MỤC TIÊU – NỘI DUNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá tình hình sinh trưởng của rừng trồng Keo lai ở các độ tuổi 5, 6 và 7 nhằm đề xuất các biện pháp phù hợp để phát triển bền vững rừng trồng Keo lai tại khu rừng sản xuất thuộc Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ.
Nội dung nghiên cứu
2.2.1 Nghiên cứu tình hình sinh trưởng của Keo lai
- Sinh trưởng về đường kính ngang ngực (D1.3)
- Sinh trưởng về chiều cao vút ngọn (Hvn)
- Sinh trưởng về đường kính tán (Dt)
- Đánh giá chất lượng sinh trưởng rừng trồng (T, TB, X)
- Đánh giá tình hình sâu bệnh hại
2.2.2 Một số quy luật phân bố và tương quan lâm phần
- Quy luật phân bố số cây theo cỡ đường kính N/D1.3
- Quy luật phân bố số cây theo cỡ chiều cao N/Hvn
- Quy luật tương quan giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực
2.2.4 Đề xuất một số biện pháp kĩ thuật lâm sinh chủ yếu nhằm nâng cao hiệu quả trồng rừng
Phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu a) Phương pháp thừa kế số liệu, tài liệu
Kế thừa các kết quả nghiên cứu về Keo lai có liên quan đến đề tài ở trên Thế giới và Việt Nam
Tham khảo tài liệu hiện có về lịch sử hình thành Khu bảo tồn và rừng trồng Keo lai, cũng như số liệu liên quan đến đất đai, tài nguyên và kết quả trồng rừng Keo lai trong khu vực nghiên cứu.
ĐIỀU KIÊN TỰ NHIÊN, KINH TẾ, XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN
Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ tọa lạc tại phía Nam tỉnh Hà Tĩnh, nằm trong khu vực phía Đông dãy Trường Sơn Bắc, với tọa độ địa lý từ 18°01’20” đến 20°44’00” vĩ độ Bắc và 105°26’00” đến 106°10’07” kinh độ Đông.
- Phía Bắc giáp các xã: Cẩm Mỹ, Cẩm Quan, Cẩm Thịnh, Cẩm Sơn, Cẩm Lạc
- Phía Nam giáp xã xã Hương Hóa (Tuyên Hóa - Quảng Bình);
- Phía Đông giáp xã Kỳ Thượng (huyện Kỳ Anh);
- Phía Tây giáp xã Hương Trạch (huyện Hương Khê)
Tổng diện tích tự nhiên là 49.883,3 ha (Bao gồm cả diện tích BQL phòng hộ Thạch Hà, BQL rừng phòng hộ Cẩm Xuyên)
Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ kéo dài hơn 30 km từ Tây sang Đông, nằm giữa Hương Khê và Kỳ Anh, với địa hình chủ yếu là đồi và núi thấp Khu vực này có những đồi núi lượn sóng, bị chia cắt bởi hệ thống khe suối, với độ cao trung bình từ 250 đến 300m so với mực nước biển Vùng cao nhất đạt độ cao trên 500m, bao gồm núi Sai Tiền 503m và núi Đá Đen 447m, trong khi vùng thấp nhất chỉ có độ cao 40m ở phía Nam hồ Kẻ Gỗ Độ dốc trung bình của khu vực là 20°.
Khu vực Kẻ Gỗ có một số nét đặc trưng về khí hậu sau đây:
Khu vực này có kiểu khí hậu vùng đồi núi thấp, nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, với mùa đông lạnh và chịu ảnh hưởng mạnh từ gió Lào, dễ xảy ra hiện tượng sương muối.
- Khu bảo tồn nằm trong vùng khí hậu ẩm ướt, mưa từ nhiều đến rất nhiều Chỉ số khô hạn duy nhất rơi vào tháng 2 ở trạm Tuyên Hóa
- Lượng mưa trung bình năm trạm Kỳ Anh là 2928,9mm, Hà Tĩnh - 2642,3mm,
Hương Khê ghi nhận lượng mưa 2304,5mm, trong khi Tuyên Hóa là 2266,5mm, với độ ẩm trung bình từ 90-91% Mùa mưa bão chủ yếu diễn ra vào tháng 8, 9 và 10, trong đó tháng 8 và 9 là thời điểm có lượng mưa cao nhất trong năm.
Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ nổi bật với ba hệ sông suối chính: lưu vực Rào Bội, lưu vực Chín Xai-Cát Bịn và lưu vực hồ Kẻ Gỗ Hệ thống sông suối và hồ đập ở đây rất đa dạng với mật độ dày đặc và địa hình chia cắt mạnh, tạo nên một vùng sinh thái lý tưởng Điều này đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển phong phú của động thực vật và sự đa dạng sinh học quanh năm.
Tuy nhiên, các yếu tố địa hình, thủy văn và phân bố dân cư đã tạo ra nhiều thách thức cho công tác quản lý, bảo vệ và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên trong khu vực.
Theo bản đồ đất tỉnh Hà Tĩnh (1979) của Viện Nông Hóa Thổ nhưỡng, các nhóm đất chính trong khu bảo tồn được hình thành trên các nền vật chất khác nhau.
• Nhóm đá tạo đất là sa thạch bao gồm các loại trầm tích hạt thô
• Nhóm đá phiến thạch sắt bao gồm các đá phiến thạch sắt, bột kết, acgilit có kết cấu hạt mịn
• Nhóm đá Macma acid kết tinh chua bao gồm các loại đá Granit, Rhyonit,
Khu bảo tồn có đất chủ yếu hình thành từ các loại đá phiến thạch sét, sa thạch và macma acid, tạo nên sự phân bố phức tạp của nhiều loại đất với độ phì khác nhau Đặc điểm này phụ thuộc vào địa hình, thảm thực vật, độ cao và độ dốc Ở các vùng savan cây bụi hoặc bi cỏ, đất thường bạc màu và trơ sỏi đá, gây cản trở cho quá trình phát triển của hệ sinh thái.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Kết quả nghiên cứu sinh trưởng rừng Keo lai
4.1.1 Các chỉ tiêu sinh trưởng của 3 tuổi rừng
Các chỉ tiêu sinh trưởng là yếu tố quan trọng cần theo dõi trong quá trình đánh giá sự phát triển của cây Keo lai, đặc biệt là chỉ tiêu Hdc Những mô hình rừng sản xuất Keo lai chủ yếu phục vụ nhu cầu nguyên liệu giấy, do đó, việc nắm bắt các chỉ tiêu này sẽ hỗ trợ các kỹ sư lâm sinh trong việc đưa ra hệ thống biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp cho lâm phần.
Bảng 4.1 So sánh các chỉ tiêu sinh trưởng D1.3, Hvn, Hdc và Dt của 3 tuổi rừng
Ở tuổi rừng 5, giá trị D1.3 trung bình dao động từ 8,62 – 9,24 cm, với D1.3 lớn nhất ở OTC 1 (9,24 cm) và nhỏ nhất ở OTC 3 (8,62 cm) Sai tiêu chuẩn S từ 1,99 đến 2,61 và hệ số biến động S% từ 22,12 – 28,22% cho thấy sinh trưởng diễn ra mạnh mẽ Hệ số chính xác P% từ 1,79 – 2,26% và giá trị Sig bằng 0,023, nhỏ hơn 0,05, cho thấy sinh trưởng đường kính D1.3 ở 3 OTC tương đồng Giá trị Hvn trung bình dao động từ 13,96 – 14,92 m, với Hvn lớn nhất ở OTC 1 (14,92 m) và nhỏ nhất ở OTC 3 (13,96 m) Sai tiêu chuẩn S từ 2,32 đến 2,40, hệ số biến động S% từ 16,01 – 16,61% và giá trị Sig bằng 0,000, nhỏ hơn 0,05, cho thấy sinh trưởng Hvn ở 3 OTC cũng tương đồng Giá trị Hdc trung bình dao động từ 11,20 – 14,67 m, với Hdc lớn nhất ở OTC 3 (14,67 m) và nhỏ nhất ở OTC 2 (11,20 m) Sai tiêu chuẩn S từ 2,00 đến 2,35, hệ số biến động S% từ 16,02 – 18,71% và giá trị Sig bằng 0,000, nhỏ hơn 0,05, cho thấy sinh trưởng Hdc ở 3 OTC tương đồng Giá trị Dt trung bình dao động từ 1,92 đến 2,07 m, với Dt lớn nhất ở OTC 1 (2,07 m) và nhỏ nhất ở OTC 2 (1,92 m) Sai tiêu chuẩn S từ 0,39 đến 0,46, hệ số biến động S% từ 10,84 đến 11,72% và giá trị Sig bằng 0,001, nhỏ hơn 0,05, cho thấy sinh trưởng Dt ở 3 OTC tương đồng Ở tuổi rừng 6, giá trị D1.3 trung bình dao động từ 10,44 – 10,89 cm, với D1.3 lớn nhất ở OTC 4 (10,89 cm) và nhỏ nhất ở OTC 6 (10,44 cm) Sai tiêu chuẩn S từ 1,482513 đến 1,680428, hệ số biến động S% từ 14,19 – 16,16% và giá trị Sig bằng 0,029, nhỏ hơn 0,05, cho thấy sinh trưởng D1.3 cũng diễn ra mạnh mẽ.
Do vậy sinh trưởng đường kính D1.3 ở 3 OTC là tương đồng nhau Giá trị Hvn trung bình dao động từ 14,36 – 15,25 m Trong đó Hvn lớn nhất ở OTC 5
Chiều cao trung bình của Hvn tại các OTC dao động từ 14,36m đến 15,25m, với sai số chuẩn S từ 1,426825 đến 1,631637 và hệ số biến động S% từ 9,58% đến 10,70%, cho thấy sự sinh trưởng mạnh mẽ Hệ số chính xác P% nằm trong khoảng 1,77% đến 1,87%, với giá trị Sig là 0,002, nhỏ hơn 0,05, cho thấy sự tương đồng trong sinh trưởng của Hvn ở ba OTC Giá trị Hdc trung bình dao động từ 12,1m đến 12,6m, với Hdc lớn nhất ở OTC 6 (12,6m) và nhỏ nhất ở OTC 4 (12,1m).
Hệ số biến động S dao động từ 2,00 đến 2,35, với S% từ 10,84-11,50%, cho thấy mức độ sinh trưởng mạnh mẽ Hệ số chính xác P% dao động từ 1,87-1,95%, và giá trị Sig là 0,025, nhỏ hơn 0,05, cho thấy sinh trưởng của Hdc ở 3OTC là tương đồng Giá trị Dt trung bình từ 4,00 – 4,09m, với Dt lớn nhất ở OTC 6 (4,09m) và nhỏ nhất ở OTC 5 (4,00m) Sai tiêu chuẩn S từ 0,24 – 0,86 và S% từ 5,94 – 21,09% cũng cho thấy sinh trưởng mạnh Hệ số chính xác P% dao động từ 1,48 đến 1,71%, với giá trị Sig bằng 0,000, nhỏ hơn 0,05, khẳng định sinh trưởng của Dt ở 3OTC là tương đồng Ở tuổi rừng 7, giá trị D1.3 trung bình từ 10,96 – 11,99 cm, với D1.3 lớn nhất ở OTC 7 (11,99cm) và nhỏ nhất ở OTC 9 (10,96cm) Sai tiêu chuẩn S dao động từ 1,244591 đến 1,482667, với S% từ 10,55 – 13,53%, cho thấy mức độ sinh trưởng rất mạnh Hệ số chính xác P% từ 1,10 – 1,88%, và giá trị Sig bằng 0,000, nhỏ hơn 0,05.
Sinh trưởng đường kính D1.3 ở ba OTC tương đồng, với giá trị Hvn trung bình từ 15,39 đến 15,90 m; Hvn lớn nhất tại OTC 7 (15,90 m) và nhỏ nhất tại OTC 9 (15,39 m) Sai số chuẩn S dao động từ 0,888701 đến 1,519992, trong khi hệ số biến động S% từ 5,59 đến 9,87% cho thấy mức độ sinh trưởng mạnh nhưng có dấu hiệu giảm dần ở tuổi rừng 5 và 6 Hệ số chính xác P% nằm trong khoảng 1,45 đến 1,80%, với giá trị Sig là 0,002, nhỏ hơn 0,05, khẳng định sự tương đồng trong sinh trưởng của Hvn ở ba OTC Giá trị Hdc trung bình dao động từ 12,6 đến 12,9 m, với Hdc lớn nhất tại OTC.
7 (12,9m) và nhỏ nhất ở OTC 9 (12,6m) Sai tiêu chuẩn S dao động từ 0,85 – 1,38 Hệ số biến động S% dao động 6,59 – 10,85% cho thấy mức độ sinh trưởng
Sinh trưởng của Hdc ở 3OTC cho thấy sự tương đồng, với hệ số chính xác P% dao động từ 1,53 – 1,88% và giá trị Sig bằng ,000, nhỏ hơn 0,05 Giá trị Dt trung bình nằm trong khoảng 4,30 – 4,34m, với Dt lớn nhất ở OTC 7 (4,34m) và nhỏ nhất ở OTC 9 (4,30m) Sai số tiêu chuẩn S dao động từ 0,21 – 0,86, trong khi hệ số biến động S% từ 4,87 – 20,05% cho thấy mức độ sinh trưởng mạnh mẽ Hệ số chính xác P% cũng dao động từ 1,39 – 1,64%, với giá trị Sig bằng ,001, nhỏ hơn 0,05, khẳng định sự tương đồng trong sinh trưởng của Dt ở 3OTC.
4.1.2 Tổng tiết diện ngang, trữ lượng và lượng tăng trưởng thường xuyên của 3 lâm phần rừng
Các chỉ tiêu G, M và ∆M đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá sinh trưởng của rừng và xác định các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp với tuổi rừng Đồng thời, chỉ tiêu ∆M cũng phản ánh tuổi thành thục công nghệ của lâm phần, từ đó giúp kỹ sư và hộ kinh doanh lựa chọn thời điểm khai thác tối ưu nhằm đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.
Bảng 4.2 So sánh Tổng tiết diện ngang, trữ lượng và lượng tăng trưởng thường xuyên của 3 lâm phần rừng
TUỔI OTC N(cây/ha) G M(m 3 /ha) ∆
Từ bảng số liệu 4.2, ở tuổi rừng 5, mật độ cây dao động từ 1530 – 1560 cây/ha, trong đó OTC 1 có mật độ cao nhất là 1560 cây/ha, còn OTC 3 có mật độ thấp nhất là 1530 cây/ha Tổng tiết diện ngang G dao động từ 9,511941 – 11,53149 m2/ha, và trữ lượng M dao động từ 70,48781 – 91,0249 m3/ha, với OTC 1 có trữ lượng lớn nhất 91,0249 m3/ha và OTC 3 có trữ lượng nhỏ nhất 70,48781 m3/ha Lượng tăng trưởng bình quân ∆ dao động từ 14,09756 – 18,20498 m3/ha/năm Ở tuổi rừng 6, mật độ cây dao động từ 1520 - 1540 cây/ha, trong đó OTC 4 và OTC 6 có mật độ cao nhất 1540 cây/ha, còn OTC 5 có mật độ thấp nhất 1520 cây/ha Tổng tiết diện ngang G dao động từ 13,29079 – 14,63662 m2/ha, và trữ lượng M dao động từ 101,8472 – 114,6059 m3/ha, với OTC 4 có trữ lượng lớn nhất.
OTC 6 có trữ lượng nhỏ nhất với 101,8472 m3/ha, trong khi OTC 7 đạt trữ lượng lớn nhất là 140,971 m3/ha Lượng tăng trưởng bình quân dao động từ 16,97453 đến 19,10098 m3/ha/năm Ở tuổi rừng 7, mật độ cây dao động từ 1500 đến 1540 cây/ha, với OTC 7 có mật độ cao nhất là 1540 cây/ha và OTC 9 có mật độ thấp nhất là 1500 cây/ha Tổng tiết diện ngang G dao động từ 14,4421 đến 17,57066 m2/ha, trong khi trữ lượng M dao động từ 113,1541 đến 140,971 m3/ha, cho thấy sự đa dạng trong các chỉ số sinh trưởng của các loại cây.
Quy luật phân bố số cây
4.2.1 Phân bố số cây theo đường kính N/D1.3
Bảng 4.7 Mô hình hóa quy luật phân bố N/D1.3 Tuổ i
Từ bảng 4.3 ta nhận thấy:
- Phân bố số cây theo đường kính phù hợp mô phỏng bằng hàm Weibull
Hàm mật độ có dạng:
- Tuổi rừng 5: 3 OTC của tuổi rừng 5 có hệ số α 3, cho thấy các OTC của hai tuổi rừng này có đường cong phân bố lệch phải Kết quả mô hình hóa phân bố N/D1.3 được thể hiện qua các biểu đồ minh họa dưới đây.
Hình 4.1: Biểu phân bố N/D 1.3 của
Hình 4.2: Biểu phân bố N/D 1.3 của
Hình 4.3: Biểu phân bố N/D 1.3 của
Hình 4.4: Biểu phân bố N/D 1.3 của
Hình 4.5: Biểu phân bố N/D 1.3 của
Hình 4.6: Biểu phân bố N/D 1.3 của
Phân bố N/D1.3 theo Weibull OTC 1 ft fl
Phân bố N/D1.3 theo Weibull OTC 2 ft fl
Phân bố N/D1.3 theo Weibull OTC 3 ft fl
Phân bố N/D1.3 theo Weibull OTC 4 ft fl
Phân bố N/D1.3 theo Weibull OTC 5 ft fl
Phân bố N/D1.3 theo Weibull OTC 6 ft fl
Hình 4.7: Biểu phân bố N/D 1.3 của
Hình 4.8: Biểu phân bố N/D 1.3 của
Hình 4.9: Biểu phân bố N/D 1.3 của OTC 9 (Hàm weibull)
Hàm Weibull mô tả tốt phân bố số cây theo đường kính trong lâm phần, với các đường cong phân bố chủ yếu có dạng 1 đỉnh Biểu đồ tuổi rừng 5 cho thấy đỉnh lệch trái, phản ánh thực tế số cây có cấp kính nhỏ chiếm ưu thế Ở tuổi rừng 6 và 7, đỉnh đường phân bố chuyển dịch về giữa và lệch phải, cho thấy sự tăng trưởng mạnh mẽ của rừng với số cây cấp kính lớn gia tăng theo độ tuổi Đây là một chỉ tiêu quan trọng mà kỹ sư lâm sinh cần xem xét khi lập kế hoạch khai thác cho lâm phần Keo lai.
4.2.2 Phân bố số cây theo chiều cao N/Hvn
Bảng 4.8 Mô hình hóa quy luật phân bố N/Hvn
Tuổi OTC Phân bố n α λ X 2 n X 2 05 Kết
Phân bố N/D1.3 theo Weibull OTC 7 ft fl
Phân bố N/D1.3 theo Weibull OTC 8 ft fl
Phân bố N/D1.3 theo Weibull OTC 9 ft fl
Từ bảng 4.8 ta nhận thấy:
- Phân bố số cây theo chiều cao phù hợp mô phỏng bằng hàm Weibull
- 9 OTC của 3 tuổi rừng đều có hệ số α>3 cho thấy các đường cong phân bố có dạng lệch phải
Kết quả mô hình hóa phân bố N/D1.3 được thể hiện ở các biểu đồ minh họa dưới đây
Hình 4.10: Biểu phân bố N/H vn của
Hình 4.11: Biểu phân bố N/H vn của
Hình 4.12: Biểu phân bố N/H vn của
Hình 4.13: Biểu phân bố N/H vn của
Hình 4.14: Biểu phân bố N/H vn của
Hình 4.15: Biểu phân bố N/H vn của
Phân bố N/Hvn theo Weibull OTC 2 ft fl
Phân bố N/Hvn theo Weibull OTC 3 ft fl
Phân bố N/Hvn theo Weibull OTC 4 ft fl
Phân bố N/Hvn theo Weibull OTC 5 ft fl
Phân bố N/Hvn theo Weibull OTC
Hình 4.16: Biểu phân bố N/H vn của
Hình 4.17: Biểu phân bố N/H vn của
Hình 4.18: Biểu phân bố N/H vn của OTC 9 (Hàm weibull)
Hàm lý thuyết Weibull mô phỏng tốt phân bố số cây theo chiều cao trong lâm phần 3 tuổi của rừng Keo lai, tương tự như phân bố theo đường kính Các đường cong phân bố thường có dạng 1 đỉnh, cân đối hoặc lệch phải, cho thấy rằng số lượng cây cao chiếm tỷ lệ lớn và có sự dịch chuyển theo 3 cấp tuổi.
4.2.3 Mối quan hệ tương quan H/D
Phân bố N/Hvn theo Weibull OTC 7 ft fl
Phân bố N/Hvn theo Weibull OTC 8 ft fl
Phân bố N/Hvn theo Weibull OTC
Bảng 4.9 Phương trình tương quan H/D tuổi rừng 5
Thử nghiệm 6 hàm là bậc 1, bậc 2, bậc 3, logarithmic, Power, Compound để lựa chọn phương trình phù hợp mô tả mối quan hệ Hvn – D1.3 ta thấy hàm bậc
2 và hàm bậc 3 có hệ số xác định R cao nhất (0.712656) Như vậy sử dụng 2 phương trình bậc 2 và bậc 3 để thể hiện mối tương quan H/D là hợp lý nhất
Bảng 4.10 Phương trình tương quan H/D tuổi rừng 7
Thử nghiệm 6 hàm là bậc 1, bậc 2, bậc 3, logarithmic, Power, Compound để lựa chọn phương trình phù hợp mô tả mối quan hệ Hvn – D1.3 ta thấy hàm bậc
2 và hàm bậc 3 có hệ số xác định R cao nhất (0.608013) Như vậy sử dụng 2 phương trình bậc 2 và bậc 3 để thể hiện mối tươngquan H/D là hợp lý nhất.
Phương trình Dạng PT R Square Sig Tham số
Dạng PT R Square Sig Tham số
Bảng 4.11 Phương trình tương quan H/D tuổi rừng 7
Thử nghiệm 6 hàm là bậc 1, bậc 2, bậc 3, logarithmic, Power, Compound để lựa chọn phương trình phù hợp mô tả mối quan hệ Hvn – D1.3 ta thấy hàm bậc
2 và hàm bậc 3 có hệ số xác định R cao nhất (0.660047) Như vậy sử dụng 2 phương trình bậc 2 và bậc 3 để thể hiện mối tươngquan H/D là hợp lý nhất 4.3
Hình 4.19 Đồ thị phân bố tương quan H-D b0 b1 b2 b3
Phương trình Dạng PT R Square Sig Tham số