Nghiên cứu bổ sung phương pháp đánh giá và phân cấp chỉ số lập địa của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở việt nam

ĐẶT VẤN ĐỀ Một trong những nhiệm vụ quan trọng và khó khăn trong nghiên cứu rừng tự nhiên là việc tìm ra phương pháp để phân cấp chất lượng các lập địa khác nhau.. Nhiều tác giả đã tìm c

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

ĐỖ VĂN THẢO

NGHIÊN CỨU BỔ SUNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN CẤP CHỈ SỐ LẬP ĐỊA CỦA RỪNG TỰ NHIÊN LÁ RỘNG

THƯỜNG XANH Ở VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Hà Nội, 2012

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS TRẦN VĂN CON

Hà Nội, 2012

ĐẶT VẤN ĐỀ

Một trong những nhiệm vụ quan trọng và khó khăn trong nghiên cứu rừng tự nhiên là việc tìm ra phương pháp để phân cấp chất lượng các lập địa khác nhau Trong thực tế, có những lập địa có khả năng tạo ra năng suất cao, nhưng cũng có những lập địa chỉ cho năng suất rất thấp, điều đó phụ thuộc vào nhiều yếu tố ngoại cảnh khác nhau như độ phì của đất, khí hậu, thuỷ văn… liên quan đến tổ thành các loài cây tạo nên thảm thực vật rừng Để đánh giá tiềm năng của lập địa rừng, người ta thường tìm một chỉ số đại diện được cho ảnh hưởng tổng hợp của các nhân tố lập địa đây là một vấn đề khó

Để phân cấp năng suất của rừng trồng thuần loài đồng tuổi, người ta thường dùng tương quan chiều cao - tuổi (H-A) với quan điểm cho rằng, sinh trưởng của chiều cao là nhân tố phản ánh tốt nhất tiềm năng của lập địa Tuy nhiên, trong nghiên cứu rừng tự nhiên nhiều loài, khác tuổi việc xác định tuổi của rừng là hết sức khó khăn do đó không thể sử dụng tương quan H-A để đánh giá chất lượng của lập địa Nhiều tác giả đã tìm các phương pháp khác nhau

để đánh giá và phân cấp năng suất lập địa của rừng tự nhiên, trong đó sử dụng tương quan H-D để thay thế cho tương quan H-A Bất kỳ một phương pháp đánh giá và ước lượng cấp năng suất lập địa nào cũng phải tổng hợp được ảnh hưởng của nhiều nhân tố môi trường (lập địa) vào một chỉ số duy nhất, chỉ số thích hợp nhất có thể là năng suất sản xuất sinh khối của rừng như là mục tiêu cuối cùng của sản xuất lâm nghiệp Tuy nhiên, chỉ tiêu sinh khối rất khó đo đếm trực tiếp Để góp phần giải quyết vấn đề khó khăn này, chúng tôi thực

hiện đề tài: “Nghiên cứu bổ sung phương pháp đánh giá và phân cấp chỉ số lập địa rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở Việt Nam"

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Ngoài nước

Quản lý rừng và dự báo sinh trưởng sản lượng rừng cần có một thước

đo năng suất lập địa Có rất nhiều phương pháp để ước lượng năng suất của một lập địa và để so sánh các phương pháp này cần phải định nghĩa và phân loại các phương pháp khác nhau Sẽ rất hữu ích khi phân loại các phương pháp đánh giá lập địa theo phương pháp luận và quan điểm đánh giá khác nhau Leary (1985) [44] đã đề xuất các quan điểm và phương pháp đánh giá lập địa rừng được tổng hợp ở bảng 1.1 sau đây:

Bảng 1.1 Quan điểm và phương pháp đánh giá lập địa rừng

(theo Leary 1985) [44]:

sử dụng phương pháp gián tiếp Có thể phân thành hai nhóm phương pháp

luận trong đánh giá lập địa: (i) phương pháp dự báo và (ii) phương pháp mô tả; hoặc (i) phương pháp đánh giá chất lượng và (ii) phương pháp đánh giá khối lượng Tuy nhiên, sự phân biệt này là không rõ ràng và các phương pháp

có thể đi từ thái cực này sang thái cực khác Phương pháp mô tả tiếp cận năng suất lập địa dựa vào trạng thái quá khứ bằng cách thu thập số liệu lịch sử của lập địa, thường được đo từ hai đến nhiều lần trong nhiều năm trước đó Phương pháp này rất dễ để ước lượng năng suất lập địa nhưng lại hạn chế ở giá trị sử dụng cho hiện tại Phương pháp dự báo tiếp cận năng suất lập địa tại một thời điểm bằng cách sử dụng các số liệu đo đếm của một vài đặc trưng lập địa hay thảm thực vật rừng ở một lần đo Phương pháp này khó hơn nhiều nhưng lại có ý nghĩa áp dụng thực tế nhiều hơn Phương pháp đánh giá chất lượng thường chia lập địa ra một số cấp được ký hiệu bằng số (Cấp I, II, III,…) hoặc tốt, trung bình, xấu…Vấn đề ở đây là phải xác định được giới hạn giữa các cấp chất lượng lập địa, đây cũng là một bài toán khó Cần xem xét một cách cẩn thận trong việc phân thành bao nhiêu cấp để phản ánh được sự khác nhau trong sinh trưởng của rừng một cách chắc chắn về mặt thống kê Phương pháp đánh giá khối lượng thường linh hoạt và không giới hạn sự mở rộng, nó loại bỏ được sự cần thiết phải giải quyết vấn đề đường giới hạn giữa các cấp, nhưng lại có ấn tượng không tốt về độ chính xác Có rất nhiều nghiên cứu đã được công bố liên quan đến đánh giá lập địa và cấp năng suất của rừng trồng đều tuổi, tuy nhiên ở đây chúng tôi chỉ tổng quan các nghiên cứu về đánh giá và phân cấp lập địa của rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi So với các nghiên cứu đánh giá lập địa rừng trồng đều tuổi thì các nghiên cứu về đánh giá lập địa và phân cấp năng suất cho rừng tự nhiên hỗn loài ít hơn rất nhiều Tuy nhiên, một số kỹ thuật đánh giá và phân cấp lập địa cho đối tượng rừng

tự nhiên hỗn loài cũng đã được công bố và sẽ được tổng quan sau đây Mục đích của tổng quan này là tìm kiếm một phương pháp đánh giá định lượng lập

địa sao cho: (i) có thể tái tạo và thích hợp trong một chu kỳ dài về thời gian; (ii) chỉ thị được chất lượng lập địa mà không chịu ảnh hưởng đến điều kiện lâm phần hay lịch sử quản lý; (iii) tương quan với năng suất tiềm năng của lập địa và (iv) ít nhất là tốt hơn các phương pháp đánh giá năng suất lập địa đã có

Các phương pháp đo sinh khối: Các thước đo sinh khối như là chỉ số

lập địa được sử dụng rộng rãi để đánh giá năng suất lập địa của rừng trồng vì

nó có thể đo đếm và là những dự báo tốt của năng suất lập địa Chỉ số lập địa thường yêu cầu một lâm phần đều tuổi và phát triển đồng nhất, tuy nhiên nhiều tác giả đã cố gắng áp dụng phương pháp này cho rừng hỗn loài bằng cách chia rừng hỗn loài thành nhiều lâm phần đồng tuổi Stage (1963) [52] đề xuất một phương pháp dựa trên chiều cao, tuổi và tỷ lệ sinh trưởng của đường kính ban đầu nhằm loại bỏ sự ức chế giai đoạn đầu Việc lựa chọn cẩn thận các cây mục tiêu có thể vượt qua được một số vấn đề, nhưng nhiều khó khăn vẫn không khắc phục được và kỹ thuật này rất ít giá trị sử dụng khi không xác định được tuổi cây Thuộc nhóm các phương pháp đo sinh khối có các kỹ

thuật: (i) đánh giá bằng mắt: Các biểu hiện quan sát được bằng mắt của lâm

phần như: hình thái và sức sống, mật độ tán lá, màu sắc lá,… có thể là những chỉ thị về năng suất rừng mà những người có kinh nghiệm có thể dựa vào đó

để đánh giá và phân cấp năng suất lập địa Vanclay (1989) [54] đã báo cáo việc sử dụng quan sát bằng mắt để phân chia rừng mưa ở Queenland thành hai cấp chất lượng lập địa (tốt, xấu) Phương pháp này mang tính chủ quan nhưng

có thể chấp nhận và kiểm nghiệm được bằng cách chấm điểm dựa trên điều kiện đất đai, loài cây hiện tại, chiều cao thân gỗ và trữ lượng cây đứng (ii)

tiết diện ngang tự nhiên: Pienaar và Turnbull (1973) [47] nhận thấy rằng

trong các lâm phần rừng đều tuổi đạt mật độ ban đầu nằm trên một giới hạn tối thiểu nhất định thì sẽ tiệm cận dần đến một tiết diện ngang đặc trưng được xác định bởi tiềm năng của lập địa Nếu chúng ta thừa nhận giả thuyết cho

rằng các lập địa chưa bị tác động đều hướng tới một giá trị cân bằng, thì giá trị cân bằng đó (hay còn gọi là tiết diện ngang tự nhiên) có thể coi là một biểu hiện của năng suất lập địa Giả thiết này đã được hàm chứa trong nhiều mô hình sinh trưởng (ví dụ Botkin et al., 1972 [28]) và đã được sử dụng như là một chỉ số cho năng suất lập địa rừng tự nhiên ở tây Australia (Havel, 1980a [40], 1980b [41]) Trong rừng hỗn loài, tiết diện ngang tự nhiên có thể phụ thuộc vào thành phần loài và cấu trúc lâm phần Sterba và Monserud (1993) [53] phát hiện rằng tiết diện ngang tối đa trong các lâm phần thuần loài đều tuổi cao hơn so với trong các lâm phần hỗn loài khác tuổi có cùng chiều cao

ưu thế ở các lập địa so sánh Họ nhận thấy sự khác nhau này phụ thuộc vào độ lệch của phân bố đường kính ngang ngực Tiết diện ngang tự nhiên của những lập địa nhất định có thể thấp hơn đối với các loài ưa sáng so với các loài chịu bóng Như vậy, tiết diện ngang tự nhiên có thể phụ thuộc vào hiện trạng diễn

thế của lâm phần và phải được sử dụng tuỳ theo từng trường hợp (iii) Chiều

cao lâm phần: chiều cao lâm phần có thể được sử dụng như là một chỉ số cho

năng suất lập địa nếu hiện diện các cây trong lâm phần và chúng đủ lớn để phản ánh chiều cao tối đa tiềm năng của một loài lựa chọn đạt được ở lập địa cần đánh giá Phương pháp này tương tự chỉ số lập địa được xác định dựa vào chỉ số tuổi Chiều cao trung bình của các cây ưu thế và đồng ưu thế còn lại sau khai thác đã được sử dụng như là một chỉ số năng suất lập địa của rừng họ dầu ở Philippines (Canonizado 1978 [31], Mendoza và Gumpal 1987 [46]) Một khó khăn trong sử dụng chiều cao lâm phần là đỉnh của tán cây trong rừng tự nhiên rất khó nhìn thấy Trong trường hợp này có thể sử dụng chiều cao dưới cành để thay thế Các vấn đề khác bao gồm sự hiện diện của các cây tầng trội, việc khai thác các cây lớn và ngọn cây bị gãy do gió Ở những nơi các cây lớn thích hợp cho đánh giá lập địa không có thì đường cong tương quan chiều cao - đường kính được sử dụng để ước lượng chiều cao Điều này

có thể thực hiện thông qua một phương trình dạng như:

h-1 = bo + b1d-1

cho nhiều cặp số đo chiều cao (h) và đường kính (d) của các cây cá thể và ước lượng chiều cao tối đa của lâm phần theo hmax = bo-1 Tuy nhiên, việc suy diễn kiểu này có thể dẫn đến những sai số và cần hết sức cẩn thận trong giải thích các kết quả Một số phương trình phi tuyến tính có thể được đề xuất để suy

diễn tốt hơn phương trình đơn giản (iv) Tương quan chiều cao - đường

kính: để tránh phải suy diễn tương quan chiều cao - đường kính, chiều cao tại

một đường kính lựa chọn được dùng làm chỉ số cho thước đo năng suất lập địa; các tác giả đề nghị gọi chỉ số này là dạng lập địa để tránh nhầm lẫn với chỉ số lập địa được xác định bằng tương quan chiều cao và tuổi Reinhardt (1982) [49] đã nghiên cứu tương quan chiều cao - đường kính - lập địa trong rừng thông rụng lá (larch) ở USA và phát hiện một xu hướng đa dạng được biểu diễn bằng phương trình:

h = 1,3 +8,23Sh,s0,59 (1 - e-0,04d)0,092Sh,s

trong đó, h là chiều cao (m), d là đường kính (cm) và Sh,s là chỉ số lập địa (m) tại tuổi 50 Reinhardt (1982 [49], 1983 [50]) đã dùng số liệu đo đếm từ các lâm phân thuần loài và hỗn loài và sử dụng đồ thị chiều cao - đường kính để

dự đoán chỉ số lập địa so sánh được với các phương trình chiều cao - tuổi đã được công bố Các đồ thị này không có sự phân biệt rõ ràng ở các cây có đường kính ngang ngực nhỏ hơn 40 cm và vì vậy các cây có đường kính lớn hơn là cần thiết để thiết lập phương trình thích hợp cho sự phân cấp Vanclay

và Henry (1988) [55] đã dùng tương quan H-D để đánh giá năng suất lập địa của rừng lá kim khác tuổi ở Queensland, họ đã sử dụng phương trình:

d d h

h

S h

h h

h

04 , 0

max

, max max

max

3,1)

3,1(    





Trong đó h là chiều cao tính bằng (m), hmax là chiều cao lớn nhất (m) được tính bằng hmax = -10,87 +2,46 Sh,d, và Sh,d là dạng lập địa (hay còn gọi là cấp lập địa) tức là chiều cao đạt được ở một đường kính cơ sở nhất định Để tránh không phải suy diễn, các tác giả đã dùng một đường kính cơ sở làm thước đo cho cấp năng suất lập địa và gọi đó là dạng lập địa (site form) để tránh nhầm lập với chỉ số lập địa (site index) được xác định bằng tương quan H-A Tương quan H-D không những cho phép đánh giá năng suất lập địa ngoài hiện trường mà còn rất có ích để giải đoán ảnh vệ tinh bằng cách xác định đường kính tán và chiều cao cây đọc được trên ảnh Phương pháp này sẽ được chúng tôi áp dụng để phân cấp năng suất của rừng tự nhiên ở Việt Nam

(v) Trữ lượng (thể tích): trữ lượng gỗ là chi tiêu điều tra được các nhà quản

lý lâm nghiệp quan tâm nhất, tuy nhiên phương pháp để đo đếm trữ lượng rừng là rất khó và cần phải được chuẩn hoá Thể tích gỗ sữ dụng được là một chỉ tiêu không mấy thích hợp vì tiêu chuẩn gỗ sử dụng được thay đổi theo thời gian và địa phương Assmann (1961) [27] khuyến nghị sử dụng khái niệm khối lượng gỗ lớn (derbholz) được định nghĩa là thể tích gỗ không vỏ của khúc thân và cành có đường kính không vỏ lớn hơn 7 cm Đề xuất này là thích hợp đối với cây lá kim vì nó phản ánh tốt tiêu chuẩn sử dụng ở nhiều vùng khác nhau, tuy nhiên đối với những loài cây có nhiều gỗ cành nhánh việc đo đếm thể tích gỗ cành nhánh sẽ gặp nhiều khó khăn Năm 1888, Hội các Trạm thực nghiệm Lâm nghiệp Đức đã phê chuẩn lấy lượng sản xuất gỗ của rừng ở tuổi 100 làm tiêu chuẩn cho năng suất lập địa Một số tác giả khác (ví dụ Bradley et al., 1966 [29]) lại cho rằng lượng tăng trưởng thể tích ở điểm đạt tối đa là một cơ sở tốt hơn để so sánh năng suất của các lập địa, tuy nhiên việc đo đếm chỉ tiêu này chỉ áp dụng cho các lâm phần thuần loài, đều tuổi Trong rừng hỗn loài với nhiều loài cây có đặc tính sinh trưởng khác nhau thì sẽ khó khăn hơn nhiều

Các phương pháp đánh giá đất đai và lập địa

Các phương pháp đánh giá lập địa bằng đo sinh khối dựa trên đo đếm các nhân tố điều tra rừng cho nên không thích hợp đối với những diện tích đất lâm nghiệp chưa có rừng Việc đánh giá tiềm năng đất đai và dự báo cấp năng suất của lập địa trước khi trồng rừng là hết sức quan trọng và đã được quan tâm nghiên cứu Trong quản lý rừng tự nhiên có thể không cần phải đánh giá lập địa các diện tích đất trống, nhưng các phương pháp đánh giá tiềm năng lập địa cũng rất hữu ích cho cả những nơi đã có rừng Sau đây là một số nhân tố

chính được sử dụng để đánh giá tiềm năng lập địa: (i) Chỉ số khí hậu: Chỉ số

khí hậu của sinh trưởng rừng được biết đến nhiều nhất là chỉ số CVP của Paterson, chỉ số này được thiết kế để dự đoán sinh trưởng tối đa tiềm năng về thể tích trên một diện tích rộng lớn (Johnston et al., 1967 [43]) Nó dựa trên lượng bay hơi, biên độ nhiệt, lượng mưa hàng năm, thời gian của mùa sinh trưởng và nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất Mặc dù chỉ số này đã được chấp nhận trên bình diện quốc gia của nhiều nước nhưng dường như chỉ có ích cho việc đánh giá kinh tế địa lý và thống kê lâm nghiệp chung ở những nơi mà việc ước lượng tiềm năng sản xuất cần bao gồm những vùng rộng chưa tiếp cận được và chưa có số liệu kiểm kê rừng Một số chỉ số tương tự như chỉ số sản xuất bậc một của các vùng khí hậu dựa trên lượng bốc hơi của Lieth và Box, 1972 [45] và dựa trên nhiệt độ và lượng mưa của Esser 1984) [37] Czarnowski (1964) [34] đã phát triển một phương trình với ba tham số khí hậu, ba tham số về đất và 4 tính chất loài để dự báo khả năng sản xuất của một loài không phụ thuộc vào tuổi ở bất kỳ chổ nào trên trái đất Các thử nghiệm phương trình của ông cho thấy các dự báo sát với số liệu quan sát đối với ba loài cây trên 4 châu lục Mô hình đã được điều chỉnh để dự báo chỉ số

lập địa (ở tuổi 20) cho loài Pinus radiata từ 3 đặc trưng khí hậu và 9 đặc

trưng đất với sai số trung bình khoảng 10% (Czarnowski et al., 1976) [35] (ii)

địa hình : các biến số khí hậu chỉ có thể cung cấp một chỉ thị khái quát về

năng suất lập địa bởi vì chúng không thể tính đến các biến động cục bộ trong lập địa Do đó việc đánh giá có thể được cải thiện bằng các thông tin chi tiết

về địa hình của mỗi lập địa Evans (1974) [38] phát hiện rằng chiều cao ở tuổi

12 của rừng trồng Pinus radiata ở Swaziland có tương quan rất cao với độ

cao trên mặt biển Chỉ số lập địa của Sồi (Oak) ở Ohio (Mỹ) có thể dự đoán được qua các thông số hình dạng độ dốc và vị trí trên sườn dốc (Carmean 1967) [32] Hầu hết các nghiên cứu về tương quan giữa địa hình và năng suất lập địa đều sử dụng các biến số đơn giản như độ cao, hướng phơi và độ dốc Các nghiên cứu này đưa lại nhiều kết quả có triển vọng ở rừng ôn đới, trong

khi khả năng dự báo ở vùng nhiệt đới chưa được trình diễn nhiều (iii) Thổ

nhưỡng : Đánh giá tiềm năng lập địa có thể chi tiết đến các đặc điểm của đất

Độ dày tầng đất, màu sắc và cấu tượng của đất rất dễ xác định, nhưng độ ẩm, tình trạng dinh dưỡng của đất thì khó xác định hơn nhiều và thường biến động

theo thời gian và không gian (iv) Các nhân tố hữu sinh: nhiều đặc trưng của

lập địa như lượng nước hữu ích và nồng độ dinh dưỡng không phải dễ dàng

để đo đếm, một phương pháp thay thế là đo các biến số chỉ thị như thành phần thảm thực bì Không hàm ý quan hệ nhân quả, nhưng đã giả thiết rằng giữa thảm thực bì và sản xuất gỗ chịu ảnh hưởng của những đặc trưng như nhau (Cajander 1949) [30] Daubenmire (1976) [36] đã phác thảo sáu nguyên tắc

cơ bản để thuyết phục rằng thảm thực bì là phương pháp tốt nhất để đánh giá năng suất lập địa: (1) Thảm thực vật phản ánh tổng của tất cả các yếu tố môi trường quan trọng với thực vật rừng ; (2) Loài có năng lực cạnh tranh cao nhất

là chỉ thị tốt nhất; (3) Rừng bao gồm nhóm ưu hợp được hình thành trong các

tổ hợp khác nhau trên các cảnh quan; (4) Mỗi ưu hợp này rất nhạy cảm với những khía cạnh đặc trưng của lập địa; (5) Có nhiều đặc tính của thảm thực vật có khả năng chỉ thị cho năng suất sinh thái của lập địa; (6) Kiểu sinh cảnh

là đơn vị sinh thái cơ bản của canh quan

Trong cách tiếp cận, có thể phân thành hai trường phái: cách tiếp cận phân cấp (trường phái Châu Âu hay Braun-Blanquet) sử dụng thảm thực vật cực đỉnh và cách tiếp cận chỉ thị (trường phái Anh Mỹ hay Clements) sử dụng

thực vật chỉ thị

1.2 Trong nước

Nghiên cứu về ảnh hưởng của điều kiện lập địa đến sinh trưởng và năng suất rừng (vấn đề phân chia cấp đất hay cấp năng suất) là nhiệm vụ hàng đầu trong điều tra sản lượng rừng, nó là cơ sở để đánh giá chính xác năng suất, sản lượng rừng Các nghiên cứu phân cấp đất chủ yếu được tiến hành cho đối tượng rừng trồng thuần loài, đều tuổi Nguyễn Ngọc Lung (1987 [13],

1985 [14]) đã khảo sát hàng loạt các hàm sinh trưởng của các tác giả như: Gompertz (1825), Verhult - Rovertson (1845), Koller (1878), Terazaki (1907), Schumacher (1935), Drakin - Vuebski (1940), Korf (1973), Nagglund (1973),… và đã chọn hàm Schumacher để biểu diễn sinh trưởng chiều cao bình quân tầng trội lâm phần Thông ba lá ở Lâm Đồng, từ đó phân chia hàm sinh trưởng theo cấp đất Trịnh Đức Huy (1988) [10] đã dùng hàm Gompertz

để phân chia cấp đất cho rừng Bồ đề, Vũ Nhâm (1988) [17] đã dùng hàm Korf lập biểu cấp đất và lập biểu sản phẩm, biểu thương phẩm cho rừng Thông đuôi ngựa để kinh doanh gỗ trụ mỏ ở vùng Đông bắc bộ

Biểu quá trình tăng trưởng và biểu sản lượng của nhiều loài cây trồng

đã được lập chủ yếu là dựa trên phân cấp đất bằng cách sử dụng tương quan chiều cao và tuổi rừng Các loài cây trồng đã được lập biểu bao gồm: Bạch đàn trắng cho vùng Bắc trung bộ (Lê Huy Cường, 1997) [3] và cho vùng Tây Nguyên (Lê Huy Cường, 1999) [4]; Sa mộc, Thông đuôi ngựa và Mỡ (Vũ Tiến Hinh và cs., 2000) [6]; Bạch đàn Europhylla, Keo tai tượng, Tếch,

Thông nhựa (Đào Công Khanh và cs., 2001) [11]; Tếch (Bảo Huy, 1995) [8];

Bồ đề (Trinh Đức Huy, 1988) [10]; Thông ba lá (Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh, 1999 [15]; Nguyễn Ngọc Lung, 1985 [14] ; Thông đuôi ngựa ở vùng Đông bắc (Vũ Nhâm, 1988) [17]; Quế ở Văn Yên (Vũ Tiến Hinh và cs., 2002) [7]; Trám trắng (Bảo Huy và Đào Công Khanh, 2008 [9]; Dầu rái (Trần Quốc Dũng, 2001) [5];

Nghiên cứu tăng trưởng và đặc biệt là phân cấp lập địa cho rừng tự nhiên ở Việt Nam còn rất hiếm Vũ Nhâm (1992) [16] đã nghiên cứu tăng trưởng của rừng tự nhiên ở vùng Đông bắc; Đỗ Xuân Lân (2005) [12] nghiên cứu tăng trưởng của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh đã bị tác động; Vũ Đình Phương (1985) [18], Vũ Đình Phương và Đào Công Khanh (2001) [19] nghiên cứu tăng trưởng và các quy luật sinh trưởng rừng hỗn loài lá rộng, thường xanh phục vụ điều chế rừng Trong quá trình nghiên cứu đối với rừng

tự nhiên, Vũ Đình Phương (1985) [18], đã nhận thấy tương quan giữa đường kính với tuổi là rất chặt chẽ (hệ số xác định r ≥ 0,9) Ông đã nghiên cứu cả 2 phương pháp phân chia cấp đất dựa vào quan hệ giữa chiều cao theo tuổi và theo đường kính, kết quả cho thấy là trùng khớp nhau khi đánh giá cấp đất cả

2 phương pháp Hồ Viết Sắc (1984) [23] đã sử dụng tương quan H-D để phân rừng khộp ở Tây Nguyên, ông đã lựa chọn đường kính cơ sở là 36 cm để phân thành thành 4 cấp năng suất như sau:

- Cấp I: sinh trưởng tốt: D=36 cm => H≥20 m;

- Cấp II: sinh trưởng khá: D=36 cm => H=17-20 m;

- Cấp III: sinh trưởng trung bình: D=36cm => H=14-17 m; và

- Cấp IV: sinh trưởng kém: D=36 cm => H≤14 m

Trần Văn Con (1991) [1] đã dựa trên tương quan H-A có dạng

(tg/t)

i /40,3463) (S

3463 , 40

= h

để phân rừng khộp thành 4 cấp năng suất với chỉ số lập địa Si = 9, 12, 15 và

18 Si là chiều cao của cây đạt được ở tuổi gốc là 50 tuổi Tuy nhiên do việc xác định tuổi của rừng khộp rất khó khăn, nên tác giả cũng đã nghiên cứu chuyển đổi quan hệ H-A thành quan hệ H-D để dễ sử dụng trong thực tiễn, và

đã nhận thấy rằng phân cấp năng suất dựa trên quan hệ H-A và H-D có sự trùng hợp khá cao Điều này cũng phù hợp với kết quả của Hồ Viết Sắc (1984) [23] khi ông áp dụng tương quan H-D để phân cấp năng suất cho rừng khộp nhằm xây dựng phương án điều chế rừng khộp ở vùng Ea Súp (Đak Lak)

Bảo Huy ( 1995)[8] khi nghiên cứu phân chia cấp năng suất của rừng tự

nhiên nửa rụng lá và rụng lá ưu thế Bằng lăng ổi (Lagerstroemia calyculata) ở

Tây Nguyên đã xem các lâm phần khác tuổi bao các phần tử rừng đồng tuổi tương đối và sử dụng chiều cao bình quân ở từng cấp tuổi thuộc tầng rừng đã vượt qua ảnh hưởng của tỉa thưa làm chỉ tiêu biểu thị cấp năng suất Sử dụng

số liệu giải tích thân cây có tuổi từ 50 năm trở lên, tác giả đã mô hình hóa sinh trưởng chiều cao bình quân của loài Bằng lăng ổi theo các hàm Gompertx, Korf, Verhulst-Robertson Kết quả đã chọn hàm Korf để thiết lập phương trình chung biểu diễn sinh trưởng chiều cao bình quân của lâm phần Bằng lăng theo phương pháp phân tích hồi quy theo nhóm của Bailey-Clutter với tổng dung lượng mẫu lâm phần N=68, thu được phương trình:

H=43,5exp(-7,59722/A0,60306) hay dưới dạng tổng quát là: H=aexp(-b/Am)

Đã sử dụng phương pháp Affill (theo Bailey-Clutter) bằng cách cố định b và

m, điều chỉnh a; cố định a và m điều chỉnh b Để dễ sử dụng trong thực tế, tác

giả cũng đã thử nghiệm khả năng thay tuổi (A) bằng đường kính (D1,3) bằng tương quan logH = a + blog(D1,3) với hệ số tương quan R=0,561-0,837 ở mức α=0,01 Trên cơ sở chiều cao chỉ thị Si tại cấp kính khảo sát 40-45 cm, tác giả

đã sử dụng mô hình tham số b chung và ai phụ thuộc vào cấp năng suất để lập

9 phương trình giữa và giới hạn của 4 cấp năng suất:

logH = ai + 0,33893logD với công thức xác định chiều cao chỉ thị cấp năng suất là 0 , 33893

) 5 , 42 (

D H

Gần đây nhất Ngô Út (2010) [24] đã sử dụng tương quan H-D theo phương pháp của Vanclay và Henry (1988) [56] để phân cấp dạng lập địa cho rừng phục hồi sau khai thác kiệt ở vùng Đông nam bộ Ngô Út và Trần Văn Con (2010) [25] đã công bố kết quả áp dụng tương quan H-D để xác định chỉ

số dạng lập địa cho rừng phục hồi sau khai thác kiệt ở vùng Đông nam bộ

Đỗ Đình Sâm, Ngô Đình Quế, Vũ Tấn Phương (2005) [22] đã nghiên cứu và hoàn thiện hệ thống đánh giá đất lâm nghiệp cũng như xây dựng được cẩm nang đánh giá đất phục vụ trồng rừng ở Việt Nam theo các tiêu chí: Đánh giá tiềm năng sản xuất đất lâm nghiệp; phân hạng đất lâm nghiệp; đánh giá và phân chia lập địa trong lâm nghiệp Đánh giá và phân chia lập địa dựa theo các thành phần chính là: khí hậu, địa hình, và thổ nhưỡng Hệ thống phân chia lập địa cho toàn quốc bao gồm 7 cấp: miền lập địa, á miền lập địa, vùng lập địa, tiểu vùng lập địa, dạng đất và dạng lập địa [20, 21]

1.3 Thảo luận và xác định vấn đề nghiên cứu

Sự biến động trong năng suất lập địa có thể được mô tả bằng khái niệm chất lượng lập địa, được hiểu như là khả năng mà một khu đất tạo nên thảm thực vật với những đặc trưng cụ thể và được xác định thông qua những điều kiện môi trường cụ thể (Carmean, 1975 [32]; Haegglund, 1981 [39]) Phần

lớn các nghiên cứu đánh giá lập địa thường được tiến hành cho rừng đều tuổi (kể cả rừng trồng và rừng tái sinh tự nhiên) Một số phương pháp đánh giá chất lượng lập địa đã được phát triển và áp dụng bao gồm các phương pháp dựa trên cơ sở điều tra đo đạc rừng (Clutter et al., 1983 [33] ; Vanclay, 1994 [55]) cũng như dựa vào các loài chỉ thị và tổ thành thảm rừng (Daubenmire,

1976 [36] ; Shafer, 1989 [51]) Tuy nhiên, các phương pháp này đều sử dụng cho rừng đồng tuổi là chủ yếu Các nghiên cứu đánh giá chất lượng lập địa cho rừng nhiệt đới hỗn loài, lá rộng còn rất hạn chế do khó khăn trong việc xác định tuổi, có nghĩa là việc xác định chỉ số lập địa theo phương pháp truyền thống (dựa vào tương quan chiều cao - tuổi cây) là không thể áp dụng được đối với rừng nhiệt đới hỗn loài khác tuổi (Alder, 1980) [26] Một số tác giả đã sử dụng tương quan chiều cao - đường kính (H-D) để đánh giá chất lượng lập địa của rừng khác tuổi (Vanclay and Henry, 1988 [56]; Herrera-Fernandez et al., 2004 [42]) Việc phát triển và hoàn thiện một phương pháp hiệu quả để đánh giá và phân cấp năng suất lập địa rừng hỗn loài cần dựa vào những so sánh nhiều phương pháp với nhau trên cơ sở số liệu tăng trưởng được theo dõi lâu dài trên hệ thống ô tiêu chuẩn định vị Điều này sẽ đòi hỏi

cơ sở dữ liệu lớn và có chất lượng cao Rayner (1992) [48] nhận thấy rằng nhiều phân loại cấp lập địa dựa trên các đặc điểm khí hậu, thổ nhưỡng, dạng đất và thực bì không giúp ích nhiều cho việc giải thích động thái rừng và không thích hợp cho việc lựa chọn các đặc tính lập địa, kỹ thuật tính toán và cường độ điều tra Các tác giả khác báo cáo nhiều kết quả hứa hẹn hơn nhưng

tỏ ra rất khó để trình diễn mối tương quan giữa lập địa và năng suất Rất nhiều vấn đề còn bỏ ngỏ và đòi hỏi cần phải nghiên cứu trong tương lại về lĩnh vực này Các chỉ số như chỉ số sinh trưởng tỏ ra có triển vọng nhưng trong thực tế cần phải được kiểm nghiệm bằng các biến số lâm phần và lập địa bao gồm cả các loài chỉ thị Số đo chiều cao lâm phần như chiều cao tối đa, chiều cao tầng

tán và quan hệ chiều cao đường kính cũng tỏ ra rất hữu ích đối với những nơi cho phép đo được chiều cao của cây trong lâm phần Trong luận văn này, chúng tôi sẽ sử dụng phương pháp luận do Vanclay và Henry (1988) [56] đề xuất để đánh giá và phân cấp lập địa cho rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở Việt Nam

Mục đích của nghiên cứu này là tìm kiếm một phương pháp đánh giá định lượng lập địa sao cho: (i) có thể tái tạo và thích hợp trong một chu kỳ dài

về thời gian; (ii) chỉ thị được chất lượng lập địa mà không chịu ảnh hưởng đến điều kiện lâm phần hay lịch sử quản lý; (iii) tương quan với năng suất tiềm năng của lập địa và (iv) ít nhất là tốt hơn các phương pháp đánh giá năng suất lập địa đã có

Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

2.1.1 Mục tiêu tổng quát

- Góp phần nghiên cứu các cơ sở khoa học để phát triển phương pháp

đánh giá và phân cấp chất lượng lập địa rừng tự nhiên hỗn loài khác tuổi ở Việt Nam

2.2 Đối tượng và giới hạn nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài này là rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở các vùng sinh thái khác nhau Tài liệu và vật liệu nghiên cứu là cơ sở

dữ liệu được thu thập từ hệ thống ô tiêu chuẩn định vị để nghiên cứu lâm học của Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam thiết lập trong khuôn khổ của đề tài

“Nghiên cứu đặc điểm lâm học một số hệ sinh thái rừng chủ yếu ở Việt Nam” do PGS.TS Trần Văn Con chủ trì

- Phạm vi nghiên cứu: Toàn quốc

- Nội dung nghiên cứu: chỉ giới hạn trong vấn đề đánh giá chất lượng lập địa của rừng thông qua tương quan H-D của rừng tự nhiên lá rộng thường xanh

2.3 Nội dung nghiên cứu

Đề tài sẽ thiến hành các nội dung nghiên cứu sau:

(i) Tổng hợp số liệu và đặc trưng lâm học của các ô tiêu chuẩn nghiên cứu;

(ii) Xác lập tương quan H-D của các ô tiêu chuẩn;

(iii) Phương pháp phân cấp lập địa cho rừng tự nhiên;

(iv) Đánh giá mô hình sử dụng và kiểm nghiệm sự thích hợp của bảng phân cấp lập địa và đề xuất ứng dụng trong thực tiễn kinh doanh rừng tự nhiên

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Các lập địa nghiên cứu

Các ô tiêu chuẩn thu thập số liệu cho nghiên cứu này được thiết lập ở 7 địa phương sau đây:

a) Ban quản lý rừng phòng hộ Đam Rông, xã Liêng Srông, huyện Đam Rông, tỉnh Lâm Đồng (6 ÔTC)

b) Tiểu Khu thực nghiệm Kon Hà Nừng (Trung tâm Lâm nghiệp nhiệt đới), xã Đông, huyện K’Bang, tỉnh Gia Lai (10 ÔTC)

c) Lâm Trường An Nhơn, xã An Sơn, huyện An Nhơn, tỉnh Bình Định (3 ôtc)

Bảng 2.1 Hệ thống ÔTC định vị thu thập số liệu cho luận văn

TT Ký hiệu

Ngày thiết lập

1 BQL rừng phòng hộ Đam Rông, Xã Liêng Srông, Huyện Đam Rông, Tỉnh

2.4.2 Phương pháp thu thập số liệu

Phương pháp thiết lập ô tiêu chuẩn định vị và đo đếm số liệu được tiến hành theo một quy trình do đề tài xây dựng (Trần Văn Con và cs 2010) [2], sau đây chỉ tóm tắt các điểm chính : Các ô tiêu chuẩn đã được thiết lập với diện tích 1ha/ô có kích thước ÔTC định vị (kích thước 100m x 100m) được chia thành 3 cấp Ô cấp A có diện tích 1 ha đo đếm tất cả các cây có D1,3

≥10cm , các chỉ tiêu đo đếm bao gồm: tên loài cây, D1,3, Dt, Hvn, Hdc, toạ độ cây, Đường kính tán và vị thế xã hội của cây theo Dawkins (1958) Ô cấp B

có diện tích 707 m2 để đo đếm các cây có 1≤D1,3 <10cm và ô cấp C là các ô dạng bản 2x2m để đo đếm các cây tái sinh Trong đề tài này chỉ quan tâm đến các cây có D1,3≥10cm (tức là các cây đo ở ô cấp 3) Ô tiêu chuẩn 1 ha sẽ được chia làm 25 ô đo đếm (400 m2/ô đo đếm) Trong đề tài luận văn này, chúng tôi chỉ sử dụng số liệu đo từ ô cấp A, tức là chỉ những cây có D1,3≥10cm, và chỉ sử dụng số liệu đo đường kính và chiều cao

- Dụng cụ đo đếm :

+ Dùng thước dây để đo D1.3 thông qua đo vanh, độ chính xác đến mm + Dùng thước đo cao hoặc sào kết để xác định chiều cao (Hvn, Hdc) của các cây trong lâm phần, độ chính xác đến dm

2.4.3 Phương pháp phân tích số liệu

2.4.3.1 Phương pháp xác lập tương quan H-D

Tương quan H-D đã được nhiều tác giả xác định là có thể mô tả bằng nhiều hàm khác nhau với hệ số xác định cao Trong đề tài này chúng tôi đã lựa chọn phương trình để mô phỏng tương quan H-D có dạng:

2.4.3.2 Phương pháp phân cấp chỉ số lập địa

Chỉ số lập địa Si được định nghĩa là chiều cao lâm phần đạt được tại một đường kính cơ sở Dcs Trong các nghiên cứu của Vanclay và Henry (1988) [56] hay của Herrera-Fernandez (2004) [42] đều lựa chọn đường kính

cơ sở là 25 cm với lý do đường kính này thường xuất hiện nhiều trong các lâm phần nghiên cứu, và tại cỡ kính này cây vẫn còn tiếp tục sinh trưởng mạnh Đối với rừng phục hồi sau khai thác kiệt ở Đông Nam bộ, Ngô Út và Trần Văn Con (2010 [24] đã chọn đường kính cơ sở là 20 cm Luận văn sẽ lựa chọn đường kính cơ sở thích hợp cho số liệu nghiên cứu của các ô tiêu chuẩn rừng tự nhiên lá rộng thường xanh

Để mô phỏng chỉ số lập địa bằng tương quan H-D, hàm tương quan phải tuân theo hai điều kiện:

h = a-be-cd (2.2)

trong đó tham số b được xác định là b=a-1,3 để thỏa mãn điều kiện (i) khi d=0 thì h=1,3m Để thỏa mãn điều kiện (ii) tham số c phải được xác định là

cs

i

d a

S a

a

S a a

a h

/ ,

3,1)

3,1(    



 (2.3)

Trong đó: Sh,d là chỉ số biểu thị cấp năng suất của lập địa có ý nghĩa là chiều cao mong đợi đạt được ở cây có đường kính bằng đường kính cơ sở (dcs) tính bằng cm ở các lập địa khác nhau Vanclay và Henry (1988) [56] đã xác định tương quan:

h = 1,3 + (Si-1,3)d/dcs (2.5)

Vấn đề bây giờ là phải lựa chọn đường kính cơ sở thích hợp và ước lượng các tham số của mô hình

2.3.4.3 Phương pháp đánh giá và kiểm nghiệm mô hình

Đánh giá mô hình là một phần quan trọng trong xây dựng mô hình, nó bao gồm nhiều bước, trong đó có hai bước quan trọng gọi là kiểm tra và chấp nhận có giá trị sử dụng Đánh giá mô hình cần phải phát hiện được sai số và những khiếm khuyết của mô hình và luận chứng được:

1 Các phương trình được sử dụng có phù hợp để biểu diễn cho các quá trình liên quan hay không,

2 Liệu các phương trình đó có được phối hợp đúng trong mô hình hay không,

3 Các hệ số của phương trình có được ước lượng tốt nhất hay không (hệ số biến động có tối thiểu không),

4 Phạm vi lập địa và điều kiện lâm phần để áp dụng mô hình như thế nào,

5 Mô hình có đáp ứng được độ chính xác cần thiết hay không,

6 Mô hình có cung cấp được những dự báo có tính thực tiễn trong phạm vi áp dụng hay không, và

7 Tính nhạy cảm của các dự đoán đối với sai số trong ước lượng tham

số và biến đầu vào như thế nào

Theo Soares et al 1994 (dẫn theo Vanclay, 1994) [55] thì việc đánh giá toàn diện một mô hình cần bao gồm các khía cạnh sau:

1 Kiểm tra độ chắc chắn về lô gic và tính thực tiễn sinh học của mô hình và các thành phần của nó, để đảo đảm rằng chúng

(a) Chi tiết và thực tiễn về sinh học,

(b) Phù hợp với các lý thuyết đã có về sinh trưởng của cây rừng, và

(c) Dự báo được các phản ứng nhạy cảm với các tác động quản lý

2 Nắm chắc các đặc trưng thống kê của mô hình trong mối liên quan với dữ liệu, bao gồm

(a) Bản chất của giới hạn sai số, và

(b) Đặc trưng ước lượng của các tham số mô hình

3 Mô tả sai số dưới dạng của

(a) Biên độ (phạm vi tin cậy)

(b) Số dư, và

(c) Đóng góp của mỗi thành phần mô hình vào sai số tổng thể

4 Kiểm tra thống kê đối với

(a) Độ lệch và độ chính xác của mô hình và các thành phần của nó (b) Tính phù hợp của phân bố dự đoán

(c) Hình thức phân bố của sai số, và

(d) Tương quan về thời gian và giữa các thành phần

5 Nhận dạng các thành phần mô hình với ảnh hưởng lớn nhất đến dự báo thông qua:

(a) Nghiên cứu phân tích và mô phỏng độ nhạy cảm của mô hình đến không chính xác của ước lượng tham số, và

(b) Nghiên cứu phân tích và mô phỏng việc phát triển sai số của dữ liệu đầu vào

Trong trường hợp nghiên cứu của luận văn, việc đánh giá mô hình là nhằm kiểm tra số liệu tính toán chiều cao theo đường kính bằng các phương pháp khác nhau có phù hợp với số liệu quan sát thực tế hay không Có hai

phương pháp đánh giá thường được sử dụng: (a) Phương pháp tự đánh giá (Self-valuation) là phương pháp chuẩn đối với các mô hình hồi quy đơn giản,

nó sử dụng chỉ số thống kê là hệ số xác định R2, hoặcsai tiêu chuẩn như là một chỉ số của độ chính xác (b) Phương pháp đánh giá độc lập đòi hỏi yêu cầu điều kiện nghiêm ngặt hơn nhiều so với tự đánh giá, số liệu để kiểm tra phải độc lập với số liệu đã được sử dụng để xây dựng mô hình

Để đánh giá và lựa chọn mô hình phân cấp chỉ số lập địa, luận văn sử dụng các chỉ tiêu sau đây:

(a) Đồ thị độ lệch giữa giá trị dự đoán của mô hình (y’) và giá trị so sánh (chấp nhận là giá trị quan sát) (y):

e = y-y’ (2.6)

 

n

y y

(

(2.8)

Để kiểm nghiệm kết quả phân cấp lập địa, luận văn sử dụng số liệu của

14 ô tiêu chuẩn tạm thời với kích thước 1000 m2 (số liệu cho ở phụ lục 2) bằng phương pháp biểu đồ

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Tổng hợp số liệu sử dụng cho luận văn

Số liệu sử dụng trong luận văn được thu thập từ 40 ô tiêu chuẩn định vị được mô tả ở bảng 2.1 Các đặc trưng lâm học cơ bản của các ô định vị này được cho ở bảng 3.1

Bảng 3.1 Đặc trưng lâm học cơ bản của các ô tiêu chuẩn

Bời lời+Dẻ trắng+Trâm đỏ+Ngũ gia bì

Giổi nhung+Trâm+Cóc đá+Re+Sến

35 ĐR-4 984 19.64 17.04 36.78

Kha thụ nhím+Thông tre+Lấu+Kháo hoa thư+Dẻ cọng mảnh

Kha thụ nhím+Chò xót+Kháo hoa thư+Dung đen

Kha thụ nhím+Trám nâu+Kháo hoa thư+Ngát

Vôi+Lộc vừng+Vàng anh+Chò xanh+Máu chó

mực+Ngát

Từ bảng 3.1 cho thấy, cấu trúc tổ thành của các ô tiêu chuẩn khác nhau

về thành phần các loài ưu thế, mật độ các cây có đường kính D1,3 ≥ 10cm trong các ô tiêu chuẩn biến thiên từ 268-984 cây/ha; D1,3 bình quân lâm phần biến thiên từ 16,26-28,77 cm; chiều cao bình quân biến thiên từ 10,78-22,24

m và G bình quân từ 9,58 -51,89 m2/ha

3.2 Xác lập tương quan H-D

Kết quả xác định các tham số của tương quan H-D trong 40 ô tiêu chuẩn điều tra được ghi lại ở bảng 3.2 Phương trình có hệ số tương quan rất cao (từ 0,584 đến 0,993) Chi tiết tính toán hồi quy được ghi lại ở phụ lục 3

Sử dụng các tham số xác định được ở bảng 3.2 đã tính chiều cao lý thuyết của các ô tiêu chuẩn theo đường kính và lập đồ thị của các đường cong này lên một trục toạ độ thể hiện ở hình 3.1 cho thấy, các đường cong H-D tập trung thành 4 nhóm tách biệt nhau rất rõ ràng Sử dụng trắc nghiệm Duncan chia các ô tiêu chuẩn thành 4 nhóm (4 cấp lập địa khác nhau) Gộp các ô tiêu chuẩn cùng nhóm lại tính phương trình chung cho mỗi nhóm ta có các phương trình:

Đường cong H-D của 40 ôtc

Hình 3.1 Họ đường cong H-D của 40 ô tiêu chuẩn

Hình 3.2 Đường cong H-D bình quân của các nhóm lập địa

Bảng 3.3 Phân nhóm ô tiêu chuẩn theo cấp lập địa

TT Nhóm năng suất Các ô tiêu chuẩn thuộc dạng lập địa

3 Nhóm 3: sinh trưởng

khá (10 ô)

KHN-1; KHN-2; KHN-3; KHN-4; KHN-5; VQ-4; ĐR-2; ĐR-4; ĐR-5; XS-3

4 Nhóm 4: sinh trưởng

tốt: (2ô)

ĐR-3; AN-3

3.3 Phương pháp phân cấp lập địa dựa vào tương quan H-D

Do phương trình H=a+b*ln(D) không thỏa mãn hai điều kiện để mô phỏng chỉ số lập địa đã thảo luận ở mục 2.4.3, cho nên cần phải chuyển đổi

sang các phương trình thích hợp hơn Luận văn đã thử nghiệm hai phương trình của Vanclay và Henry (1988) [56] và của Herrera-Fernandez (2004) [42] (phương trình 2.3 và 2.5 ở mục 2.4.3)

Một trong những vấn đề cơ sở trong sử dụng tương quan H-D để phân chia cấp năng suất cho rừng tự nhiên như đã thảo luận ở mục 2.4.3 ở trên là lựa chọn được đường kính cơ sở thích hợp Đường kính cơ sở Dcs được lựa chọn dựa trên các tiêu chí sau:

- Là đường kính có tần suất xuất hiện nhiều trong các lâm phần;

- Tại đường kính này cây đã đạt được tầng ưu thế sinh thái của rừng và vẫn còn tiếp tục phát triển (chưa phải là cỡ kính thành thục sinh học)

- Tại đường kính này sự phân biệt giữa các nhóm đường cong H-D rõ ràng và có khoảng cách tương đối đều

Để thỏa mãn được các tiêu chí trên thì đường kính cơ sở để phân cấp lập địa cần chọn phải lớn hơn đường kính bình quân chung của lâm phần Phân tích các đường cong H-D bình quân của 4 nhóm lập địa (hình 3.2) phân biệt được từ tương quan H-D của 40 ô tiêu chuẩn định vị, chúng tôi lựa chọn hai cỡ đường kính làm đường kính cơ sở để thử nghiệm các phương pháp phân cấp lập địa:

cách giữa các cấp lập địa là 4 m

3.3.1 Phân cấp lập địa theo phương pháp của Vanclay và Henry

Phương pháp này sử dụng phương trình (2.3) để xác định chiều cao theo đường kính của các cấp lập địa khác nhau Trong phương trình (2.3) tham số a chính là chiều cao tối đa đạt được ở mỗi cấp lập địa, thay a=Hmax, phương trình có thể viết lại như sau:

Dcs D d

H

S H

H H

H

/

max

, max max

max

3,1)

3,1(    



Để sử dụng phương trình này cần phải ước lượng Hmax theo các cấp lập địa Có nhiều phương pháp để ước lượng Hmax bằng cách tiệm cận các phương trình tương quan H-D, ví dụ Meyer 1940 đã sử dụng phương trình:

H = Hb + Hmax(1-exp(-βD)

Trong đó Hb là chiều cao ngang ngực (=1,3m), β là hằng số đặc trưng cho mỗi loài trong rừng đồng tuổi Sử dụng phương trình này có thể ước lượng chiều cao tối đa của lâm phần bằng một số cặp đo chiều cao đường kính của những cây ưu thế trong lâm phần theo công thức

)exp(

1

max

D

H H

đa thực tế có thể quan sát được, trong nghiên cứu này Dmax được giả định là

180 cm Bảng 3.4 cho số liệu ước lượng Hmax của 40 ô tiêu chuẩn

Bảng 3.4 Ước lượng Hmax theo phương trình tương quan H-D

của các ô tiêu chuẩn nghiên cứu

trên cơ sở lựa chọn đường kính cơ sở là 40 hoặc 25 cm Kết quả phân

tiết xem phụ lục 2):

- Khi đường kính cơ sở =25 cm:

- Khi đường kính cơ sở =40cm:

Hình 3.3 Biểu diễn chỉ số lập địa của rừng tự nhiên khi sử dụng