Điều tra sinh trưởng làm cơ sở xây dựng mô hình sản lượng rừng keo lai (Acacia hybrids) tại xã Hoàng Tung huyện Hòa An tỉnh Cao Bằng

Header Page 1 of 133.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HOÀNG VĂN TẤN

ĐIỀU TRA SINH TRƯỞNG LÀM CƠ SỞ XÂY DỰNG MÔ HÌNH SẢN LƯỢNG
RỪNG KEO LAI (Acacia Hybrids) TẠI XÃ HOÀNG TUNG, HUYỆN HÒA AN,
TỈNH CAO BẰNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo
Chuyên ngành
Khoa
Khóa học

: Chính quy
: Quản lý tài nghuyên rừng
: Lâm Nghiệp
: 2011 – 2015

Thái Nguyên, năm 2015

Footer Page 1 of 133.


Header Page 2 of 133.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HOÀNG VĂN TẤN

ĐIỀU TRA SINH TRƯỞNG LÀM CƠ SỞ XÂY DỰNG MÔ HÌNH SẢN LƯỢNG
RỪNG KEO LAI (Acacia Hybrids) TẠI XÃ HOÀNG TUNG, HUYỆN HÒA AN,
TỈNH CAO BẰNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo
Chuyên ngành
Lớp
Khoa
Khóa học
Giảng viên hướng dẫn:

: Chính quy
: Quản lý tài nghuyên rừng
: K43 QLTNR-N01
: Lâm Nghiệp
: 2011 – 2015
1. Ths. NGUYỄN ĐĂNG CƯỜNG
2. TS. NGUYỄN THANH TIẾN

Thái Nguyên, năm 2015

Footer Page 2 of 133.

Header Page 3 of 133.

ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này
hoàn toàn trung thực và chưa sử dụng cho bảo vệ một học vị nào. Các thông
tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc.

Thái nguyên, ngày thang năm 2015

Xác nhận của GVHD

TS. Nguyễn Thanh Tiến

Tác giả

Hoàng Văn Tấn

XÁC NHẬN CỦA GV CHẤM PHẢN BIỆN

Footer Page 3 of 133.


Header Page 4 of 133.

iii

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn, tôi đã được

sự quan tâm, tạo điều kiện của lãnh đạo Hạt Kiểm Lâm huyện Hòa
An, tỉnh Cao Bằng và các thầy, cô giáo Lâm Nghiệp trường Đại học
Nông Lâm Thái Nguyên. Nhân dịp này, tôi xin được bày tỏ lòng
biết ơn tới sự quan tâm giúp đỡ quý báu đó.
Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến Ts. Nguyễn
Thanh Tiến và Ths. Nguyễn Đang Cường người hướng dẫn tôi, đã tận tình chỉ
bảo và dành nhiều thời gian quý báu giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự đóng góp ý kiến của các đồng nghiệp
trong quá trình thực hiện luận văn.
Nhân dịp này, tôi xin được gửi lời cảm ơn tới bạn bè và người thân
trong gia đình đã động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong cả
quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn.

Thái Nguyên, tháng năm 2015
Tác giả

Hoàng Văn Tấn

Footer Page 4 of 133.


Header Page 5 of 133.

iv

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4.1.

Bảng liệt số phân bố N/D tại khu vực xã Nam Tuấn, huyện

Hòa An, tỉnh Cao Bằng ........................................................... 34

Bảng 4.2.

Bảng tổng hợp các phương trình tương quan Hvn và D1.3 ........ 39

Bảng 4.3.

Bảng tổng hợp các phương trình tương quan Dt và D1.3 ......... 40

Bảng 4.4.

Kết quả tính toán các chỉ tiêu cơ bản của lâm phần keo lai
(Acacia hybrid Fabaceae) ....................................................... 41

Bảng 4.5.1.

Kết quả lập phương trình tương quan giữa nhân tố điều tra và
chỉ tiêu sản lượng .................................................................... 43

Bảng 4.5.2.

Kết quả kiểm tra sự tồn tại của các phương trình sản lượng
trong tổng thể ........................................................................... 44

Bảng 4.5.3.

Kết quả chọn phương trình xây dựng mô hình sản lượng ....... 45

Bảng 4.6.1.

Kết quả tính toán các chỉ tiêu điều tra cơ bản của các ô không
tham gia lập phương trình ....................................................... 45

Bảng 4.6.2.

Bảng kiểm tra giá trị thực nghiệm và giá trị lý thuyết cho
từng chỉ tiêu ............................................................................. 46

Bảng 4.6.3.

Bảng tính toán sai số cho từng chỉ tiêu ................................... 46

Bảng 4.6.4.

Kết quả kiểm tra tính thích ứng của các mô hình sản lượng ... 46

Footer Page 5 of 133.


Header Page 6 of 133.

v

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 4.1. Nắn phân bố thực nghiệm theo hàm Weibull ở OTC 10 ............. 37
Hình 4.2. Nắn phân bố thực nghiệm theo hàm Weibull ở OTC 18 ............. 38
Hình 4.3. Nắn phân bố thực nghiệm theo hàm Weibull ở OTC 30 ............. 38
Hình 4.4.

Biểu đồ giá trị thực nghiệm và giá trị lý thuyết của chỉ tiêu Dg ...........47

Hình 4.5. Biểu đồ giá trị thực nghiệm và giá trị lý thuyết của chỉ tiêu G .... 48
Hình 4.6. Biểu đồ giá trị thực nghiệm và giá trị lý thuyết của chỉ tiêu M ... 48
Hình 4.7. Biểu đồ giá trị thực nghiệm và giá trị lý thuyết của chỉ tiêu St ... 49

Footer Page 6 of 133.


Header Page 7 of 133.

vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt
A

Tuổi lâm phần

C1.3

Chu vi thân cây tại vị trí cách mặt đất 1,3m

D1.3

Đường kính cây ở độ cao cách mặt đất 1.3m

Dg0

Đường kính bình quân tầng trội

Dt

Đường kính trung bình tán

G

Tổng tiết diện ngang lâm phần

Hg

Chiều cao bình quân lâm phần

Hvn

Chiều cao vút ngọn

H0

Chiều cao bình quân trội

M

Trữ lượng lâm phần

N

Mật độ của lâm phần

OTC

Footer Page 7 of 133.

Nội dung

Ô tiêu chuẩn

P

Độ đầy đủ của lâm phần

R

Hệ số tương quan

Si

Cấp năng suất của lâm phần

St

Tổng diện tích tán lâm phần

V

Thể tích cây tiêu chuẩn

∆%

Là sai số tương đối

[1]

Số liệu tài liệu trích dẫn trong danh sách


Header Page 8 of 133.

vii

MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị, ảnh
Danh mục các kỹ hiệu, các chữ viết tăt
Phần 1. MỞ ĐẦU ......................................................................................................1

1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................ 1
1.2. Mục đích nghiên cứu............................................................................................... 3
1.3. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................ 3
1.4. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................... 4
Phần 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ...................................................................5

2.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu................................................................................. 5
2.1.1. Cơ sở khoa học ..................................................................................................5
2.1.2. Những nghiên cứu ở trên thế giới .....................................................................6

2.1.3. Những nghiên cứu ở Việt Nam .......................................................................14
2.1.4. Nhận xét chung ................................................................................................19

2.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu ............................................................................20
2.2.1. Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu ...................................................20
2.2.2. Đặc điểm tài nguyên........................................................................................21
2.2.3. Đặc điểm dân sinh và kinh tế - xã hội .............................................................23
2.2.4. Nhận xét chung ...............................................................................................24
Phần 3. ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU .........................................................................................................26

3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................26

Footer Page 8 of 133.


Header Page 9 of 133.

viii

3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ........................................................................26
3.3 Nội dung nghiên cứu ..............................................................................................26
3.4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................26
3.4.1. Công tác chuẩn bị ............................................................................................26
3.4.2. Công tác ngoại nghiệp .....................................................................................26
3.4.3. Công tác nội nghiệp ........................................................................................28
3.4.4. Phương pháp nghiên cứu mối quan hệ giữa các đại lượng xây dựng mô hình
sản lượng ...................................................................................................................31
3.4.5. Phương pháp đánh giá và chọn phương trình thích hợp để xây dựng biểu sản
lượng .........................................................................................................................33

3.4.6. Phương pháp kiểm nghiệm kết quả .................................................................33
Phần 4. KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ .................................................34

4.1. kết quả nghiên cứu một số quy luật kết cấu lâm phần ........................................34
4.1.1. Kết quả nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo đường kính (N/D) ...........34
4.1.2. Kết quả nghiên cứu tương quan Hvn và D1 ......................................................39

4.2. Mối quan hệ giữa các chỉ tiêu sản lượng rừng với điều kiện lập địa ,mật độ hiện
tại (N/ha) và tuổi lâm phần (A) làm cơ sở xây dựng biểu sản lượng ........................44
4.3. Đề xuất sử dụng một số chỉ tiêu sản lượng áp dụng cho rừng trồng Keo lai cho
địa phương.....................................................................................................................46
Phần 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................51

5.1 Kết luận ...................................................................................................................51
5.2. Kiến nghị ................................................................................................................52
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................54

Footer Page 9 of 133.


Header Page 10 of 133.

1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Cao Bằng là tỉnh nằm ở phía Đông Bắc Việt Nam. Hai mặt Bắc và
Đông Bắc giáp với tỉnh Quảng Tây (Trung Quốc), phía Tây giáp Tuyên
Quang và Hà Giang, phía Nam giáp Bắc Kạn và Lạng Sơn. Với loại địa hình

phức tạp, núi non trùng điệp, rừng núi chiếm 90% diện tích toàn tỉnh nên Cao
Bằng thiếu đất sản xuất nông nghiệp. Do vậy, từ lâu Cao Bằng đã coi phát
triển lâm nghiệp là cái "phao" cho công tác xóa đói, giảm nghèo.
Cao Bằng có hơn 339.000 ha đất lâm nghiệp, nhưng chỉ có khoảng
20.000 ha rừng trồng mà chủ yếu là trồng từ các dự án PAM, 327 và dự án 5
triệu ha rừng. Nhiều năm liền việc trồng rừng ở Cao Bằng đạt dưới 40% kế
hoạch đề ra. Vì vậy, để hoàn thành những kế hoạch, dự án trồng rừng, chủ
trương của tỉnh là đẩy nhanh tỉ lệ che phủ đất trống đồi núi trọc, tạo thêm công
ăn việc làm cho người dân, đặc biệt là đồng bào các dân tộc thiểu số sống ở
vùng sâu vùng xa, đồng thời đáp ứng nhu cầu về gỗ cho ngành công nghiệp
chế biến gỗ. Song hành với những chủ trương này, thì việc trồng rừng bằng các
loài cây có giá trị kinh tế cao và chu kỳ sinh trưởng ngắn là điều tất yếu, vì thế
Cao Bằng đã chọn cây keo lai làm cây mũi nhọn trong việc trồng rừng.
Keo lai (Acacia hybrids) là tên gọi của giống lai tự nhiên giữa Keo tai
tượng (Acacia mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis). Đây là
giống có nhiều đặc điểm hình thái trung gian giữa bố và mẹ, đồng thời có ưu
thế lai rõ rệt về sinh trưởng nhanh, có hiệu suất bột giấy, độ bền cơ học và độ
trắng của giấy cao hơn hẳn các loài bố mẹ, có khả năng cố định đạm khí
quyển trong đất nhờ các nốt sần ở hệ rễ.

Footer Page 10 of 133.


Header Page 11 of 133.

2

Keo lai là cây gỗ đa mục đích, cao 25 – 30 m, đường kính 60 – 80 cm.
Thân thẳng, tròn đều, tán phát triển cân đối, vỏ ngoài màu xám, cành non
vuông màu xanh lục. Lá có 3 – 4 gân mặt chính, lá hình mác, có chiều dài và

rộng nhỏ hơn lá Keo tai tượng và lớn hơn lá Keo lá tràm. Hoa lưỡng tính mọc
cụm, màu trắng hơi vàng, mọc ở nách lá.
Bên cạnh hàng loạt các đặc tính sinh vật học, sinh thái học của cây
keo lai thì chúng còn có nhiều giá trị quan trọng như kinh tế - xã hội - môi
trường. Keo lai là một trong nhiều loài cây được chọn để phát triển rộng
rãi ở nhiều nước trên thế giới để nhằm phủ xanh đất trống đồi núi trọc,
cung cấp gỗ củi, bột giấy, nguyên liệu sản xuất công nghiệp sản xuất ván
dăm và đồ mộc. Keo lai còn được dùng để che bóng mát ở các đường phố,
công viên, công sở, cơ quan... Đặc biệt đứng trước nạn phá rừng bừa bãi
làm mất cân bằng sinh thái khiến chúng ta phải hứng chịu "Hiệu ứng nhà
kính" thì keo lai thể hiện rõ nét vai trò của nó.
Trong quá trình học tập lớp Quản Lý Tài Nguyên Rừng, khoa Lâm
Nghiệp – Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên, thực hiện phương pháp
học đi đôi với hành (lý thuyết phải gắn liền với thực hành), chúng tôi đã tìm
hiểu và nghiên cứu về quá trình sinh trưởng của cây keo lai để nâng cao hiệu
quả, và năng suất trồng rừng, từ đó dự báo được sản lượng cũng như phục vụ
cho công tác trồng rừng của tỉnh Cao Bằng.
Từ những vấn đề trên, được sự đồng ý của khoa Lâm Nghiệp – Trường
Đại Học Nông Lân Thái Nguyên và được sự hướng dẫn trực tiếp của giảng
viên TS. Nguyễn Thanh Tiến và ThS. Nguyễn Đăng Cường tôi tiến hành
nghiên cứu đề tài : “Điều tra sinh trưởng làm cơ sở xây dựng mô hình sản
lượng rừng keo lai (Acacia hybrids) tai xã Hoàng Tung, huyện Hòa An, tỉnh
Cao Bằng”.

Footer Page 11 of 133.


Header Page 12 of 133.

3

Nghiên cứu đề tài này nhằm góp phần giải quyết yêu cầu của thực tiễn
sản xuất hiện nay, thông qua nghiên cứu một số phương pháp thực nghiệm
thích hợp, phát hiện các quy luật cấu trúc cơ bản, làm cơ sở khoa học để dự
tính, dự báo sản lượng rừng, đề xuất các biện pháp kỹ thuật tác động hợp lý,
phục vụ công tác kinh doanh và nuôi dưỡng rừng keo lai nói riêng cũng như
các loài cây trồng rừng đại trà khác tại địa phương.
1.2. Mục đích nghiên cứu
Cung cấp thêm cơ sở khoa học trong công tác xây dựng mô hình sản
lượng keo lai. Góp phần nâng cao hiệu quả của cây keo lai để phục vụ cho
phát triển kinh tế tại xã Hoàng Tung, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng.
1.3. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá được khả năng sinh trưởng và biến đổi cấu trúc của rừng keo
lai qua các cấp tuổi tại xã Hoàng Tung, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng thông
qua việc nghiên cứu đặc điểm các chỉ tiêu sinh trưởng, cấu trúc rừng, tương
quan đường kính và chiều cao.
- Phân tích được các quy luật kết cấu lâm phần Keo lai tại xã Hoàng
Tung, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng.
- Lập được mô hình biểu diễn mối quan hệ giữa các chỉ tiêu sản
lượng rừng, các chỉ tiêu tuổi rừng, điều kiện lập địa và mật độ lâm phần
loài keo lai làm cơ sở xây dựng mô hình sản lượng đảm bảo yêu cầu với
độ chính xác (hay sai số cho phép), xây dựng phương pháp điều tra và
dự đoán trữ lượng gỗ lâm phần.
- Đánh giá được lượng tăng trưởng của cây keo lai theo từng độ tuổi.
- Xây dựng được mô hình dự báo sản lượng cây keo ở tỉnh Cao Bằng.

Footer Page 12 of 133.


Header Page 13 of 133.

4

- Đề xuất một số giải pháp kĩ thuật lâm sinh vào rừng trong giai đoạn
phát triển thực tiễn.
1.4. Ý nghĩa của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa trong học tập
Giúp cho sinh viên củng cố lại những kiến thức lý thuyết đã được học,
đồng thời làm quen với thực tế, tích lũy học hỏi kinh nghiệm. Thực hành
thuần thục phương pháp trong điều tra, nghiên cứu các loại cây rừng.
1.4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất
Đề tài thực hiện nhằm đánh giá thực tế về điều tra kinh doanh rừng tại
địa phương, từ đó đưa ra những giải pháp thiết thực nhất giúp người dân và
chính quyền địa phương có kế hoạch phát triển cây keo lai trong thời gian tới
đạt năng suất cao.

Footer Page 13 of 133.


Header Page 14 of 133.

5

Phần 2
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
2.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
2.1.1. Cơ sở khoa học
2.1.1.1. Phân loại khoa học
Giới (regnum): Thực vật (Plantate)
Bộ (ordo): Đậu (Fabales);

Họ (familia): Đậu (Fabaceae):
Phân họ (subfamilia) Trinh nữ (Mimosoideae;
Chi (genus): Keo (Acacia)
Loài (species): Keo lai (Acacia hybrids)
2.1.1.2. Đặc điểm hình thái
Keo lai là sự kết hợp giữa Keo tai tượng (Acacia mangium) và Keo lá
tràm (Acacia auriculiformis). Keo lai là cây gỗ nhỡ thường xanh cao tới 20 30m, đường kính có thể đạt tới 60 – 80cm. Thân tròn thẳng, tán rộng phân
cành thấp, vỏ màu xám nâu nứt dọc. Cây con dưới một tuổi lá kép lông chim
hai lần, cây trưởng thành lá đơn hình trái xoan dài hoặc hình ngọn giáo, đầu tù
men theo cuống, phiến lá dày nhẵn bông, có 3 - 5 gân dọc gắn song song
chụm lại ở đuôi lá, các gân nhỏ song song xen giữa các gân chính. Hoa tự
bông dài mọc lẻ hay mọc tập trung ở nách lá hay ở đầu cành. Hoa đều lưỡng tính
mẫu 4, tràng hoa màu vàng, nhị hoa thường vươn dài ra ngoài hoa. Quả đậu
xoắn, hạt hình trái xoan, hơi dẹt, màu đen. Rễ cây mọc rộng có nhiều nốt sần cố
định đạm Lê Mộc Châu và Vũ Văn Dũng (1999) [1].
2.1.1.3. Đặc điểm sinh thái
Keo lai là cây mọc nhanh ở vùng Đông Nam Bộ. Sau 5 năm tuổi, Keo
lai có khả năng sinh trưởng nhanh cả về đường kính và chiều cao, đường kính
trung bình có thể đạt tới 12.8cm và chiều cao trung bình có thể đạt tới 16.9m.

Footer Page 14 of 133.


Header Page 15 of 133.

6

Keo lai là loài cây ưa sáng, sống được ở nơi nhiệt độ bình quân là 220C, tối
thích là 24 - 280C và giới hạn là 400C, lượng mưa 1500 - 2500mm/năm. Đất
đai chủ yếu trồng trên các loại đất Feralit tầng dày tối thiểu 75cm, đất phù sa

cổ, đất xám bạc màu…Mùa ra hoa quả gần như quanh năm Lê Mộc Châu và
Vũ Văn Dũng (1999) [1].
2.1.1.4. Phân bố địa lý
Ở Việt Nam, cây Keo lai tự nhiên được Lê Đình Khả, Phạm Văn Tuấn
và các cộng sự thuộc Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng (RCFTI) phát
hiện đầu tiên tại Ba Vì (Hà Tây cũ) và vùng Đông Nam Bộ vào năm 1992.
Tiếp theo đó, từ năm 1993 cho đến nay Lê Đình Khả và các cộng sự đã tiến
hành nghiên cứu về cải thiện giống cây Keo lai, đồng thời đưa vào khảo
nghiệm một số giống Keo lai có năng suất cao tại Ba Vì (Hà Tây cũ) được ký
hiệu là BV; Trung tâm cây nguyên liệu giấy Phù Ninh cũng chọn lọc một số
dòng được ký hiệu là KL.
2.1.1.5. Giá trị kinh tế
Keo lai thuộc họ đậu nên có tác dụng cải tạo đất tốt, chống xói mòn. Gỗ
thẳng màu trắng có vân, có lõi giác phân biệt, gỗ có tác dụng nhiều mặt: Kích
thước nhỏ làm nguyên liệu giấy, kích thước lớn sử dụng trong xây dựng, đóng
đồ mỹ nghệ, hàng xuất khẩu. Gỗ cho nhiệt lượng cao có thể sử dụng làm củi
hoặc than chạy máy. Cây có hình dáng đẹp có thể trồng làm rừng phong cảnh.
Ngoài ra lá có thể làm thức ăn gia súc như dê, hươu…
2.1.2. Những nghiên cứu ở trên thế giới
2.1.2.1. Nghiên cứu định lượng quy luật cấu trúc đường kính thân cây rừng
Quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N/D) là một trong các quy luật
cấu trúc cơ bản và quan trọng nhất trong hệ thống các quy luật kết cấu lâm
phần, đã được nghiên cứu khá đầy đủ từ đầu thế kỷ XX. Quy luật phân bố số
cây theo cỡ đường kính được biểu thị bằng nhiều hình thức khác nhau như

Footer Page 15 of 133.


Header Page 16 of 133.

7

phân bố thực nghiệm N/D, phân bố số cây theo cỡ tự nhiên, bằng biểu đồ
hoặc bằng những đặc trưng thống kê.
Để nghiên cứu mô tả quy luật này, các tác giả đã tìm các phương trình
toán học dưới nhiều dạng phân bố xác suất khác nhau. Schreuder. HT và
Swank. WT (1974)[25] thống kê cân nhắc trong sinh khối lấy mẫu và diện tích
bề mặt thời gian đối với một khu rừng Pinus strobus Các hàm toán học được
các tác giả sử dụng để mô phỏng quy luật như: Hàm Hyperbol, họ đường cong
Pearson, họ đường cong Poisson, hàm Chalier (kiểu A), Chalier (kiểu B) để
xây dựng các phân bố kinh nghiệm của số cây theo đường kính N/D.
Ngoài những nghiên cứu quy luật ở trạng thái tĩnh, các tác giả còn đi
sâu nghiên cứu sự biến đổi của quy luật phân bố số cây theo thời gian hoặc
theo một biến số hay đại lượng nào đó có liên quan tới yếu tố thời gian mà
điều tra rừng gọi là động thái cấu trúc rừng.
+ Hàm phân bố chuẩn Lôgarit
Bliss. C. I , Reinker. K. A (1964)[15] xác lập giữa các tham số a, M, S của
phân bố chuẩn Lôgarit với đường kính bình quân theo dạng Lôgarit hai chiều:
ln a = a o + bo . ln d

(2.1)

ln M = a o + bo . ln d

(2.2)

ln S = ao + bo . ln d

(2.3)

+ Hàm Weibull
Bailey. RL. và Dell, đường kính TR (1973)[16] định lượng phân phối
với các chức năng Weibull. Dùng đường kính bình quân cộng, sai tiêu chuẩn
đường kính và đường kính nhỏ nhất để tính các tham số của phân bố Weibull
với giả thiết các đại lượng này có quan hệ với tuổi, mật độ lâm phần.
Quá trình biến đổi của phân bố N/D theo tuổi, ngoài phụ thuộc vào
sinh trưởng đường kính còn chịu ảnh hưởng sâu sắc của quá trình tỉa
thưa. Từ đó Preussner đã đề nghị mô hình tỉa thưa mới trên cơ sở quan

Footer Page 16 of 133.


Header Page 17 of 133.

8

niệm về biến đổi của phân bố đường kính là một quá trình xác định,
nghĩa là tổng hợp của hai mô hình: Mô hình tỉa thưa và mô hình tăng
trưởng đường kính tác giả đã sử dụng hàm:

Yi = n.e








2

di −dm 

s  + g


(2.4)

2
 t 




 −0.1n ′   


   150 
n = 1 − e 
.e





(2.5)

g = (0,11 + n′).0,001

(2.6)

Trong đó:
Yi :

Phần trăm số cây tỉa thưa theo cỡ kính i

di :

Đường kính trung bình cỡ kính i

d m : Đường kính nhỏ nhất

s:

Tham số

n, g : Các đại lượng biểu thị loại tỉa thưa
n′ :

Tỷ lệ phần trăm cây chặt

t:

Tuổi

Bailey. RL Bailey (1974) )[17] Weibull mô hình cho phân bố đường
kính. Hàm được dùng xác định phân bố N/D của bộ phận tỉa thưa. Để xác
định được phân bố này, cần phải biết phân bố N/D trước tỉa thưa, tuổi và tỷ lệ
cây chặt. Số cây còn lại sau tỉa thưa ở mỗi cỡ kính được tính bằng hiệu số số
cây trước tỉa thưa và số cây tỉa thưa. Đối với mô hình tăng trưởng, tác giả sử
dụng hàm:

 p (t + ∆t )
a
Zt = 
− .d i + a
1 − p(t + ∆t ) d 

Footer Page 17 of 133.

(2.7)


Header Page 18 of 133.

9

Với:
Zi: Tăng trưởng đường kính của cỡ kính i trong khoảng thời gian
từ t đến t + ∆t
di: Đường kính trung bình cỡ kính i tại thời điểm t
d: Đường kính trung bình cộng ở thời điểm t
p.(t +∆t): Suất tăng trưởng đường kính
a: Tham số của phương trình
Z i = a + b.d

(2.8)

Do tăng trưởng một số cây nhất định sẽ chuyển dịch từ cỡ kính thấp đến cỡ
kính cao hơn. Số cây này được xác định theo công thức hệ số chuyển cấp:
f =

Zd
k

(2.9)

Hệ số này được 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 được xác định như sau:
N = ni + 1. f 2

(2.10)

Ni = N j − N j . f2

(2.11)

Trong đó:
i = j + fi

(2.12)

Ngoài ra, các hàm số thường được sử dụng để xây dựng các dãy phân bố
kinh nghiệm của số cây theo đường kính được các Nhà khoa học sử dụng như:
+ Hàm Beta
Bennet F.A (1969)[18] đã dùng phân bố Beta và xác định các đại lượng
đường kính nhỏ nhất (dm), đường kính lớn nhất (dM) thông qua phương trình
tương quan kép với mật độ (N), tuổi (A) và cấp đất (S) như sau:
d m = a o + a1 . log N + a 2 . A.N + a3 . log N

Footer Page 18 of 133.

(2.13)


Header Page 19 of 133.

10

d M = a o + a1 .N + a 2 . log N . A.N + a 3 . A.S + a 4 . A.N (2.14)

Tính toán các tham số dm, dM, α và β của phân bố Beta theo các dạng
phương trình:
d m = a o + a1 .ho + a 2 . A.N + a3 .ho / N

(2.15)

d M = a o + a1 .h + a 2 . A.N + a3 .ho / N

(2.16)

α = a o + a1 . A / N + a 2 . A.ho

(2.17)

β = a o + a1 . A / N + a 2 .N .ho

(2.18)

Với ho là chiều cao tầng trội; A là tuổi; N là mật độ lâm phần.
+ Hàm Gamma

Roemisch. K (1975)[24] nghiên cứu khả năng dùng hàm Gamma mô
phỏng sự biến đổi của phân bố đường kính cây rừng theo tuổi, xác lập quan
hệ của tham số Beta với tuổi, đường kính trung bình, chiều cao tầng trội đã
khẳng định quan hệ giữa tham số Beta với chiều cao tầng trội là chặt chẽ nhất.
Lembeke, Knapp và Dittmar sử dụng phân bố Gamma với các
tham số thông qua các phương trình biểu thị mối tương quan với tuổi và
chiều cao tầng trội.
1
1
+ a2 . 2
A
A

(2.19)

p = a o + a1 . A + a 2 . A 2

(2.20)

α = ao + a1 .h100 + a 2 . A + a3 . A.h100

(2.21)

b = a o + a1 .

Ngoài các hàm toán học trên đây: Hàm Mayer, hàm Hyperbol, hàm
Poisson, hàm Charlier, hàm Logarit chuẩn, họ Pearson,... cũng được đề cập
nhiều khi nghiên cứu quy luật cấu trúc đường kính lâm phần cho các đối
tượng rừng khác nhau, đặc biệt là rừng tự nhiên mà công trình này không có
điều kiện đề cập.

Footer Page 19 of 133.


Header Page 20 of 133.

11

Một số tác giả khác: Pinso Cyril và R, Nasi (1991)[23] việc sử dụng
tiềm năng của cây keo tai tượng và keo lá tràm lai và Sabah, công nghệ chăn
nuôi nhiệt đới. Lại nghiên cứu theo xu hướng khác với quan điểm đường kính
cây rừng là một đại lượng ngẫu nhiên và phụ thuộc vào thời gian và coi quá
trình biến đổi của phân bố đường kính theo tuổi là một quá trình ngẫu nhiên.
Quá trình đó biểu thị một tập hợp các đại lượng ngẫu nhiên (Xt) với thời gian
t và lấy trong một khoảng thời gian nào đó. Nếu trị số của đường kính tại thời
điểm t chỉ phụ thuộc vào trị số ở thời điểm t - 1 thì đó là quá trình Markov.
Nếu Xt = X có nghĩa là quá trình ở thời điểm t có dạng X. Nếu tập hợp các
trạng thái có thể xảy ra của quá trình Markov có thể đếm được thì đó là chuỗi
Markov, tức là mỗi trị số của t sẽ ứng với 1 số tự nhiên.
Dùng hàm này hoặc hàm khác để xây dựng dãy phân bố kinh nghiệm
N/D phụ thuộc vào kinh nghiệm từng tác giả và bản chất quy luật điều tra đo
đạc. Một dãy phân bố kinh nghiệm có thể chỉ phù hợp cho một dạng hàm số,
cũng có thể phù hợp cho nhiều hàm số ở các mức xác suất khác nhau.
Từ các nghiên cứu định lượng cấu trúc N/D đề cập ở trên cho thấy: Các
nghiên cứu về phân bố số cây theo đường kính và ứng dụng của nó thường
dựa vào dãy tần số lý thuyết. Các hàm toán học được sử dụng để mô phỏng rất đa
dạng và phong phú. Xu hướng chung là tìm hàm toán học thích hợp, xác định
các tham số của phân bố N/D bằng các hàm tương quan trực tiếp hoặc gián
tiếp theo tuổi, thiết lập một quá trình ngẫu nhiên.
Ngoài ra, mô tả biến đổi phân bố N/D như một quá trình xác định trên

cơ sở quan niệm động thái phân bố N/D là kết quả của quá trình sinh trưởng
và quá trình tỉa thưa.
2.1.2.2. Nghiên cứu quy luật quan hệ giữa chiều cao với đường kính thân cây
Quy luật tương quan H/D cũng là một trong những quy luật cơ bản và
quan trọng trong hệ thống các quy luật cấu trúc lâm phần. Từ kết quả nghiên

Footer Page 20 of 133.


Header Page 21 of 133.

12

cứu của nhiều tác giả cho thấy, chiều cao tương ứng với mỗi cỡ kính cho trước
luôn tăng theo tuổi, đó là kết quả sự sinh trưởng tự nhiên của lâm phần. Trong
một cỡ kính xác định, ở các cấp tuổi khác nhau sẽ có các cây thuộc cấp sinh
trưởng khác nhau. Cấp sinh trưởng càng giảm khi tuổi lâm phần tăng lên dẫn
đến tỷ lệ H/D tăng theo tuổi. Từ đó đường cong quan hệ giữa H/D có thể thay
đổi hình dạng và luôn dịch chuyển về phía trên khi tuổi lâm phần tăng lên.
Alder. D. (1980)[14] năng suất dự đoán, In: Forest dự toán khối lượng
và sản lượng dự đoán. Zianis. D. và Mencuccini. M. (2004)[27] trên đơn giản
hóa allometric phân tích sinh khối rừng. Vanclay. J. (1998)[26] mô hình tăng
trưởng và năng suất rừng - Áp dụng đối với các khu rừng nhiệt đới hỗn hợp.
Brown. S. (1997)[19] ước tính sinh khối và thay đổi sinh khối rừng nhiệt đới:
một mồi Cannell. M.G.R. (1981)[21] đã mô phỏng quan hệ chiều cao với
đường kính và tuổi theo dạng phương trình:
lg h = d + b1 .

1
1

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

(2.22)

Tiếp theo đã nắn theo đường định kỳ 5 năm tương ứng với định kỳ kiểm
kê tài nguyên ở rừng Lĩnh Sam, tại từng tuổi nhất định phương trình sẽ là:
lg h = bo + b1 .

1
d

(2.23)

Theo Curtis thì các dạng phương trình khác cho kết quả không khả
quan bằng hai dạng trên. Petterson, H (1955) (theo Nguyễn Trọng Bình
(1996), đề xuất phương.
1
3 h − 1,3

=a+

b
d

(2.24)

Krauter. G (1958) và Tiourin. A.V (1931) theo Phạm Ngọc Giao
(1995)[3] nghiên cứu tương quan giữa chiều cao với đường kính ngang ngực
dựa trên cơ sở cấp đất và cấp tuổi. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Khi dãy phân
hoá thành các cấp chiều cao thì mối quan hệ này không cần xét đến cấp đất

Footer Page 21 of 133.


Header Page 22 of 133.

13

hay cấp tuổi và cũng không cần xét đến tác động của hoàn cảnh, tuổi đến sinh
trưởng của cây rừng và lâm phần, vì những nhân tố này đã được phản ánh
trong kích thước của cây, nghĩa là trong quan hệ H/D đã bao hàm tác động
của hoàn cảnh và tuổi.
Ngoài ra, đối với những lâm phần thuần loài đều tuổi, dù có tìm được
phương trình toán học biểu thị quan hệ H/D theo tuổi thì cũng không đơn giản
vì chiều cao cây rừng ngoài phụ thuộc vào yếu tố tuổi còn phụ thuộc rõ nét
vào mật độ, cấp đất, biện pháp tỉa thưa,...
Kennel.R kiến nghị một cách khác, mô phỏng sự biến đổi tương quan
H/D theo tuổi là: Trước hết tìm một phương trình thích hợp cho lâm phần, sau
đó xác lập mối liên hệ của các tham số phương trình theo tuổi một cách trực
tiếp hoặc gián tiếp.
Các tác giả khác như: Hohenadl; Krenn; Michailoff; Naslund. M;
Anoutchin. NP; Eckert. KH; Korsun. F; Levakovic. A; Meyer. H.A; Muller;
V. Soest.J đã đề nghị các dạng phương trình dưới đây:
h = a0 + a1 .d + a 2 .d 2

(2.25)

d2
(a + b.d )2

(2.26)

h = a.d b ; log h = a + b. log d

(2.27)

h = a.(1 − e − cd )

(2.28)

h = a + b. log d

(2.29)

h − 1,3 =

 d 
h − 1,3 = a.

1 + d 

h − 1,3 = a.e

b

b

− 
d

 log e 
log(h − 1,3) = log a − b.

 d 

Footer Page 22 of 133.

(2.30)
(2.31)
(2.32)


Header Page 23 of 133.

14

h=a





b ln d −cl  ln d  

2



(2.33)

h = a0 + a1 .d + a 2 . log d

(2.34)

h = a0 + a1 .d + a 2 .d 2 + a3 .d 3

(2.35)

Để mô phỏng tương quan giữa chiều cao với đường kính có thể sử dụng
nhiều dạng phương trình khác nhau. Vấn đề lựa chọn dạng phương trình thích
hợp nhất cho những đối tượng nào thì chưa được nghiên cứu đầy đủ. Hai dạng
phương trình được sử dụng nhiều để biểu thị đường cong chiều cao là phương
trình Parabol và phương trình Logarit.
2.1.2.3. Nghiên cứu mối quan hệ giữa đường kính tán với đường kính ngang ngực
Brown. S, Gillespie, AJR và Lugo. AE (1989)[22] phương pháp ước
lượng sinh khối rừng nhiệt đới với các ứng dụng số liệu điều tra rừng. Tán
cây là bộ phận quyết định đến sinh trưởng, tăng trưởng cây rừng,
là chỉ tiêu quan trọng để xác định không gian dinh dưỡng của từng cây riêng
lẻ. Từ kết quả xác định không gian dinh dưỡng có thể xác định được hệ số
khép tán cho loài cây và lâm phần.
Qua nghiên cứu nhiều tác giả đã đi đến kết luận, có mối quan hệ mật
thiết giữa đường kính tán với đường kính thân cây như: Zieger; Erich (1928),
Cromer.O.A.N; Ahken.J.D (1948), Wiling. J.W (1948), Itvessalo; yrjo (1950),
Heinsdifh.D (1953), Feree, Miller.J (1953), Hollerwoger.F (1954),…Tuỳ theo
loài cây và các điều kiện khác nhau, mối liên hệ này được thể hiện khác nhau
nhưng phổ biến nhất là dạng phương trình đường thẳng bậc nhất:
Dt = a + b.D13

(2.36)

2.1.3. Những nghiên cứu ở Việt Nam
2.1.3.1. Những nghiên cứu về sinh trưởng
Lê Đình Khả và cộng sự (1997)[6] cho thấy, so với Keo tai tượng, Keo
lai có tỷ trọng gỗ lớn hơn 13,2 - 23,5% trong lúc thể thể tích của nó lại lớn

Footer Page 23 of 133.


Header Page 24 of 133.

15

hơn Keo tai tượng rất nhiều nên khối lượng gỗ lại càng lớn hơn Keo tai tượng.
Còn so với Keo lá tràm tại Đông Nam bộ thì tỷ trọng gỗ tuy kém (15,9%)
song thể tích lại lớn hơn nhiều nên khối lượng gỗ của nó vẫn lớn hơn hẳn Keo
lá tràm. Vũ Văn Thông (1998)[11] nghiên cứu sinh khối rừng Keo lá tràm
phục vụ công tác kinh doanh rừng. Nguyễn Thanh Tiến (1999)[12] nghiên
cứu sinh trưởng làm cơ sở xây dựng mô hình sản lượng rừng Keo lá tràm
(Acacia Auriculifomis Cumn) phục vụ công tác điều tra kinh doanh rừng tại
khu vực tỉnh Thái Nguyên. Trần Thị Duyên (2008)[2] nghiên cứu ảnh hưởng
của một số biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh đến năng suất và chất
lượng gỗ keo lai ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên. Một số nghiên cứu về
khả năng sinh trưởng, tính thích nghi của Keo lai và tính chất gỗ, tác dụng cải
tạo độ phì của đất cho thấy với chu kỳ kinh doanh ngắn (7-8 năm) Keo lai đã
mang lại hiệu quả kinh tế cao về giá trị kinh tế và sinh thái môi trường. Năng
suất bình quân năm đạt từ 20-25 m3/ha/năm cao gấp hơn 3 lần so với Bạch
đàn Uro, Keo tai tượng năng suất bình quân chỉ đạt 6-8 m3 /ha/năm. Hiện nay

đã có trên 25 tỉnh, thành phố trên cả nước đã và đang trồng Keo lai với diện
tích hàng chục ngàn ha. Viên Ngọc Nam, Hồng Nhật (2005)[8] đã nghiên cứu
sinh khối cây Keo lai trồng tại một số tỉnh phía Nam cho thấy sinh khối Keo
lai trồng đạt 46,69 -52,11 tấn/ha ở tuổi 5, sinh khối tăng trung bình hàng năm
là 9,34 tấn/ha/năm và 82,22-19,68 tấn/ ha đối với rừng 7 tuổi, lượng sinh khối
tăng trung bình hàng năm 16,44 tấn/ha/năm. Nghiên cứu này đã sử dụng hàm
tuyến tính có dạng log (W) = log(a) + log(D1,3) để mô tả tương quan sinh
khối các bộ phận của cây với đường kính (D1,3). Võ Đại Hải (2007)[4]
nghiên cứu sinh khối cây cá thể Keo lai theo phương pháp thiết lập ô tiêu
chuẩn cho 4 cấp rừng trồng Keo Lai khác nhau.

Footer Page 24 of 133.


Header Page 25 of 133.

16

2.1.3.2. Nghiên cứu quy luật cấu trúc đường kính thân cây rừng
Nghiên cứu quy luật cấu trúc lâm phần được nhiều Nhà khoa học lâm
nghiệp trong nước quan tâm. Các quy luật cấu trúc được mô hình hoá bằng
các hàm toán học là cơ sở tin cậy cho việc kinh doanh rừng.Những kết quả
nghiên cứu đã và đang được ứng dụng rộng rãi và đạt hiệu quả cao trong sản
xuất kinh doanh rừng ở trong nước như:
Hoàng Văn Thắng và cộng sự (2012)[11] đánh giá sinh trưởng của các
lài kei trồng trong mô hình trình diễn của dự án phát triển ngành lâm nghiệp
tại Thừa Thên Huế. Tác giả Đồng Sỹ Hiền (1974) đã dùng họ đường cong
Pearson biểu diễn phân bố số cây theo cỡ đường kính rừng tự nhiên. Nguyễn
Hải Tuất (1975, 1982, 1990) đã sử dụng hàm Mayer, hàm phân bố khoảng
cách để biểu diễn quy luật cấu trúc đường kính rừng thứ sinh, ứng dụng quá

trình Poisson vào nghiên cứu quần thể rừng. Nguyễn Văn Trương (1983)[13]
đã sử dụng phân bố Poisson để nghiên cứu, mô phỏng quy luật cấu trúc đường
kính thân cây cho đối tượng rừng hỗn giao khác tuổi...
Nguyễn Ngọc Lung (1999)[7] khi nghiên cứu phân bố số cây theo cỡ
kính đã thử nghiệm 3 hàm phân bố: Poisson, Charlier, Weibull cho rừng
Thông 3 lá tự nhiên ở Việt Nam đã rút ra kết luận: Hàm Charlier là phù hợp
nhất, tính toán đơn giản. Lê Hồng Phúc (1996)[9] vận dụng phân bố Weibull
để nắn phân bố N/D Thông ba lá Đà Lạt - Lâm Đồng. Với những lâm phần
rừng trồng thuần loài, đều tuổi giai đoạn còn non và giai đoạn trung niên: Các
tác giả: Vũ Văn Nhâm (1988), Phạm Ngọc Giao (1989, 1955), Trịnh Đức Huy
(1987, 1988), Vũ Tiến Hinh (1990)... đã biểu diễn quy luật phân bố N/D có
dạng lệch trái với các đối tượng khác nhau và sử dụng các hàm toán học khác
nhau để biểu thị như hàm: Scharlier, hàm Weibull...
Vũ Đình Phương (1975)[10] cho rằng: Có thể lập biểu cấp chiều cao lâm
phần Bồ đề tự nhiên từ phương trình parabol bậc hai mà không cần phân biệt cấp
đất và tuổi. Phạm Ngọc Giao (1995)[3] khi nghiên cứu quy luật N/D cho Thông

Footer Page 25 of 133.