Đặc điểm quy luật cấu trúc rừng 55

4.1.2 Đặc điểm sinh trưởng lâm phần 56

4.1.3 Đặc điểm tái sinh 58

4.2 Tồn tại 59

4.3 Kiến nghị 60

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

ĐẶT VẤN ĐỀ

Rừng là một trong các yếu tố cơ bản của môi trường, giữ vai trò quan trọng đối với việc phòng hộ, duy trì cân bằng sinh thái, bảo vệ tính đa dạng sinh học, bảo tồn nguồn gen, cung cấp nhiều loại lâm sản đáp ứng những nhu cầu cơ bản ngày càng cao của con người

Theo xu hướng phát triển của xã hội, kiến thức về rừng của con người ngày càng sâu sắc hơn, quan điểm và mục tiêu sử dụng rừng ngày một đúng đắn và toàn diện, các biện pháp quản lý sử dụng rừng cũng dần được hoàn thiện

Trong quản lý rừng, bên cạnh các giải pháp kinh tế xã hội thì tác động lâm sinh là biện pháp kỹ thuật then chốt để cải thiện và làm cho rừng có cấu trúc phù hợp nhất với mục đích quản lý, đáp ứng được các yêu cầu đặt ra cho từng loại hình kinh doanh rừng Thực tiễn đã chứng minh rằng các giải pháp nhằm phục hồi rừng, quản lý rừng bền vững chỉ có thể giải quyết thoả đáng một khi có sự hiểu biết đầy

đủ về bản chất quy luật sống của hệ sinh thái rừng Do đó nghiên cứu cấu trúc rừng được xem là cơ sở quan trọng, giúp các nhà lâm nghiệp có thể chủ động trong việc xác lập các kế hoạch và biện pháp kỹ thuật tác động chính xác vào rừng

Dự án "Trồng rừng ở các tỉnh Bắc Giang, Lạng Sơn" từ năm 1996 đến 2000 (gọi tắt là dự án KFW1) là thoả thuận hợp tác giữa hai chính phủ Việt Nam và Đức

có tổng số vốn đầu tư trên 80 tỷ đồng với mục tiêu tăng cường công tác trồng rừng, bảo vệ đất, tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập cho dân cư miền núi thuộc vùng dự

án Theo đánh giá tổng kết: sau 5 năm thực hiện tại 2 tỉnh dự án đã thu được nhiều kết quả có ý nghĩa, giúp đồng bào xoá đói giảm nghèo, sử dụng bền vững các nguồn tài nguyên rừng Dự án đã triển khai ở 37 xã của 6 huyện tại 2 tỉnh Bắc Giang và Lạng Sơn, tổng diện tích đã trồng rừng 15.650 ha tăng 24% so với kế hoạch nâng độ che phủ rừng bình quân của các xã vùng dự án từ 15-36%, các lô rừng trồng mới đều sinh trưởng tốt, đạt tỷ lệ sống trên 90%, trong đó tỉnh Lạng Sơn đã trồng được

10.344 ha chủ yếu là các rừng Thông mã vĩ, Keo, Sa mộc, Trám; tỉnh Bắc Giang trồng được gần 5.312 ha rừng Thông xen Keo, Vối thuốc, Trám, có trên 1200 hộ đồng bào các dân tộc thiểu số nhận trồng và quản lý 12.600 ha rừng trên diện tích đất trống đồi núi trọc đang bị ảnh hưởng nghiêm trọng về hệ sinh thái [6] Để đảm bảo quản lý rừng bền vững và có hiệu quả lâu dài thì việc nghiên cứu cấu trúc và sinh trưởng của các loại hình rừng trồng và rừng tự nhiên phục hồi có vai trò quan trọng giúp cho người trồng rừng xác định được mục tiêu kinh doanh cũng như quyết định các biện pháp kỹ thuật để vừa đảm bảo thu lợi ích kinh tế lớn nhất từ rừng, vừa bảo đảm được ổn định sinh thái của rừng Vì vậy chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Bước đầu nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và sinh trưởng một số mô hình rừng trồng và rừng tự nhiên phục hồi ở Bắc Giang và Lạng Sơn.”

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Việc nghiên cứu cấu trúc, sinh trưởng rừng được nhiều tác giả trong và ngoài nước đề cập đến từ những năm đầu của thế kỷ 20 Nhìn chung, các tác giả đều quan tâm đến việc xây dựng các mô hình rừng chuẩn, phục vụ công tác kinh doanh rừng hiệu quả, đáp ứng yêu cầu về kinh tế, xã hội và sinh thái Những nghiên cứu về cấu trúc bước đầu là định tính, mô tả, nay chuyển sang nghiên cứu định lượng chính xác với sự ứng dụng của toán thống kê và tin học Định hướng nghiên cứu cấu trúc, sinh trưởng và sản lượng rừng đã được các nhà khoa học khái quát lại dưới dạng mô hình toán học từ đơn giản đến phức tạp, nhằm định lượng hoá các quy luật của tự nhiên, nhờ đó đã giải quyết được nhiều vấn đề trong kinh doanh rừng, đặc biệt là trong lĩnh vực lập biểu chuyên dụng phục vụ cho công tác điều tra và dự đoán sản lượng cũng như xây dựng hệ thống các biện pháp kinh doanh nuôi dưỡng, làm giàu rừng cho từng đối tượng cụ thể

1.1 Trên thế giới

1.1.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và theo thời gian [19] Cấu trúc rừng bao gồm cấu trúc sinh thái, cấu trúc hình thái và cấu trúc thời gian

* Cấu trúc sinh thái rừng: cấu trúc của lớp thảm thực vật là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên, là sản phẩm của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng

Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt đới đã được Richards P.W (1933 - 1934), Baur G (1962), ODum (1971) tiến hành Các nghiên cứu này thường nêu lên quan điểm, khái niệm và mô tả định tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng

Baur G.N (1976) [1] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung

và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, trong đó đã đi sâu nghiên cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên Từ đó tác giả này đã đưa ra những tổng kết hết sức phong phú về các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh nhằm đem lại rừng cơ bản là đều tuổi, rừng không đều tuổi và các phương thức xử lý cải thiện rừng mưa

Catinot (1965) [5] đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các nhân tố cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến

Odum E.P (1971) [26] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở thuật

ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley A.P, năm 1935 Khái niệm hệ sinh thái được

làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học

* Cấu trúc hình thái, thời gian rừng: Phân bố số cây theo cỡ đường kính ngang ngực (N/D1.3) là một trong các chỉ tiêu quan trọng nhất của cấu trúc rừng,

đã được nghiên cứu khá đầy đủ từ đầu thế kỷ XX, bằng phương pháp biểu đồ hoặc giải tích, Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính thân cây rừng (N/D1.3) được mô phỏng nhiều cách khác nhau như phân bố thực nghiệm N/D1.3, phân bố số cây theo cỡ tự nhiên, một số tác giả đã dùng phương pháp giải tích để mô tả quy luật này Kết quả là họ đã xác lập được các phương trình toán học dưới nhiều dạng phân bố xác suất khác nhau Các công trình nghiên cứu tiêu biểu như: hàm Mayer, hàm Hyperbol, hàm Poisson, hàm Charlier, hàm Logarit chuẩn, họ Pearson, hàm Weibull

Dùng hàm này hoặc hàm khác để xây dựng dãy phân bố thực nghiệm N/D1.3 phụ thuộc vào kinh nghiệm từng tác giả và bản chất quy luật điều tra đo đạc Một dãy phân bố thực nghiệm có thể chỉ phù hợp cho một dạng hàm số,

cũng có thể phù hợp cho nhiều hàm số ở các mức xác suất khác nhau

- Phân bố số cây theo chiều cao (N/Hvn): phương pháp kinh điển được nhiều nhà khoa học sử dụng là vẽ phẫu đồ đứng Qua phẫu đồ sẽ thấy được sự

phân bố, sắp xếp trong không gian của các loài cây Điển hình có công trình của Richards (1952) [30] Có nhiều dạng hàm toán học khác nhau dùng để nắn phân

bố N /H Việc sử dụng hàm nào tuỳ thuộc vào kinh nghiệm của từng tác giả, phụ thuộc vào đối tượng nghiên cứu cụ thể

- Quan hệ giữa chiều cao vút ngọn với đường kính ngang ngực của cây (Hvn/D1.3) cũng là một trong những quy luật cơ bản và quan trọng trong hệ thống các quy luật cấu trúc lâm phần Từ kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy, chiều cao tương ứng với mỗi cỡ kính cho trước luôn tăng theo tuổi, đó là kết quả quá trình tự nhiên của sự sinh trưởng Trong một cỡ đường kính xác định, ở các cấp tuổi khác nhau sẽ có các cây thuộc cấp sinh trưởng khác nhau Cấp sinh trưởng càng giảm khi tuổi lâm phần tăng lên dẫn đến tỷ lệ H /D tăng theo tuổi Từ đó đường cong quan hệ giữa H/D có thể bị thay đổi dạng và luôn dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên Vagui, A.B (1955) đã khẳng định

“Đường cong chiều cao thay đổi và luôn dịch chuyển lên phía trên khi tuổi tăng lên” Tiurin.Đ.V (1927) đã phát hiện hiện tượng này khi ông xác lập đường cong chiều cao các cấp tuổi khác nhau Prodan.M (1965) lại phát hiện độ dốc đường cong chiều cao có chiều hướng giảm dần khi tuổi tăng lên và Prodan.M (1944) khi nghiên cứu kiểu rừng “Plenterwal” đã kết luận đường cong chiều cao không bị thay đổi do vị trí của các cây ở một cỡ đường kính nhất định là như nhau 8 Curtis.R.O đã mô phỏng quan hệ chiều cao với đường kính và tuổi theo dạng phương trình:

Log(H) = D+b1*

D

1+b2*

A

1+b3*

A

D *

1 (1.1)

Sau đó Curtis.R.O đã nắn phương trình (1.1) theo đường định kỳ 5 năm tương ứng với định kỳ kiểm kê tài nguyên ở rừng Lĩnh Sam, tại từng tuổi nhất định phương trình sẽ là:

Log(H) = b0 + b1*

D

1

(1.2)

Theo Curtis thì các dạng phương trình khác cho kết quả không khả quan bằng hai dạng trên Petterson.H (1955) (theo Nguyễn Trọng Bình (1996) 4), đề xuất phương trình tương quan:

3,13

Krauter, G (1958) và Tiourin, A.V (1931) (theo Phạm Ngọc Giao (1995)

16 nghiên cứu tương quan giữa chiều cao với đường kính ngang ngực dựa trên

cơ sở cấp đất và cấp tuổi Kết quả nghiên cứu cho thấy khi dãy phân hoá thành các cấp chiều cao thì mối quan hệ này không cần xét đến cấp đất hay cấp tuổi và cũng không cần xét đến tác động của hoàn cảnh, tuổi đến sinh trưởng của cây rừng và lâm phần, vì những nhân tố này đã được phản ánh trong kích thước của cây, nghĩa là trong quan hệ H /D đã bao hàm tác động của hoàn cảnh và tuổi

Ngoài ra đối với những lâm phần thuần loài đều tuổi, dù có tìm được phương trình toán học biểu thị quan hệ H /D theo tuổi thì cũng không đơn giản vì chiều cao cây rừng ngoài phụ thuộc vào yếu tố tuổi còn phụ thuộc rõ nét vào mật

độ, cấp đất, biện pháp tỉa thưa, Kennel.R kiến nghị một cách khác, mô phỏng

sự biến đổi tương quan H /D theo tuổi là: trước hết tìm một phương trình thích hợp cho lâm phần, sau đó xác lập mối liên hệ của các tham số phương trình theo tuổi một cách trực tiếp hoặc gián tiếp

Các nhà nghiên cứu khác như: Hohenadl; Krenn; Michailoff; Naslund, M; Anoutchin, NP; Eckert, KH; Korsun, F; Levakovic, A; Meyer, H.A; Muller; V Soest, J đã đề nghị các dạng phương trình dưới đây:

- Quan hệ giữa đường kính tán với đường kính ngang ngực: tán cây là chỉ tiêu quan trọng phản ánh không gian dinh dưỡng của cây Do đó tán cây cũng liên quan đến tăng trưởng về đường kính và chiều cao

Nhiều tác giả đã rút ra kết luận là, phương trình thể hiện tốt nhất mối quan hệ này là phương trình đường thẳng:

Dt = a + b*D1.3 (1.15)

1.1.2 Nghiên cứu sinh trưởng rừng

Có thể nói cho tới nay, vấn đề mô hình hoá sinh trưởng và sản lượng rừng được tranh luận rộng rãi và ngày càng hoàn thiện Sinh trưởng của cây rừng là thay đổi về kích thước, trọng lượng, thể tích theo thời gian một cách liên tục Các nhà lâm học thường phân chia đời sống cây rừng và lâm phần ra làm 5 giai đoạn: Rừng non, rừng sào, rừng trung liên, rừng thành thục và quá thành thục (Belov,1983,

1985) Qui luật sinh trưởng chung của thực vật là lúc đầu chậm, tăng dần, chậm dần cho đến khi đạt giá trị tối đa Từ đây vấn đề đặt ra cho nghiên cứu sinh trưởng, sản lượng rừng trồng là phải thể hiện sinh trưởng là một quá trình liên tục

Như đã biết, sinh trưởng cây rừng và lâm phần phụ thuộc vào tổng hợp các yếu

tố môi trường và những biện pháp tác động Vì vậy, không có những nghiên cứu thực nghiệm khoa học, không thể làm sáng tỏ qui luật của các loài cây Nhận thức được điều này, từ thế kỷ 18 đã xuất hiện những nghiên cứu của tác giả Octtelt, Pauslen, Bause, Borggreve, Breymann, Cotta, H Danckelmann, Draudt, Hartig, Weise Nhìn chung những nghiên cứu về sinh trưởng cây rừng và lâm phần phần lớn được xây dựng thành các mô hình toán học chặt chẽ và được công bố trong các công trình của Meyer, M.A, H.A và D.D Stevenson (1949), Schumacher, F.X và Coile T.X (1960), Alder(1980), Clutter, j.L; Allison, B.j(1973)

Phương pháp nghiên cứu sinh trưởng và sản lượng của các tác giả chủ yếu là áp dụng kỹ thuật phân tích thống kê toán học, phân tích tương quan và hồi quy qua đó xác định sản lượng gỗ của lâm phần Qui luật sinh trưởng của cây rừng có thể được

mô phỏng bằng nhiều hàm sinh trưởng khác nhau như: Gompert(1825), Mitchterlilch(1919), Petterson(1929), Korf(1965), Verhulst(1925) Michailor (1953), Thomasius H(1965), Schumacher, F.X(1980)… Đây là những hàm toán học mô phỏng được qui luật sinh trưởng của cây rừng cũng như lâm phần dựa vào sinh trưởng của các nhân tố điều tra lâm phần để dự đoán giá trị lớn nhất của các đại lượng sinh trưởng (theo Nguyễn Trọng Bình (1996)[4]

* Những nghiên cứu về thử nghiệm và chọn lựa hàm sinh trưởng

Khi mô hình hoá sinh trưởng, sản lượng rừng, các tác giả ở nhiều nước đã sử dụng các hàm toán học, từ kiểu dạng đến mức độ đơn giản, phức tạp khác nhau, cho đến các đối số đầu vào cũng khác nhau, song điều quan trọng là cơ sở thống kê, luận giải cho sự lựa chọn và điều kiện áp dụng như thế nào còn là vấn đề cần quan tâm nghiên cứu (Nguyễn Ngọc Lung (1989) [24]

Trong mấy thập niên qua, mô hình hoá sinh trưởng và sản lượng rừng ngày càng được chú trọng Nhiều hàm sinh trưởng được thử nghiệm và đề xuất Korsun (1935)

đề xuất các hàm sinh trưởng được ứng dụng có kết quả nhiều năm ở Liên Xô cũ như sau:

Hai hàm cho đến nay vẫn thường được sử dụng để mô tả qui luật sinh trưởng cho một số đại lượng sinh trưởng cây rừng, đó là:

Biểu 1.1 Các hàm số triển vọng nhất đƣợc thử nghiệm với cây mọc nhanh nhiệt đới Việt Nam

1 -

2 1

0 1)(

T T a a

T a a

Như vậy, từ kết quả thống kê các hàm sinh trưởng trên đây cho thấy, tất cả các hàm số đều có dạng phức tạp, biểu diễn quá trình sinh học phức tạp của cây rừng hay lâm phần dưới sự chi phối tổng hợp của các nhân tố nội tại và ngoại cảnh Điểm qua các công trình nghiên cứu của các tác giả cho thấy với phương pháp nghiên cứu từ mô tả định tính chuyển dần sang định lượng dưới dạng các mô hình toán học là một trong những phương pháp nghiên cứu thể hiện sự tiến bộ trong nghiên cứu các qui luật sinh học Tuy nhiên, qua mô tả sự biến đổi về lượng của đại lượng sinh trưởng theo thời gian, mỗi tác giả đều có hướng nghiên cứu giải quyết vấn đề một cách khác nhau

1.1.3 Nghiên cứu về tái sinh

Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu lâm học, hiệu quả của tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố Vai trò của cây con là thay thế cây già cỗi, vì vậy hiểu theo nghĩa hẹp, tái sinh rừng là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ Trên thế giới, tái sinh rừng đã được nghiên cứu từ hàng trăm năm trước đây, nhưng từ năm 1930, mới bắt đầu nghiên cứu tái sinh rừng nhiệt đới Do đặc điểm của rừng nhiệt đới là thành phần loài rất phức tạp, nên trong quá trình nghiên cứu, hầu như các tác giả chỉ tập trung vào các loài cây gỗ có ý nghĩa nhất định

P.W Richard [30] tổng kết quá trình nghiên cứu tái sinh cho thấy, cây tái sinh có dạng phân bố cụm, một số có dạng phân bố Poisson Van Steens (1956), đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến ở rừng mưa nhiệt đới, đó là tái sinh phân tán liên tục của loài cây chịu bóng và tái sinh vệt của loài cây ưa sáng Nghiên cứu tái sinh ở rừng nhiệt đới Châu Phi, A Obrevin (1938) nhận thấy, cây con của các loài ưu thế trong rừng mưa là rất hiếm, ông gọi là hiện tượng "không bao giờ sinh con đẻ cái" của cây mẹ trong thành phần tầng cây gỗ của rừng mưa Tổ thành loài cây mẹ tầng trên và cây con tầng dưới thường khác nhau rất nhiều, biến đổi không giống nhau giữa các vùng Vì vậy, tổ thành loài cây trong rừng mưa không ổn định trong không gian và thời gian Tác giả đưa ra lý luận bức khảm tái sinh, nhưng phần

lý giải các hiện tượng đó còn hạn chế, ít sức thuyết phục, chưa có tính thực tiễn, nhất là khi muốn đưa ra biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm điều khiển tái sinh theo mục đích kinh doanh (dẫn theo sinh thái rừng - 1995) [21]

Dawkins (1958) đã nói "Dù cho kinh doanh được đưa vào như thế nào, điều suy xét đầu tiên về lâm sinh phải là tái sinh, …" Như vậy có thế nói, vấn đề tái sinh được bàn nhiều, nhất là cách thức xử lý lâm sinh liên quan đến tái sinh của các loài cây mục đích ở các kiểu rừng Từ đó các nhà lâm học đã xây dựng thành công nhiều phương thức chặt tái sinh Công trình của Bernard (1954, 1959), Wyatt Smith (1961, 1963) với phương thức rừng đều tuổi ở Mã Lai, Barnarji (1959) với phương thức chặt dần nâng cao vòm lá ở Andamann Nội dung từng phương thức được Baur (1964) [1] tổng kết trong tác phẩm của mình

Về phương pháp điều tra tái sinh, nhiều tác giả sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowder Milk (1927) với diện tích ô dao động từ 1 - 4m2

Nếu diện tích bé thì số ô phải tăng, ngược lại diện tích lớn thì số ô ít đi, sao cho đảm bảo tính đại diện, tính trung thực của tình hình tái sinh rừng

Đối với rừng nhiệt đới, các nhân tố như ánh sáng, độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ cây bụi, thảm tươi là những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến tái sinh Baur G.N (1962) [1] cho rằng, sự thiếu hụt ánh sáng ảnh hưởng đến sự phát triển của cây con Nhưng đối với sự nảy mầm và quá trình sinh trưởng của cây mầm ảnh hưởng

đó lại không rõ

Trong nghiên cứu tái sinh rừng, người ta nhận thấy tầng cỏ và tầng cây bụi qua quá trình sinh trưởng thu nhận ánh sáng, các chất dinh dưỡng sẽ làm ảnh hưởng đến cây tái sinh Những lâm phần thưa, rừng đã bị khai thác nhiều, tạo ra nhiều khoảng trống lớn, tạo điều kiện cho cây bụi thảm tươi phát triển mạnh Trong điều kiện đó, chúng sẽ là nhân tố cản trở sự phát triển và khả năng sinh tồn của cây tái sinh Nếu lâm phần kín, đất khô, nghèo dinh dưỡng cây bụi thảm tươi phát triển chậm tạo điều kiện cho cây tái sinh vươn lên ( Xannikow, 1967: Vipper, 1973) (dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 1992) [32]

Tóm lại, nghiên cứu về tái sinh rừng trên thế giới cho chúng ta hiểu biết về phương pháp nghiên cứu và quy luật tái sinh tự nhiên của một số vùng, đặc biệt là sự vận dụng các hiểu biết về quy luật tái sinh để xây dựng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý nhằm quản lý rừng bền vững Đây là những phương pháp và kết quả cần tham khảo khi nghiên cứu tái sinh rừng Việt Nam

1.2 Ở Việt Nam

1.2.1 Nghiên cứu về cấu trúc rừng

Rừng tự nhiên ở nước ta thuộc kiểu rừng nhiệt đới, rất phong phú và đa dạng

về thành phần loài, phức tạp về cấu trúc Trong những năm gần đây, cấu trúc rừng ở nước ta đã được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu Sở dĩ như vậy vì, cấu trúc là cơ

sở cho việc định hướng phát triển rừng, đề ra biện pháp lâm sinh hợp lý

Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978) [38] khi nghiên cứu kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới nước ta, đã đưa ra mô hình cấu trúc tầng, như tầng vượt tán, tầng ưu thế sinh thái, tầng dưới tán, tầng cây bụi và tầng cỏ quyết Tác giả vận dụng

và có sự cải tiến bổ sung phương pháp biểu đồ mặt cắt của Davit - Risa, trong đó tầng cây bụi và thảm tươi được phóng với tỷ lệ lớn hơn Ngoài ra, tác giả còn dựa vào 4 tiêu chuẩn để phân chia kiểu thảm thực vật rừng Việt Nam, đó là: dạng sống

ưu thế của những thực vật tầng cây lập quần, độ tàn che của tầng ưu thế sinh thái, hình thái sinh thái của nó và trạng thái của tán lá Dựa vào đó, tác giả chia thảm thực vật rừng Việt Nam thành 14 kiểu

Đào Công Khanh (1996) [18], Bảo Huy ( 1993) [14] đã căn cứ vào tổ thành loài cây mục đích để phân loại rừng phục vụ cho việc xây dựng các biện pháp lâm sinh Lê Sáu (1996) [31] dựa vào hệ thống phân loại của Thái Văn Trừng kết hợp với hệ thống phân loại của Loeschau, chia rừng ở khu vực Kon Hà Nừng thành 6 trạng thái

Nguyễn Văn Trương (1983) [37] khi nghiên cứu cấu trúc rừng đã xem xét sự phân tầng theo định lượng, phân tầng theo cấp chiều cao một cách cơ giới Vũ Đình

Phương ( 1987) [28] kết luận rằng, việc xác định tầng thứ của rừng lá rộng thường xanh là hoàn toàn hợp lý và cần thiết, nhưng theo tác giả, việc phân tầng chỉ chính xác khi rừng đã bước vào trạng thái ổn định Vì khi đó, ranh giới giữa các tầng biểu hiện rõ ràng hơn

Khi nghiên cứu cấu trúc, việc mô hình hoá quy luật phân bố số cây theo đường kính và theo chiều cao được chú ý nhiều hơn Đây là các quy luật được xem là cơ bản nhất trong các quy luật kết cấu lâm phần Biết được quy luật phân bố, có thể xác định được số cây tương ứng từng cỡ kính hay từng cỡ chiều cao, làm cơ sở xác định trữ lượng lâm phần Nguyễn Hải Tuất năm (1982, 1986) [40][41] đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc rừng thứ sinh và vận dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể

Đồng Sỹ Hiền (1974) [8] dùng hàm Meyer và họ đường cong Pearson để nắn phân bố thực nghiệm số cây theo đường kính làm cơ sở cho việc lập biểu thể tích và

độ thon cây đứng rừng tự nhiên ở Việt Nam

Lê Sáu (1996) [31] sử dụng hàm Weibull mô phỏng phân bố đường kính và chiều cao cho rừng tự nhiên ở Kon Hà Nừng Trần Cẩm Tú (1996) [39] thử nghiệm hàm Weibull và Meyer, khoảng cách, cuối cùng tác giả chọn hàm khoảng cách để

mô phỏng, vì hàm này khi kiểm tra cho tỷ lệ chấp nhận cao nhất

Ngoài hai quy luật cơ bản của cấu rừng được đề cập ở trên, còn một số quy luật cũng được quan tâm nhiều, đó là quan hệ giữa đường kính tán với đường kính ngang ngực, đường kính tán với chiều cao

Vũ Đình Phương (1985) [28] đã thiết lập quan hệ Dt /D1.3 cho một số loài cây

lá rộng, như Ràng ràng, Lim xanh, Vạn trứng, Chò chỉ ở lâm phần hỗn giao khác tuổi, qua đó tác giả khẳng định, giữa Dt với D1.3 có mối quan hệ mật thiết và biểu thị dưới dạng đường thẳng

Phạm Ngọc Giao (1996) [16] khi nghiên cứu các lâm phần Thông đuôi ngựa khu vực Đông bắc đã xây dựng mô hình động thái tương quan Dt /D1.3 và cho thấy chúng tồn tại dưới dạng đường thẳng

Nguyễn Hồng Quân [29] cũng xây dựng phương trình đường thẳng và từ phương trình hồi quy, tác giả xác định diện tích tán bình quân cho lâm phần Dựa vào đó xác định khả năng ngăn chặn nước mưa của từng loại rừng

Nhìn chung, các tác giả trong nước khi xây dựng mối tương quan này đều cho thấy phương trình đường thẳng là thích hợp nhất Trên cơ sở đó, dự đoán diện tích tán bình quân và xác định mật độ tối ưu cho từng lâm phần

Về nghiên cứu tương quan Hvn với D1.3 có thể kể đến các tác giả như, Đồng

Sỹ Hiền, Nguyễn Hải Tuất, Vũ Tiến Hinh, Bảo Huy,…

Bảo Huy năm 1993 [14] đã thử nghiệm 4 dạng phương trình tương quan Hvn/D1.3.

H = a + b*D1.3 (1.21)

H = a + b*log(D1.3) (1.22) Log(H) = a + b* log (D1.3) (1.23) Log(H) = a + b*D1.3 (1.24) cho từng loài ưu thế là Bằng lăng, Căm xe, Kháo, Chiêu liêu ở rừng rụng lá và nửa rụng lá Bằng lăng khu vực Tây Nguyên và cho thấy phương trình (1.23) thích hợp nhất

Nguyễn Thị Hải Yến (2003) [45], khi nghiên cứu các lâm phần Cao su ở các

độ tuổi khác nhau, đã thử nghiệm 3 dạng phương trình:

H = a+b * log (D1.3) (1.25)

H = a0 + a1*D1.3 + a2*D1.3 (1.26)

H = K*b*D1.3 (1.27)

Hàm được chọn là hàm được sử dụng đơn giản, hệ số tương quan cao nhất và sai số nhỏ nhất Cuối cùng tác giả chọn hàm (1.8) để thể hiện quan hệ giữa H/D1.3 cho các lâm phần Cao su

1.2.2 Nghiên cứu sinh trưởng rừng

Phùng Ngọc Lan (1986) [19] đã khảo nghiệm phương trình sinh trưởng Schumacher và Gompertz cho một số loài cây như Mỡ, Thông nhựa, Bồ đề và Bạch đàn trên một số điều kiện lập địa khác nhau cho thấy: Đường sinh trưởng thực nghiệm và đường sinh trưởng lý thuyết đa số cắt nhau tại một điểm Chứng tỏ sai số của phương trình rất nhỏ, song có hai giai đoạn có sai số ngược dấu nhau một cách

hệ thống

Nguyễn Ngọc Lung cũng nhận xét tương tự khi thử nghiệm 18 hàm số triển vọng nhất (biểu 1.1) để biểu thị quá trình sinh trưởng D, H, V cho loài Thông ba lá Qua nghiên cứu tác giả đã cho những nhận xét: Hàm Gompertz và một số hàm sinh trưởng lý thuyết khác có điểm xuất phát không tại gốc toạ độ, khi x= 0, Y = m.e-a>

0 Tác giả cho rằng, đối với cây mọc chậm thì cỡ tuổi đầu 5, 10 năm đều không quan trọng, nhưng trong điều kiện cây mọc nhanh thì cần lưu ý vấn đề này Và tác giả đã nhận xét rằng hàm Schumacher có ưu điểm tuyệt đối vì nó xuất phát từ gốc toạ độ 0 (0:0), có một điểm uốn, có một tiệm cận nằm ngang đáp ứng được yêu cầu biểu thị một đường cong sinh trưởng các hiện tượng sinh học Cuối cùng tác giả đề nghị dùng phương trình Schumacher để mô tả qui luật sinh trưởng cho một số đại lượng

H, D, V của loài Thông 3 lá tại Đà Lạt – Lâm Đồng

Xu hướng toán học hoá trong nghiên cứu sinh trưởng đã được nhiều tác giả quan tâm, như: Vũ Tiến Hinh (1995) [12], Nguyễn Ngọc Lung (1989) [24] (Đào Công Khanh (1993) [18]… Các tác giả đã sử dụng tương quan giữa các nhân tố điều tra lâm phần để xác định các qui luật sinh trưởng Những công trình nghiên cứu trên đều nhằm phục vụ cho việc xác định cường độ tỉa thưa, dự đoán sản lượng

gỗ, lập biểu cấp đất… cho một số loài cây trồng như: Pinus massoniana, Manglietia

glauca, Styrax tonkinensis, Acacia auriculifomis…

Gần đây, có một số công trình nghiên cứu tiếp tục hướng vào định lượng và

mô hình hoá quá trình sinh trưởng để từ đó đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh cho rừng trồng thuần loài

Nguyễn Trọng Bình (1996)[4] đã thử nghiệm một số phương pháp mô phỏng quá trình sinh trưởng trên cơ sở vận dụng lý thuyết quá trình ngẫu nhiên cho ba loài cây như Pinus mercusii, Pinus massoniana và Manglietia glauca Tác giả đã kết luận, đối với cây sinh trưởng nhanh như Manglietia glauca có thể dùng hàm Gompertz để mô phỏng quá trình sinh trưởng, còn hai loài Thông có tốc độ sinh

trưởng trung bình như Pinus massoniana và sinh trưởng chậm như Pinus mercusii,

hàm Korf thích hợp hơn

Những công trình nghiên cứu đề cập trên đây đã đề xuất được hướng giải quyết và phương pháp luận trong sinh trưởng Việc mô phỏng mang tính chất định lượng cho quá trình sinh trưởng của cây rừng hay lâm phần, tiến tới lựa chọn mô hình thích hợp là việc làm không thể thiếu trong nghiên cứu sản lượng rừng, nhằm xây dựng hệ thống các biện pháp kỹ thuật tác động có hiệu quả trong kinh doanh và nuôi dưỡng rừng

1.2.3 Nghiên cứu về tái sinh

Tái sinh là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng,

mà biểu hiện là sự xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ Hiểu theo nghĩa hẹp, tái sinh rừng là quá trình phục hồi lại thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ [18] Phục hồi rừng bằng khoanh nuôi có nghĩa là lợi dụng tái sinh tự nhiên kết hợp với tác động hợp lý của con người tạo ra một thế hệ mới có thành phần loài cây đáp ứng mục đích kinh doanh và phù hợp với điều kiện tự nhiên, tạo ra hệ sinh thái rừng ổn định, bền vững hơn hệ sinh thái ban đầu đã bị tác động Tái sinh rừng mưa nhiệt đới có đặc điểm là phân tán liên tục, ngoài ra còn có tái sinh theo vệt Rừng nhiệt đới Việt Nam thích hợp với cả hai kiểu tái sinh trên, ngoài ra còn có hiện tượng nảy mầm đồng thời tạo ra một thế hệ rừng tiên phong thuần loài, như rừng Sau Sau (Hữu lũng – Lạng Sơn), rừng Bồ Đề (Vĩnh Phú), … Rừng tự nhiên nước ta thường bị tác động không theo quy tắc, nên quy luật tái sinh

cũng bị xáo trộn Do đó, việc nghiên cứu tái sinh rừng nhiệt đới là rất phức tạp và khó khăn

Từ năm 1962 đến năm 1969, Viện Điều tra - Quy hoạch rừng đã điều tra tái sinh tự nhiên trên một số tỉnh: Quảng Bình, Nghệ An, Yên Bái, Quảng Ninh, với sự trợ giúp của chuyên gia Trung Quốc Ô tiêu chuẩn được lập với diện tích 2000m2

cho từng trạng thái Đo đếm tái sinh trên ô dạng bản có diện tích từ 100 - 125m2, kết hợp điều tra theo tuyến Từ đó tiến hành phân chia trạng thái rừng và đánh giá tái sinh Đến năm 1969 Vũ Đình Huề đã chia tái sinh ra thành 5 cấp, rất tốt, tốt, trung bình, xấu, rất xấu Trong nghiên cứu này, việc đánh giá tái sinh rừng mới chỉ dựa vào số lượng, chưa quan tâm đến chất lượng tái sinh

Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978) [38] khi nghiên cứu về thảm thực vật rừng Việt Nam đã kết luận, ánh sáng là nhân tố sinh thái khống chế và ảnh hưởng đến quá trình tái sinh tự nhiên trong rừng Đinh Quang Diệp ( 1993) [7] nghiên cứu

về tái sinh tự nhiên ở rừng Khộp vùng Easup - Đắc Lắc kết luận: độ tàn che, thảm mục, độ dày tầng thảm mục, điều kiện lập địa,… là những nhân tố ảnh hưởng đến

số lượng và chất lượng cây con tái sinh dưới tán rừng Qua nghiên cứu tác giả cho thấy, tái sinh trong khu vực có dạng phân bố cụm

Vũ Tiến Hinh ( 1991) [13] nghiên cứu tái sinh rừng tự nhiên ở Hữu Lũng và

Ba Chẽ, đưa ra kết luận: Hệ số tổ thành tính theo % số lượng cây tái sinh và tầng cây cao có liên hệ chặt chẽ với nhau và theo dạng đường thẳng: n% = a + b N% Trong đó n % và N % lần lượt là hệ số tổ thành tầng cây tái sinh và tầng cây cao

Khi nghiên cứu quá trình phục hồi rừng sau nương rẫy tại vườn Quốc gia Cúc Phương, Trương Quang Bích và các cộng sự (2002) [3] đã chỉ ra rằng, số lượng cây tái sinh biến động lớn giữa các ô và trong cùng một ô, mật độ tái sinh thấp và phân bố không đều

Trần Ngũ Phương (2000) [27] khi nghiên cứu rừng nhiệt đới ở Việt Nam đã nhấn mạnh, rừng tự nhiên có nhiều tầng, khi tầng trên già cỗi tàn lụi rồi tiêu vong, tầng kế tiếp sẽ thay thế,

Tái sinh rừng tự nhiên nhiệt đới là một vấn đề rất đa dạng và phong phú Quá trình này, bị chi phối bởi rất nhiều yếu tố, như vị trí địa lý, biện pháp tác động đến tầng cây cao, nguồn gốc hình thành rừng,…Chính vì thế cho dù quá trình tái sinh có những quy luật nhất định, vốn có tồn tại khách quan, nhưng do các tác động trên làm cho chúng trở nên rất phức tạp Tái sinh là vấn đề quan trọng, quyết định đến quá trình kinh doanh rừng bền vững, vì thế nghiên cứu quá trình tái sinh là một việc làm không thể thiếu trong các nghiên cứu về cấu trúc rừng tự nhiên

Tóm lại, trong thời gian qua đã có nhiều kết quả nghiên cứu đặc điểm cấu trúc, sinh trưởng rừng và tái sinh rừng, những công trình đề cập ở trên là những định hướng quan trọng cho việc giải quyết các vấn đề nghiên cứu của đề tài Trên

cơ sở lựa chọn và vận dụng những kết quả của các tác giả đi trước để áp dụng trên thực tế tại một số mô hình rừng trồng và rừng phục hồi tự nhiên ở Bắc Giang và Lạng Sơn thuộc dự án KFW1 làm cơ sở cho việc xây dựng biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp, đáp ứng mục tiêu kinh doanh, góp phần khôi phục và phát triển rừng vùng dự án

CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU - ĐỐI TƯỢNG - NỘI DUNG VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

- Về lý luận: cung cấp thêm những cơ sở lý luận trong nghiên cứu cấu trúc và sinh trưởng rừng trồng và rừng tự nhiên phục hồi

- Về thực tiễn: xác định được một số đặc điểm cấu trúc, sinh trưởng của một

số mô hình rừng trồng và rừng tự nhiên phục hồi làm cơ sở cho việc đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh nhằm quản lý, kinh doanh sử dụng rừng theo hướng bền vững

2.2 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi giới hạn của đề tài

- Đối tượng nghiên cứu: Là các mô hình rừng trồng, rừng tự nhiên phục hồi nằm trong lâm phần thuộc dự án KFW1

- Địa bàn nghiên cứu: tỉnh Bắc Giang và tỉnh Lạng Sơn

- Giới hạn phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu của đề tài này là một phần trong nội dung của chương trình hợp tác nghiên cứu giữa Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam và Ban quản lý dự án KFW1 - Các biện pháp đào tạo, xây dựng các mô hình định vị nghiên cứu trên các lâm phần rừng thuộc dự án để theo dõi sinh trưởng, tăng trưởng và động thái biến đổi của rừng làm cơ sở khoa học để đề xuất các phương án kinh doanh rừng hiệu quả và bền vững do Ts Trần Văn Con, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam làm trưởng nhóm Trong khuôn khổ của một luận văn thạc sỹ, chúng tôi chỉ giới hạn vào các nội dung nghiên cứu cụ thể dưới đây

2.3 Nội dung nghiên cứu:

2.3.1 Nghiên cứu một số quy luật cấu trúc rừng

(i) Cấu trúc tổ thành

(ii) Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính (N/D1.3)

(iii) Quy luật phân bố số cây theo chiều cao vút ngọn (N/Hvn)

(iv) Quy luật tương quan giữa chiều cao và đường kính thân cây (Hvn/D1.3) (v) Quy luật tương quan giữa đường kính ngang ngực với đường kính tán

(Dt/D1.3)

2.3.2 Nghiên cứu sinh trưởng lâm phần

Nghiên cứu một số đặc điểm sinh trưởng lâm phần về đường kính ngang ngực, chiều cao vút ngọn, đường kính tán và chiều cao dưới cành và lượng tăng trưởng hàng năm

2.3.3 Nghiên cứu đặc điểm tái sinh tự nhiên

Tổ thành loài cây tái sinh, mật độ và phân bố tái sinh theo cấp chiều cao

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Quan điểm phương pháp luận:

Trên cơ sở sử dụng các phương pháp truyền thống trong nghiên cứu điều tra rừng để thu thập số liệu, các phương pháp trong thống kê toán học để xử lý, phân tích, tổng hợp tài liệu và tính toán đảm bảo độ chính xác trong nghiên cứu khoa học Bên cạnh đó nghiên cứu kế thừa tài liệu thứ cấp để phân tích, đánh giá, hệ thống hoá các kiến thức đã có, phát hiện các vấn đề cần bổ sung

2.4.2 Phương pháp thu thập số liệu

Số liệu điều tra được thu thập trên các ô tiêu chuẩn định vị đặt trong các mô hình theo dõi lâu dài của Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam thuộc các lâm phần của dự án KFW1 Vị trí các ô điều tra như sau:

Biểu 2.1 Dạng mô hình và vị trí các mô hình nghiên cứu

2

- Mô hình khoanh nuôi tái

sinh sau nương rẫy - đồng cỏ

có trồng bổ sung Trám

- Năm thiết lập: 1998

Chủ rừng: Hứa Thị Cải Địa điểm: tại Pò Mánh – xã Gia Miễn – huyện Văn Lãng – Lạng Sơn

4

- Mô hình khoanh nuôi tái

sinh không trồng bổ sung

- Năm thiết lập: 2000

Chủ rừng: Ngọc Văn Nghê Địa điểm: xã Yên Định – Sơn Động – Bắc Giang

7 - Mô hình Thông mã vĩ thuần

- Năm thiết lập: 1997

Chủ rừng: Lương Văn Đức Địa điểm: thôn Pò Mất - xã Bính xá - Đình Lập – Lạng Sơn

Trên mỗi mô hình theo dõi diện tích 2 ha, thiết lập được 1 ô tiêu chuẩn địnhk

vị hình vuông có diện tích ô là 2500m2

(50 x50m), đo đếm toàn bộ các chỉ tiêu nghiên cứu (D1.3, Hvn, Hdc, Dt) Ô được định vị tọa độ bằng máy GPS, phát ranh giới, đóng cọc mốc trên thực địa và ghi vào hồ sơ ô tiêu chuẩn để theo dõi lâu dài, 4 góc và xung quanh ô được đánh sơn đỏ và phát ranh giới rõ ràng Việc đo đếm được

định vị chi tiết và ghi vào hồ sơ để thực hiện việc theo dõi lâu dài và liên tục nhiều năm Trong ô đo đếm được chia làm 3 cấp như sau:

Hình 2.1 Sơ đồ thiết kế ô tiêu chuẩn định vị

* Ô cấp A: được thiết kế hình vuông diện tích 2500m2 (50 x50m) Trong ô tiêu chuẩn đo tất cả những cây có đường kính D1.3 >= 10 cm, những cây này được gắn

số định vị vào thân tại vị trí 1.3m đã đo và sẽ là vị trí đo đường kính cố định lâu dài các năm tiếp theo, các chỉ tiêu đo đếm ô cấp A gồm D1.3, Hvn, Hdc, Dt, hình dáng thân, chất lượng, sức sống

*Ô cấp B: được thiết kế hình chữ nhật diện tích 500m2 (10 x50m) Trong ô tiêu chuẩn đo tất cả những cây có đường kính D1.3 10cm và có chiều cao lớn hơn 1,3m, các chỉ tiêu đo đếm gồm D1.3, Hvn, Dt, sức sống, hình dáng thân, chất lượng Ô cấp

B được phát rạch đánh dấu sơn đỏ tại vị trí D1.3

* Ô cấp C: 12 ô được thiết kế hình vuông diện tích 4m2 (2x2m), trong mỗi ô tiêu chuẩn 2500 m2, lập theo 2 cạnh đối diện của ô cấp A Các ô dạng bản được đóng cọc sơn đỏ định vị để theo dõi khả năng tái sinh tự nhiên dưới tán rừng hàng năm

Ô cấp A (50x50m

Ô cấp B (10x50m

Ô cấp C (2x2m)

Đối với 3 mô hình lâm phần Thông mã vĩ trồng thuần loài ở Kim Sơn, Bính Xá và Gia Cát theo điều tra sơ thám có rất ít cây tái sinh dưới tán rừng nên các ô dạng bản được thiết kế số ô là 10, diện tích mỗi ô dạng bản lớn hơn là 16m2

(4x4m), tổng diện tích ô dạng bản theo dõi tái sinh là 160m2, gồm 8 ô 2 bên cạnh đối diện ô cấp A và

2 ô hai đầu ô cấp B

2.4.3 Phương pháp xử lý số liệu

Việc chỉnh lý tài liệu quan sát, lập các dãy phân bố thực nghiệm, biểu đồ thực nghiệm, tính các đặc trưng mẫu, được xử lý đồng bộ trên máy tính với sự trợ giúp của phầm mềm excel, SPSS và sách hướng dẫn của GS.TS Nguyễn Hải Tuất

và PGS.TS Ngô Kim Khôi

2.4.3.1 Cấu trúc tổ thành

Trên quan điểm sinh thái người ta thường xác định tổ thành tầng cây cao theo số cây còn trên quan điểm sản lượng, người ta lại xác định tổ thành thực vật theo tiết diện ngang hoặc theo trữ lượng

Tuy nhiên, để xác định tổ thành tầng cây cao, đề tài chỉ sử dụng phương pháp tính

tỷ lệ tổ thành theo số cây và xác định mật độ theo công thức:

2.4.3.2 Mô phỏng các phân bố thực nghiệm

Các phân bố lý thuyết được đề tài thử nghiệm:

a Phân bố Weibull

Là phân bố xác suất của biến ngầu nhiên liên tục với miền giá trị (0, +), hàm mật độ có dạng:

P(x) =  *  *x  - 1 e- x (2.2)

Trong đó: - Tham số  đặc trưng cho độ lệch của phân bố

- Tham số  đặc trưng cho độ nhọn của phân bố

Giá trị  được ước lượng từ công thức

Trong đó , : là các tham số của hàm Meyer

Khi giá trị x tăng  càng lớn thì đường cong lõm và giảm càng nhanh, ngược lại  càng bé thì đường cong giảm từ từ

c Phân bố khoảng cách: Là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên đứt quãng,

d Kiểm tra sự phù hợp giữa phân bố lý thuyết với phân bố thực nghiệm

Để đánh giá sự phù hợp của phân bố lý thuyết với phân bố thực nghiệm, sử dụng tiêu chuẩn 2

1 2

e Lựa chọn phân bố lý thuyết thích hợp

Mỗi phân bố lý thuyết đều được sử dụng để nắn phân bố cho tất cả các ô tiêu

chuẩn Phân bố lý thuyết nào có tỷ lệ chấp nhận cao, được lựa chọn để sử dụng 2.4.3.3 Mô phỏng quan hệ giữa chiều cao với đường kính ngang ngực

Quan hệ giữa Hvn với D13 đã được nhiều tác giả đề cập với nhiều phương trình toán học được thử nghiệm

Và sử dụng tiêu chuẩn F để kiểm tra tồn tại của tỷ tương quan

) ) 1 (

) ( (

* ) ) 1 (

) ( (

* ) ) 1 (

) (

2 2

Nếu kết quả tính F>F0.5 tra bảng với bậc tự do k1 = m - 1, k2 = n -m thì 

tồn tại và F r < F0.5 với k1 = m - 2, k2 = n - m thì phương trình được chọn là thích hợp

Tuy nhiên, trong đề tài này chúng tôi chỉ dùng chương trình SPSS để thăm

dò dạng quan hệ với một số hàm toán học có sẵn trong phần mềm SPSS gồm:

Hàm bậc hai: Y = b0 + (b1 * t) + (b2 * t2); (2.12) Hàm bậc ba: Y = b0 + (b1 * t) + (b2 * t2) + (b3 * t3); (2.13) Hàm thời gian: Y = b0 * tb1 hoặc ln(Y) = ln(b0) + (b1 * ln(t)) (2.14)

Mức độ liên hệ giữa H~D của mỗi dạng phương trình được đánh giá qua hệ

số xác định (R2) Hàm được chọn là dạng hàm đơn giản, có hệ số R2 cao nhất,

phương sai hồi quy nhỏ nhất và các tham số của phương trình đều tồn tại

2.4.3.4 Mô phỏng quan hệ giữa đường kính tán với đường kính ngang ngực

Dt là chỉ tiêu quan trọng để xác định không gian dinh dưỡng cho từng cây cá thể Quan hệ giữa Dt với D13 được nhiều tác giả đề cập và quan hệ này thường được

mô phỏng tốt theo dạng đường thẳng

Dt = a + b*D1.3 (2.15)

Kế thừa kết quả nghiên cứu của các tác giả đi trước, đề tài chọn hàm (2.15) để mô phỏng mối quan hệ giữa Dt và D13 của các mô hình

2.4.3.5 Nghiên cứu sinh trưởng lâm phần

Do thời gian nghiên cứu ngắn, các mô hình mới được thiết lập để theo dõi lâu dài, số liệu mới được đo đếm trong 2 năm 2006 và 2007, đề tài không có điều kiện giải tích cây để mô hình hóa quá trình sinh trưởng bằng các hàm toán học mà chỉ đưa ra các nhận xét ban đầu về tình hình sinh trưởng của các mô hình

2.4.3.6 Nghiên cứu về tái sinh rừng

a Tổ thành cây tái sinh