Xây dựng bản đồ cấp năng suất cho rừng keo lai tại tỉnh Thừa Thiên Huế

PHẦN MỞ ĐẦU
1. BỐI CẢNH CHUNG
Những thập kỷ qua, Việt Nam đã có nhiều nỗ lực trong công tác phát triển
trồng rừng. Từ năm 1992 đến năm 2010, chính phủ đã ban hành và thực hiện các
chương trình dự án phát triển rừng, như chương trình 327 [9], dự án 661 [56]. Thủ
tướng Chính phủ đã ban hành quyết định 147 về phát triển lâm nghiệp trong đó sẽ
có 2 triệu ha rừng trồng mới vào năm 2015. Theo hướng dẫn này, Chính phủ sẽ chi
khoảng 40 tỷ đồng để hỗ trợ các công ty, tổ chức trồng rừng [57]. Hỗ trợ cho trồng
rừng là một trong những giải pháp để giảm nghèo nhanh và bền vững ở 61 huyện
nghèo nhất Việt Nam [8]. Sự hỗ trợ của Chính phủ trong việc trồng rừng đã góp
phần tạo việc làm cho người dân nông thôn, cải thiện thu nhập hộ gia đình và gia
tăng giá trị xuất khẩu bằng cách xuất khẩu các sản phẩm làm từ rừng trồng, như
giấy và bột giấy, đồ gỗ và ván sợi nhân tạo. Bên cạnh sự hỗ trợ từ chính phủ, việc
trồng rừng và tái trồng rừng đã nhận được hỗ trợ từ nhiều tổ chức phi chính phủ
thông qua các dự án/chương trình phát triển Lâm nghiệp.
Rừng và đất Lâm nghiệp được giao cho tổ chức, cá nhân, và hộ gia đình là
một trong những chính sách Lâm nghiệp lớn ở Việt Nam. Việc giao đất, giao rừng
đã thể hiện phương pháp tiếp cận có sự tham gia trong phát triển Lâm nghiệp và
quản lý tài nguyên rừng nhằm cải thiện sinh kế của người dân ở các vùng nông
thôn, miền núi. Sau khi lệnh cấm khai thác gỗ từ rừng tự nhiên, rừng trồng trở thành
nguồn cung cấp lâm sản chính của Việt Nam. Nhiều loài cây đã được trồng, chẳng
hạn như Bạch đàn, Thông, Quế, các loài Keo, các loài bản địa, v.v. Mỗi loài có đặc
điểm và công dụng riêng.
Tuy nhiên, Keo lai là loài được người dân quan tâm nhất, bởi nó dễ trồng,
chi phí thấp, có thể sống được trên đất nghèo dinh dưỡng, cho năng suất cao, có khả
năng cải tạo đất và chu kỳ sản xuất đặc biệt ngắn so với các loài cây rừng khác. Gỗ
Keo lai có thể được sử dụng cho xây dựng, đồ gỗ, ván ép, và đặc biệt là đối với
nguyên liệu giấy. Gỗ các loài Keo được sử dụng cho xây dựng có yêu cầu chất
lượng cao, thân cây lớn, đòi hỏi chu kỳ kinh doanh dài (khoảng 10-12 năm), trong
1
khi rừng Keo lai được sử dụng để sản xuất giấy nguyên liệu, đóng gói vật liệu mất

khoảng 5-8 năm tùy thuộc vào giống, tốc độ tăng trưởng cũng như chất lượng đất,
và khả năng đầu tư. Sản phẩm gỗ Keo lai (nguyên liệu giấy) có tiềm năng để trở
thành một trong những mặt hàng xuất khẩu có khả năng cạnh tranh nhất trong
ngành Lâm nghiệp.
Theo báo cáo của tổ chức tài nguyên gỗ Quốc tế, Việt Nam đã trở thành một
nước xuất khẩu chính về dăm gỗ trong một thời gian ngắn. Nếu như năm 2002, cả
nước chỉ xuất khẩu khoảng 150.000 tấn dăm gỗ thì đến năm 2008, Việt Nam đã trở
thành nước xuất khẩu lớn thứ tư về dăm gỗ trên thế giới, với khối lượng ước tính
khoảng hai triệu tấn. Đến năm 2011, Việt Nam đã vượt qua Australia để đứng đầu
thế giới về xuất khẩu dăm gỗ với sản lượng là 5,4 triệu tấn. Thị trường dăm gỗ chủ
yếu là Nhật Bản và Trung Quốc, riêng Đài Loan và Hàn Quốc chiếm khoảng 10
phần trăm [116]. Việc xuất khẩu dăm gỗ, trong đó đa số là từ gỗ Keo lai, đã liên tục
tăng lên trong những năm qua. Sự phát triển về xuất khẩu dăm gỗ nhờ có sự quan
tâm và tham gia tích cực từ các hộ gia đình được nhận đất lâm nghiệp tham gia
trồng rừng Keo lai.
2. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Trong xu hướng phát triển kinh tế của người dân được giao đất Lâm nghiệp,
cũng như để đáp ứng nhu cầu nguyên liệu gỗ, đặc biệt là dăm gỗ xuất khẩu, trong
những năm gần đây, công tác trồng rừng tại Thừa Thiên Huế đang phát triển mạnh,
đặc biệt là trồng rừng cây Keo lai. Ở Thừa Thiên Huế, Keo lai hiện đang là loài cây
chiếm ưu thế về diện tích trong rừng trồng sản xuất, đặc biệt là trồng rừng cung cấp
nguyên liệu giấy. Nhu cầu về rừng trồng loài cây này ngày càng cao khi trên địa bàn
có nhiều nhà máy chế biến gỗ có sử dụng gỗ Keo lai. Sự phát triển của thị trường đã
góp phần thúc đẩy phát triển diện tích rừng trồng, đặc biệt đã chú trọng đầu tư trồng
rừng thâm canh nhằm tăng năng suất, rút ngắn chu kỳ kinh doanh, góp phần không
nhỏ vào việc nâng cao độ che phủ rừng của Tỉnh cũng như cải thiện sinh kế cho
người dân sống dựa vào rừng.
2
Mặc dù Keo lai hiện chiếm tỷ trọng lớn trong rừng sản xuất ở Thừa Thiên
Huế, nhưng nó vẫn chưa được chú trọng nghiên cứu nhiều. Đặc biệt là khả năng dự

báo năng suất để người dân có hướng đầu tư sao cho hiệu quả kinh tế cao hơn. Vấn
đề này không chỉ ảnh hưởng đến nguồn thu nhập của người dân mà còn có tính chất
quyết định đến sự phát triển tài nguyên rừng, đặc biệt là rừng trồng sản xuất.
Thông thường, các nghiên cứu dự đoán sản lượng chỉ tập trung vào dự đoán
sản lượng gỗ của các khu rừng, mà phần chính là thân cây. Chỉ tiêu dùng để dự báo
sản lượng là dựa vào cấp đất và tuổi cây. Các nhà khoa học thường sử dụng chiều
cao (thường là chiều cao tầng trội), được xem như là chỉ tiêu đánh giá tổng hợp của
tất cả các điều kiện lập địa, sinh thái và biện pháp kỹ thuật, cùng với chỉ tiêu tuổi
cây để xác định cấp đất cho các khu rừng trồng thuần loài đều tuổi. Sản lượng dự
báo thường là trữ lượng tính theo mét khối, nhưng lại khó áp dụng cho người dân,
đặc biệt là rừng phục vụ cho nguyên liệu giấy, khi rừng thường được thu mua sản
phẩm dưới dạng là ste hoặc là tấn (trọng lượng). Các nghiên cứu trước đây về Keo
lai trên địa bàn chủ yếu chú trọng đến đặc tính sinh vật học, sinh thái học. Một số
công trình nghiên cứu về sản lượng Keo lai nhưng chỉ tập trung vào xây dựng các
biểu quá trình sinh trưởng mà chưa đề cập các nhân tố ảnh hưởng đến sản lượng
cũng như lập bản đồ cấp năng suất cho rừng Keo lai trên địa bàn.
Do đó, việc xác định các nhân tố ảnh hưởng đến năng suất rừng Keo lai và
trên cơ sở đó xây dựng bản đồ cấp năng suất là rất cần thiết, không chỉ cho các nhà
hoạch định chính sách mà còn thiết thực với các hộ trồng rừng Keo lai, các công ty
lâm nghiệp có những ứng dụng trong việc chọn lập địa, xác định biện pháp kỹ thuật
lâm sinh thích hợp nhằm nâng cao sản lượng rừng Keo lai, đáp ứng nhu cầu của thị
trường, nâng cao đời sống kinh tế cho những hộ gia đình sống ở vùng sâu, vùng xa
có đất trồng rừng.
3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
3.1. Mục tiêu chung
Xây dựng được mô hình dự báo năng suất và lập bản đồ cấp năng suất góp
phần phát triển bền vững diện tích rừng Keo lai trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế.
3
3.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá được hiện trạng và cơ sở cho phát triển rừng trồng Keo lai trên

địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế
- Xác định được một số nhân tố ảnh hưởng đến năng suất rừng Keo lai trên
địa bàn.
- Xây dựng được mô hình tương quan dự báo năng suất rừng Keo lai và thể
hiện dưới dạng bản đồ cấp năng suất.
4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI
4.1. Đóng góp về khoa học:
Góp phần hoàn thiện cơ sở khoa học cho dự báo năng suất rừng nhằm phát
triển bền vững diện tích rừng trồng Keo lai trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế.
Góp phần ứng dụng khoa học sản lượng rừng với công nghệ GIS vào việc
thể hiện cấp năng suất rừng dưới dạng các bản đồ số hóa.
Bước đầu sử dụng biến giả (biến Dummy) cho các nhân tố định tính trong
tương quan hồi qui đa biến để dự báo năng suất rừng trồng.
4.2. Đóng góp về thực tiễn:
Xây dựng và thể hiện năng suất rừng Keo lai dưới dạng bản đồ số tạo điều
kiện thuận lợi cho công tác quản lý, định hướng phát triển bền vững rừng trồng Keo
lai trên địa bàn nghiên cứu, cũng như cho người dân khi sử dụng.
5. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU:
5.1. Giới hạn của một số khái niệm trong đề tài:
- Trồng rừng thâm canh là phương thức trồng rừng, trong đó có các hoạt
động như làm đất bằng cày toàn diện hoặc đào hố bằng cơ giới (máy xúc), có sự
chăm sóc và bón phân từ 1 đến 3 năm đầu theo qui trình hướng dẫn.
- Trồng rừng quảng canh là phương thức trồng rừng, trong đó đất chỉ được
đào hố cục bộ, không chăm sóc và bón phân trong các năm đầu hoặc có nhưng
không đủ (chỉ 1 lần) và không đúng theo qui trình hướng dẫn.
4
- Sản lượng của lô rừng là sản lượng gỗ thương phẩm, bao gồm khối lượng
gỗ gia dụng (gỗ xẻ) và khối lượng gỗ làm nguyên liệu (dăm gỗ), được tính bằng đơn
vị tấn. Sản lượng rừng được tính là tổng khối lượng gỗ đã bóc vỏ. Năng suất rừng
(tấn/ha) được tính bằng tổng sản lượng chia cho diện tích lô rừng khai thác.

5.2. Giới hạn về đối tượng nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu là những lâm phần Keo lai không phân biệt theo các
xuất xứ/dòng, được trồng thuần loài, đều tuổi, bằng cây con có bầu theo phương
pháp giâm hom, rừng chưa qua tỉa thưa và được tiến hành khai thác tại tuổi 6.
5.3. Giới hạn về không gian và thời gian nghiên cứu:
Nghiên cứu được tiến hành trên các địa bàn có diện tích rừng trồng Keo lai
lớn và đã có khai thác nhiều. Do đó, các huyện Quảng Điền, Phú Vang và thành phố
Huế (tỉnh Thừa Thiên Huế) do diện tích rừng Keo lai ít và chưa tiến hành khai thác
nên không điều tra trong nghiên cứu này.
Số liệu nghiên cứu được điều tra, thu thập tại 327 lô rừng Keo lai được khai
thác vào các năm 2010, 2011 và 2012, thuộc địa phận hành chính của 38 xã của 6
huyện/thị xã, cụ thể như bảng 1 và hình 1 như sau:
Bảng 1: Tổng hợp thông tin về các lô rừng điều tra
Huyện/thị xã Các xã điều tra Số lô
A Lưới A Roàng, Hồng Kim, Hồng Thượng, Hồng Trung, Phú Vinh 44
Hương Thủy Dương Hòa, Phú Sơn, Thủy Bằng, Thủy Dương, Thủy Phù 49
Hương Trà Bình Điền, Bình Thành, Hồng Tiến, Hương Hồ, Hương Thọ,
Hương Bình, Hương Vân
87
Nam Đông Hương Lộc, Hương Hữu, Hương Sơn, Hương Phú, Thượng
Lộ, Thượng Nhật, Thượng Quảng
45
Phong Điền Phong Mỹ, Phong Sơn, Phong Xuân, Phong Thu 29
Phú Lộc Lộc An, Lộc Bổn, Lộc Điền, Lộc Hòa, Lộc Sơn, Lộc Thủy,
Lộc Tiến, Lộc Trì, Phú Lộc, Xuân Lộc
73
TỔNG 38 xã 327
5
Hình 1: Mạng lưới các điểm điều tra, thu thập số liệu (theo tọa độ GPS)
6

CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. PHƯƠNG PHÁP DỰ ĐOÁN SẢN LƯỢNG RỪNG TRÊN THẾ GIỚI
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu phân loại lập địa rừng cũng như phân
cấp năng suất khác nhau. Do điều kiện địa lý tự nhiên, cường độ kinh doanh rừng,
trình độ khoa học, kỹ thuật lâm sinh, khác nhau nên các hệ thống phân loại cũng
khác nhau. Có 2 phương pháp dự đoán chính: Phương pháp trực tiếp dựa vào lượng
tăng trưởng thực tế của cây rừng được sử dụng để xác định năng suất rừng. Trong
khi đó, phương pháp gián tiếp sử dụng việc đánh giá, tính toán thông qua các nhân
tố khác như thổ nhưỡng, địa hình, thảm thực vật, điều kiện lập địa, hoặc sự kết hợp
của các nhân tố này để xác định chất lượng lập địa và năng suất rừng [72].
1.1.1. Các nghiên cứu về phân chia lập địa và chỉ số lập địa
Dựa vào nhân tố thực bì, G.F. Môrôzôp (1904) đã xây dựng nên học thuyết
lâm hình, trong đó đã xác nhận kết cấu, tổ thành, sức sản xuất và các đặc điểm khác
của đất quyết định điều kiện lập địa. Cajianker (1926) đã dựa vào thực vật tầng dưới
để phân chia lập địa, ông cho rằng cây bụi, cỏ, địa y, quyết là vật chỉ thị tốt để
phân loại. Đặc điểm cơ bản của một số cây thấp là nhạy cảm (mẫn cảm) hơn đối với
điều kiện nơi mọc so với loài cây cao tầng ở trên cho nên có tính chỉ thị tốt hơn.
Nhưng ở những vùng đã bị can thiệp, đặc biệt ở nơi bị can thiệp nhiều thì dùng cây
chỉ thị để xác định sẽ rất khó chính xác, thậm chí là không thể được (dẫn theo [50]).
Tuy nhiên việc dựa vào thực bì hay thực vật dưới tán để đánh giá lập địa
thường cho kết quả không chính xác, do chúng hay bị cháy, bị động vật ăn, ít ảnh
hưởng đến sinh trưởng của cây. Do đó, phương pháp dựa vào thực vật để đánh giá
lập địa phổ biến nhất là dựa vào chiều cao cây ở tuổi xác định [22].
7
Khác với Liên Xô, tại Trung Quốc các tác giả đã sử dụng chỉ số lập địa trong
quá trình phân loại lập địa. Theo phương pháp này, các tác giả nhận định rằng loài
cây ở độ cao ưu thế của một tuổi chuẩn có quan hệ với sức sản xuất lập địa là mật
thiết hơn so với các chỉ tiêu khác của một loài nào đó, đồng thời cũng chịu ảnh
hưởng của mật độ lâm phần và tổ thành loài cây là nhỏ nhất. Chỉ số lập địa sau đó

đã được Mỹ, Anh và Nhật Bản ứng dụng vào những năm 70 (dẫn theo [50]).
Chỉ số lập địa (Site Index) hay còn gọi cấp đất là phương pháp phổ biến nhất
và được chấp nhận rộng rãi để thể hiện chất lượng lập địa của rừng [72];[90]. Nó
dựa trên chiều cao của cây ưu thế hoặc đồng ưu thế ở một độ tuổi nhất định. Đường
cong cấp đất đã được xây dựng để dự đoán tiềm năng tăng trưởng của các cây nhỏ
hơn 50 năm tuổi. Các đường cong chuyển đổi các giá trị SI của loài này sang loài
khác cũng đã được thiết lập [76].
Về lý thuyết, chỉ số lập địa có thể được đánh giá trực tiếp thông qua phân
tích các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất của rừng như dinh dưỡng đất, độ ẩm, chế
độ nhiệt, ánh sáng, địa hình,… tuy nhiên việc xác định ngay các nhân tố này ngoài
thực địa là khó khăn. Do đó, lập địa thường được đánh giá gián tiếp. Cơ sở để đánh
giá chất lượng lập địa là đất. Nhân tố này thường ổn định và có thể kiểm soát được
nó ảnh hưởng đến năng suất lâm phần. Đất được coi là yếu tố quan trọng ảnh hưởng
đến năng suất rừng, bao gồm các yếu tố có tính ổn định lâu dài như độ dày, kết cấu,
mức độ thẩm thấu, đá mẹ,… và những nhân tố dễ thay đổi như hàm lượng mùn,
hàm lượng Nitơ, cấu trúc của lớp đất mặt… vì thế lập địa cũng không thể nào đánh
giá hoàn toàn thông qua đất được [22]. Một số nhà lâm nghiệp cho rằng có thể dựa
vào thực vật chỉ thị để đánh giá lập địa [88]. Điều đó có nghĩa là giữa thực vật và
lập địa có mối quan hệ qua lại, có thể thông qua mối quan hệ đó để đánh giá lập địa,
đánh giá năng suất lâm phần [22].
Chỉ số lập địa còn có thể được phân loại theo yếu tố hoàn cảnh môi trường.
Dựa vào nhân tố hoàn cảnh, các nhà nghiên cứu lấy chỉ số lập địa là hàm số của một
loạt các nhân tố lập địa làm biến số và xây dựng phương trình hồi qui đa nhân tố,
8
lấy cơ chế dự báo chỉ thị để phân loại lập địa. Những nhân tố này chủ yếu là các
nhân tố môi trường vật lý, nó là căn cứ thông tin cần thiết về tính chất lập địa.
Những nhân tố môi trường này tương đối ổn định và có thể căn cứ vào tính chất của
chúng để phân chia các loại hình lập địa. Khí hậu và sinh trưởng cây rừng có quan
hệ mật thiết, là căn cứ để chia ra các vùng lập địa, đai lập địa hoặc khu lập địa, là
đơn vị phân chia trong hệ thống phân loại lập địa. Sự khác nhau về tiểu khí hậu là

do địa hình và đất khác nhau chi phối (dẫn theo [50]).
Trong điều kiện vùng núi, khí hậu và đất có thể thông qua địa hình để phản
ảnh, cho nên địa hình là một trong những căn cứ để phân loại lập địa. Smalle (1979)
đã căn cứ vào địa mạo để phân loại lập địa ở vùng cao nguyên Comberland của Mỹ.
Tuy nhiên, mỗi đơn nguyên còn phải mô tả độ phì đất, cây chỉ thị và chỉ số lập địa
của một số loài cây chủ yếu. Vì thế, dùng địa hình để phân chia loại hình lập địa so
với phương pháp trực tiếp dựa vào khí hậu và đất thì độ chính xác thấp hơn, đặc
biệt là loài liên quan với đất và khí hậu, thậm chí còn sai lầm. Một số tác giả khác
cho rằng, dùng địa hình làm căn cứ phân loại lập địa thì có lúc không rõ nguyên
nhân, bản chất của sự hình thành loại hình lập địa không có lợi cho việc xác định
biện pháp kinh doanh rừng (dẫn theo [50]).
Trong điều kiện khí hậu tương đối đồng đều thì đất là nhân tố ảnh hưởng trực
tiếp và quyết định đối với sức sản xuất của rừng và thông thường đất là căn cứ quan
trọng nhất để phân loại lập địa. Sau chiến tranh ở Nhật Bản đã áp dụng hệ thống
phân loại đất rừng kết hợp với sự phân chia sinh học và độ phì đất, khí hậu có thể
dự báo sức sản xuất của các loài cây. Các tác giả đã dùng phương pháp nghiên cứu
mối quan hệ giữa đất và lập địa, đến nay đã phát triển rộng ra nhiều nước. Một số
tác giả đã kết hợp nhân tố môi trường với nhân tố thực bì. Thông qua quan hệ giữa
nhân tố lập địa và chỉ số lập địa để xây dựng phương trình hồi qui đa nhân tố. Đánh
giá chất lượng lập địa và phân loại lập địa đã được ứng dụng nhiều trong những
vùng rừng thưa, ít cây và vùng rừng trồng trên diện tích lớn (dẫn theo [50]).
9
Việc dự đoán các chỉ số thực địa (SI) có thể dựa vào các mô hình hệ số sinh
trưởng. Chẳng hạn như với loài thông trắng (Pinus strobus L.) hay thông đỏ (Pinus
resinosa Ait.) là những loài có sinh trưởng nhịp điệu hằng năm về vòng cành.
Phương pháp này thường được sử dụng khi cây rừng còn non, không thể sử dụng
phương pháp đường cong truyền thống. Beck (1971) đã xây dựng mô hình chỉ số
sinh trưởng để dự đoán SI cho loài thông trắng bằng cách sử dụng chiều dài các
vòng cành trong giai đoạn rừng non [68].
Tuy nhiên, qui mô ứng dụng rộng rãi vẫn là con đường đa nhân tố, nghĩa là

thông qua khí hậu, địa hình, đất đai và thực bì để chia ra các loại hình lập địa. Theo
cách này có thể chia ra con đường nhân tố, cảnh quan. Con đường nhân tố trước đây
ở Ucren (1925) và Đức đã dùng để phân loại lập địa. Còn nhân tố cảnh quan thì ở
Canađa đã dùng để phân loại lập địa (dẫn theo [50]).
Trường phái Ucren (Pogrepnhiak là đại diện) với tổ thành cơ bản phân loại
rừng phải dựa trên cơ sở lập địa, mà các loại thực vật là cây chỉ thị tốt nhất. Trong
lập địa quan trọng nhất là ánh sáng, nhiệt độ, nước, dinh dưỡng khoáng, nhưng
trong cùng điều kiện khí hậu thì nhân tố nước và chất dinh dưỡng của đất là cơ bản
nhất, địa hình là nhân tố quan trọng, nhưng chúng là hình thức tồn tại không gian
của điều kiện sinh thái, không phải là bản thân điều kiện sinh thái (dẫn theo [50]).
Một trường phái khác do Krauss đề ra năm 1926, sau nhiều năm đã được
dùng ở Đức và Áo với đặc điểm là dựa vào thực bì và môi trường vật lý khí hậu với
yêu cầu lâm nghiệp để phân loại lập địa. Đây là 1 hệ thống phân loại gồm nhiều
nhân tố: Địa lý, địa chất, khí hậu, thổ nhưỡng, địa lý thực vật, loại thực vật Trước
hết dựa vào thực bì rừng tự nhiên để phân ra các vùng sinh thái, khu sinh trưởng,
sau đó mỗi vùng lại chia ra các á vùng, trong á vùng lại có các đơn vị phân loại và
vẽ lên bản đồ lập địa và đánh giá tình hình sinh trưởng, sức sản xuất và đánh giá
kinh doanh rừng (dẫn theo [50]).
Hills (1952) đã sáng lập 1 hệ thống phân loại địa lý và đưa ra 1 thuật ngữ
mới gọi là Tổng sinh cảnh và chia làm 4 lớp : Vùng lập địa- Kiểu đất (đá mẹ quyết
10
định)- Kiểu lập địa địa lý tự nhiên- Kiểu điều kiện lập địa. Ba lớp đầu tiên kết hợp
với nhau hình thành kết cấu đặc trưng ổn định, lớp sau cùng là trạng thái tạm thời
thực tế mà thực bì biểu thị [86].
Barnes (1982) đã dựa vào hệ thống phân loại lập địa đã áp dụng tại Mỹ và
tiếp thu kinh nghiệm phân loại về loại hình sinh cảnh của nước này và phương pháp
phân loại lập địa sinh cảnh của Canađa để phát triển thành phân loại lập địa sinh
thái. Căn cứ vào mối quan hệ tương hỗ giữa điều kiện địa lý tự nhiên, thổ nhưỡng,
đất đai và thực bì để phân loại lập địa sinh thái. Trong đó chủ yếu nhấn mạnh ảnh
hưởng và mối quan hệ giữa chúng với nhau, ảnh hưởng đối với thực vật rừng [67].

1.1.2. Các nghiên cứu về chỉ số năng suất rừng
Chỉ số năng suất (PI = Productivity Index) là năng suất tổng thể của cây tính
theo tỷ số với sinh trưởng của rễ nên mô tả sự sinh trưởng của cây [85]. Chỉ số này
dựa trên đường cong liên tục mô tả sự phù hợp của đất cho sự phát triển của rễ. các
đường cong này đã được xây dựng cho các thuộc tính của đất như pH, độ thông khí,
độ ẩm đất,…
Mô hình PI đầu tiên được giới thiệu bởi Neill (1979) là cho khoa học cây
trồng. Trong đó, 5 thuộc tính của đất được xác định là có ảnh hưởng đến sự phát
triển của rễ cây và do đó ảnh hưởng đến sinh khối trên mặt đất của các loại cây
trồng hàng năm [96]. Các thuộc tính đất bao gồm: Khả năng tích trữ nước sẵn có
tiềm năng, độ thông khí, Hàm lượng chất xơ, độ pH, và độ trao đổi ion [92]. Gale
(1987) đề xuất rằng hàm lượng Nitơ, Photpho có sẵn của thực vật và có thể là các
chất dinh dưỡng khác sẽ là một bổ sung phù hợp cho mô hình khi được sử dụng cho
các điều kiện lập địa rừng [81]. Tuy nhiên, các mô hình PI ban đầu được miêu tả có
thể không giải thích các biến cho năng suất của các loài cây có rễ ăn sâu [112].
Kiniry và các cộng sự đã đề xuất một mô hình mô tả sự liên quan giữa 5 thuộc tính
của đất đến các yếu tố tăng trưởng khác như sơ đồ 1.1.
Giá trị của PI nằm trong khoảng từ 0 đến 1, trong đó nếu giá trị PI bằng 1 là
tốt nhất. Các giá trị khác nhỏ hơn 1 thể hiện phần trăm của khả năng sinh trưởng lớn
11
nhất của rễ có thể đạt được. Phương trình ban đầu do Neill đề xuất đã sử dụng tích
của khả năng có thể của 5 thuộc tính đất, với một trọng số cũng biến động trong
khoảng từ 0 đến 1 và dựa trên tỷ lệ của rễ ở các độ sâu nhất định. Giá trị này sau đó
được tổng cộng theo từng 10cm độ dày tầng đất theo chiều sâu của rễ [96].
Sơ đồ 1.1: Các nhân tố ảnh hưởng đến sản lượng tiềm năng của cây
(Nguồn: Kiniry et al., 1983[92])
Pierce et al. (1983) đã đơn giản hóa bằng cách loại trừ bớt 2 nhân tố là mức
độ thoáng khí và độ trao đổi ion [99]. Gale và Grigal (1987) đã cải tiến công thức
ban đầu bằng cách loại trừ nhân tố mức độ trao đổi Ion nhưng lại thêm 2 nhân tố là
mức độ của địa hình (độ dốc (%)) và nhân tố khí hậu [79]. Gale et al. (1991) đã sử

dụng số trung bình hình học thay cho nhân bình thường của các giá trị của thuộc
tính đất nhằm có được giá trị bằng với trọng số của các nhân tố [80]. Gale và Grigal
(1987) đã xây dựng các đường cong thể hiện cho sự phân bố rễ theo chiều dọc cho
các loài. Phương trình sử dụng cho việc xây dựng các đường cong đơn giản là minh
hoạ cho sự giảm của tỷ lệ rễ theo sự tăng lên về chiều sâu của đất [79]. Torbert et al.
(1994) đã sử dụng mô hình PI cho loài thông trắng. Họ đã xây dựng các đường cong
Sản lượng
Khí hậu
Tiềm năng di
truyền của cây
Sinh trưởng
của rễ cây
Quản lý
Môi trường đất
Khả năng tích trữ nước sẵn
có tiềm năng (PAWC)
Độ thoáng khí
(Aeration)
pH
Hàm lượng chất xơ
(Bulk density)
Độ trao đổi ion
(Electrical conductivity)
12
với các mức độ của Photpho, Mangan, độ dốc và pH. Họ cũng sử dụng nhân tố
trọng số và công thức như của Gale. Sau nhiều lần kiểm tra khác nhau, kết quả cuối
cùng của mô hình chỉ cần sử dụng các nhân tố pH, độ trao đổi ion, và Photpho cùng
với nhân tố trọng số thể hiện cho độ sâu tầng đất [111].
1.1.3. Phương pháp lập biểu sản lượng
Để thuận tiện cho việc dự đoán sản lượng rừng cho các loài cây, các biểu sản

lượng đã được lập cho các loài cây trồng, các loại rừng phổ biến trên thế giới.
Những công trình xây dựng biểu sản lượng đầu tiên ở Trung Âu như của
Hartig (1805), Cotta (1821), Schumacher (1823), Fies (1866), Meyer và Stevenson
(1944), Colle (1960), Alder (1980), FAO (1986),… (dẫn theo [12]).
Năm 1992, Alder đã nghiên cứu một số phương pháp đơn giản dựa vào sinh
trưởng cây bình quân và tỷ lệ chết để ước lượng đường kính nhỏ nhất khai thác cho
sản lượng tối ưu, cũng như có thể dự đoán mức độ bền vững trong khai thác sau
nhiều chu kỳ [62]. Năm 1994, Vanclay đã nghiên cứu và xây dựng nhiều loại mô
hình sinh trưởng và sản lượng khác nhau như biểu sinh trưởng và sản lượng của lâm
phần, biểu sản lượng theo các cỡ kính, mô hình không gian cây cá lẻ,…[115].
Muetzelfeldt và Young (1996) đã xây dựng mô hình sản lượng bền vững cho rừng
nhiệt đới, gọi tắt là SYMFOR (Sustainable Yield Modeling for tropical Forests)
[94]. Mô hình sinh trưởng và sản lượng thường đi từ các mô hình toán học đơn giản
dựa vào đường kính, chiều cao và tuổi cây, cho đến các mô hình phức tạp phải sử
dụng đến khoảng cách giữa các cây, điều kiện lập địa cũng như không gian dinh
dưỡng để mô tả sự cạnh tranh của các cây về dinh dưỡng, ánh sáng và nước. Nghiên
cứu đã tổng kết lại một số mô hình sinh trưởng và sản lượng quan trọng, đặc biệt là
mô hình sản lượng bền vững cho rừng nhiệt đới (SYMFOR) và đã sử dụng mô hình
này kết hợp mô hình sinh trưởng và sản lượng với công nghệ GIS và mô hình về
môi trường [98]. Năm 2002, Alder đã xây dựng các chương trình phần mềm trong
điều tra thăm dò rừng, điều tra và kiểm kê rừng tổng hợp, ô mẫu cố định và nghiên
cứu thể tích cây cho việc quản lý bền vững rừng tự nhiên ở Uganda. Nghiên cứu đã
13
lập được 4.449 ô tiêu chuẩn 500m
2
trên diện tích hơn 32.000 ha. Đã tạo ra được một
cơ sở dữ liệu và viết trên phần mềm Arcview, chương trình đã xây dựng mô hình
sinh trưởng, bảng tra cây đứng linh hoạt cho từng nhóm loài cây đồng thời tối thiểu
hóa các sai số theo các nhân tố [63].
Như vậy trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về lập biểu sinh trưởng và

sản lượng, trong đó có nhiều nghiên cứu về rừng nhiệt đới, nhưng lại thiếu vắng
các nghiên cứu về các rừng thuần loài đều tuổi, đặc biệt là các một số loài cây
sinh trưởng nhanh đang được trồng ở khu vực Châu Á.
1.1.4. Các nghiên cứu về sinh khối rừng
Bên cạnh việc dự đoán năng suất, phân chia cấp đất, lập các biểu sản lượng
thì các công trình nghiên cứu về sinh khối rừng cũng đã được tiến hành. Có nhiều
phương pháp để xác định sinh khối tầng cây gỗ. Các phương pháp có thể tiến hành
đo đếm trực tiếp tại lâm phần, sử dụng tỷ trọng gỗ để quy đổi ra sinh khối; cân tươi
ngay tại rừng để lấy sinh khối tươi, sau đó lấy mẫu đem về sấy ở phòng thí nghiệm
và quy đổi ra sinh khối khô toàn lâm phần; sử dụng các loại biểu thể tích, biểu sinh
khối đã được lập sẵn cho từng loài, Một số công trình nghiên cứu về sinh khối
như: Riley (1944) [104], Steemann (1954) [107], Fleming (1957) [78] đã tổng kết
quá trình nghiên cứu và phát triển sinh khối rừng trong các công trình nghiên cứu
của mình. Đến năm 1964, Lieth đã thể hiện năng suất trên toàn thế giới bằng bản đồ
năng suất [93]. Đồng thời với sự ra đời của chương trình sinh học quốc tế
(International Biology Program) (1966) và chương trình con người và sinh quyển
“Man and Biosphere” (1973) đã tác động mạnh mẽ tới việc nghiên cứu sinh khối.
Những nghiên cứu trong giai đoạn này tập trung vào các đối tượng đồng cỏ, savan,
rừng rụng lá, rừng mưa thường xanh (dẫn theo [12]). Công trình nghiên cứu của
Cannell (1981) đã công bố “Sinh khối và năng suất sơ cấp rừng trên thế giới” trong
đó tập hợp 600 công trình nghiên cứu đã được xuất bản về sinh khối thân, cành, lá
và một số thành phần, sản phẩm sơ cấp của hơn 1.200 lâm phần thuộc 46 nước trên
thế giới [71]. Dajoz (1971) đã tính toán năng suất sơ cấp của một số hệ sinh thái
14
như sinh khối của Mía ở châu Phi; Rừng nhiệt đới thứ sinh ở Yangambi; Savana cỏ
Mỹ (Penisetum purpureum) ở châu Phi; đồng cỏ tự nhiên ở Fustuca (Đức); đồng cỏ
tự nhiên Deschampia và Trifolium ở vùng ôn đới; Savana cỏ cao Andrôpgon (cỏ
Ghine); Rừng thứ sinh 40 - 50 tuổi ở Ghana (dẫn theo [54]).
1.2. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ SẢN LƯỢNG RỪNG Ở VIỆT NAM
Theo Vũ Tiến Hinh (2003) thì có 2 quan điểm chính trong việc phân chia

đơn vị để dự đoán sản lượng và biện pháp kinh doanh. Quan điểm thứ nhất là cần
xác định các nhân tố chủ đạo ảnh hưởng rõ nét đến sinh trưởng, tăng trưởng của lâm
phần, dựa vào thống kê toán học, trên cơ sở đó sắp xếp chúng theo từng nhóm, ứng
với mỗi nhóm sẽ có sản lượng tương tự nhau. Phương pháp này còn gọi là phương
pháp phân chia hạng đất. Trong khi đó, với quan điểm thứ hai thì cho rằng các nhân
tố sinh thái tác động tổng hợp đến sinh trưởng của lâm phần, từ đó việc xác định
ảnh hưởng của từng nhân tố riêng lẻ là hết sức phức tạp và khó khăn. Do đó, để đơn
giản hóa trong nghiên cứu người ta sử dụng kết quả để phản ảnh nguyên nhân. Nên
người ta đã chọn một chỉ tiêu nào đó phản ảnh tốt nhất năng suất của lâm phần để
làm đơn vị dự đoán sản lượng gọi là cấp đất [22].
1.2.1. Các nghiên cứu về phân chia cấp đất:
Cho đến nay, trên quan điểm dựa vào một chỉ tiêu để dự đoán sản lượng, đã
có nhiều nghiên cứu về phân chia cấp đất để làm cơ sở cho việc xây dựng các biểu
sản lượng, biểu quá trình sinh trưởng hoặc biểu sản phẩm với những mô hình toán
học chặt chẽ khác nhau.
Trịnh Đức Huy (1988) đã sử dụng hàm Gompertz với phương pháp Affill để
phân chia cấp đất cho rừng Bồ Đề ở vùng trung tâm ẩm Bắc Việt Nam [25]. Vũ
Nhâm (1988) [42], Vũ Tiến Hinh và các cộng sự (1993) [18], Nguyễn Thị Bảo Lâm
(1996) [35] đã nghiên cứu một số nhân tố ảnh hưởng và xây dựng biểu cấp đất cho
rừng thông đuôi ngựa khu vực Đông Bắc. Nguyễn Ngọc Lung (1999) đã nghiên cứu
về sản lượng rừng trồng cho loài Thông ba lá ở Việt Nam [39]. Vũ Tiến Hinh và các
cộng sự (1996) [19], Hoàng Văn Dưỡng (2001) [12] đã nghiên cứu tình hình sinh
15
trưởng, các qui luật cấu trúc và xây dựng biểu quá trình sinh trưởng cho loài Keo lá
tràm. Vũ Tiến Hinh và các cộng sự (2000) đã tiến hành nghiên cứu xây dựng biểu
sản lượng cho rừng Quế ở Văn Yên – Yên Bái, rừng Sa mộc, rừng thông đuôi ngựa
và rừng Mỡ ở các tỉnh phía Bắc [21]. Khúc Đình Thành (2003) đã lập biểu sinh
trưởng và sản phẩm rừng Keo tai tượng kinh doanh gỗ trụ mỏ vùng Đông Bắc Việt
Nam [53]. Nguyễn Trọng Bình đã tiến hành nghiên cứu trên các rừng Keo lai trồng
thuần loài và đã lập biểu cấp đất và biểu thể tích tạm thời vào năm 2003, biểu sinh

trưởng và sản lượng tạm thời vào năm 2004, và biểu sản phẩm tạm thời vào năm
2005 [3];[4];[5]. Bên cạnh đó còn có nhiều công trình nghiên cứu về các loài cây
khác với trên quan điểm này.….
Qua phần lớn các nghiên cứu về lập cấp đất, các nhà khoa học đã khẳng
định: với mỗi lâm phần thì chiều cao ở tuổi xác định là chỉ tiêu biểu thị tốt mức
độ phù hợp của lập địa với sinh trưởng của cây trồng. Tuy nhiên, các tác giả
khác nhau sử dụng các loại chiều cao khác nhau để xây dựng biểu cấp đất hay
biểu quá trình sinh trưởng nhưng phần lớn là sử dụng chiều cao bình quân tầng
trội hoặc là chiều cao cây tiết diện bình quân. Các hàm được sử dụng để xây
dựng biểu cấp đất, đường cong cấp đất thường là hàm Shumacher, Gompertz
hay hàm Korf là tuỳ thuộc vào loài cây, khu vực mà có độ chính xác và phù hợp
khác nhau. Các phương pháp phổ biến thường được sử dụng để xây dựng là
phương pháp Affill, phương pháp a chung b thay đổi hoặc phương pháp b chung
a thay đổi. Tuy nhiên, theo Nguyễn Ngọc Lung (1999) thì do tính đơn giản nên
phương pháp Affill được sử dụng phổ biến hơn [39].
1.2.2. Các nghiên cứu về phân chia hạng đất
Khác với quan điểm về cấp đất, sử dụng chiều cao như là một chỉ tiêu tổng
hợp của tất cả các yếu tố ảnh hưởng để dự đoán năng suất và sản lượng, thì quan
điểm về phân chia hạng đất lại đánh giá một cách riêng lẻ từng nhân tố tác động chủ
đạo. Theo quan điểm này, thì sự phân chia và đánh giá thường khó khăn và phức
tạp hơn. Nhưng đây lại là vấn đề rất quan trọng và có ý nghĩa đối với sản xuất Lâm
16
nghiệp vì người ta có thể dự đoán được sản lượng của rừng trên các lô đất nhất
định, tại các thời điểm khác nhau để có thể quyết định trồng loài cây này hay loài
cây khác để có hiệu quả hơn. Trên quan điểm này, đã có một số công trình nghiên
cứu về phân chia hạng đất cho các loài cây trồng, mà tiêu biểu nhất là công trình
của Trịnh Đức Huy (1988) về lập biểu phân hạng đất cho rừng Bồ Đề thuần loài đều
tuổi ở vùng trung tâm ẩm Bắc Việt Nam. Trong công trình này, tác giả đã sử dụng
phương trình tương quan tuyến tính nhiều lớp để xác định mối quan hệ giữa chỉ tiêu
sản lượng chủ yếu (D, H, M) với các nhân tố sinh thái và mật độ. Với các chỉ tiêu

chủ đạo trong phương trình tương quan là tuổi cây (A), chỉ số khô hạn của Thái Văn
Trừng (SAD), nguồn gốc đất trồng rừng (TBC), độ dày tầng đất (DAY) và mật độ
(N). Trên cơ sở phương trình tương quan lập được đã xây dựng được biểu sản lượng
cho đất trồng Bồ Đề ở các thời điểm khác nhau trong tương lai [25]. Đoàn Hoài
Nam (2006) trong luận án Tiến sỹ Nông nghiệp “Nghiên cứu một số cơ sở khoa học
để trồng rừng Keo lai có hiệu quả cao tại một số vùng trọng điểm” đã đưa ra một số
cơ sở về mức độ thích hợp của Keo lai đối với một số yếu tố địa hình, đất, khí hậu
và đề xuất được điều kiện gây trồng Keo lai theo các mức độ thích hợp khác nhau
và biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh Keo lai cung cấp gỗ nguyên liệu [41].
Trên cơ sở kết quả đề tài “Phân hạng đất trồng rừng sản xuất một số loài cây chủ
yếu ở các vùng trọng điểm”, phần mềm FOLES (Forest land evaluation system) đã
được xây dựng nhằm tự động hóa quá trình phân hạng đất. Phần mềm được dùng để
đánh giá tiềm năng đất Lâm nghiệp dựa vào một số chỉ tiêu như loại đất, thực bì chỉ
thị, độ dày tầng đất, độ dốc, lượng mưa và độ cao bằng phương thức cho điểm và
sau đó phân cấp tiềm năng năng suất thành 3 cấp là tiềm năng cao, trung bình và
thấp. Phần mềm còn được sử dụng để đánh giá thích hợp cây trồng theo các mức
độ: rất thích hợp, thích hợp, ít thích hợp và không thích hợp và phân hạng đất vi mô
để dự đoán năng suất rừng [1]. Nguyễn Thanh Sơn và Đặng Văn Thuyết (2009) đã
nghiên cứu xác định vùng trồng Keo lai thích hợp cho vùng Bắc Trung bộ cung cấp
gỗ lớn. Các nhóm nhân tố được xem xét để xác định điều kiện gây trồng là khí hậu,
địa hình, đất đai phù hợp với đặc điểm sinh thái loài cây. Nghiên cứu dựa vào giới
17
hạn và biên độ sinh thái của Keo lai đã được khẳng định qua kết quả của các công
trình nghiên cứu về phân bố, sinh thái và các đánh giá sinh trưởng rừng trồng trên
các dạng lập địa để tiến hành phân chia và cho điểm theo mức độ phù hợp theo 3
mức độ là thích hợp, mở rộng và hạn chế. Tổng hợp điểm nếu có 1 nhân tố ở mức
hạn chế thì sẽ hạ 1 cấp xếp loại thích hợp. Kết quả đã xây dựng được bản đồ thể
hiện Keo lai có thể gây trồng rừng cung cấp gỗ lớn ở các tỉnh vùng Bắc Trung bộ
với diện tích thích hợp 1.070.391ha chiếm 20,8%, diện tích có thể mở rộng
1.155.559ha chiếm 22,5% và ít thích hợp 2.907.367 ha chiếm 56,6% [49]. Năm

2009 Ngô Đình Quế và Nguyễn Văn Thắng đã tiến hành đánh giá ảnh hưởng của
một số điều kiện đất đai đến sinh trưởng của rừng trồng Keo lai ở vùng Tây
Nguyên. Kết quả cho thấy các yếu tố có ảnh hưởng nhiều đến năng suất rừng trồng
Keo lai là: loại đất, độ dày tầng đất, thảm thực bì, dung trọng, hàm lượng sét vật lý,
hàm lượng hữu cơ tổng số và P
2
O
5
dễ tiêu. Đề tài đã đề xuất bảng phân hạng đất cấp
vi mô cho trồng rừng loài cây này tại vùng Tây Nguyên theo các nhân tố trên [45].
Năm 2010, trong báo cáo tổng kết đề tài “Phân hạng đất trồng rừng sản xuất một số
loài cây chủ yếu ở các vùng trọng điểm”, Ngô Đình Quế và các cộng sự đã tổng kết
việc phân hạng đất cấp vi mô cho 10 loài cây trồng rừng chủ yếu gồm Keo lai, Keo
tai tượng, Keo lá tràm, Bạch đàn Urophylla, Luồng, Thông nhựa, Thông mã vĩ,
Thông ba lá, Sao đen và Dầu nước cho các vùng trọng điểm đã cho thấy rằng tùy
theo từng loài cây cũng như từng vùng trọng điểm khác nhau mà năng suất rừng có
mối quan hệ khác nhau với các nhân tố chủ yếu như độ dày tầng đất, hàm lượng lân
dễ tiêu, hàm lượng chất hữu cơ trong đất, dung trọng đất, đạm tổng số, kali dễ tiêu.
Trong đó, với loài Keo lai ở vùng Bắc Trung bộ thì năng suất có mối quan hệ với 3
nhân tố là độ dày tầng đất, hàm lượng chất hữu cơ trong đất và hàm lượng lân dễ
tiêu trong đất. Đồng thời đã phân cấp sinh trưởng cho rừng Keo lai tại vùng này là
sinh trưởng tốt nếu năng suất trên 18m
3
/ha/năm và sinh trưởng kém là năng suất
thấp hơn 10m
3
/ha/năm [46]. Nguyễn Văn Lợi (2012) đã sử dụng phối hợp giữa ảnh
Landsat ETM+ và kỹ thuật GIS để phân tích và xác định vùng phân bố rừng trồng
tại 3 huyện thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế. Kết quả đã đề xuất diện tích qui hoạch
18

trồng cây lâm nghiệp trên địa bàn 3 huyện nghiên cứu cho từng loài cây trồng chủ
yếu là Keo lai, Keo tai tượng và một số loài cây khác. Trong đó đã đề xuất diện tích
trồng Keo lai chiếm 19,2% tại Hương Thủy, 7,8% tại Phong Điền và 9,7% tại A
Lưới so với diện tích tự nhiên của từng huyện. Nghiên cứu cũng đã sử dụng một số
chỉ tiêu sinh thái (nhiệt độ, lượng mưa, độ dốc, độ cao, loại đất, độ sâu tầng đất,
thành phần cơ giới, mùn tổng số, có cây gỗ tái sinh, không có thực vật và các dạng
phủ khác) với phương pháp AHP để xác định trọng số cho từng nhân tố. Trên cơ sở
đó xây dựng bản đồ tiềm năng về năng suất cho Keo lai và Keo tai tượng cho thấy
năng suất bình quân đạt từ 10-20m
3
/ha/năm [38].
1.2.3. Các nghiên cứu về sinh khối rừng
Bên cạnh các công trình nghiên cứu về phân chia cấp đất, phân chia hạng đất
cũng như dự đoán năng suất và sản lượng rừng thì các công trình nghiên cứu về
năng suất sinh khối rừng cũng đã được nhiều nhà lâm nghiệp quan tâm nghiên cứu.
Nguyễn Hoàng Trí (1986), đã áp dụng phương pháp “Cây mẫu” để nghiên
cứu năng suất sinh khối một số quần xã rừng Đước đôi (Rhizophora apiculata) tại
vùng ven biển ngập mặn Minh Hải [58]. Cũng sử dụng phương pháp “Cây mẫu”
của Newboul D.J (1967), tác giả Hà Văn Tuế (1993) đã nghiên cứu năng suất, sinh
khối một số quần xã rừng trồng nguyên liệu giấy tại vùng trung du Vĩnh Phúc [61].
Lê Hồng Phúc (1996), đã tìm ra quy luật tăng trưởng sinh khối, cấu trúc thành phần
tăng trưởng sinh khối thân cây, tỷ lệ sinh khối tươi, khô của các bộ phận thân, cành,
lá, rễ, lượng rơi rụng, tổng sinh khối cá thể và quần thể rừng Thông ba lá [43]. Vũ
Văn Thông (1998), đã lập các bảng tra sinh khối tạm thời phục vụ cho công tác điều
tra kinh doanh rừng [55]. Hoàng Văn Dưỡng (2001), đã xác định quy luật quan hệ
giữa các chỉ tiêu sinh khối với các chỉ tiêu biểu thị kích thước của cây, quan hệ giữa
sinh khối tươi và sinh khối khô các bộ phận thân cây cho loài Keo lá tràm. Nghiên
cứu cũng đã lập được biểu tra sinh khối và ứng dụng biểu để xác định sinh khối cây
cá thể và lâm phần cho loài này [12]. Đặng Trung Tấn (2001) khi nghiên cứu sinh
khối rừng Đước, đã xác định được tổng sinh khối khô rừng Đước ở Cà Mau và Bạc

19
Liêu trung bình là 327 m
3
/ha, tăng trưởng sinh khối bình quân hàng năm là 9.500
kg/ha [51]. Nguyễn Tuấn Dũng (2005), khi tiến hành nghiên cứu sinh khối lâm
phần Thông mã vĩ và lâm phần Keo lá tràm trồng thuần loài tại Chương Mỹ (thuộc
Hà Tây cũ nay là Hà Nội) đã cho thấy: Thông mã vĩ ở tuổi 20 có tổng sinh khối khô
là 173,4 - 266,2 tấn/ha và rừng Keo lá tràm trồng thuần loài 15 tuổi có tổng sinh
khối khô là 132,2- 223,4 tấn/ha [10]. Nguyễn Ngọc Lung và Nguyễn Tường Vân
(2004) đã sử dụng biểu quá trình sinh trưởng và biểu sinh khối để tính toán sinh
khối và chuyển đổi qua giá trị thành tiền cho một số loại rừng [40]. Nguyễn Ngọc
Lung và Đào Công Khanh (1999), đã nghiên cứu Thông ba lá, cấp đất III tuổi chặt
60, khi D = 40 cm, H = 27,6 cm, G = 48,3 m
2
/ha, M = 586 m
3
/ha, tỷ lệ khối lượng
khô/tươi của các cây lớn là 53,2%. Hệ số chuyển đổi từ thể tích thân cây sang toàn
cây là 1,3736. Tính ra sinh khối thân cây khô tuyệt đối là 311,75 tấn, tổng sinh khối
toàn rừng là 428,2 tấn. Còn nếu tính theo biểu sinh khối thì giá trị là 434,2 tấn/ha.
Sai số giữa biểu quá trình sinh trưởng và biểu sản lượng là 1,4%. Nguyễn Duy Kiên
(2007), khi nghiên cứu khả năng hấp thụ CO
2
rừng trồng Keo tai tượng tại Tuyên
Quang đã cho thấy sinh khối tươi trong các bộ phận lâm phần Keo tai tượng có tỷ lệ
khá ổn định, sinh khối tươi tầng cây gỗ chiếm tỷ trọng lớn nhất từ 75-79%; sinh
khối tầng cây dưới tán chiếm tỷ trọng 17- 20 %; sinh khối vật rơi rụng chiếm tỷ
trọng 4-5% [34]. Cấu trúc sinh khối cây cá thể của rừng Mỡ gồm 4 phần thân, cành,
lá và rễ, trong đó sinh khối tươi lần lượt là 60%, 8%, 7% và 24%; tổng sinh khối
tươi của một ha rừng trồng Mỡ biến động trong khoảng từ 53,4 - 309 tấn/ha, trong

đó: 86% là sinh khối tầng cây gỗ, 6% là sinh khối tầng cây dưới tán và 8% là sinh
khối của vật rơi rụng [47]. Vũ Tấn Phương và Nguyễn Viết Xuân (2008) đã sử dụng
phương pháp điều tra sinh khối và xác định trữ lượng Cacbon của Ủy ban liên chính
phủ về biến đổi khí hậu - IPCC và xây dựng các mô hình toán dựa trên đường kính
ngang ngực (DBH) để ước tính trữ lượng Cacbon của rừng. Kết quả nghiên cứu cho
thấy tương quan chặt nhất giữa DBH và trữ lượng Cacbon được thể hiện dưới dạng
hàm mũ. Các mô hình toán đã xác lập cho từng vùng nghiên cứu gồm tương quan
giữa DBH với lượng Cacbon trong sinh khối thân, sinh khối trên mặt đất và tổng
20
sinh khối. Trên cơ sở phân tích tương quan, mô hình tính toán trữ lượng Cacbon
trong sinh khối theo các vùng nghiên cứu và cho toàn quốc được xác định. Các mô
hình toán này là cơ sở khoa học quan trọng cho việc tính toán trữ lượng Cacbon của
rừng trồng Keo lai trong các dự án trồng rừng và tái trồng rừng theo cơ chế phát
triển sạch ở Việt Nam [44]. Theo Võ Đại Hải (2008) thì tương quan giữa sinh khối
cây cá thể Keo lai với các nhân tố điều tra cơ bản của lâm phần (tuổi, đường kính,
chiều cao) tuân theo hàm Power và hàm Compound với hệ số tương quan cao, sai
tiêu chuẩn nhỏ. Các phương trình này là cơ sở để dự báo sinh khối tươi, sinh khối
khô của các bộ phận thân cây cá thể Keo lai thông qua các nhân tố điều tra cơ bản
lâm phần [16]. Trên cơ sở xác định sinh khối khô và sinh khối tươi, Nguyễn Viết
Khoa và Võ Đại Hải (2008) đã xây dựng được các mô hình tương quan giữa lượng
Cacbon tích lũy trong lâm phần Keo lai với các nhân tố điều tra cơ bản lâm phần,
giữa lượng Cacbon trên mặt đất và dưới mặt đất, giữa sinh khối khô và sinh khối
tươi của cây cá thể Keo lai [33]. Võ Đại Hải và cộng sự (2009), đã tiến hành nghiên
cứu năng suất sinh khối của một số loài cây trồng rừng như: Mỡ, Thông đuôi ngựa,
Thông nhựa, Keo lai, Keo lá tràm,… Kết quả đã đánh giá được cấu trúc sinh khối
cây cá thể và cấu trúc sinh khối lâm phần rừng trồng, tìm hiểu rõ được mối quan hệ
giữa sinh khối cây cá thể và lâm phần với các nhân tố điều tra,… Góp phần quan
trọng trong nghiên cứu sinh khối rừng trồng của một số loài cây trồng rừng sản xuất
chủ yếu ở nước ta hiện nay [17].
1.3. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ TÀI

NGUYÊN RỪNG
1.3.1. Trên thế giới
Việc sử dụng công nghệ GIS cho nhiều mục đích khác nhau đã trở nên rất
phổ biến trên toàn thế giới trong khoảng 30 năm trở lại đây.
Trong lĩnh vực Lâm nghiệp, ngày nay, công việc quản lý tài nguyên rừng
đang là một thách thức lớn. Với viễn thám, GPS và công nghệ GIS thì các nhà quản
lý có thể thực hiện nhiệm vụ này dễ dàng và hiệu quả hơn. Do vậy, hiện nay trên thế
21
giới đã có những nghiên cứu, ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý, bảo vệ rừng.
Những nghiên cứu dưới đây sẽ minh hoạ cho nhận định này:
Viện tài nguyên thế giới (WRI: World Resource Institute) đã sử dụng ảnh
viễn thám và kĩ thuật GIS để đánh giá ảnh hưởng của phá rừng với các quốc gia và
người dân trên toàn thế giới. Viện tài nguyên thế giới đã sử dụng phần mềm GIS để
kiểm soát diện tích rừng trên toàn cầu. Ngoài ra, GIS còn hỗ trợ phân tích so sánh
diện tích rừng hiện nay với diện tích rừng trong quá khứ, cho thấy xu hướng thu hẹp
ngày càng nhanh của các diện tích này và tốc độ thu hẹp ở các vùng khác, từ đó dự
báo tốc độ mất rừng của những nơi mà biên giới rừng còn tồn tại. Với phần mềm
chuyên dụng GIS, các dự báo có thể được phân tích dưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ
(dẫn theo [37]). Vào năm 1987 Hutacharoen đã sử dụng GIS để đánh giá sự tàn phá
rừng ở tỉnh Chiang Mai, Thái Lan: ông đã sử dụng ảnh vệ tinh LANDSAT MSS ở 3
thời điểm khác nhau (1975, 1979 và 1985) để làm ra 3 bản đồ che phủ, sử dụng đất.
Sau đó chồng ghép 3 lớp bản đổ để xác định mức độ tàn phá rừng và sử dụng các cơ
sở dữ liệu GIS như mức độ che phủ của thực vật, độ cao, độ dốc và chiều dài của độ
dốc để xây dựng mô hình GIS đánh giá sự suy thoái của tài nguyên đất thông qua
phương trình mất đất phổ dụng (USLE = Universal Soil Loss Equation) của
Wischmeier and Smith năm 1978. Từ phương trình này có thể thống kê được mức
độ xói mòn ở các thời điểm khác nhau làm cơ sở cho việc đánh giá sự suy thoái của
đất trong vùng nghiên cứu [89]. Bản chất của ứng dụng GIS trong lĩnh vực này là
phân tích dữ liệu không gian, sử dụng mô hình GIS thông qua phương pháp phối
hợp các lớp bản đồ đo và thống kê diện tích [37].

Chính phủ Indonesia đã ứng dụng GIS để quản lý và khai thác rừng trong
thiết kế mạng lưới đường vận chuyển, giám sát và giao đất rừng [106]. Năm 1993,
Gavin Jordan trong nghiên cứu sử dụng mô hình GIS và mô hình thẩm định để đánh
giá mức độ rủi ro về tàn phá rừng ở vườn quốc gia Sagarmatha, Nepal. Gavin đã sử
dụng mô hình không gian thông qua phương pháp chồng 5 lớp bản đồ theo tỷ lệ để
xác định mức độ tàn phá rừng ban đầu ở 3 mức thấp, trung bình và cao. Phương
pháp thống kê chỉ số mức độ rủi ro (S) được xác định bằng phương trình sau:
22
S=∑[(trọng số của bản đồ thứ i) x (giá trị mỗi loại)] : (tổng trọng số, 100)
Sau khi kiểm tra và thẩm định trên hiện trường, một mô hình rủi ro tàn phá
rừng mới (mô hình cải tiến) được thiết lập, có các trọng số khác nhau cho 3 lớp
[82]. Năm 1994, Echavarria và các cộng sự trong một nghiên cứu trường hợp ở
vườn quốc gia Podocarpus ở phía Nam Andes của Ecurdor, một cơ sở dữ liệu số của
các lớp dữ liệu không gian đã được biên tập. Cơ sở dữ liệu này được thiết lập cho
một nghiên cứu thí điểm để đánh giá hiệu quả của sử dụng GIS hiện đại và công
nghệ viễn thám để đánh giá sự suy thoái của rừng ở vùng núi Neotropic. Các lớp dữ
liệu thu thập bao gồm: Lớp che phủ đất nhận được từ ảnh viễn thám, thủy hệ, đất,
ranh giới vườn quốc gia, độ cao, thuộc tính về nơi sinh sống của loài nguy cấp
Andean. Phân tích dữ liệu dựa trên cơ sở GIS để bảo vệ đa dạng sinh học ở Ecurdor
(Echavarria et al., 1994). Năm 1997 Naesset đã phát triển hệ thống hỗ trợ ra quyết
định cho lập kế hoạch quản lý rừng trong một thời hạn lâu dài thông qua mô hình
tương quan tuyến tính ở miền Nam Na Uy. Hệ thống này gọi là SGIS, giúp cho các
nhà quy hoạch thiết kế khai thác rừng tìm kiếm các trạng thái rừng nên hạn chế khai
thác gỗ,… SGIS cũng mô phỏng các thời hạn áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm
sinh phù hợp cho từng trạng thái rừng và lựa chọn phương thức xử lý tối ưu chung
cho toàn bộ khu rừng [95]. Năm 1997 Apan đã đoán đọc và phân tích ảnh
LANDSAT TM ở Mindoro, Philippines bằng mắt. Kết quả cho thấy sự khác nhau từ
mức độ thấp đến trung bình về các dạng rừng, mức độ che phủ của tán và các cấp
tuổi rừng khác nhau [65]. Năm 1997, Apan và Peterson đã xem xét kỹ lưỡng các
vấn đề để đánh giá sự phù hợp để khôi phục rừng nhiệt đới và sử dụng GIS để quyết

định sự phù hợp đất trong lĩnh vực khôi phục rừng. Ông cũng đánh giá hiệu quả của
sử dụng GIS trong đánh giá sự phù hợp đất và tìm ra các vấn đề còn tồn tại thuộc về
phương pháp sử dụng. Kỹ thuật GIS đánh giá sự phù hợp là đã sử dụng mô hình
phối hợp tuyến tính với trọng số [64]. Một phương pháp tiếp cận đánh giá sự phù
hợp nổi tiếng được phát triển bởi Hopkins năm 1977. Phương pháp này giải quyết
các hoạt động chồng lớp số học về các nhân tố theo mức độ tầm quan trọng của
chúng (trọng số) để tạo ra một lớp mới mô tả về các mức độ phù hợp cho mỗi dạng
23
sử dụng [87]. Ở các nước ôn đới, GIS đã được ứng dụng và phát triển trong quản lý
lửa rừng. Năm 1997 Pons và đồng nghiệp đã sử dụng mô hình dựa trên cơ sở dữ
liệu GIS để tiên đoán và kiểm soát lửa rừng ở Catalan, Tây Ban Nha [102]. Công
nghệ GIS cũng đã được sử dụng để lập kế hoạch quản lý lửa rừng ở Thổ Nhĩ Kỳ
[69]. Ở các nước nhiệt đới và á nhiệt đới, có rất ít các báo cáo về nghiên cứu ứng
dụng GIS trong phòng chống cháy rừng. Tuy nhiên, hầu hết các ứng dụng là tương
tự như các nước ôn đới [37].
Scott và các cộng sự vào năm 1998 đã sử dụng mô hình GIS với số liệu khí
hậu hàng tháng và độ che phủ đất được thu thập từ ảnh vệ tinh để dự đoán sức sản
xuất thuần của rừng và cho kết quả là lượng tăng trưởng biến động từ 700 -
1450g/m
2
/năm với giá trị trung bình là 1084g/m
2
/năm. Cũng như cho thấy lượng
nước thoát là từ 24 đến 150 cm/năm với trung bình là 63 cm/năm. Các mức độ dự
báo cho độ chính xác tương đối cao và phù hợp với giá trị quan sát tại thực địa
(Scott et al, 1998). Tim và các cộng sự vào năm 1999 khi sử dụng GIS và phân tích
không gian để nghiên cứu sự thay đổi năng suất và dinh dưỡng rừng ở New-Zealand
đã cho thấy rằng xu hướng về không gian và thời gian của năng suất rừng (gồm chỉ
số lập địa và Phốt pho trong lá) có thể được dự đoán và giải thích bằng cách sử
dụng công nghệ GIS. Tuy nhiên chỉ số tiết diện ngang và các chỉ số dinh dưỡng

trong lá khác thì không thể hiện rõ ràng phụ thuộc vào phân bố không gian. Các bản
đồ đất cơ bản chỉ cung cấp được sự phân lớp theo các tầng đất của hàm lượng N
trong lá [109]. Timo và Ari (2006) đã sử dụng công nghệ GIS để nghiên cứu năng
suất thực địa rừng trong đó chú trọng đến chiều cao cây tại miền Nam và Trung
Phần Lan cho thấy các biến có ý nghĩa tác động nhất là tổng nhiệt độ, vĩ độ và thời
gian của mùa sinh trưởng. Một số nhân tố có ý nghĩa khác là độ cao. Độ dốc và
hướng dốc. Tuy nhiên các loại đất và diện tích lưu vực không ảnh hưởng đến chiều
cao của cây. Hơn nữa, nếu loại lập địa rừng được xác định tại hiện trường thì sai số
chỉ còn lại khoảng 2% cho thấy sự quan trọng của thông tin hiện trường trong
nghiên cứu [110]. Trong khi đó, Xuefei Yang (2006) lại sử dụng tương quan
logistic và hệ thống GIS đã được sử dụng để mô tả phân bố cho loài nấm
24
Matsutake. Cả 2 dạng này đều thể hiện tốt mức độ dự đoán cũng như có độ chính
xác chấp nhận được. Tuy nhiên về tổng thể thì mô hình GIS có độ chính xác cao
hơn tương quan logistic và hơn nữa mô hình GIS không cần thiết phải tiến điều tra
thực địa do đó có ưu thế hơn hẳn [117]. Baisen Zhang (2006) đã xây dựng mô hình
dự đoán năng suất bằng cách tiếp cận hai hệ thống là cây quyết định và GIS. Trong
đó cây quyết định để dự đoán năng suất đồng cỏ cho độ chính xác cao. Hệ thống
GIS được sử dụng để hỗ trợ phân tích độ lệch của các biến địa hình, phân tích, giải
thích và biểu diễn cho các thành quả. Hệ thống này không chỉ sử dụng để dự báo
năng suất mà còn hỗ trợ công tác quản lý các đồng cỏ [66]. Vào năm 2007 Chirici
và các cộng sự đã sử dụng viễn thám và GIS để mô hình hoá năng suất của rừng tại
Ý với việc sử dụng tương quan giữa khả năng hấp thụ ánh sáng của tán cây với
năng suất sinh khối [74]. Ở Malaysia, Hasmadi và các cộng sự đã sử dụng công
nghệ GIS như là một công cụ trong phát triển và so sánh hệ thống giao thông khu
bảo tồn rừng Ayer Hitam, Selangor, Malysia. Kết quả đã cho thấy sự lợi thế của sử
dụng GIS trong việc thiết kế tuyến sẽ tránh được các độ dốc không cần thiết, đường
đi ngắn và thời gian sẽ tiêu tốn ít hơn [84]. Shuhong Deng (2011), Đã sử dụng cách
tiếp cận GIS để lượng hoá và lập bản đồ giá trị kinh tế cho việc tích luỹ cacbon của
các hệ sinh thái rừng. Bằng cách sử dụng phối hợp dữ liệu điều tra rừng, điều tra đất

với số liệu GIS. Sử dụng lượng quang hợp thực vật và sinh khối rừng để lượng hoá
khả năng tích luỹ cacbon trong thực vật và sử dụng phân loại đất để tích toán lượng
cacbon trong đất. Các giá trị tích luỹ cacbon được chọn đã được lập bản đồ sử dụng
công nghệ GIS với các giá trị được thể hiện dưới dạng tiền tệ [105].
1.3.2. Ở Việt Nam
Tại Việt Nam công nghệ GIS cũng được thí điểm khá sớm. Đến nay đã được
ứng dụng trong khá nhiều ngành như quy hoạch Nông Lâm nghiệp, quản lý rừng,
lưu trữ tư liệu địa chất, đo đạc bản đồ, địa chính, quản lý đô thị Tuy nhiên các ứng
dụng có hiệu quả nhất chỉ giới hạn ở các lĩnh vực lưu trữ, in ấn các tư liệu bản đồ
[37]. Việt Nam cũng đã thu hút một số lớn các dự án quốc tế trong lĩnh vực nâng
cao năng lực quản lý môi trường và tài nguyên trong đó GIS luôn là hợp phần quan
25