Nghiên cứu cấu trúc và sinh trưởng rừng keo lai trồng thuần loài

1

Lời cảm ơn
Thực hiện chủ trơng của lÃnh đạo nhà trờng về việc không ngừng nâng cao
trình độ chuyên môn nghiệp vụ cho cán bộ, giáo viên, thấy rõ nhiệm vụ, trách nhiệm
của ngời giáo viên trong một trờng chuyên nghiệp chuyên đào tạo cán bộ cho ngành
lâm nghiệp, bản thân đà theo học chơng trình đào tạo Cao học khoá 2 của Trờng Đại
học Lâm nghiệp Việt Nam (2000 - 2002) đợc mở tại Trờng Đại học Tây Nguyên.
Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp cuối khoá, bản thân
đà đợc sự quan tâm giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo, Ban giám hiệu trờng Đại
học Lâm nghiệp, Khoa sau đại học, Ban giám hiệu trờng Trung học Lâm nghiệp Tây
Nguyên, Trờng Đại học Tây Nguyên, tập thể cán bộ công nhân viên Trung tâm khoa
học và sản xuất lâm nghiệp Đông Nam Bộ, Trạm nghiên cứu Bầu Bàng về điều kiện
vật chất và tinh thần.
Có đợc bản luận văn tốt nghiệp cuối khoá này, cùng với sự nỗ lực của bản
thân, tôi đà nhận đợc sự giúp đỡ to lớn và quí báu của các thầy, cô giáo của Khoa
sau Đại học, đặc biệt là sự giúp đỡ của TS. Nguyễn Trọng Bình.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Nguyễn Trọng Bình
- Ngời thầy đà trực tiếp hớng dẫn, dìu dắt và chỉ bảo những kiến thức về chuyên
môn thiết thực và những chỉ dẫn khoa học quí báu.
Xin chân thành cảm ơn sự quan tâm Ban giám hiệu trờng Đại học Lâm
nghiệp, Khoa sau đại học, Ban giám hiệu trờng Trung học Lâm nghiệp Tây Nguyên,
Trờng Đại học Tây Nguyên đà khuyến khích và quan tâm tới việc đào tạo nâng cao
trình độ chuyên môn cho đội ngũ cán bộ ngành Lâm nghiệp nói chung và bản thân
nói riêng
Xin chân thành cảm ơn quí thầy, cô giáo và bạn bè đồng nghiệp đà giúp đỡ
nhiệt tình, vô t về điều kiện vật chất, tinh thần và những kinh nghiệm, chỉ dẫn khoa
học quí báu.
Cuối cùng, một lần nữa xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo, các đơn vị
và cá nhân đà giúp đỡ trong quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn!

Gia Lai, tháng 12 năm 2002
Đặt vấn đề
Keo lai là tên gọi để chỉ giống lai tự nhiên giữa Keo tai tợng (Acacia
mangium) và Keo lá tràm (Acacia aurriculiformis), do Trung tâm giống cây rừng,
thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam phát hiện và chủ trì nghiên cứu, đang
đợc nhiều ngời quan tâm
Hiện nay, giống Keo lai đà đợc Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng chọn
lọc, nhân giống và khảo nghiệm giống thành công và đà đợc Bộ nông nghiệp và phát
triển nông thôn cho gây trồng thử ở các vùng sinh thái chính trong cả nớc bớc đầu


2

cho kết quả khả quan. Qua kết quả nghiên cứu bớc đầu cho thấy cũng giống nh các
loài keo bố mẹ, đây là giống có nhiều đặc tính sinh vật học và sinh thái học u việt
hơn một số loài cây trồng rừng khác: sinh trởng nhanh, biên độ sinh thái rộng, có
khả năng thích ứng với nhiều loại đất, điều kiện lập địa khác nhau. Vì thế, Keo lai
có khả năng cải tạo đất, cải tạo môi sinh, có khả năng đảm bảo thành công trong
công tác trồng rừng và và cải thiện nguồn giống, đặc biệt là cho phép tạo ra vùng
trồng nguyên liệu lớn, tập trung cho công nghiệp. Theo những kết quả nghiên cứu bớc đầu, sản phẩm gỗ Keo lai có thể sử dụng trong công nghiệp giấy, công nghiệp gia
công chế biến các loại ván sàn, ván dăm, đóng thùng hàng, kiện hàng, ván sàn xuất
khẩu, cung cấp gỗ củi và chất đốt tại chỗ cho ngời dân địa phơng. Ngoài ra, trong
các mô hình nông lâm kết hợp, Keo lai cũng có thể là một trong số loài cây trồng
kết hợp với các loài cây mục đích khác nh: Cà phê, Sao đen... vừa để cải tạo đất, vừa
là cây chắn gió và cho sản phẩm nhằm nâng cao hiệu quả của mô hình.
Với những u điểm đó, loài Keo lai đang là một trong những giống cây trồng
đợc nhiều tổ chức, cá nhân quan tâm để trồng rừng công nghiệp, rừng phủ xanh đất
trống, đồi núi trọc và Keo lai cũng là đối tợng đợc đặc biệt quan tâm trong dự án
trồng míi 5 triƯu ha rõng cđa ChÝnh phđ.

HiƯn nay, tuy ®ang trong giai ®o¹n thư nghiƯm nhng do thÊy râ đợc hiệu
quả và những lợi ích chắc chắn mà cây Keo lai mang lại, một số công ty, tổ chức cá
nhân và đơn vị kinh doanh rừng đà mạnh dạn sư dơng gièng Keo lai vµo trång rõng
tËp trung víi phơng thức trồng rừng thâm canh để tạo vùng nguyên liệu và tạo sản
phẩm hàng hoá. Tính đến thời điểm này, riêng các tỉnh Tây Nguyên ớc tính đà trồng
đợc khoảng 5.000ha Keo lai, trong đó chủ yếu là rừng do công ty nguyên liệu giấy
Đồng Nai trồng làm nguyên liệu, ngoài ra còn có hàng nghìn ha do ngời dân các
tỉnh Đồng Nai, Bình Dơng, Bình Phớc, Bình Định, Phú Yên trồng để phủ xanh đất
trống, đồi núi trọc và hàng trăm ha do các Trung tâm giống Lâm nghiệp thuộc Viện
khoa học Lâm nghiệp Việt Nam trồng để phục vụ cho mục đích nghiên cứu.
Tại trạm Bầu Bàng thuộc Trung tâm nghiên cứu khoa học và sản xuất Lâm
nghiệp Đông Nam Bộ, cây Keo lai trồng 4 tuổi khi khai thác trữ lợng đạt từ 120130m3/ha. Tính trung bình mỗi năm cây Keo lai sinh trởng đạt trữ lợng từ 30 đến
32m3/ha- Đây là một năng suất mà các loài cây trồng rừng khác từ trớc đến nay ở nớc ta cha có nơi nào đạt đợc.
Mặc dù Keo lai có nhiều đặc tính u việt, nhng do mới phát hiện và nghiên
cứu nên cho đến nay, tuy ®· ®ỵc trång tËp trung víi diƯn tÝch lín nhng những nghiên
cứu về Keo lai còn quá ít. Các công trình đà nghiên cứu chủ yếu tập trung nghiên
cứu về đặc điểm loài, khảo nghiệm giống, tìm hiểu khả năng gây trồng và giới thiệu
giá trị sử dụng cũng nh tiềm năng của Keo lai trong công tác trồng rừng sản xuất,
rừng phòng hộ. Nổi bật về lĩnh vực này là các kết quả nghiên cứu của của GS. Lê
Đình Khả và các cộng sự (1997) (1998), (1999) [22]. Mặc dù những nghiên cứu về
Keo lai đà góp phần không nhá cho viƯc ghi nhËn tÝnh hiƯu qu¶, tÝnh u viƯt, t¹o tiỊn


3

đề cho việc gây trồng rộng rÃi và bớc đầu làm rõ một số trở ngại trong thực tiễn sản
xuất giống của cây Keo lai ở nớc ta, nhng còn thiếu vắng những công trình nghiên
cứu chuyên sâu về cấu trúc và sinh trởng của Keo lai. Vì thế, cha có cơ sở khoa học
chắc chắn để xây dựng các loại bảng biểu chuyên dụng cũng nh hệ thống biện pháp
kỹ thuật lâm sinh hợp lý phục vụ công tác điều tra, kinh doanh và nuôi dỡng rừng.

Vấn đề thực tiễn đặt ra là cần phải có các công trình nghiên cứu về lĩnh vực cấu trúc
và sinh trởng để phục vụ tốt hơn cho việc gây trồng rộng rÃi, kinh doanh và nuôi dỡng rừng Keo lai ở Việt Nam.
Từ những yêu cầu thực tiễn và lý luận trên, ®ỵc sù nhÊt trÝ cđa Héi ®ång khoa
häc Khoa Sau đại học Trờng đại học Lâm nghiệp, chúng tôi tiến hành nghiên cứu
đề tài: "Nghiên cứu qui luật cấu trúc và sinh trởng của Keo lai trồng thuần loài".
Nhằm góp phần giải quyết yêu cầu cấp bách của thực tiễn s¶n xt hiƯn nay.


4

Chơng 1
Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Sinh trởng cây rừng và lâm phần là trọng tâm của sản lợng rừng và là vấn đề
có tính chất nền tảng để nghiên cứu các phơng pháp dự đoán sản lợng cũng nh hệ
thống biện pháp tác động nhằm nâng cao năng suất của rừng. Có nhiều hớng, nhiều
phơng pháp khác nhau khi nghiên cứu cấu trúc và sinh trởng của lâm phần. ở châu
Âu vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, vấn đề qui luật phân bố số cây ổn định theo
tần số và tần suất ở các cỡ tự nhiên về đờng kính, chiều cao, thể tích,... đà đợc nhiều
tác giả công bố. Nhiều vấn đề nghiên cứu cấu trúc và sản lợng rừng trớc đây còn
nặng về nghiên cứu định tính, mô tả thì nay đà đợc nghiên cứu định lợng. Định hớng
nghiên cứu cấu trúc và sản lợng rừng đà đợc các nhà khoa học khát quát lại dới dạng
các mô hình toán học từ đơn giản đến phức tạp nhằm định lợng các qui luật của tự
nhiên, nhờ đó đà giải quyết đợc nhiều vấn ®Ị trong kinh doanh rõng, ®Ỉc biƯt trong
lÜnh vùc lËp biểu chuyên dụng phục vụ cho công tác điều tra và dự đoán sản lợng
cũng nh xây dựng hệ thống các biện pháp kinh doanh, nuôi dỡng rừng cho từng đối
tợng cụ thể.
Cho đến nay, các thành tựu trong nghiên cứu về khoa học sản lợng rừng của
nhân loại là rất đồ sộ. Vì thế, trong khuôn khổ một đề tài thạc sĩ, tác giả chỉ khái
quát một số công trình tiêu biểu trong và ngoài nớc có liên quan tới nội dung nghiên
cứu của đề tài làm cơ sở định hớng cho việc lựa chọn phơng pháp nghiên cứu.

1.1.Trên thế giới:
1.1.1. Nghiên cứu định lợng qui luật cấu trúc lâm phần
Việc nghiên cứu qui luật cấu trúc là để tìm ra các dạng cấu trúc phổ biến nhất
và các dạng tối u theo quan điểm kinh tế, nghĩa là kiểu cấu trúc cho năng suất gỗ
cao nhất, chất lợng gỗ phù hợp nhất với nhu cầu sử dụng gỗ và bảo vệ môi trờng.
Trên cơ sở nghiên cứu các qui lt cÊu tróc cïng víi sù ph¸t triĨn cđa cuộc cách
mạng khoa học kỹ thuật các nhà khoa học đà thu đợc nhiều thành tựu khả quan khi
nghiên cứu vấn đề này.
1.1.1.1. Nghiên cứu định lợng qui luật qui luật cấu trúc đờng kính thân cây
Qui luật phân bố số cây theo cỡ kính (N/D) là một trong các chỉ tiêu quan
trọng nhất của cấu trúc rừng và đà đợc nghiên cứu khá đầy đủ từ cuối thế kỷ trớc.
Qui luật phân bố số cây theo cỡ đờng kính đợc biểu thị khác nhau nh phân bố thực
nghiệm N/D, phân bố số cây theo cỡ tự nhiên,... và bằng phơng pháp biểu đồ hay
bằng phơng pháp giải tích... Để nghiên cứu mô tả qui luật này, hầu hết các tác giả
đà dùng phơng pháp giải tích, tìm các phơng trình toán học dới nhiều dạng phân bố
xác suất khác nhau. Các công trình nghiên cứu tiêu biểu về lĩnh vực này có thể kể
đến các công trình sau:
Balley (1973) [43] sử dụng hàm Weibull, Schiffel (theo Phạm Ngọc Giao
(1995) [8]) biểu thị đờng cong cộng dồn phần trăm số cây bằng đa thức bậc ba.


5

Naslund (1936, 1937) (theo Phạm Ngọc Giao (1995) [8]), tác giả đà xác lập luật
phân bố Charlier cho phân bố N/D của lâm phần thuần loài, đều tuổi sau khép tán.
Prodan, M và Patatscasse A.I (1964), Bliss, C.L và Reinker, K.A (1964) [40]
tiếp cận phân bố này bằng phơng trình chính thái.
Drachenko, Svalov sử dụng phân bố Gamma khi biểu thị phân bố số cây theo
đờng kính lâm phần Thông ôn đới. Đặc biệt để tăng cờng tính mền dẻo, một số tác
giả thờng hay sử dụng các họ hàm khác nhau, Loetsch (theo Phạm Ngọc Giao

(1995) [8 ]) dùng họ hàm Bêta.
Ngoài ra các tác giả còn dùng một số các hàm số khác để tiếp cận (biểu thị)
các phân bố kinh nghiệm của số cây theo đờng kính N/D nh: Hàm Hyperbol, họ đờng cong Pearson, họ đờng cong Poisson, hàm Chalier (kiểu A), Chalier (kiểu B).
Từ các mô hình toán học, các nhà khoa học đà nghiên cứu sự biến đổi của qui
luật phân bố số cây theo thời gian mà Điều tra rừng gọi là động th¸i cÊu tróc rõng.
Bliss, C, i ; Reinker, K, A (1964) [40] xác lập giữa các tham số a, M, S của
phân bố chuẩn Lôgarit với đờng kính bình quân theo dạng Lôgarit hai chiều:
lna = a0 + b0.ln d
(1.1)
lnM = a0 + b0.ln d
(1.2)
lnS = a0 + b0.ln d
(1.3)
Roemisch, K (1975) ( theo Phạm Ngọc Giao (1995) [8]), nghiên cứu khả
năng dùng hàm Gamma mô phỏng sự biến đổi của phân bố đờng kính cây rừng theo
tuổi, xác lập quan hệ của tham số Bêta với tuổi, đờng kính trung bình và chiều cao
tầng trội đà khẳng định quan hệ giữa tham số Bêta với chiều cao tầng trội là chặt chẽ
nhất. Trên cơ sở nghiên cứu, tác giả đà đề nghị mô hình xác định tham số Bêta cho
phân bố N/D của lâm phần sau tỉa tha nh sau:
’ = a0+ a1.  + a2. 2 + a3.n + a4.n2 + a5. . n + a6. . n2
(1.4)
Víi ’: Tham sè ph©n bè Gamma sau tØa tha
 : Tham số phân bố Gamma trớc tiả tha
n : Tỷ lệ phần trăm số cây tỉa tha
Lembeke, Knapp và Dittima ( theo Phạm Ngọc Giao (1995) [8]), sử dụng
phân bố Gamma với các tham số thông qua các phơng trình biểu thị mối tơng quan
giữa tuổi và chiều cao tầng tréi nh sau:
b = a0 + a1.

1

1
 a2 . 2
A
A

(1.5)

P = a0 + a1.A + a2. A2
(1.6)
 = a0 + a1.h100 + a2. A + a3.A.h100
(1.7)
Clutter, J.L vµ Allison, B.J (1973) [43] dùng đờng kính bình quân cộng, sai
tiêu chuẩn đờng kính và đờng kính nhỏ nhất để tính các tham số của phân bố
Weibull với giả thiết các đại lợng này có quan hệ với tuổi, mật độ lâm phần.
Sự biến đổi của phân bố N/D theo tuổi, ngoài phụ thuộc vào sinh trởng đờng
kính còn chịu ảnh hởng sâu sắc của quá trình tỉa tha. Từ đó Preussner đà đề nghị mô


6

hình tỉa tha mới trên cơ sở quan niệm sự biến đổi của phân bố đờng kính là một quá
trình xác định, nghĩa là tổng hợp của hai mô hình: Mô hình tỉa tha và mô hình tăng
trởng đờng kính.
Với mô hình tỉa tha tác giả đà sử dụng hàm:
Yi = n.

e

(

di  dm
s

)2 g

(1.8)
t

2

n = (1 - e (  0,1.n ) ).e (  150 )
(1.9)
g = (0,11 + n ). 0,001
(1.10)
Trong đó
Yi: Phần trăm số cây tỉa tha theo cỡ kính i
di : Đờng kính trung bình cì kÝnh i
dm: §êng kÝnh nhá nhÊt
s : Tham sè
n, g: Các đại lợng biểu thị loại tỉa tha
n : Tỷ lệ phần trăm cây chặt
t : Tuổi
Hàm trên đợc dùng xác định phân bố N/D của bộ phận tỉa tha. Để xác định đợc phân bố này, cần phải biết phân bố N/D trớc tỉa tha, tuổi và tỷ lệ cây chặt. Số cây
còn lại sau tỉa tha ở mỗi cỡ kính đợc tính bằng hiệu số số cây trớc tỉa tha và số cây
tỉa tha. Với mô hình tăng trởng, tác giả sử dụng hàm:
Với:

'

Zt = [

p(t  t )
a
 ].di  a
1  p (t  t ) d

(1.11)

Với:
Zi: Tăng trởng đờng kính của cỡ kính i trong khoảng thời gian từ t đến t+t
di: Đờng kính trung bình cỡ kính i tại thời điểm t
d: Đờng kính trung bình cộng ở thời điểm t
p.(t +t): Suất tăng trởng đờng kính
a: Tham số của phơng trình
Zi =a + b.d
(1.12)
Do tăng trởng, một số cây nhất định sẽ chuyển dịch từ cỡ kính thấp lên cỡ
kính cao hơn. Số cây này đợc xác định theo công thức hệ số chuyển cấp:
f=

Zd
k

(1.13)

Hệ số này đợc phân thành hai bộ phận f1 và f2, trong đó f1 biểu thị phần
nguyên và f2 biểu thị phần thập phân. Từ đó, số cây cỡ kính j tại thời điểm t chuyển
lên cỡ kính i và i + 1 tại thời điểm t +t đợc xác định nh sau:
N = ni+1. f2
Ni= Nj -Nj.f2

Trong ®ã:
i = j + fi

(1.14)
(1.15)


7

Tóm lại, nghiên cứu định lợng cấu trúc N/D, các tác giả có xu hớng dựa vào
dÃy tần số lý thuyết để mô tả phân bố N/D và ứng dụng của nó. Đồng thời, bằng phơng pháp giải tích, các tác giả đà lựa chọn đợc nhiều hàm toán học để mô phỏng qui
luật cấu trúc thích hợp trên. Những kết quả nghiên cứu định lợng trên là những cơ sở
quan trọng cho việc vận dụng vào nghiên cứu đối tợng Keo lai hiện nay mà đề tài đÃ
lựa chọn.
1.1.1.2. Nghiên cứu quy luật quan hệ giữa chiều cao với đờng kính thân cây.
Đây cũng là một trong những quy luật cơ bản và quan trọng trong hệ thống
các quy luật cấu trúc lâm phần và đợc nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu.
Tovstolesse, D.I (1930) (theo Phạm Ngọc Giao (1995) [8]), lấy cấp đất làm
cơ sở để nghiên cứu quan hệ H/D. Mỗi cấp đất tác giả xác lập một đờng cong chiều
cao bình quân ứng với mỗi cỡ đờng kính để có dÃy tơng quan cho loài và cho cấp
chiều cao. Sau đó dùng phơng pháp biểu đồ để nắn dÃy tơng quan theo dạng đờng
thẳng của Gehrhardt và Kopetxki:
Hg=a+b.g

(1.16)

Krauter, G (1958) và Tiourin, A.V (1931) (theo Phạm Ngọc Giao (1995) [8])
nghiên cứu tơng quan giữa chiều cao với đờng kính ngang ngực dựa trên cơ sở cấp
đất và cấp tuổi. Kết quả cho thấy: Khi dÃy phân hoá thành các cấp chiều cao thì
mối quan hệ này không cần xét đến cấp đất hay cấp tuổi, cũng không cần xét đến

tác đọng của hoàn cảnh và tuổi đến sinh trởng của cây rừng và lâm phần, vì những
nhân tố này đà đợc phản ánh trong kích thớc của cây, nghĩa là đờng kính và chiều
cao trong quan hệ đà bao hàm tác động của hoàn cảnh và tuổi.
Tiếp theo, nhiều tác giả dùng phơng pháp giải tích toán học tìm ra những phơng trình nh: Naslund, M (1929); Asmann, E (1936); Hohenadl, W(1936);
Michailov, F(1934,1952 ); Prodan, M (1944 ); Krenn, K (1946 ); Meyer, H.A
(1952...[45] ®· ®Ị nghị các dạng phơng trình dới đây:
h = a +b1.a +b2.d2

(1.17)

h = a +b1.d +b2.d2 +b3.d3

(1.18)

h - 1,3 =

d2
(a  b.d ) 2

(1.19)

h = a+b.logd

(1.20)

h = a+b1.d+b2.logd

(1.21)

h = k,db

(1.22)


8

b
h - 1,3 = a.e d





=a+

b
d

(1.23)
Petterson, H (1955) (theo NguyÔn Trọng Bình (1996) [4]), đề xuất phơng
trình tơng quan:
1
3 h 1,3

(1.24)
Sau này đợc Kennel, R (1971) (theo Phạm Ngọc Giao (1995) [8]), ứng dụng
các quan hệ này để lập biểu cấp chiều cao cho lâm phần.
Khi nghiên cứu sự biến đổi theo tuổi của quan hệ giữa chiều cao với đờng
kính ngang ngực, Tiourin, A.V (1972) (theo Phạm Ngọc Giao (1995) [8]), đà rút ra
kết luận: Đờng cong chiều cao thay đổi và luôn dịch chuyển lên phía trên khi tuổi

tăng lên. Kết luận này cũng đợc Vagui, A.B (1955) khẳng định. Prodan, M (1965);
Haller, K.E (1973) cùng phát hiện ra quy luật Độ dốc đờng cong chiều cao có
chiều hớng giảm dần khi tuổi tăng lên. Critis, R.O (1967) đà mô tả phỏng quan hệ
giữa chiều cao với đờng kính và tuổi theo dạng phơng trình:
logh = d+b1.

1
1
1
+b2. +b3.
d
A
d. A

(1.25)

Kennel, R (1971) kiến nghị: Để mô phỏng sự biến đổi của quan hệ giữa chiều
cao với đờng kính theo tuổi trớc hết tìm phơng trình thích hợp cho lâm phần, sau đó
xác lập mối quan hệ của các tham số theo tuổi.
Nh vậy, để biểu thị tơng quan H/D có thể sử dụng nhiều dạng phơng trình
khác nhau, việc sử dụng phơng trình nào thích hợp nhất cho đối tợng nào thì cần đợc
nghiên cứu cụ thể. Nhìn chung, để biểu thị đờng cong chiều cao thì phơng trình
Parabol và phơng trình Lôgarit đợc nhiều tác giả sử dụng.
Đối với những lâm phần thuần loài đều tuổi, cho dù có tìm đợc phơng trình
toán học biểu thị quan hệ H/D theo tuổi thì cũng không đơn giản vì chiều cao cây
rừng ngoài yếu tố tuổi còn phụ thuộc rõ nét vào mật độ, cấp đất, biện pháp tỉa tha,....
Khi đối tợng nghiên cứu là những lâm phần cha đợc tạo lập và dẫn dắt bằng một hệ
thống thống kỹ thuật thống nhất thì phơng trình hàm toán học để mô tả sự phụ thuộc
của chiều cao và đờng kính vào tuổi sẽ không thích hợp. Khi đó nên dùng phơng
pháp Kennel, R (1971) gợi ý, nghĩa là tìm một dạng phơng trình biểu thị mối quan

hệ giữa chiều cao với đờng kính, sau đó nghiên cứu xác lập mối quan hệ của các
tham số phơng trình trực tiếp hoặc gián tiếp.
2.1.1.3. Nghiên cứu quan hệ đờng kính tán (Dt) với đờng kính ngang ngực (D1,3)
Tán cây là một bộ phận quyết định đến sinh trởng, tăng trởng cây rừng, là chỉ
tiêu quan trọng để xác định không gian dinh dỡng của cây riêng lẻ. Từ kết quả xác
định không gian dinh dỡng có thể xác định hệ số khép tán cho loài cây và lâm phần.


9

Qua nghiên cứu nhiều tác giả đà đi đến kết luận, có mối quan hệ mật thiết giữa đờng
kính tán với đờng kính thân cây nh: Zieger; Erich (1928), Cromer. O.A.N;
Ahken .J.D (1948), Feree, Miller.J (1953), Hollerwoger.F (1954), ... Tuú theo loài
cây và các điều kiện khác nhau, mối liên hệ này đợc thể hiện khác nhau nhng phổ
biến nhất là dạng phơng trình đờng thẳng:
Dt = a + b.D1,3
(1.26)
1.1.2 Nghiên cứu sinh trởng, tăng trởng, cấp đất và sản lợng rừng
1.1.2.1.Nghiên cứu sinh trởng, tăng trởng
Nghiên cứu sinh trởng cây rừng đợc đề cập từ thế kỷ XVIII. Về lĩnh vực này
phải kể đến các tác giả: Oettlt, Baur, Borggreve, Breymann, Cotta, H. Danckelman,
Harrtig, Weise,.... Nhìn chung những nghiên cứu về sinh trởng của cây rừng và lâm
phần, phần lớn đợc xây dựng thành các mô hình toán học chặt chẽ và đợc công bố
trong các công trình của Meyer, H.A vµ D.D Stevenson (1943), Schumacher, F.X vµ
Coil, T.X (1960), Alder (1980) [38], Clutter, J, L; Allison, B.J (1973) [43] ....Trong
lịch sử ra đời và phát triển của sản lợng rừng đà xuất hiện hàm sinh trởng của
Gompertz (1825):
y = a. e (  c.e

(  b. A)

(1.27)

)

Trong ®ã:

y: Hàm sinh trởng của nhân tố điều tra
A: Tuổi cây hay tuổi rừng
a,b,c: Những tham số của phơng trình
Tiếp sau đó là các hàm sinh trởng của các tác giả nh: Korsun, Assmann
Frane, Schumacher, Korf, ...
Năm 1973, Wenk [54] chứng minh hàm Gompertz là kết quả của một giả
thuyết vi phân đơn giản về tốc độ sinh trởng tơng đối:
Y'
d( )
'
Y   b. Y
dx
Y

(1.28)

Tõ ®ã, cã thĨ ®i tíi phơng trình biểu thị tốc độ sinh trởng tơng đối của
Gompertz nh sau:
Y'
b.C1.e b. x
Y

(1.29)

Khi mô tả qui luật sinh trởng, Peterson (1929) và Buckman (1931, 1938,
1943) đà cho thấy sự phù hợp của hàm:
Y = e ( a0  a1 . ln( x )  a 2 . ln( x ))
Bằng cách tích phân sẽ đợc hàm sinh trëng:
Y = m.

1  
e
2  

t2
2

.dt

(1.30)

(1.31)


10

Scharf và các cộng sự đà xây dựng một loạt các hàm sinh trởng mà phơng
trình vi phân của chúng cho phép tích phân đợc về mặt cơ học. Tất cả các hàm sinh
trởng này đều đồng nhất về mặt cấu tạo tổng quát nh sau:
Y = a0+ a1.f.(c2.(x - c3))
(1.32)
Trong đó:
a1và a0: Các tham số

f: Hàm lợng giác ngợc hoặc hàm hyperbol hay tổng hợp của hai
hàm trên.
Nhìn chung, các hàm sinh trởng đều có dạng phức tạp, biểu diễn quá trình
sinh học phức tạp của cây rừng hay lâm phần, dới sự chi phối tổng hợp của các nhân
tố nội tại và ngoại cảnh.
Điểm qua các công trình trên đây có thể thấy rằng: Với phơng pháp nghiên
cứu từ mô tả định tính chuyển dần sang định lợng dới dạng các mô hình toán học là
một trong những hớng nghiên cứu thể hiện sự phát triển vợt bậc trong nghiên cứu
các qui luật sinh học. Tuy nhiên, quá trình nghiên cứu sự thay đổi về số lợng của đại
lợng sinh trởng theo thời gian mỗi tác giả đều có những hớng nghiên cứu giải quyết
vấn đề một cách khác nhau.
1.1.2.2. Cấp đất:
Trong lĩnh vực sản lợng rừng, cấp đất đợc coi là một chỉ tiêu dùng để đánh
giá sức sản xuất của một loài cây nào đó trên điều kiện lập địa cụ thể.
Sức sản xuất của mỗi lâm phần là kết quả tổng hợp của điều kiện lập địa, biện
pháp tác động. Vì vậy, cấp đất là một chỉ tiêu cô đọng nhất phản ánh sản lợng của
lâm phần. Do đó, cấp đất hay cấp năng suất của một loại rừng xác định nào đó là
đánh giá sự phù hợp của điều kiện lập địa với loại rừng đó thông qua năng suất gỗ.
Vì thế, đối với các loài cây trồng khác nhau thì phân chia cấp đất nhằm đánh giá
năng suất của lập địa đối với sản phẩm mục đích, nó phục vụ lợi ích con ngời chứ
không phải lợi ích sinh tồn của loại rừng đó.
Cho đến nay, đà có nhiều công trình nghiên cứu về sinh trởng, phân chia cấp
đất làm cơ sở cho việc xây dựng các biểu quá trình sinh trởng với những mô hình
toán học chặt chẽ, song hầu hết tập trung chủ yếu vào đối tợng rừng trồng thuần loại
đều tuổi. Những năm đầu thế kỷ XX, ở các nớc khác nhau, ngời ta đà dùng chiều
cao lâm phần trong từng độ tuổi để phân chia cấp đất thay cho dùng chính năng suất
của sản phẩm do quan hệ rất chặt chẽ của chiều cao/tuổi với năng suất gỗ/tuổi nh
Baur (1876), Dobrovliansky (1909), Orlov (1911, 1925), Roth (1916), Frothingham
(1915)...
Những công trình xây dựng biểu sản lợng đầu tiên ở Trung ¢u cđa Harig

(1805), Schumacher (1823), Fies (1866), Meyer vµ Stevenson (1944), Colle (1960),
Alder (1980), FAO (1986) và các công trình nghiên cứu của các nhà lâm học Nga
(theo Nguyễn Trọng B×nh (1996) [4]).


11

Tại Đức, cấp đất đợc xác lập ngay từ 1847 theo độ phì của đất (Pheil và
Kotta, De Bedemar). ở Phần Lan cấp đất lập theo kiểu lâm hình (Ilvessalo 1927,
1937). Còn ở Anh ngày nay, Hamilton và Christie (1971) [44] và Bradley (1966)
[41] lại căn cứ trực tiếp vào lợng tăng trởng gỗ.
Nội dung chính của việc phân chia cấp đất là xác định nhân tố biểu thị cấp
đất và mối quan hệ của nó với tuổi, đồng thời có quan hệ mật thiết với trữ lợng lâm
phần, ít chịu ảnh hởng của biện pháp tỉa tha trong quá trình nuôi dỡng.
Trong quá trình phân chia cấp đất, việc lựa chọn chỉ tiêu để phân chia cấp đất
là vô cùng quan trọng. Nguyên tắc chung để lựa chọn chỉ tiêu phân chia cấp đất là
chỉ tiêu đó phản ánh tốt cho trữ lợng và xác định đơn giản.
Qua nghiên cứu, nhiều tác giả khẳng định rằng, chiều cao ở tuổi xác định là
chỉ tiêu biểu thị tốt cho sức sản xuất của lâm phần. Vì vậy, việc xác định các đờng
cong sinh trởng chiều cao khác nhau sẽ là cơ sở phân chia các lâm phần thuộc một
loài cây nào đó theo cấp đất khác nhau.
Có nhiều phơng pháp ®Ĩ x¸c lËp ®êng cong cÊp ®Êt nhng ngêi ta thờng sử
dụng các hàm sinh trởng để xác lập. Thông thờng ngời ta thờng sử dụng mô hình
sinh trởng chiều cao theo tuổi để ứng dụng vào lập biểu cấp đất. Bởi vì khi phân chia
cấp đất theo chiều cao có nhiều u điểm rõ rệt nh:
-Chiều cao dễ xác định.
-Giữa chiều cao và trữ lợng có quan hệ chặt chẽ.
-Sinh trởng chiều cao lâm phần chịu ảnh hởng rõ nét của điều kiện lập địa và
chịu ảnh hởng của biện pháp tác động không rõ nh đối với đờng kính.
Việc sử dụng hàm sinh trởng để mô tả qui luật sinh trởng chiều cao theo tuổi

của lâm phần có nhiều điểm thuận lợi. Hàm sinh trởng là mô hình sinh trởng đơn
giản nhất đợc sử dụng để mô tả quá trình sinh trởng của cây rừng cũng nh lâm phần.
Dựa vào hàm sinh trởng có thể tính đợc giá trị lớn nhất của đại lợng ở tuổi cuối cùng
và có thể tính trớc đợc tốc độ sinh trởng cực đại. ĐÃ từ lâu hàm sinh trởng đợc ứng
dụng trong lâm nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực sản lợng rừng. Marshall cùng
nhiều tác giả khác khẳng định : Quy luật sinh trởng chiều cao của mỗi loài cây khác
nhau ë c¸c vïng kh¸c nhau cã sù kh¸c biƯt râ nÐt. Tõ ®ã øng víi kiĨu sinh tr ëng
chiỊu cao, cần xác lập hệ thống cấp đất tơng ứng.
Nh vậy, ứng với một hệ thống cấp đất cần thiết phải thiết lập một phơng trình
sinh trởng chung, đại diện cho sinh trởng chiều cao bình quân. Từ phơng trình này
phân thành các đờng cong sinh trởng khác nhau gọi là đờng cong chỉ thị cấp đất.
1.2. ở trong nớc
1.2.1.Nghiên cứu qui luật cấu trúc lâm phần
Cấu trúc lâm phần là một lĩnh vực nghiên cứu đợc nhiều nhà khoa học trong
ngành lâm nghiệp nớc ta quan tâm. Việc phát hiện ra những qui luật cấu trúc và mô
hình hoá bằng các hàm toán học là cơ sở tin cậy cho viƯc kinh doanh rõng. C¸c kÕt


12

quả nghiên cứu của các nhà khoa học đà và đang đợc ứng dụng rộng rÃi, mang lại
hiệu quả cao trong s¶n xt kinh doanh rõng ë níc ta. Trong lĩnh vực này phải kể
đến một số công trình tiêu biểu sau:
Các tác giả Đồng Sĩ Hiền (1974) [9] đà chọn hàm Pearson với 7 họ đờng
cong khác nhau, Nguyễn Hải Tuất (1991) chọn hàm khoảng cách, Nguyễn Văn Trơng (1983) [30] sử dụng phân bố Poisson nghiên cứu mô phỏng qui luật cấu trúc đờng kính cây rừng cho đối tợng rừng hỗn giao, khác tuổi.
Với lâm phần đều tuổi giai đoạn còn non và trung niên các tác giả Vũ Tiến
Hinh (1990) [10], Phạm Ngọc Giao (1989, 1995) [7], Trịnh Đức Huy (1987, 1988)
[16], Vũ Văn Nhâm (1988) [27], ... đều nhất trí xác định đờng biểu diễn qui luật
phân bố N/D có dạng lệch trái và tuỳ từng đối tợng cụ thể, có thể sử dụng các hàm
toán học khác nhau để biẻu thị nh hàm Scharlier, hàm Weibull...Phạm Ngọc Giao

(1995) [8] khi nghiên cứu quy luật N/D cho Thông đuôi ngựa vùng Đông Bắc đÃ
chứng minh tính thích ứng của hàm Weibull và xây dựng mô hình cấu trúc đờng
kính cho lâm phần Thông đuôi ngựa.
Vũ Đình Phơng (1975) [18] cho rằng: Có thể lập biểu cấp chiều cao lâm
phần Bồ đề tự nhiên từ phơng trình parabol bậc hai mà không cần phân biệt cấp đất
và tuổi.
Trần Văn Con (1991) [6], đà ứng dụng một số hàm toán học để nghiên cứu
mô phỏng một vài đặc trng cấu trúc và động thái của hệ sinh thái rừng khộp Tây
Nguyên.
Phạm Ngọc Giao (1995) [8] đà khẳng định tơng quan H/D của các lâm phần
Thông đuôi ngựa tồn tại chặt dới dạng phơng trình Lôgarit một chiều:
h = a + b. logd
(1.33)
Dựa vào phơng pháp của Kennel đà gợi ý, tác giả đà xây dựng mô hình động
thái đờng cong chiều cao cho lâm phần Thông đuôi ngựa cho khu Đông Bắc với các
tham số của phơng trình tơng quan H/D nh sau:
b = 0,4141 + 0,9524 . [

H0  H
]
lg D0  lg D

a = H - b. lg D
H = 1,23 +0,84. H0 - 24,65.

(1.34)
(1.35)

H0
N

B¶o Huy (1993) [21] đà thử nghiệm bốn phơng trình tơng quan H/D:
h = a + b.d1,3
h = a + b. logd1,3
logh = a + b.d1,3
logh = a + b.logd1,3

(1.36)

(1.37)
(1.38)
(1.39)
(1.40)


13

cho từng loài u thế: Bằng lăng, Cẩm xe, Kháo và Chiêu Liêu ở rừng rụng lá
và nửa rụng lá Bằng lăng khu vực Tây Nguyên, tác giả đà chọn đợc phơng trình
thích hợp nhất là:
logh = a + b.logd1,3
(1.41)
Vũ Đình Phơng (1985) [18] đà khẳng định mối liên hệ mật thiết giữa đờng
kính tán và đờng kính ngang ngực theo dạng phơng trình:
DT = a + b.D1,3
(1.42)
Tác giả đà thiết lập phơng trình DT/D1,3 cho một số loài cây lá rộng nh: Ràng
ràng, Lim xanh, Vạng trứng, Chò chỉ ở lâm phần hỗn giao khác tuổi phục vụ cho
công tác điều chế rừng.
Phạm Ngọc Giao (1996)[8], đà xây dựng mô hình động thái tơng quan giữa

đờng kính tán với đờng kính ngang ngực để xác lập phơng trình:
DT = a + b.D1,3
tại một thời điểm nào đó với tham số b của phơng trình là một hàm của
chiều cao tầng trội với lâm phần Thông đuôi ngựa khu Đông Bắc.
Nhìn chung, việc nghiên cứu về cấu trúc rừng tập trung chủ yếu vào nghiên
cứu tơng quan giữa chiều cao với đờng kính thân cây, qui luật phân bố cấu trúc đờng
kính (N/D), q ui luật tơng quan giữa đờng kính thân cây và đờng kính tán.
Các công trình nghiên cứu rất đa dạng, nghiên cứu với nhiều loài cây, nhiều
kiểu rừng và trên nhiều vùng sinh thái. Trong nhiều công trình khác nhau, các tác
giả đà sử dụng nhiều phơng pháp nghiên cứu. Kết quả của các nghiên cứu này đà và
đang đợc ứng dựng rộng rÃi trong sản xuất, một phần nào đáp ứng yêu cầu điều tra,
điều chế và nuôi dỡng rừng.
1.2.2. Nghiên cứu sinh trởng, tăng trởng và sản lợng rừng
Trịnh Đức Huy - 1988 [16], khi mô phỏng sinh trởng chiều cao bình quân
cộng của rừng Bồ Đề vùng trung tâm ẩm Bắc Việt Nam đà sử dụng hàm Gompertz
và phơng pháp Affill để xác ®Þnh ®êng cong chiỊu cao chØ thÞ cho 5 cÊp đất.
Vũ Nhâm - 1988 [27], đà sử dụng hàm Korf để mô phỏng chiều cao tầng trội
rừng Thông đuôi ngựa làm cơ sở phân chia cấp đất. Tác giả đà dựa vào mô hình tăng
trởng chiều cao để phân chia cấp đất đợc xác định theo công thức:
H A H i 0,5.

Zhi
K

(1.43)

Trong đó:
Hi: Chiều cao năm thứ i
K: Hệ số giới hạn cấp đất
Zhi: Tăng trởng chiều cao năm thø i cđa tÇng u thÕ

Ngun Ngäc Lung- 1989 [26], lần đầu tiên sử dụng hàm Schumacher để mô
phỏng chiều cao Thông ba lá tại Lâm Đồng và sử dụng phơng pháp Affill để phân
chia cấp đất.


14

Phạm Ngọc Giao (1986, 1989) [7], với việc mô phỏng động thái cấu trúc đờng kính lâm phần Thông đuôi ngựa ở các cấp khác nhau làm cơ sở cho lập biểu sản
lợng cho rừng Thông đuôi ngựa ở khu Đông Bắc.
Bảo Huy 1993 [21], khi xác định đờng cong sinh trởng chiều cao chỉ thị cấp
đất rừng Bằng Lăng ở Tây Nguyên đà thay đổi đồng thời hai tham số a, b của hàm
Schumacher.
Vũ Tiến Hinh 1993 [14], đà thử nghiệm hàm sinh trởng: Korf, Schumacher,
Gompertz để mô tả quy lt sinh trëng chiỊu cao u thÕ cho c¸c lâm phần Thông đuôi
ngựa. Tác giả đà đa ra nhận xét hàm Korf là hàm thích hợp nhất. Cuối cùng lấy hàm
này là cơ sở phân chia cấp đất và sử dụng phơng pháp Affill để lập biểu cấp đất cho
rừng Thông đuôi ngựa.
Vũ Tiến Hinh 1995 [15], dùng các quan hệ G= f(H 0, N); M= f(G,H0) để dự
đoán tổng tiết diện ngang và trữ lợng lâm phần trớc và sau tỉa tha từ đó lập biểu sản
lợng cho Thông đuôi ngựa ở vùng Đông Bắc ( Vũ Tiến Hinh, Nguyễn Thị Bảo Lâm
(1995 - 1996) [25].
Nguyễn Trọng Bình 1996 [4], trên cơ sở lý thuyết của hàm ngẫu nhiên đÃ
nghiên cứu mối quan hệ kỳ vọng toán và phơng sai của biến ngẫu nhiên ba loài
Thông đuôi ngựa, Thông nhựa và Mỡ cho từng đại lợng sinh trởng (D1..3, H) ở các
thời điểm khác nhau là một trong những cơ sở quan trọng để xem xét vấn đề phân
cấp năng suất các lâm phần thuần loài nói trên.
Nguyễn Thị Bảo Lâm 1996[ 25], đà dùng hàm Korf mô phỏng sinh trởng
chiều cao tầng trội và thay đổi đồng thời 2 tham số để xác định đờng cong chỉ thị
cấp đất cho rừng Thông đuôi ngựa.
Hoàng Xuân Y 1997 [36], tiến hành phân chia cấp đất bằng chiều cao cây có

tiết diện bình quân (Hg). Tác giả thử nghiệm các hàm Korf, Schumacher, Gompertz
và chọn hàm Schumacher để mô pháng sinh trëng chiỊu cao cho rõng Mì
(M.glauca) trång t¹i Trung tâm nguyên liệu giấy.
Ngoài ra còn rất nhiều những nghiên cứu sinh trởng, sản lợng rừng bằng mô
phỏng toán học đà ứng dụng các mô hình toán học trong nghiên cứu sinh trởng cũng
nh mối quan hệ giữa sinh trởng với hoàn cảnh. Vũ Tiến Hinh - 1993, 1996 {15},
Bảo Huy - 1992 [21], đà xác lập quan hệ giữa diện tích tán cây trong lâm phần với
chiều cao tầng u thế và mật độ ban đầu làm cơ sở xác định mật độ tối u, lập biểu quá
trình sinh trởng Keo lá tràm cho rừng trồng keo lá tràm trên phạm vi cả nớc.
Nh vậy, đà có nhiều công trình nghiên cứu về sinh trởng và dự đoán sản lợng
cho một số loài cây trồng, tuy nhiên đối với một số loài Keo lai, đến nay mới chỉ có
những nghiên cứu về khảo nghiệm giống và xuất xứ, cha có những nghiên cứu cụ
thể về sinh trởng và cÊu tróc.


15

1.2.3.Một số công trình nghiên cứu về loài keo
Cho đến nay, trên thế giới đà có hàng trăm công trình nghiên cứu về các loài
keo trên nhiều lĩnh vực: Đặc điểm hình thái, sinh thái, sinh lý, sinh hoá, lâm học,
khảo nghiệm xuất xứ, chọn giống ...Các công trình này ®· phơc vơ tèt cho viƯc viƯc
phỉ biÕn g©y trång keo trên toàn thế giới. Có thể kể đến một số công trình tiêu biểu
sau:
Về hình thái giải phẫu thực vật có thể kể đến các công trình nghiên cứu của
các tác giả: Pedley, L (1990), Verdcord, B (1979), Turnbull (1986), Gun at all
(1987) [49], Darus vµ Rasip (1989) [47], Gan vµ Sim Boon Liang (1991) [48] ... .
VỊ sinh lý, sinh hoá có thể đề cập đến các công tr×nh cđa Verhoef, L (1990),
Delwaulle, J.C (1979), Bobye, F. Ade (1982)...
Về sinh trởng, tăng trởng và sản lợng có thể kể đến các công trình nghiên cứu
của Tanpibal và các céng sù (1991), Ugalde, L.A (1983), Prasad, R. and Chadhar,

S.K (1987)...
Ngoài ra còn rất nhiều các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học khác.
ở Việt Nam, các công trình nghiên cứu chuyên sau về lĩnh vực nêu trên cho
các loài keo còn ít và tản mạn. Hầu hết các công trình nghiên cứu trong nớc tập
trung vào lĩnh vực giới thiệu đặc điểm, khảo nghiệm xuất xứ và chọn giống, tìm hiểu
khả năng gây trồng và giá trị sử dụng cũng nnh tiềm năng của keo trong công tác
trồng rừng nguyên liệu tập trung, trồng rừng phòng hộ và cải thiện nguồn giống. Có
thể tìm thấy những vấn đề trên trong các công trình nghiên cứu và các bài viết của
các tác giả: Trần Văn Hợp - Nguyễn Bội Quỳnh (1993), Thái Văn Trừng (1982),
Nguyễn Hoàng Nghĩa (1993), Lê Đình Khả (1993) [17],...
Về năng suất và sinh khối có thể kể đến các công trình nghiên cứu của các
tác giả: Vũ Văn Thông (1998) với rừng keo lá tràm trồng tập trung ở tỉnh Thái
Nguyên, Trần Hậu Huệ (1997) với rừng keo lá tràm khu vực Trị An - Đồng Nai...
Về lĩnh vực lâm sinh và điều tra rừng có các công trình nghiên cứu về xây
dựng biểu tỉa tha tạm thời cho khu vực Tân Uyên, Sông Bé của Nguyễn Ngọc Lung
và Đào Công Khanh, Bùi Việt Hải, Trần Hậu Huệ, Nguyễn Văn Xuân...
Công trình nghiên cứu: Lập biểu quá trình sinh trởng Keo lá tràm cđa Vị
TiÕn Hinh (1996) [15], “ Nghiªn cøu cÊu tróc và sản lợng làm cơ sở ứng dụng trong
điều tra và nuôi dỡng rừng Keo lá tràm (Acacia auriculiformis A.Cunn ex Benth) t¹i
mét sè tØnh khu vùc miỊn Trung ViƯt Nam của Hoàng Văn Dỡng (2001) [6] là các
công trình tiêu biểu và tập trung nhất, giải quyết các cơ sở lý luận cơ bản và xây
dựng hệ thống các biểu chuyên dụng, đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phục
vụ cho công tác điều tra, dự đoán sản lợng rừng Keo lá tràm của nớc ta.
Riêng mảng nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh vực điều tra và lâm sinh, nghiên
cứu định lợng các qui luật khách quan tồn tại ở những lâm phần Keo lai trên cả nớc
phục vụ cho công tác điều tra và nuôi dỡng rõng hÇu nh cha cã.


16

Tất cả những thành tựu của các công trình nêu trên là những vấn đề có liên
quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài mà trong quá trình thực hiện chúng tôi có
sự kế thừa vận dụng, đặc biệt là các vấn đề về cơ sở lý luận, quan điểm và phơng
pháp nghiên cứu, về cấu trúc và sinh trởng cho đối tợng rừng trồng thuần loài đều
tuổi.


17

Chơng 2
Mục tiêu, đối tợng, phạm vi
và giớn hạn nghiên cứu
2.1.Mục tiêu nghiên cứu
Về lý luận
Bổ sung thêm về phơng pháp luận cho công tác lập biểu chuyên dụng phục
vụ cho điều tra và dự đoán sản lợng rừng Keo lai nói riêng và các loài cây trồng rừng
ở Việt Nam nói chung.
Đóng góp về phơng pháp luận cho việc nghiên cứu cấu trúc, sinh trởng và
sản lợng cho đối tợng rừng trồng ở nớc ta.
Về thực tiễn
Tìm hiểu quy lt cÊu tróc vµ sinh trëng cđa rõng trång Keo lai, đây là một
yêu cầu thiết thực của thực tiễn sản xuất, qua đó có cơ sở xác định biện pháp kinh
doanh hợp lý.
Phân chia rừng trồng Keo lai thành các cấp năng xuất khác nhau làm cơ sở
cho việc xây dựng các mô hình dự đoán sản lợng và các biểu chuyên dụng phục vụ
điều tra, kinh doanh rừng.
2.2.Đặc điểm đối tợng nghiên cứu
2.2.1. Sự phát hiện về nguồn gốc của cây Keo lai
2.2.1.1.Sự phát hiện nguồn gốc của cây Keo lai trên thế giới
Keo lai tên gọi tắt để chỉ giống lai tự nhiên giữa Keo tai tợng (Acacia

mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis). Giống lai tự nhiên này đợc
Messrs Herburn và Shim phát hiện lần đầu vào năm 1972 trong số các cây Keo tai tợng trång ven ®êng ë Sook Telupid thc bang Sabah cđa Malaysia. Sau này Tham
(1976) cũng coi đó là giống lai. Đến tháng 7 năm 1978, sau khi xem xét các mẫu
tiêu bản tại Phòng tiêu bản thực vật ở Queensland (Australia) đợc gửi từ tháng 1
năm 1977 Pedgley đà xác nhận đó là giống lai tự nhiên giữa Keo tai tợng và Keo lá
tràm.
ở vùng Châu á - Thái Bình Dơng Keo lai đợc phát hiện ở Thái Lan (Kijika,
1992). ở Inđonesia từ năm 1992 đà bắt đầu có thí nghiệm trồng Keo lai từ nuôi mô
phân sinh, cùng Keo tai tợng và Keo lá tràm (Umboh et al, 1993). Keo lai tự nhiên
còn tìm thấy trong vờn ơm Keo tai tợng (lấy giống từ Malaysia) của Trạm nghiên
cứu Jon - Pu của Viện nghiên cứu lâm nghiệp Đài Loan (Kiang Tao et al, 1988) vµ ë
khu trång Keo tai tợng tại Quảng Châu (Trung Quốc).
2.2.1.2.Sự phát hiện về nguồn gèc Keo lai ë ViƯt Nam
ë níc ta, Keo lai đợc Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng (Viện khoa học
lâm nghiệp Việt Nam) phát hiện tại Ba Vì (Hà Tây), Đông Nam Bộ và Tân Tạo
(thành phố Hồ Chí Minh) và lác đác tại nhiều nơi nh ở Nam Bộ (Tân Tạo, Trảng


18

Bom, Sômg Mây, Trị An), ở Trung Bộ (Thanh - Nghệ - Tĩnh, Bình - Trị - Thiên,
Quảng Nam - Đà Nẵng ...), ở Tây Nguyên (Pleiku, Kon Hà Nừng) và ở Bắc Bộ (chủ
yếu ở vùng Ba vì thuộc tỉnh Hà Tây và một số nơi khác nh Hoà Bình, Phú Thọ,
Tuyên Quang...). Nh vậy, Keo lai đợc phát hiện hầu nh khắp các vùng sinh thái
chính trong cả níc. Cho nªn cã thĨ nhËn thÊy Keo lai cịng giống nh hai loài bố, mẹ
có biên độ sinh thái rộng có thể gây trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau.
Các cây Keo lai này đà xuất hiện trong các rừng trồng Keo tai tợng, đợc lấy
giống từ các khu khảo nghiệm Keo tai tợng đợc trồng cạnh Keo lá tràm tại Đông
Nam Bộ và tại Ba Vì. Vì thÕ, cã thĨ biÕt mĐ cđa chóng lµ Keo tai tợng (A.
mangium) và bố của chúng là Keo lá tràm (A. auriculiformis).

Giống lai vùng Ba Vì đợc lấy từ khu khảo nghiệm giống Keo trồng năm 1982
tại Lâm trờng Ba Vì. Cây mẹ là Keo tai tợng, xuất xứ Daintree (thc bang
Queensland cđa Australia) ë vÜ ®é 16 0 17’ N, kinh độ 145031E, với lợng ma hàng
năm trong khoảng 800 - 1200mm. Cây bố là cây Keo lá tràm, xuÊt xø Darwin (thuéc
bang Northern Territory cña Australia) cã vÜ độ 12 026N, kinh độ 132016 E, với lợng
ma hàng năm trong khoảng 1500- 1900mm.
Giống lai vùng Đông Nam Bộ đợc lấy từ khu khảo nghiệm giống keo trồng
năm 1984. Cây mẹ là Keo tai tợng, xuất xứ Mossman (thuộc bang Queensland cđa
Australia) ë vÜ ®é 160 20’ N, kinh độ 145024E, với lợng ma hàng năm trong khoảng
800 - 1200mm. Cây bố là cây Keo lá tràm đợc đa vào gây trồng trớc đây không rõ
xuất xứ hoặc xuất xø Oenpelli (thc bang Northern Territory cđa Australia) cã vÜ
®é 12020N, kinh độ 133004 E, với lợng ma hàng năm trong khoảng 1300- 1700mm.
Nh vậy, các giống lai ở nớc ta dù đợc phát hiện hoặc đợc lấy giống ở miền
Bắc hoặc miền Nam nhng về cơ bản đều có cây mẹ thuộc cùng những vùng sinh thái
giống nhau, do đó có khả năng phát triển nh nhau trên các vùng sinh thái chính trên
cả nớc.
2.2.2. Đặc điểm cơ bản của cây Keo lai đời thứ nhất
Nh đà đề cập ở phần trên, cây Keo lai đợc phát hiện trong các khu khảo
nghiệm về giống Keo tai tợng trồng cạnh Keo lá tràm. Đây là thế hệ đầu tiên hay gäi
thÕ hƯ F1. Theo qui íc qc tÕ, tªn cđa các giống cây trồng do Uỷ ban quốc tế về
đặt tên các giống cây trồng của Hiệp hội sinh học quốc tế đa ra thì giống lai này đợc
viết theo công thức A.mangium x A. auriculiformis. Điều đó có nghĩa là A. mangium
là loài cây mẹ, A. auriculiformis là loài cây làm bố (Gilmour et al, 1969). Còn theo
cách đặt tên khác giống lai này có thể đợc viết là Acacia x manriculiformis.
Theo Lê Đình Khả (1999) [22], Keo lai có một số đặc điểm sau:
-Về hình thái lá: Keo lai có chỉ số lá (chiều dài trên chiều rộng) ở vị trí trung
gian giữa hai loài Keo tai tợng và Keo lá tràm. Chỉ số lá Keo tai tợng là 2,73 - 2,79
lá lớn và to bản, keo lá tràm có lá dài hẹp chỉ số lá là 5,23 - 6,69 và Keo lai có chỉ số
lá là 3,09 -3,37. Ngoài ra, trong khi lá của Keo tai tợng có 4 gân chính, lá của Keo lá

19

tràm có 2 -3 gân chính thì lá của Keo lai thờng có 3 - 4 gân chính hay cả hai kiểu
gân đôi khi cùng tồn tại trên một cây. Ngoài ra, ở nách lá Keo tai tợng có tuyến mật
có thể làm nguồn thức ăn cho Ong thì Keo lai cũng có nhng Keo lá tràm lại không
có.
- Về hình thái tán và màu sắc vỏ cây lai cũng trung gian giữa hai loài bố mẹ,
song có phần giống Keo lá tràm hơn.
-Về hình thái lá của cây con: Số lá chét ở lá kép đầu tiên cũng nh tổng số lá
kép trớc khi có lá giả thì số lá của Keo lai là trung gian giữa Keo tai tợng và Keo lá
tràm. Theo kết quả nghiên cứu của Lê Đình Khả (1999) [22] cho thấy số lá chét đầu
tiên của Keo tai tợng là 7,6, của Keo lá tràm là 5,8 còn của Keo lai là 8,1 - 8,5. Nói
cách khác, số lá chét của lá kép đầu tiên ở cây lai thể hiện u thế lai khá râ rƯt, trong
lóc sè l¸ kÐp tríc lóc cã l¸ giả (tức là thời kỳ xuất hiện lá giả - Phyllode) ở cây lai
thể hiện tình trung gian giữa hai loài bố mẹ. Số lá kép ở cây con của Keo lá tràm là
4,6, ở Keo tai tợng là 6,0 thì ở Keo lai là 5,3. Ngoài ra, ở cây con của Keo tai tợng
không thấy có lá trung gian chuyển tiếp, trong khi ở Keo lá tràm và Keo lai đều có
lá trung gian chuyển tiếp.
-Về sinh trởng: Đặc ®iĨm nỉi bËt cđa gièng Keo lai lµ cã u thÕ lai hÕt søc râ
rƯt vỊ sinh trëng. ¦u thÕ lai này đà đợc thể rõ cả ở Ba Vì lẫn ở Đông Nam Bộ và
nhiều nơi khác. Điều tra sinh trởng tại rừng trồng Keo tai tợng có xuất hiện Keo lai
tại Ba Vì cho thấy Keo lai có sinh trởng nhanh hơn Keo tai tợng 1,2 - 1,6 lần về
chiều cao và 1,3 - 1,8 lần về đờng kính. ở giai đoạn 4 tuổi rỡi Keo lai có thể tích gấp
2 lần Keo tai tợng. Tại Sông Mây (Đồng Nai), khi so sánh với Keo lá tràm cùng tuổi
đà thấy rằng Keo lai sinh trởng nhanh hơn Keo lá tràm 1,3 lần về chiều cao, 1,5 lần
về đờng kính.
Hệ số biến động về đờng kính và chiều cao của Keo lai nhỏ hơn Keo tai tợng
nhng lớn hơn Keo lá tràm, nghĩa là cũng ở vị trí trung gian giữa hai loài keo này.
Nói cách khác, Keo lai còn có u điểm là có đờng kính và chiều cao đồng đều hơn

Keo tai tợng (Lê Đình Khả, Nguyễn Đình Hải, Phạm Văn Tuấn, 1993) [17].
Tuy vậy, cần thấy r»ng trong khi mét sè n¬i Keo lai thêng cã u thế la hết sức
rõ rệt, cây lai vợt lên trên tàn rừng Keo tai tợng, thân thẳng đẹp và tròn đều, tán lá
phát triển cân đối, thì ở một số nơi khác tại nớc ta Keo lai tuy có xum xuê hơn Keo
tai tợng, song nhiều thân hoặc cành nhánh lớn và không ít trờng hợp ngọn phát triển
kém, không thấy rõ u thế so với Keo tai tợng về sinh trởng và hình dạng thân. Vì
thế, không phải hễ phát hiện ra Keo lai là có thể nhân giống để đa vào sản xuất mà
phải qua một quá trình chọn lọc cẩn thận những cây có sinh trởng tốt nhất, vợt trội
hơn hẳn Keo tai tợng, đồng thời còn nhiều tính u việt khác.


20

2.2.3. Giá trị sử dụng
Các dòng Keo lai đợc lựa chọn hiện nay không chỉ sinh trởng nhanh hơn các
loài keo bố mẹ mà còn có số lợng và khối lợng nốt sần nhiều hơn đồng thời có khả
năng cải tạo đất cao hơn keo bố mẹ.
Keo lai cũng giống nh các loài keo bố mẹ đều là cây xanh quanh năm, tán lá
khá dày, rễ có nhiều nốt sần Rhizobium có khả năng cố định đạm, cây có thể sống
đợc trên các vùng đất đai nghèo kiệt và khô hạn, biên độ sinh thái rộng có thể trồng
đợc cả trên đất chua và đất kiềm. Nên có thể coi Keo lai là cây trồng để cải tạo đất,
phủ xanh đất trống, đồi núi trọc và chống xói mòn.
Cây Keo lai có tỷ trọng gỗ và các tính chất vật lý, cơ học trung gian giữa Keo
tai tợng và Keo lá tràm. Theo Lê Đình Khả 1999 [22], tỷ trọng gỗ của Keo lai trung
bình khoảng 0,455g/cm3, ở giai đoạn tuổi 4, trong khi đó Keo tai tợng là
0,414g/cm3, Keo lá tràm là 0,469g/c3.
Theo kết quả phân tích của Viện lâm nghiệp thuộc công ty giấy Oji ở Nhật
Bản cho mÉu Keo lai 5 ti lÊy tõ Ba V×, mÉu cây bố mẹ đợc lấy ở nhà máy dăm
Qui Nhơn cho thấy Keo lai có tỷ trọng gỗ khá lớn (0,542) lớn hơn Keo tai t ợng
(0,438) và Keo lá tràm (0,505).

Dựa vào các nghiên cứu trên cho thấy, cây Keo lai có tiềm năng lớn về bột
giấy, làm nguyên liệu cho gỗ ván dăm và đóng đồ gia dụng. Ngoài ra trồng Keo lai
còn cho nguồn nguyên liệu làm chất đốt phục vụ cuộc sống cho con ngời.
Nghiên cứu tính chất vật lý và cơ học của Keo lai do phòng Tài nguyên rừng
thuộc Viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam tiến hành thì hầu hết các tính chất vật lý
và cơ học nh độ co rút, độ hút Èm, lùc chèng uèn tÜnh, lùc chèng uèn va ®Ëp, lực
chống trợt và lực chống tách của Keo lai đều thể hiện tính trung gian giữa Keo tai tợng và Keo lá tràm. Do đó, Keo lai đà tập hợp đợc u điểm và khắc phục đợc nhợc
điểm của hai loµi bè mĐ.
Cã thĨ coi Keo lai lµ mét gièng mới rất có triển vọng cho sản xuất lâm
nghiệp.
2.2.4.Đặc điểm sinh thái
Hiện nay, cha có những nghiên cứu cụ thể các chỉ tiêu sinh thái của Keo lai.
Dựa vào các vùng đà gây trồng giống Keo lai hiện nay đang cho sinh trởng và phát
triển tốt, có thể nhận thấy đây là giống có biên độ sinh thái rộng, thích ứng tốt với
nhiều điều kiện hoàn cảnh.
Các khảo nghiệm giống Keo lai đợc trồng thử trên nhiều vùng khí hậu nớc ta:
Từ vĩ độ 10057 (Long Khánh) đến vĩ độ 220 04 (Hàm Yên). Lợng ma hàng năm
thay đổi từ 1440 mm (Nà Sản) đến 2370 mm (Đông Hà). Số tháng có lợng ma trên
100mm từ 4 tháng (Qui Nhơn) đến 6 tháng (Hàm Yên, Nà Sản, Đồng Hỷ, Ba Vì).
Các đặc điểm về lợng bốc hơi hàng năm, nhiệt độ trung bình hàng năm, nhiệt độ tối
cao tuyệt đối và nhiệt độ tối thấp tuyệt đối đều thay đổi khá mạnh mẽ. Hầu hết các