Nghiên cứu cấu trúc và xây dựng một số mô hình sản lượng cho rừng trồng thuần loài keo lai (acacia mangium x auriculiformis) tại thừa thiên huế

i

LỜI CAM ĐOAN
Luâ ̣n văn tha ̣c sỹ “Nghiên cứu cấu trúc và xây dựng một số mô hình
sản lượng cho rừng trồng thuần loài Keo lai (Acacia mangium x
auriculiformis) tại Thừa Thiên Huế” chuyên ngành Lâm ho ̣c là công trình
của riêng tôi. Luâ ̣n văn đã sử du ̣ng thông tin từ nhiề u nguồ n dữ liêụ khác
nhau, các thông tin có sẵn đã đươ ̣c trích rõ nguồ n gố c.
Tôi xin cam đoan rằ ng kế t quả và số liê ̣u nghiên cứu đã đươ ̣c trong luâ ̣n
văn này là trung thực và chưa đươ ̣c sử du ̣ng để bảo vê ̣ mô ̣t ho ̣c vi nào.
̣
Tôi xin cam đoan rằ ng mo ̣i sự giúp đỡ trong viê ̣c thực hiêṇ luâ ̣n văn đã
đươ ̣c cảm ơn và các thông tin trích dẫn có trong luâ ̣n văn đề u đã đươ ̣c chỉ rõ
nguồ n gố c.
Hà nội, ngày 18 tháng 3 năm 2014
Tác giả luâ ̣n văn

Phạm Tiến Dũng


ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành chương trình đào tạo Cao học Lâm nghiệp khoá học
2012- 2014, được sự đồng ý của Khoa sau đại học - Trường Đại học Lâm
nghiệp, tôi thực hiện đề tài tốt nghiệp:
Tên đề tài: “Nghiên cứu cấu trúc và xây dựng một số mô hình sản
lượng cho rừng trồng thuần loài Keo lai (Acacia mangium x
auriculiformis) tại Thừa Thiên Huế”.
Sau một thời gian tiến hành làm đề tài tốt nghiệp đến nay bản luận văn
đã được hoàn thành. Cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến

các thầy giáo, đặc biệt là GS.TS. Vũ Tiến Hinh đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo
giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS. Đào Công Khanh, TS.
Phan Minh Sáng và các Thầy giáo trong bộ môn Điều tra - Quy hoạch rừng đã
cho tôi những ý kiến đóng góp quý báu.
Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn đến tất cả bạn bè đồng nghiệp và
người thân đã giúp đỡ tôi có được bản luận văn này.
Tác giả rất vui lòng nhận được những góp ý, bổ sung của bạn đọc để
bản luận văn được hoàn chỉnh hơn nữa.
Tôi xin chân thành cảm ơn !
Hà nội, ngày 18 tháng 3 năm 2014
Tác giả luâ ̣n văn

Phạm Tiến Dũng


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
NHỮNG KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN .................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................... viivii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ....................................................................... viii
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................... 3
1.1. Trên thế giới ............................................................................................... 3
1.1.1. Nghiên cứu quy luật cấu trúc rừng ................................................... 3
1.1.1.1. Nghiên cứu định tính cấu trúc rừng ........................................... 3

1.1.1.2. Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng ........................................ 4
1.1.2. Nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng ............................................... 6
1.1.3. Xây dựng mô hình dự đoán sản lượng ............................................. 8
1.1.3.1. Mô hình mật độ tối ưu ............................................................... 8
1.1.3.2. Mô hình dự đoán trữ lượng và tổng diện ngang ...................... 10
1.1.3.3. Dự đoán đường kính ................................................................ 11
1.1.3.4. Dự đoán chiều cao lâm phần ................................................... 11
1.2. Ở Việt Nam .............................................................................................. 11
1.2.1. Nghiên cứu quy luật cấu trúc lâm phần ......................................... 11
1.2.2. Nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng ............................................. 13
1.2.3. Xây dựng mô hình dự đoán sản lượng ........................................... 14
1.2.3.1. Xác định mật độ tối ưu ............................................................ 14
1.2.3.2. Dự đoán trữ lượng và tổng diện ngang .................................... 15
1.3. Các nghiên cứu xây dựng mô hình sinh trưởng cho rừng trồng Keo lai tại
Việt Nam ......................................................................................................... 16
1.4. Thảo luận .................................................................................................. 16
Chương 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................ 19
2.1. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................. 19
2.1.1. Mục tiêu tổng quát.......................................................................... 19
2.1.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................... 19
2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................ 19
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................... 19
2.2.2. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 19


iv

2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 19
2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 20

2.4.1. Quan điểm và phương pháp luận ................................................... 20
2.4.2. Phương pháp kế thừa tài liệu .......................................................... 21
2.4.3. Phương pháp thu thập số liệu ......................................................... 21
2.4.3.1. Xác định diện tích ô và số ô mẫu cần thiết .............................. 21
2.4.3.2. Điều tra các chỉ tiêu trong OTC ............................................... 22
2.4.3.3. Điều tra cây chặt ngả ............................................................... 23
2.4.4. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................. 23
2.4.4.1. Tính toán các chỉ tiêu điều tra cho ô tiêu chuẩn ...................... 23
2.4.4.2. Phương pháp kiểm nghiệm biểu .............................................. 24
2.4.4.3. Phương pháp nghiên cứu một số quy luật cấu trúc lâm phần .. 25
2.4.4.3. Phương pháp xác định hệ số tỉa thưa và cường độ tỉa thưa ..... 28
2.4.4.4. Phương pháp xây dựng một số mô hình sản lượng ................. 31
Chương 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI
KHU VỰC NGHIÊN CỨU ............................................................................ 35
3.1. Điề u kiêṇ tự nhiên .................................................................................... 35
3.1.1. Vi ̣trí điạ lý ..................................................................................... 35
3.1.2. Điạ hin
̀ h điạ thế .............................................................................. 35
3.1.3. Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng ...................................................... 36
3.1.4. Đặc điểm khí hậu - thủy văn .......................................................... 37
3.1.4.1. Khí hậu ..................................................................................... 37
3.1.4.2. Thủy văn .................................................................................. 38
3.2. Điều kiện dân sinh, kinh tế - xã hội ......................................................... 38
3.2.1. Dân số, dân tộc và lao động ........................................................... 38
3.2.2. Đặc điểm kinh tế ............................................................................ 39
3.2.2.1. Sản xuất nông nghiệp ............................................................... 39
3.2.2.2. Sản xuất lâm nghiệp................................................................. 39
3.3. Hiện trạng trồng rừng cây Keo lai tại Thừa Thiên Huế ........................... 41
Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 42
4.1. Kiểm nghiệm các biểu đã lập cho rừng Keo lai tại Thừa Thiên Huế ...... 42

4.1.1. Tổng hợp số liệu thu thập ............................................................... 42
4.1.2. Kiểm nghiệm biểu thể tích ............................................................. 44
4.1.3. Kiểm nghiệm biểu cấp đất.............................................................. 47
4.2. Nghiên cứu một số quy luật cấu trúc lâm phần ....................................... 48
4.2.1. Quy luật phân bố số cây theo đường kính (N/D1.3) ........................ 48


v

4.2.2. Quy luật tương quan giữa chiều cao với đường kính thân cây
(Hvn/D1.3) ................................................................................................... 51
4.2.3. Quy luật tương quan giữa đường kính tán với đường kính ở vị trí
ngang ngực (Dt/D1.3) ................................................................................. 53
4.2.4. Quy luật tương quan giữa thể tích thân cây có vỏ với các nhân tố
điều tra (D1.3, Hvn) ................................................................................... 54
4.3. Xây dựng một số mô hình sinh trưởng rừng trồng Keo lai ..................... 55
4.3.1. Xây dựng mô hình mật độ tối ưu ................................................... 55
4.3.2. Xây dựng mô hình cây bình quân .................................................. 59
4.3.3. Xây dựng mô hình tổng tiết diện ngang ......................................... 61
4.3.4. Xây dựng mô hình trữ lượng .......................................................... 62
4.3.4.1. Quan hệ giữa trữ lượng lâm phần với các nhân tố điều tra ..... 62
4.3.4.2. Phương trình suất tăng trưởng trữ lượng ................................. 63
4.3.5. Cơ sở lựa chọn phương pháp xác định M, G, Dg .......................... 64
4.4. Xác định hệ số tỉa thưa, cường độ tỉa thưa rừng trồng Keo lai ................ 67
4.4.1. Hệ số tỉa thưa theo thể tích ............................................................. 67
4.4.2. Hệ số tỉa thưa theo tiết diện ngang ................................................. 68
4.4.4. Cường độ tỉa thưa theo trữ lượng ................................................... 71
4.4.5. Cường độ tỉa thưa theo tiết diện ngang .......................................... 72
4.4.6. Xác định thời điểm tỉa thưa theo cấp đất ....................................... 73
4.5. Đề xuất biện pháp sử dụng hiệu quả mô hình sản lượng ......................... 77

4.5.1. Xây dựng biểu sản lượng ............................................................... 77
4.5.2. Đề xuất phương hướng sử dụng hiệu quả mô hình sản lượng ....... 79
4.5.3. Đề xuất biện pháp kinh doanh hiệu quả rừng trồng Keo lai tại khu
vực ............................................................................................................ 80
Chương 5. KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ ................................... 83
5.1. Kết luận .................................................................................................... 83
5.1.1. Kết quả kiểm nghiệm biểu quá trình sinh trưởng .......................... 83
5.1.2. Nghiên cứu một số quy luật cấu trúc rừng trồng Keo lai ............... 83
5.1.3. Xây dựng một số mô hình sinh trưởng rừng trồng Keo lai ............ 84
5.1.4. Xác định hệ số tỉa thưa, cường độ tỉa thưa ..................................... 84
5.1.5. Đề xuất biện pháp sử dụng hiệu quả mô hình sản lượng ............... 85
5.2. Tồn tại ...................................................................................................... 85
5.3. Khuyến nghị ............................................................................................. 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ BIỂU


vi

NHỮNG KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

A

: Tuổi của lâm phần, tuổi cây

D1.3

: Đường kính ngang ngực, đườn kính thân cây đo ở độ cao 1,3m

Dt

: Đường kính tán

G

: Tổng tiết diện ngang

Hvn

: Chiều cao vút ngọn

H0

: Chiều cao tầng ưu thế

Hg

: Chiều cao cây có tiết diện bình quân

HF

: Hình cao

N

: Mật độ hiện tại

M

: Trữ lượng lâm phần

∆M

: Tăng trưởng bình quân chung về trữ lượng

ZM

: Tăng trưởng thường xuyên hàng năm về trữ lượng

∆%

: Sai số tương đối

kv

: Hệ số tỉa thưa theo trữ lượng

kg

: Hệ số tỉa thưa theo tiết diện

kh

: Hệ số tỉa thưa theo chiều cao

n

: Dung lượng quan sát

R2

: Hệ số xác định

r

: Hệ số tương quan

St

: Tổng diện tích tán của lâm phần

t05

Tiêu chuẩn t của Student

ttinh

: Tiêu chuẩn tính kiểm tra sự tồn tại các tham số phương trình

Sig

: Tính xác xuất trong khoảng tin cậy trong các tiêu chuẩn kiểm tra

ÔTC

: Ô tiêu chuẩn


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4.1. Tổng hợp số liệu thu thập loài Keo lai

42

Bảng 4.2. Tổng hợp số liệu thu thập theo tuổi và cấp đất

43

Bảng 4.3: Tính sai số cho cây cá lẻ loài Keo lai

44

Bảng 4.4: Kiểm nghiệm sai số biểu thể tích thân cây có vỏ loài Keo lai

46

Bảng 4.5: Kiểm tra sự thuần nhất về đường cong chiều cao loài Keo lai

48

Bảng 4.6: Kết quả mô phỏng và kiểm tra giả thuyết về luật phân bố

50

N/D1.3 bằng hàm Weibull
Bảng 4.7: Thử nghiệm các dạng phương trình tương quan D1.3/Hvn

52

Bảng 4.8: Thử nghiệm các dạng phương trình tương quan giữa đường

53

kính tán và đường kính ngang ngực
Bảng 4.9: Kết quả thử nghiệm các dạng phương trình tương quan giữa

54

V có vỏ với D1.3, Hvn
Bảng 4.10: Biến đối của sinh trưởng StTB, ZStTB, N/ha theo tuổi của

57

các lâm phần Keo lai
Bảng 4.11: Kết quả thử nghiệm các dạng quan hệ giữa Hg và Hdom

60

Bảng 4.12: Suất tăng trưởng về thể tích theo các cấp đất

63

Bảng 4.13: Kết quả tính sai số xác định trữ lượng tổng tiết diện ngang,

65

đường kính
Bảng 4.14: Kết quảthử nghiệm các dạng quan hệ giữa Kv và Nc%

68

Bảng 4.15: Kết quảthử nghiệm các dạng quan hệ giữa Kg và Nc%

69

Bảng 4.16: Kết quảthử nghiệm các dạng quan hệ giữa Kh và Nc%

70

Bảng 4.17: Thử nghiệm các dạng quan hệ giữa Mc% và Nc%

72

Bảng 4.18 : Thử nghiệm các dạng quan hệ giữa Gc% và Nc%

73

Bảng 4.19: Cường độ tỉa thưa của các lâm phần tại các cấp đất

75

Bảng 4.20: Thời điểm và cường độ tỉa thưa tại các cấp đất

77

Bảng 4.21: Biểu quá trình sinh trưởng loài Keo lai tại Thừa Thiên Huế

79

cấp đất II


viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 4.1. Rừng trồng thuần loài Keo lai tại địa điểm nghiên cứu

43

Hình 4.2: Sai số thể tích có vỏ cây cá lẻ loài Keo lai

45

Hình 4.3: Đường cong sinh trưởng chiều cao thực tế và đường cong

47

cấp đất loài Keo lai
Hình 4.4: Phân bố thực nghiệm N/D của các ô tiêu chuẩn thuộc các cấp

49

đất và tuổi khác nhau
Hình 4.5: Phân bố thực nghiệm N/D của các ô tiêu chuẩn thuộc các cấp

49

đất và tuổi khác nhau
Hình 4.6: Phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết tại tuổi 5, cấp đất 1

51

Hình 4.7: Phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết tại tuổi 6, cấp đất 1

51

Hình 4.8: Phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết tại tuổi 6, cấp đất 2

51

Hình 4.9: Phân bố thực nghiệm và phân bố lý thuyết tại tuổi 8, cấp đất 2

51

Hình 4.10: Quan hệ giữa diện tích tán với chiều cao bình quân tầng trội

56

Hình 4.11: Sinh trưởng diện tích tán bình quân theo cấp đất của các

58

lâm phần Keo lai
Hình 4.12: Biến đổi mật độ nuôi dưỡng theo tuổi của các lâm phần Keo

58

lai ở các cấp đất khác nhau
Hình 4.13: Quan hệ giữa Kv và Nc%

67

Hình 4.14: Quan hệ giữa Kg và Nc%

69

Hình 4.15: Quan hệ giữa Kh và Nc%

70

Hình 4.16: Quan hệ giữa Mc% và Nc%

71

Hình 4.17: Quan hệ giữa Gc% và Nc%

72


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Để kinh doanh rừng có hiệu quả, ngoài việc nâng cao năng suất, chất
lượng gỗ thì việc xác định sản lượng gỗ ở thời điểm hiện tại cũng như dự
đoán được sản lượng gỗ trong tương lai là một việc làm quan trọng. Có nhiều
phương pháp xác định sản lượng gỗ cho một đối tượng cây trồng, phổ biến
nhất vẫn là xác định thông qua đo đếm trực tiếp, sử dụng biểu sản lượng và
kinh nghiệm của người dân địa phương.
Trong các phương pháp trên, phương pháp đo đếm trực tiếp có độ

chính xác lớn nhất. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm tốn kém về
thời gian và tiền bạc, cần sự hiểu biết nhất định của người trồng rừng về các
kiến thức lâm nghiệp. Phương pháp sử dụng kinh nghiệm của người dân địa
phương có ưu điểm nhanh chóng và tiện lợi, tuy nhiên độ chính xác phụ thuộc
vào cảm tính của người đo đếm. Mặt khác điều này thường được lợi dụng để
các thương lái ép giá người dân trong việc buôn bán gỗ. Trong khi đó, sử
dụng biểu sản lượng có ưu điểm tiện lợi, độ chính xác khá cao, có thể hài hòa
được hai phương pháp trên. Vì vậy, sử dụng biểu sản lượng được coi là
phương pháp khôn ngoan của người trồng rừng. Tuy nhiên, lập biểu sản
lượng cho một loài cây là một công việc vô cùng khó khăn, đặc biệt trong
điều kiện số liệu điều tra hạn chế. Để khắc phục nhược điểm này trong khi
vẫn có thể phục vụ việc tra cứu sản lượng thì lập mô hình sản lượng là sự lựa
chọn tối ưu.
Keo lai là tên gọi của giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng (Acacia
mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis). Trong những năm qua ở
vùng nhiệt đới Châu Á, đặc biệt là vùng Đông Nam Á và Nam Á, các loài
Keo đã đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong việc trồng rừng phủ xanh đất
trống đồi núi trọc. Ở Việt Nam, Keo lai cũng góp phần quan trọng trong việc
trồng rừng mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể cho người dân ở nông thôn nói
chung và miền núi nói riêng.


2

Hiện nay, cây Keo lai đã được trồng ở nhiều nơi và đã mang lại được
một số thành công nhất định cho công việc trồng rừng, diện tích trồng cây
Keo lai không ngừng được tăng lên. Theo báo cáo của Tổng cục Lâm nghiệp,
đến hết năm 2004 diện tích trồng cây Keo lai đã hơn 127.000 ha, đến nay ước
tính diện tích trồng Keo lai vào khoảng 200.000 ha. Trong đó Thừa Thiên
Huế là một trong những địa phương đi đầu trong trồng rừng Keo lai vào mục

đích thương mại.
Thừa Thiên Huế có diện tích 503.321 ha, trong đó diện tích đất có rừng
là 294.666 ha chiếm trên 50% diện tích toàn tỉnh. Trong đó diện tích rừng
trồng là 92.019 ha (Báo cáo diễn biến rừng năm 2011 – Bộ Nông nghiệp và
phát triển Nông thôn). Rừng trồng ở Thừa Thiên Huế không những có tác
dụng phòng hộ mà nó còn mang lại thu nhập kinh tế ổn định cho người dân
miền núi. Trong những loài cây được đưa vào trồng rừng thì cây Keo lai được
coi là loài cây trồng chủ đạo, góp phần rất lớn vào sự phát triển kinh tế của
người dân.
Với những đóng góp của cây Keo lai vào việc cải t hiện đời sống người
dân nói riêng và ngành lâm nghiệp nói chung thì những nghiên cứu về lập
biểu sản lượng cũng như các mô hình sản lượng cho loài cây này là chưa
tương xứng. Đặc biệt tại tỉnh ThừaThiên Huế cho đến thời điểm hiện tại chưa
có một công trình riêng biệt nào phục vụ cho việc lập mô hình sản lượng cây
này. Xuất phát từ yêu cầu của thực tiễn trên, luận văn: “Nghiên cứu cấu trúc
và xây dựng một số mô hình sản lượng cho rừng trồng thuần loài Keo lai
(Acacia mangium x auriculiformis) tại Thừa Thiên Huế” là cần thiết và có
ý nghĩa thực tiễn cao.


3

Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Trên thế giới
1.1.1. Nghiên cứu quy luật cấu trúc rừng
Cấu trúc rừng là một chỉ tiêu không thể bỏ qua trong những nghiên cứu
về hệ sinh thái rừng. Cấu trúc quần xã thực vật rừng hợp lý là cơ sở quan
trọng trong phát huy tối ưu hiệu ích của rừng. Cấu trúc quần xã thực vật bao
gồm cấu trúc tổ thành, cấu trúc nằm ngang, cấu trúc thẳng đứng, cấu trúc tuổi.
Cấu trúc rừng trồng có thể thông qua con người để khống chế đầy đủ. Cấu

trúc rừng tự nhiên lại dựa vào nhân tố tự nhiên, nhưng cũng thông qua một
loạt các biện pháp tác động của con người để thực hiện một sự khống chế hiệu
quả hơn.Nghiên cứu cấu trúc rừng được phân thành hai hướng: theo phương
pháp định tính và phương pháp định lượng.
1.1.1.1. Nghiên cứu định tính cấu trúc rừng
Phương pháp định tính được hình thành khi chưa có những phương tiện
tính toán hiện đại cho phép các nhà nghiên cứu có thể mô hình hóa hoặc đưa
các nhân tố tác động lên cấu trúc vào các phương trình quan hệ. Điển hình
cho phương pháp này có thể kể đến G. Baur (1964, 1976); P.W. Richards
(1918); Catinot (1965) (dẫn theo Khúc Đình Thành, 2003) [25]; Odum.E.P
(1971) [21].
Điển hình trong nghiên cứu thời kì này phải nói đến Baur G.N. (1964,
1976) [25] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái học nói chung và cơ sở
sinh thái học trong kinh doanh rừng mưa nói riêng, trong đó đã đi sâu nghiên
cứu các nhân tố cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng
mưa tự nhiên. Theo tác giả, các phương thức xử lý đều nhằm vào hai mục tiêu cụ
thể: "Mục tiêu thứ nhất là nhằm cải thiện rừng nguyên sinh vốn thường hỗn loài
và không đồng tuổi bằng cách đào thải những cây quá thành thục và vô dụng để
tạo không gian thích hợp cho các cây còn lại sinh trưởng. Mục tiêu thứ hai là tạo
lập tái sinh bằng cách xúc tiến tái sinh, thực hiện tái sinh nhân tạo hoặc giải


4

phóng lớp cây tái sinh sẵn có đang ở trạng thái ngủ để thay thế cho những cây đã
lấy ra khỏi rừng trong khai thác hoặc trong chăm sóc nuôi dưỡng rừng sau đó".
Chính nhờ quan điểm như vậy, tác giả đã đưa ra những tổng kết hết sức phong
phú về các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh.
Odum E.P (1971) [21] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh thái trên cơ sở
thuật ngữ hệ sinh thái (ecosystem) của Tansley A.P, năm 1935. Khái niệm hệ

sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan
điểm sinh thái học.
Kraft (1884) (dẫn theo Khúc Đình Thành, 2003) [25], lần đầu tiên đưa ra
hệ thống phân cấp cây rừng, ông chia cây rừng trong một lâm phần thành 5 cấp
dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng của cây rừng. Phân cấp
của Kraft phản ánh được tình hình phân hoá cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ
ràng, đơn giản và dễ áp dụng nhưng chỉ phù hợp với rừng thuần loài đều tuổi.
1.1.1.2. Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng
Trong các thập kỷ gần đây, xu hướng nghiên cứu cấu trúc rừng trên thế
giới chuyển dần từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lượng, các mô
hình toán học ngày càng được nhiều tác giả sử dụng để mô phỏng cấu trúc và
mối quan hệ giữa các đại lượng cấu trúc rừng tự nhiên.
a. Quy luật phân bố số cây theo đường kính
Quy luật phân bố số cây theo đường kính được quan tâm nhiều hơn cả.
Các tác giả đã dùng phương pháp giải tích để tìm các phương trình toán học
mô phỏng phân bố này.
Nghiên cứu định lượng các mối quan hệ, cấu trúc rừng nhiệt đới phải nói
đến Rollet (1979) là tác giả có nhiều công trình đi sâu vào lĩnh vực này. Ông
đã mô phỏng quy luật phân bố số cây theo đường kính thân cây ở vị trí 1.3m,
dưới dạng phân bố xác suất.
Việc mô phỏng phân bố số cây theo đường kính là quy luật kết cấu cơ
bản của lâm phần được nhiều tác giả quan tâm, kiểu phân bố này thường được
biểu diễn dưới dạng toán học với nhiều dạng hàm số khác nhau. Balley (1973)


5

sử dụng hàm Weibull, nhiều tác giả khác dùng hàm Hyperbol, Meyer,
Poisson, ... (Nguyễn Hải Tuất và cộng sự, 2006) [26].
J.L.F Batista và H.T.Z Docouto (1992) (dẫn theo Vanclay JK, 1999;

2007) [46, 47] khi nghiên cứu cấu trúc ở 19 ô tiêu chuẩn với 60 loài của rừng
nhiệt đới ở Maranhoo – Brazil đã dùng hàm Weibull để nắn phân bố số cây
theo đường kính và nhận xét là, hàm Weibull mô phỏng rất tốt phân bố này.
b. Quy luật phân bố số cây theo chiều cao
Phần lớn các tác giả khi nghiên cứu cấu trúc lâm phần theo chiều thẳng
đứng đã dựa vào phân bố số cây theo chiều cao. Phương pháp kinh điển
nghiên cứu cấu trúc đứng rừng tự nhiên là vẽ các phẫu diện đồ đứng với các
kích thước khác nhau tùy theo mục đích nghiên cứu. Các phẫu đồ đã mang lại
hình ảnh khái quát về cấu trúc tầng tán, phân bố số cây theo chiều thẳng đứng,
từ đó rút ra các nhận xét và đề xuất ứng dụng thực tế. Phương pháp này được
nhiều nhà nghiên cứu rừng nhiệt đới áp dụng, điển hình là các công trình của
tác giả Richards.P.W (1952) [25] .
Việc mô phỏng phân bố N/H bằng hàm toán học cũng đã có nhiều tác
giả nghiên cứu, song việc sử dụng hàm nào tuỳ thuộc vào kinh nghiệm của
từng tác giả và đối tượng cụ thể. Nhìn chung các nghiên cứu về cấu trúc theo
hướng định lượng trên cơ sở thống kê sinh học vẫn tập trung vào giải quyết
phân bố số cây theo đường kính và chiều cao (Phan Minh Sáng, 2008) [43,
44].
c. Quy luật tương quan giữa đường kính ngang ngực và chiều cao vút ngọn
Giữa chiều cao vút ngọn và đường kính ngang ngực của các cây trong
lâm phần luôn tồn tại mối quan hệ chặt và tuân theo quy luật: khi tuổi tăng thì
đường kính và chiều cao tăng theo và giữa chúng tồn tại mối quan hệ theo
dạng đường cong. Cùng với tuổi tăng lên thì đường cong có xu hướng dịch
chuyển lên trên Tiurin D.V (dẫn theo Đào Công Khanh, 2001) [16]. Ngoài ra
thì độ dốc của đường cong chiều cao giảm theo tuổi (Prodan, 1965, Zeide B,
1993) [51].


6

Một số tác giả đã sử dụng các hàm toán học khác nhau để biểu thị mối
quan hệ này. Có thể điểm qua một vài công trình nghiên cứu điển hình sau:
Các tác giả Naslund, M (1929); Assmanm, E (1936); Hohenadl, W
(1936); Prodan, M (1944); Meyer, H.A (1952 ) [33] đã đề nghị các dạng
phương trình:
h  a  b1.d  b2 .d 2

(1.1)

d2
h  1,3 
a  b.d 2

(1.2)

h  a  b. log d

(1.3)

h  k .d b

(1.4)

Petterson, H (1955) đề xuất sử dụng phương trình:
3

1
b
a
d

h  1,3

(1.5)

Curtis, R.O (1967) đã mô phỏng quan hệ giữa chiều cao với đường kính
và tuổi theo dạng phương trình:
1
1
1
Log h  d  b1.  b2 .  b3 .
d
A
d. A

(1.6)

1.1.2. Nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng
Sinh trưởng, tăng trưởng, sản lượng đều là các chỉ tiêu phản ánh sức
sản xuất của cây rừng nói riêng hay lâm phần nói chung theo thời gian. Các
nhà lâm học thường phân chia đời sống cây rừng ra làm 5 giai đoạn: rừng
non, rừng sào, rừng trung niên, rừng thành thục và quá thành thục. Nghiên
cứu sinh trưởng, tăng trưởng của rừng cũng phải căn cứ vào từng giai đoạn
phát triển của lâm phần để có được kết quả tốt nhất. Cho tới nay vấn đề mô
hình hóa sinh trưởng và sản lượng rừng đang được tranh luận rộng rãi và ngày
càng hoàn thiện.
Phương pháp nghiên cứu sinh trưởng và sản lượng của các tác giả chủ
yếu là áp dụng kỹ thuật phân tích thống kê toán học, phân tích tương quan và
hồi quy qua đó xác định sản lượng gỗ của lâm phần. Qui luật sinh trưởng của

7

cây rừng có thể được mô phỏng bằng nhiều hàm sinh trưởng khác nhau như:
Gompert (1825), Mitchterlilch (1919),Petterson (1929), Korf (1965), Verhulst
(1925) Michailor (1953), Thomasius. H (1965), Schumacher, F.X (1980)….
Đây là những hàm toán học mô phỏng được qui luật sinh trưởng của cây
rừng cũng như lâm phần dựa vào sinh tưrởng của các nhân tố điều tra lâm
phần để từ đó dự đoán giá trị của các đại lượng sinh trưởng (Theo Nguyễn
Trọng Bình (1996) [1]).
Trong mấy thập niên qua, mô hình hoá sinh trưởng và sản lượng rừng
ngày càng được chú trọng. Nhiều hàm sinh trưởng được thử nghiệm và đề
xuất. Korsun (1935) (Lê Huy Cường và cộng sự,2001) [3] đề xuất các hàm
sinh trưởng được ứng dụng có kết quả nhiều năm ở Liên Xô cũ nh sau:
Y=

X

2

(1.7)

a  bx  cx 2

Và Y = aX (b+c log X)
Hàm toán học dạng khá đơn giả do Teragaki (1907) đề ra Y= a.e -b/X đã
được Schumacher (1939), Larson (1972){39}, Avery – Burkhart (1983)
khẳng định hiệu quả sử dụng. Schumacher (1950) (Dẫn theo Hoàng Văn
Dưỡng, 2001) [4] đã đề xuất hàm sinh trưởng:
Y = a. e bT

m

( 1.8)

Drakin và Vuevsi đề xuất hàm Y = a( 1- e-kT)m và sau đó đợc nhiều người sử dụng như: Chiabe ( 1982), Sokolov 1986) [4].
Hai hàm này cho đến nay vẫn được sử dụng để mô tả qui luật sinh
trưởng cho một số đại lượng của cây rừng, đó là:
- Hàm Gompertz (1825) dạng: Y= m. e-be

cA

- Hàm Verhulst – Robertson (1845) dạng: Y =

(1.9)
m
1  e a (T  b )

(1.10)

Ngoài ra còn một số lượng rất phong phú các hàm toán học dùng để mô
tả sinh trưởng, tăng trưởng của cây rừng. Những hàm toán học này đã được
Nguyễn Ngọc Lung (1987, 1999) [17, 18, 19] đề cập đến và được trình bày


8

một cách chi tiết trong giáo trình “Thống kê toán học trong lâm nghiệp”
(Nguyễn Hải Tuất, Vũ Tiến Hinh, Ngô Kim Khôi, 2006) [26].
1.1.3. Xây dựng mô hình dự đoán sản lượng
Sinh trưởng của cây rừng nói riêng hoặc lâm phần nói chung được thể

hiện thông qua các chỉ tiêu: Mật độ (N), tổng tiết diện ngang (G), trữ lượng
lâm phần (M), đường kính và chiều cao cây có tiết diện bình quân (d g và hg),
tổng diện tích tán (St)... Xây dựng mô hình dự đoán sản lượng cho cây rừng
hoặc lâm phần thực chất là việc xây dựng mô hình cho các chỉ tiêu này.
1.1.3.1. Mô hình mật độ tối ưu
Xác định mật độ tối ưu dựa trên cơ sở biểu sản lượng:
- Dựa vào biểu sản lượng ở các lâm phần Thông đã xác định được cấp
đất, C.B.Belov (1976, 1982) đã xây dựng công thức tính mật độ tối ưu dưới
đây:
Nopt 

40
KP
A

Trong công thức trên:

(1.11)

+ A: tuổi lâm phần; 40 là một hằng số.
+ K: hằng số cấp đất (cấp đất I, K=1600; cấp đất
II, K=1700; cấp đất III, K=1800).
+ P: độ đầy của rừng.

Đối với loài cây lá rộng, công thức trên được điều chỉnh như sau:
Nopt 

30
 2000 P
A

(1.12)

Theo C.B.Belov (1983), Nopt phụ thuộc vào đường kính tán lá trung
bình (DT) hoặc phụ thuộc vào chiều cao trung bình ( H ), bởi H là chỉ tiêu
phân chia cấp đất đối với tất cả các loài. Trong trường hợp này, bằng thực
nghiệm, C.B.Belov đề xuất:
Nopt 

3000
D

hoặc Nopt  (5  6  7)

(1.13)
3000
H

(1.14)


9

Trong đó,DT là đường kính tán lá bình quân;H là chiều cao bình quân
(5; 6; 7) lần lượt là hằng số cho các giai đoạn rừng gần thành thục, rừng trung
niên và rừng sào).
- Phương pháp xác định mật độ tối ưu của H.Thomasius (1972): Cơ sở
khoa học của phương pháp này là mật độ tối ưu ảnh hưởng tới lượng tăng
trưởng thường xuyên (ZM) của cả cá thể và quần thể ở rừng thuần loài đều
tuổi. Ảnh hưởng này được phân tích dựa trên mối quan hệ giữa cây rừng với

cây rừng trong các giai đoạn phát triển. Từ phân tích này, H.Thomasius đã
xây dựng ''phương trình không gian sinh trưởng'' để xác định mật độ tối ưu.
- Phương pháp xác định mật độ tối ưu dựa trên cơ sở biểu sản lượng và
cấp đất
Thực tiễn nghiên cứu của nhiều tác giả trong và ngoài nước cho thấy
giữa diện tích tán lá bình quân (ST) có quan hệ chặt chẽ với chiều cao (H)
của các lâm phần. Khi thay các giá trị của chiều cao (H) theo tuổi ở từng cấp
đất sẽ xác định được ST. Từ đó Nopt được xác định như sau:
Nopt 

10.000
ST

(1.15)

Trong đó, 10000: diện tích 1 hecta (m2);ST: diện tích tán lá bình quân (m2)
b. Một số phương pháp xác định mật độ tối ưu không dựa vào biểu cấp
đất
- Các phương pháp dựa vào đường kính tán là bình quân (DT): Nhiều
tác giả nghiên cứu đã chỉ ra rằng diện tích tán lá là chỉ tiêu phản ánh tốt nhất
sức cạnh tranh về không gian dinh dưỡng của lâm phần. Khi lâm phần đạt
chuẩn thì diện tích tán lá phải bằng chính diện tích đất mà cây rừng được
trồng. Vì vậy, mật độ tối ưu được xác định thông qua diện tích tán lá là phù
hợp hơn cả. Một số phương trình tiêu biểu như:
+ Theo P.R.Kelle (1932):

Nopt 

10.000
2

DT

(1.16)


10

+ Theo V.G.Nesterov (1954), với đa số loài cây, tỷ lệ DT/H trung bình
là 1/5. Từ đó ông xác định:
DT 1

5
H

DT 

suy ra:

H
.
5

Mật độ tối ưu sẽ bằng:
Nopt 

10.000
2



DT

10.000
H
 
5
 

2



250.000
H

(1.17)

2

Trong công thức trên: 10.000 là diện tích một hecta (m2);DT là đường
kính tán lá bình quân (m);H là chiều cao bình quân của lâm phần (m).
1.1.3.2. Mô hình dự đoán trữ lượng và tổng diện ngang
Ở các nước châu Âu, đặc biệt ở Đức, tổng tiết diện ngang (G) được dự
đoán từ động thái phân bố số cây theo cỡ đường kính (N - D) theo công thức:
G



m

n d
4
i

2
i

(1.18)

1

Với

m

: Số cỡ kính.

ni

: Số cây thuộc cỡ kính thứ i.

di

: Giá trị giữa cỡ kính thứ i.

Nhiều tác giả xác định chỉ tiêu này trực tiếp từ chiều cao và mật độ.
Alder (1980) [31]khi lập biểu sinh trưởng cho loài Pinus patula đã dựa vào
mối quan hệ giữa G với chiều cao bình quân tầng trội (ho) và mật độ (N) :
G = f (h0, N)

(1.19)

Để xác định trữ lượng (M) ở những thời điểm khác nhau, các tác giả
thường dùng phương pháp:
- Lấy mô hình xác định tổng diện ngang làm cơ sở.
M=G.HF
Với

(1.20)

Tổng diện ngang (G) và hình cao (HF) được tính từ các quan hệ:
G = f (h0, N)

(1.21)

HF = f (h0)

(1.22)

- Xác định M = f (h0, N, A) cho tất cả các tuổi.


11

1.1.3.3. Dự đoán đường kính
Đường kính bình quân lâm phần thường được xác định từ G và N thông
qua công thức:
d g  1,1286

G

N

(1.23)

1.1.3.4. Dự đoán chiều cao lâm phần
Chiều cao bình quân lâm phần trong biểu sản lượng là chiều cao cây
có tiết diện bình quân (hg). Chiều cao này thường được xác định thông qua ho:
hg = F (h0)

(1.24)

1.2. Ở Việt Nam
1.2.1. Nghiên cứu quy luật cấu trúc lâm phần
Trong vòng vài chục năm qua, nghiên cứu về cấu trúc rừng là một trong
những nội dung quan trọng nhằm đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp. Thái
Văn Trừng (1978), Trần Ngũ Phương (1970) cũng đã nghiên cứu cấu trúc sinh
thái để làm căn cứ phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam.
Trần Ngũ Phương (1970) (Võ Văn Hồng và cộng sự, 2006) [15] đã chỉ ra
những đặc điểm cấu trúc của các thảm thực vật rừng miền Bắc Việt Nam trên cơ
sở kết quả điều tra tổng quát về tình hình rừng miền Bắc Việt Nam từ 1961 đến
1965. Nhân tố cấu trúc đầu tiên được nghiên cứu là tổ thành và thông qua đó một
số quy luật phát triển của các hệ sinh thái rừng được phát hiện và ứng dụng vào
thực tiễn sản xuất.
Khi nghiên cứu kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới ở nước ta
Thái Văn Trừng (1963, 1970, 1978) [15] đã đưa ra mô hình cấu trúc tầng như:
tầng vượt tán (A1), tầng ưu thế sinh thái (A2), tầng dưới tán (A3), tầng cây bụi (B)
và tầng cỏ quyết (C). Thái Văn Trừng đã vận dụng và cải tiến, bổ sung phương
pháp biểu đồ mặt cắt đứng của Davit - Risa để nghiên cứu cấu trúc rừng Việt
Nam, trong đó tầng cây bụi và thảm tươi được vẽ phóng đại với tỷ lệ nhỏ hơn và
có ghi ký hiệu thành phần loài cây của quần thể đối với những đặc trưng sinh

thái và vật hậu cùng biểu đồ khí hậu, vị trí địa lý, địa hình. Bên cạnh đó, tác giả


12

này còn dựa vào 4 tiêu chuẩn để phân chia kiểu thảm thực vật rừng Việt Nam,
đó là dạng sống ưu thế của những thực vật trong tầng cây lập quần, độ tàn che
của tầng ưu thế sinh thái, hình thái sinh thái của nó và trạng mùa của tán lá. Với
những quan điểm trên Thái Văn Trừng đã phân chia thảm thực vật rừng Việt
nam thành 14 kiểu. Như vậy, các nhân tố cấu trúc rừng được vận dụng triệt để
trong phân loại rừng theo quan điểm sinh thái phát sinh quần thể.
Đào Công Khanh (1996) [16] đã tiến hành nghiên cứu một số đặc điểm
cấu trúc rừng lá rộng thường xanh ở Hương Sơn, Hà Tĩnh làm cơ sở đề xuất một
số biện pháp lâm sinh phục vụ khai thác và nuôi dưỡng rừng. Nguyễn Anh Dũng
(2000) (Dẫn theo Nguyễn Thị Tú Anh, 2002) [22] đã tiến hành nghiên cứu một
số đặc điểm cấu trúc tầng cây gỗ cho hai trạng thái rừng là IIA và IIIA1 ở lâm
trường Sông Đà - Hoà Bình. Bùi Thế Đồi (2001) [22] đã tiến hành nghiên cứu
một số đặc điểm cấu trúc quần xã thực vật rừng trên núi đá vôi tại ba địa phương
ở miền Bắc Việt Nam.
Về nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng thì việc mô hình hoá cấu trúc
đường kính D1.3 được nhiều người quan tâm nghiên cứu và biểu diễn chúng theo
các dạng hàm phân bố xác suất khác nhau, nổi bật là các công trình của các tác
giả sau: Đồng Sĩ Hiền (1974) [7] dùng hàm Meyer và hệ đường cong Poisson để
nắn phân bố thực nghiệm số cây theo cỡ đường kính cho rừng tự nhiên làm cơ sở
cho việc lập biểu độ thon cây đứng ở Việt Nam. Nguyễn Hải Tuất (1982, 1986)
[26] đã sử dụng hàm phân bố giảm, phân bố khoảng cách để biểu diễn cấu trúc
rừng thứ sinh và áp dụng quá trình Poisson vào nghiên cứu cấu trúc quần thể
rừng, Trần Văn Con (1991) [4] đã áp dụng hàm Weibull để mô phỏng cấu trúc
đường kính cho rừng khộp ở Đăk lăk, Lê Sáu (1996) [4] đã sử dụng hàm
Weibull để mô phỏng các quy luật phân bố đường kính, chiều cao tại khu vực

Kon Hà Nừng, Tây Nguyên.
Nhìn chung, các công trình nghiên cứu về cấu trúc rừng gần đây thường
thiên về việc mô hình hoá các quy luật kết cấu lâm phần và việc đề xuất các biện
pháp kỹ thuật tác động vào rừng thường ít đề cập đến các yếu tố sinh thái nên


13

chưa thực sự đáp ứng mục tiêu kinh doanh rừng ổn định lâu dài. Muốn đề xuất
được các biện pháp kỹ thuật lâm sinh chính xác, đòi hỏi phải nghiên cứu cấu trúc
rừng một cách đầy đủ và phải đứng trên quan điểm tổng hợp về sinh thái học,
lâm học và sản lượng.
1.2.2. Nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng
Nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng và sản lượng rừng được bắt đầu
tiến hành ở Việt Nam khoảng những năm 60 của thế kỷ XX. Khởi đầu bằng
việc nghiên cứu sinh trưởng một số loài cây rừng tự nhiên phục vụ cho công
tác điều tra và phân loại rừng một số vùng trọng điểm của các chuyên gia Đức
(1958 – 1960). Giai đoạn 1960 – 1965 các chuyên gia Trung Quốc và Việt
Nam phối hợp nghiên cứu tăng trưởng và sinh trưởng trên 20 loài cây phổ
biến ở vùng Sông Hiếu Nghệ An bằng phương pháp giải tích thân cây tiêu
chuẩn để phục vụ nhiệm vụ quy hoạch vùng trọng điểm phát triển Lâm nghiệp
Miền Bắc (Võ Văn Hồng và cộng sự, 2006) [15]. Từ đó đến nay, vấn đề
nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng đã được nhiều nhà khoa học quan tâm
nghiên cứu và đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể. Hiện nay đã có biểu tăng
trưởng cho khoảng 100 loài cây trồng rừng phổ biến và loài cây rừng tự
nhiên. Có thể nêu một số công trình nghiên cứu tiêu biểu sau:
Phùng Ngọc Lan (1985) (Phạm Quang Tuyến, 2010) [27] đã khảo
nghiệm một số phương trình sinh trưởng cho các loài cây trồng như: Mỡ,
Thông nhựa, Bồ đề và Bạch đàn trên một số điều kiện lập địa khác nhau cho
thấy: Đường sinh trưởng thực nghiệm và đường sinh trưởng lý thuyết đa số

cắt nhau tai một điểm. Chứng tỏ sai số phương trình rất nhỏ, song có hai giai
đoạn có sai số ngược dấu nhau một cách hệ thống.
Nguyễn Ngọc Lung, Đào Công Khanh (1999) [19] đã thử nghiệm
nhiều dạng hàm sinh trưởng và chọn hàm Schumacher để xây dựng mô hình
sinh trưởng cho Thông 3 lá Lâm Đồng.

 b 
Y = m.EXP  k 
A 

(1.25)


14

Với

Y : Các đại lượng sinh trưởng (D, H, V...)
A

: Tuổi lâm phần.

m

: Giá trị cực đại của đại lượng sinh trưởng

b, k : Các tham số của phương trình.
Vũ Tiến Hinh (1993) đã thử nghiệm các dạng hàm sinh trưởng: Korf,
Schumacher, Gompertz để mô tả quy luật sinh trưởng chiều cao ưu thế cho
các lâm phần Thông đuôi ngựa. Tác giả đã đưa ra nhận xét hàm Korf là hàm

thích hợp nhất. Kết quả là sử dụng hàm Korf là cơ sở phân chia cấp đất và sử
dụng phương pháp Affill để lập biểu cấp đất cho rừng Thông đuôi ngựa.
Nguyễn Thị Bảo Lâm 1996, đã sử dụng hàm Korf mô phỏng sinh
trưởng chiều cao tầng trội và thay đổi đồng thời 2 tham số để xác định đường
cong chỉ thị cấp đất cho rừng Thông đuôi ngựa.
1.2.3. Xây dựng mô hình dự đoán sản lượng
1.2.3.1. Xác định mật độ tối ưu
Đối với rừng trồng nước ta, nhiều tác giả đã nghiên cứu mật độ tối
ưu làm cơ sở lựa chọn biện pháp kỹ thuật thích hợp. Vũ Tiến Hinh (1996) [8]
đã xác lập quan hệ giữa diện tích tán cây trong lâm phần với chiều cao bình
quân tầng trội và mật độ làm cơ sở xác định mật độ tối ưu cho rừng trồng Keo
lá tràm trên phạm vi cả nước.
Nếu quan niệm lâm phần chuẩn là lâm phần có tổng diện tích tán
cây bằng diện tích đất rừng, thì mật độ tối ưu được xác định theo phương
trình:

N  e 10,86321, 4294.Lnh0 

(1.26)

Với phương pháp nghiên cứu tương tự, Nguyễn thị Bảo Lâm
(1996), đã xác lập phương trình cụ thể cho Thông đuôi ngựa vùng Đông Bắc;
Khúc Đình Thành (1999) xây dựng phương trình cho Keo tai tượng khu vực
Uông Bí - Đông Triều - Quãng Ninh. Hoàng Xuân Y (1997), xác lập quan hệ
giữa diện tích tán với chiều cao bình quân theo tiết diện (h g) và mật độ (N)
cho các lâm phần Mỡ vùng giấy sợi (dẫn theo Nguyễn Thị Tú Anh, 2002).


15

Bảo Huy (1995) [11] xác định mật độ tối ưu dựa vào quan hệ diện
tích tán bình quân của những có khả năng giữ lại nuôi dưỡng với chiều cao
tầng ưu thế.
10 4
St2

(1.27)

S t 2  f (h0 )

(1.28)

N

Với

Nguyễn Ngọc Lung, Đào Công Khanh khi nghiên cứu cho đối
tượng Thông 3 lá Lâm Đồng đã xác định mật độ tối ưu theo công thức:
N

Với

10 4
10 4
 Bi .T
N0

(1.29)

No : Mật độ trồng ban đầu.

T : Tuổi lâm phần.
Bi : Tham số phương trình phụ thuộc vào cấp đất.

1.2.3.2. Dự đoán trữ lượng và tổng diện ngang
Ở Việt Nam, trong những năm gần đây, một số biểu dự đoán trữ, sản
lượng rừng đã được lập và công bố. Biểu dự đoán trữ lượng và năng suất gỗ
của đất trồng rừng bồ đề (Styrax tonkinensis) do Trịnh Đức Huy lập 1988 [13]
trên cơ sở mô hình quan hệ giữa trữ lượng với tổng tiết diện ngang và với
chiều cao tầng trội.
Biểu quá trình sinh trưởng Keo lá tràm do Vũ Tiến Hinh lập 1996
[8] trên cơ sở quan hệ giữa đại lượng sinh trưởng (M, G) với chiều cao bình
quân tầng trội và mật độ.
LnM = - 6,26021 + 2,64127 Lnh0 + 0,5319 LnN

(1.30)

LnG = - 4,06155 + 1,11074 Lnh0 + 0,52505 LnN

(1.31)

Để lập biểu quá trình sinh trưởng rừng Thông đuôi ngựa, Phạm Ngọc
Giao (1994) [5] đã xây dựng mô hình động thái phân bố đường kính cho từng
cấp đất trên cơ sở chiều cao tầng ưu thế. Từ đó, dự đoán biến đổi tổng diện
ngang, đường kính bình quân và trữ lượng theo tuổi và cấp đất.


16

1.3. Các nghiên cứu xây dựng mô hình sinh trưởng cho rừng trồng Keo
lai tại Việt Nam

Keo lai là loài cây mới được phát hiện nên những nghiên cứu về lập
biểu sản lượng đối với loài cây này chưa nhiều. Công trình lớn nhất phải kể
đến là nghiên cứu của Nguyễn Trọng Bình và cộng sự về lập biểu sinh trưởng
và sản lượng cho rừng trồng Keo lai trên phạm vi cả nước [2]. Tác giả đã lập
được các biểu thể tích, biểu cấp đất, biểu sản lượng tạm thời cho loài cây này.
Kết quả của đề tài là căn cứ để đánh giá tình hình sinh trưởng của rừng trồng
Keo lai ở tất cả các điểm đã trồng khảo nghiệm, về cơ bản đại diện cho các
vùng sinh thái ở nước ta. Đây là cơ sở để định hướng phát triển quy mô trồng
rừng loài cây này. Tuy nhiên, phạm vi ứng dụng của biểu quá trình sinh
trưởng do tác giả lập trên phạm vi cả nước mà không có các điều chỉnh cụ thể
cho từng vùng sinh thái. Điều này làm giảm tính chính xác của biểu khi áp
dụng vào một địa phương cụ thể trên một phạm vi tương đối nhỏ.
Một số tác giả khác có nghiên cứu về lập biểu sản lượng cho loài Keo
lai như Lê Quang Tùng, 2002; Hà Minh Tâm, 2002, Nguyễn Văn Thế, 2003.
Các tác giả tập trung vào việc lập biểu sản lượng loài Keo lai theo cả hai
phương pháp dựa vào phương trình sinh trưởng và dựa vào các nhân tố cấu
thành thể tích. Tuy nhiên, các nghiên cứu trên còn khá sơ lược, tập trung chủ
yếu vào nghiên cứu sinh trưởng cây Keo lai ở các vùng miền Bắc Việt Nam.
Cần có nhiều nghiên cứu tiếp theo về loài cây này trên những khu vực khác
nhau.
1.4. Thảo luận
- Các nghiên cứu lập mô hình sinh trưởng và sản lượng ở nước ta chủ
yếu vẫn ở giai đoạn phát triển thứ 3 trong 4 giai đoạn phát triển của thế giới.
Các mô hình sản lượng lập ra chủ yếu theo một mô hình dựng sẵn mà chưa có
tính linh hoạt khi áp dụng cho các mô hình khác, ở địa điểm khác.


17

- Các kết quả của một số nghiên cứu lập bảng biểu vẫn dựa trên số liệu

của chọn ô tiêu chuẩn, cây tiêu chuẩn để đo đếm theo phương pháp lấy mẫu
điển hình, số liệu này không phù hợp để sử dụng trong các phân tích thống kê
chuẩn mực vì lý thuyết xác suất thống kê là dựa trên nền tảng các qui luật về
xác suất (laws of chance) mà chỉ đúng đắn khi mẫu được chọn ngẫu nhiên
(Grafen và Hails, 2002; Husch et al., 2003; Jayaraman, 1999). Alder (1980)
đề cập, hai thiết kế thí nghiệm phù hợp với nghiên cứu sinh trưởng và sản
lượng bao gồm bố trí thí nghiệm ngẫu nhiên và rút mẫu hệ thống (Alder,
1980) [43, 44].
Các tác giả thường cố gắng tìm các lâm phần chưa hoặc ít bị tác động
để lập ô tiêu chuẩn đo đếm, điều này có ưu điểm là các qui luật cấu trúc và
sinh trưởng của lâm phần không bị xáo trộn (Phan Minh Sáng và Lưu Cảnh
Trung (2006) [24]. Tuy nhiên lại có nhược điểm là tính đại diện cho thực tiễn
phong phú của sản xuất kinh doanh không cao, đặc biệt là các tác động ảnh
hưởng đến mật độ lâm phần – nhân tố rất quan trọng trong mô phỏng sinh
trưởng và sản lượng.
Do sự phát triển và tiện ích của các khoa học máy tính, các bảng biểu
đã được xây dựng và xuất bản trên giấy khó sử dụng, ít tính ứng dụng nếu
không được chuyển tải lên xử lý trên nền các ứng dụng quản lý dữ liệu đơn
giản phổ biến (vd: Visual Basic, MS Excel, MS Access, Open Office); Ngoài
ra, chủ rừng rất cần các phần mềm có khả năng xây dựng nhanh các mô hình
sinh trưởng và sản lượng để sử dụng khi có thay đổi đột ngột của nhu cầu thị
trường, điều kiện sản xuất, mục đích kinh doanh rừng trong khi những biểu
sẵn có chưa bao hàm được.
Các mô hình sinh trưởng và sản lượng lập cho loài Keo lai ở nước ta
nhìn chung còn hạn chế, chưa đáp ứng được yêu cầu của sản xuất thực tiễn.
Các nghiên cứu còn mang nặng tính lý thuyết, chưa có tính ứng dụng cao.