Nghiên cứu sinh trưởng và cấu trúc làm cơ sở khoa học đề xuất biện pháp kỹ thuật góp phần kinh doanh rừng trồng tếch tectona grandis l f tại sơn la

..

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

NGUYỄN CÔNG HOAN

NGHIÊN CỨU SINH TRƢỞNG VÀ CẤU TRÚC
LÀM CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KỸ THUẬT
GÓP PHẦN KINH DOANH RỪNG TRỒNG TẾCH
(TECTONA GRANDIS L. F.) TẠI SƠN LA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

THÁI NGUYÊN - 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

NGUYỄN CÔNG HOAN

NGHIÊN CỨU SINH TRƢỞNG VÀ CẤU TRÚC
LÀM CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KỸ THUẬT
GÓP PHẦN KINH DOANH RỪNG TRỒNG TẾCH
(TECTONA GRANDIS L. F.) TẠI SƠN LA
Chuyên ngành: LÂM SINH
Mã số: 62620205

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. GS. TS. VŨ TIẾN HINH
2. PGS. TS. NGUYỄN VĂN SINH

THÁI NGUYÊN - 2014


i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan, đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Tất cả những
số liệu trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng có ai cơng bố
trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Thái Nguyên, ngày

tháng

Ngƣời viết cam đoan

Nguyễn Công Hoan

năm 2014


ii

LỜI CẢM ƠN
Luận án này được hoàn thành theo chương trình đào tạo Tiến sĩ hệ chính quy
tập trung khóa 2019 - 2012 của Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên.
Để hoàn thành luận án, tác giả đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ và tạo mọi
điều kiện thuận lợi của tập thể Bộ môn Lâm sinh - Trồng rừng, Ban Chủ nhiệm

Khoa Lâm Nghiệp, Khoa Sau Đại học, Ban Sau Đại học - Đại học Thái Nguyên và
lãnh đạo trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Đối với địa phương, tác giả đã
nhận được những sự giúp đỡ của bà con các dân tộc tại các xã của huyện Mai Sơn
và Yên Châu mà tác giả đã đến thu thập số liệu đề tài. Nhân dịp này, tác giả xin bày
tỏ lòng biết ơn đối với sự giúp đỡ quý báu đó.
Kết quả của luận án này không thể tách rời sự chỉ dẫn của tập thể hướng dẫn
khoa học là GS. TS Vũ Tiến Hinh, Trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam và PGS.
TS Nguyễn Văn Sinh, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật Việt Nam. Nhân dịp
này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến tập thể các thầy hướng dẫn.
Xin được cảm ơn sự khuyến khích, giúp đỡ của gia đình, cùng bạn bè và
đồng nghiệp xa gần, đó là nguồn khích lệ và cổ vũ to lớn đối với tác giả trong q
trình thực hiện và hồn thành cơng trình này.
Tác giả


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG...................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................... x
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề ............................................................................................................... 1
2. Mục đích và yêu cầu của đề tài ............................................................................... 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................ 2
4. Những đóng góp mới của đề tài .............................................................................. 3
Chƣơng 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................... 4

1.1. Đặc điểm phân loại và phân bố tự nhiên của Tếch ......................................... 4
1.1.1. Đặc điểm phân loại ............................................................................... 4
1.1.2. Phân bố tự nhiên của Tếch ........................................................................ 4
1.2. Những nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam .................................................. 5
1.2.1. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng trồng trên Thế giới .......................... 5
1.2.2. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng trồng ở Việt Nam .......................... 18
1.3. Những cơng trình nghiên cứu về cây Tếch trên Thế giới và Việt Nam ................. 26
1.3.1. Thế giới .................................................................................................. 26
1.3.2. Ở Việt Nam ............................................................................................ 29
1.4. Thảo luận chung ............................................................................................... 31
Chƣơng 2. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU................. 33
2.1. Điều kiện tự nhiên ............................................................................................ 33
2.1.1. Ví trí địa lý............................................................................................. 33
2.1.2. Địa hình, địa thế .................................................................................... 33
2.1.3. Đặc điểm thổ nhưỡng ............................................................................ 33
2.1.4. Khí hậu, thuỷ văn .................................................................................. 34
2.2. Dân tộc, dân số và lao động ............................................................................. 35


iv

Chƣơng 3. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 36
3.1. Vật liệu nghiên cứu .......................................................................................... 36
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................ 36
3.1.2. Tên, đặc điểm hình thái thực vật của loài nghiên cứu ........................... 36
3.1.3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài ............................................................... 37
3.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 37
3.2.1. Lịch sử gây trồng và phát triển rừng Tếch tại Sơn La ........................... 37
3.2.2. Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc ............................................................... 37
3.2.3. Nghiên cứu phân cấp sinh trưởng cây rừng........................................... 38

3.2.4. Nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng rừng ............................................ 38
3.2.5. Nghiên cứu sinh khối và tích lũy các bon ............................................. 38
3.2.6. Đề xuất biện pháp kỹ thuật cho rừng trồng Tếch tại Sơn La................. 38
3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................. 38
3.3.1. Quan điểm và phương pháp luận ........................................................... 38
3.3.2. Phương hướng giải quyết vấn đề ........................................................... 40
3.3.3. Phương pháp thu thập số liệu ................................................................ 40
3.3.4. Phương pháp xử lý số liệu ..................................................................... 45
Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 51
4.1. Lịch sử gây trồng và phát triển rừng Tếch tại Sơn La ................................. 51
4.1.1. Nguồn gốc rừng trồng Tếch tại khu vực nghiên cứu ............................. 51
4.1.2. Đặc điểm rừng trồng Tếch tại khu vực nghiên cứu................................... 53
4.2. Nghiên cứu một số quy luật cấu trúc rừng trồng Tếch ................................ 54
4.2.1. Quy luật phân bố số cây theo đường kính.............................................. 55
4.2.2. Quy luật phân bố số cây theo chiều cao ................................................. 58
4.2.3. Nghiên cứu một số quy luật tương quan rừng trồng Tếch .................... 61
4.3. Nghiên cứu phân cấp sinh trƣởng cây rừng .................................................. 69
4.3.1. Xác định cấp đất cho những lâm phần Tếch ......................................... 69
4.3.2. Xây dựng hàm phân loại cấp sinh trưởng .............................................. 70
4.3.3. Phân hóa và tỉa thưa rừng trồng Tếch.................................................... 72


v

4.4. Nghiên cứu sinh trƣởng, tăng trƣởng rừng trồng Tếch ............................... 76
4.4.1. Khảo sát các hàm sinh trưởng ................................................................ 77
4.4.2. Nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng đường kính .................................. 80
4.4.3. Nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng chiều cao ..................................... 83
4.4.4. Nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng thể tích ........................................ 87
4.5. Nghiên cứu sinh khối và tích lũy các bon rừng trồng Tếch ......................... 90

4.5.1. Nghiên cứu cấu trúc sinh khối cây tiêu chuẩn ....................................... 91
4.5.2. Xác định sinh khối khô cây gỗ rừng trồng Tếch .................................. 100
4.5.3. Trữ lượng các bon tích lũy trong rừng trồng Tếch............................... 107
4.6. Đề xuất biện pháp kỹ thuật cho rừng trồng Tếch tại Sơn La .................... 116
4.6.1. Cơ sở khoa học cho đề xuất ................................................................. 116
4.6.2. Một số đề xuất ...................................................................................... 122
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 116
1. Kết luận .............................................................................................................. 129
2. Tồn tại................................................................................................................. 131
3. Kiến nghị ............................................................................................................ 131
CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI ĐÃ CÔNG BỐ................... 132
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 133
PHỤ LỤC ............................................................................................................... 146


vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
A

Tuổi cây

BNN&PTNT

Bộ Nông nghiệp&Phát triển Nơng thơn

C

Các bon

CDM

Cơ chế phát triển sạch

CHDC

Cộng hịa dân chủ

D1,3 (cm)

Đường kính ngang ngực

Dg0 (cm)

Đường kính bình qn theo tiết diện

Dt (m)

Đường kính tán

D1,3

Đường kính thân bình qn

Dt

Đường kính tán bình qn

OTC

Ơ tiêu chuẩn

G (m2)

Tiết diện ngang

H0

Chiều cao ưu thế

Hvn (m)

Chiều cao vút ngọn

Hdc (m)

Chiều cao dưới cành

Hvn

Chiều cao vút ngọn bình quân

Hdc

Chiều cao dưới cành bình quân

IPCC

Ủy ban liên chính phủ về Biến đổi khí hậu

M (m3)

Trữ lượng

Mt C

Triệu tấn các bon

Mci

Trữ lượng các bon của bộ phận i

N/otc; N/ha

Số cây trên ô tiêu chuẩn; số cây trên ha

Nopt; Nc; Nnd

Mật độ tối ưu; số cây chặt; số cây ni dưỡng

Nidi

Số cây thứ i nằm trong cỡ kính di

L (m)

Chiều dài men thân cây chặt ngả

Ln (m)

Chiều dài đoạn ngọn


vii

PT

Phương trình

Pd

Suất tăng trưởng đường kính

Ph

Suất tăng trưởng chiều cao

Pv

Suất tăng trưởng thể tích

Pki

Tỷ lệ sinh khối khơ của bộ phận i

P2th, P2c, P2l

Tỷ lệ sinh khối khô bộ phận thân, cành, lá cây bụi thảm tươi

P3

Tỷ lệ sinh khối khơ bình qn của 5 mẫu sấy

V (m3)

Thể tích

St

Diện tích tán bình qn

St (m2)

Diện tích tán

Zd

Lượng tăng trưởng thường xun hàng năm của đường kính

Zh

Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm của chiều cao

Zv

Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm của thể tích

∆d

Tăng trưởng bình qn chung của đường kính

∆h

Tăng trưởng bình quân chung của chiều cao

∆v

Tăng trưởng bình quân chung của thể tích

Wk

Sinh khối khơ

Wt

Sinh khối tươi

Wki

Sinh khối khơ bộ phận i

Wti

Sinh khối tươi bộ phận i

W2k

Sinh khối khô của bộ phận cây bụi thảm tươi/ha

W2tht, W2ct, W2lt

Sinh khối tươi bộ phận thân, cành, lá cây bụi thảm tươi

W3t; W3k

Sinh khối tươi, khô của bộ phận thảm mục trên/ha

0,485

Hệ số chuyển đổi các bon


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1.

Các hàm lý thuyết được sử dụng để mơ tả q trình sinh trưởng ......... 49

Bảng 4.1.

Tổng hợp diện tích rừng trồng Tếch tại Sơn La .................................... 52

Bảng 4.2.

Kết quả phân bố N/D1,3 theo hàm Weibull cho 54 lâm phần Tếch ....... 56

Bảng 4.3.

Kết quả phân bố N/Hvn theo hàm Weibull cho 54 lâm phần Tếch ........ 59

Bảng 4.4.

Kết quả phân tích tương quan Hvn/D1,3 bằng hàm đường thẳng ............ 62

Bảng 4.5.

Kết quả phân tích tương quan Hvn/D1,3 bằng hàm Logarit .................... 63

Bảng 4.6.

Kết quả phân tích tương quan Hvn/D1,3 bằng hàm Parabon ................... 64

Bảng 4.7.

Kết quả phân tích tương quan Hvn/D1,3 bằng hàm mũ ........................... 65

Bảng 4.8.

Tập hợp các dạng phương trình tương quan Hvn/D1,3 ............................ 66

Bảng 4.9.

Kết quả phân tích tương quan Dt/D1,3 bằng hàm đường thẳng .............. 67

Bảng 4.10. Kết quả phân tích tương quan Dt/D1,3 bằng hàm Logarit ...................... 68
Bảng 4.11. Tương quan giữa đường kính tán (Dt/D1,3)............................................ 69
Bảng 4.12. Hàm phân cấp sinh trưởng trên cấp đất II ............................................. 70
Bảng 4.13. Hàm phân cấp sinh trưởng trên cấp đất III ............................................ 70
Bảng 4.14. Số cây dự đoán vào các cấp sinh trưởng trên cấp đất II ........................ 71

Bảng 4.15. Số cây dự đoán vào các cấp sinh trưởng trên cấp đất III ...................... 71
Bảng 4.16. Phân cấp sinh trưởng trên cấp đất II ...................................................... 73
Bảng 4.17. Phân cấp sinh trưởng trên cấp đất III .................................................... 74
Bảng 4.18. Số liệu cây bình quân trên cấp đất II và III ........................................... 77
Bảng 4.19. So sánh sự phù hợp của hàm lý thuyết mô tả quy luật sinh trưởng
D, H, V bằng tiêu chuẩn R2 ................................................................... 78
Bảng 4.20. Mơ hình sinh trưởng D rừng trồng Tếch bằng hàm Schumacher................. 80
Bảng 4.21. Sinh trưởng và tăng trưởng đường kính rừng trồng Tếch ..................... 81
Bảng 4.22. Mơ hình sinh trưởng H rừng trồng Tếch bằng hàm Schumacher .......... 84
Bảng 4.23. Sinh trưởng và tăng trưởng chiều cao rừng trồng Tếch ........................ 85
Bảng 4.24. Mơ hình sinh trưởng V rừng trồng Tếch bằng hàm Schumacher .......... 87
Bảng 4.25. Sinh trưởng và tăng trưởng thể tích rừng trồng Tếch ............................ 88


ix

Bảng 4.26. Một số chỉ tiêu thống kê 36 cây tiêu chuẩn chặt ngả ............................ 90
Bảng 4.27. Cấu trúc sinh khối tươi cây tiêu chuẩn Tếch tại Sơn La ....................... 91
Bảng 4.28. Tỷ lệ sinh khối khô các mẫu của 36 cây cá lẻ Tếch chặt ngả................ 94
Bảng 4.29. Cấu trúc sinh khối khô cho từng bộ phận của cây tiêu chuẩn ............... 96
Bảng 4.30. Phương trình tương quan giữa Pk với các nhân tố D1,3 và Hvn .............. 99
Bảng 4.31. Sinh khối khô cây gỗ rừng trồng Tếch tuổi 13 .................................... 100
Bảng 4.32. Sinh khối khô cây gỗ rừng trồng Tếch trên cấp đất II ......................... 102
Bảng 4.33. Sinh khối khô rừng trồng Tếch trên cấp đất III ................................... 103
Bảng 4.34. Sinh khối khô cây bụi, thảm tươi và thảm mục ................................... 104
Bảng 4.35. Sinh khối khô rừng trồng Tếch theo cấp đất ....................................... 106
Bảng 4.36. Lượng các bon tích lũy trong các bộ phận cây cá lẻ Tếch .................. 107
Bảng 4.37. Trữ lượng các bon tích lũy trong các lâm phần Tếch .......................... 109
Bảng 4.38. Trữ lượng các bon tích lũy ở bộ phận cây gỗ trên cấp đất II .............. 110
Bảng 4.39. Trữ lượng các bon tích lũy ở bộ phận cây gỗ trên cấp đất III ............. 112

Bảng 4.40. Lượng các bon tích lũy trong cây bụi, thảm tươi và thảm mục .......... 114
Bảng 4.41. Tổng trữ lượng các bon tích lũy rừng trồng Tếch ............................... 115
Bảng 4.42. Số lượng cây chặt, cây chừa trên cấp đất II......................................... 119
Bảng 4.43. Số lượng cây chặt, cây chừa trên cấp đất III ....................................... 120
Bảng 4.44. Cường độ tỉa thưa và các chỉ tiêu kỹ thuật chặt tỉa rừng Tếch.............. 127


x

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 3.1.

Sơ đồ ơ tiêu chuẩn ................................................................................. 40

Hình 4.1.

Quy luật phân bố N/D1,3 có dạng lệch trái ............................................. 57

Hình 4.2.

Quy luật phân bố N/D1,3 có dạng đối xứng ........................................... 57

Hình 4.3.

Quy luật phân bố N/D1,3 có dạng lệch phải ........................................... 58

Hình 4.4.

Quy luật phân bố N/Hvn có dạng lệch trái ............................................. 60

Hình 4.5.

Quy luật phân bố N/Hvn có dạng đối xứng ............................................ 60

Hình 4.6.

Quy luật phân bố N/Hvn có dạng lệch phải ............................................ 61

Hình 4.7.

Tỷ lệ % số cây theo từng cấp sinh trưởng trên cấp đất II và III ............ 75

Hình 4.8.

Đường cong sinh trưởng D trên cấp đất II và III rừng trồng Tếch ....... 80

Hình 4.9.

Biến đổi Zd và ∆d trên cấp đất II .......................................................... 82

Hình 4.10. Biến đổi Zd và ∆d trên cấp đất III ......................................................... 82
Hình 4.11. Đường cong sinh trưởng H trên cấp đất II và III rừng trồng Tếch ........ 84
Hình 4.12. Biến đổi Zh và ∆h trên cấp đất II .......................................................... 86
Hình 4.13. Biến đổi Zh và ∆h trên cấp đất III ......................................................... 86
Hình 4.14. Đường cong sinh trưởng V trên cấp đất II và III rừng trồng Tếch ........ 87
Hình 4.15. Biến đổi Zv và ∆v trên cấp đất II .......................................................... 89
Hình 4.16. Biến đổi Zh và ∆h trên cấp đất III ......................................................... 89
Hình 4.17. Cấu trúc sinh khối tươi các bộ phận cây tiêu chuẩn Tếch ..................... 93
Hình 4.18. Cấu trúc sinh khối khơ các bộ phận cây tiêu chuẩn .............................. 98
Hình 4.19. Cấu trúc sinh khối khơ theo bộ phận rừng trồng Tếch ........................ 101

Hình 4.20. Cấu trúc sinh khối khô các bộ phận cây trên cấp đất II và III ............. 104
Hình 4.21. Cấu trúc sinh khối khô cây bụi thảm tươi và thảm mục ...................... 105
Hình 4.22. Cấu trúc sinh khối khơ của rừng trồng Tếch ....................................... 107
Hình 4.23. Cấu trúc các bon tích lũy bộ phận cây gỗ rừng trồng Tếch................. 113
Hình 4.24. Lượng các bon tích lũy trong cây bụi, thảm tươi và thảm mục .......... 114


1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Tếch có tên khoa học (Tectona grandis L. f.), là loài cây mọc tự nhiên của khu
hệ thực vật Ấn Độ - Miến Điện và phân bố tự nhiên ở Ấn Độ, Myanmar, Thái Lan,
Lào [100]. Do Tếch cho gỗ tốt, giá trị cao, dễ trồng và thích nghi với nhiều lập địa
khác nhau nên được gây trồng ở nhiều nước nhiệt đới như: Nigeria, Bờ Biển Ngà,
Sierra Leone ở châu Phi, Costa Rica, Panama, Colombia, Trinidad, Tobago và
Venezuela ở Trung Mỹ, cũng như các nước châu Á. Đến năm 2000, diện tích rừng
trồng gỗ Tếch toàn cầu đạt 5,7 triệu ha (FAO, 2001) và vẫn đang được đầu tư phát
triển để cung cấp gỗ công nghiệp cũng như trong mơ hình Nơng lâm kết hợp bởi các
chủ đất nhỏ.
Tại Việt Nam, Tếch được đưa vào gây trồng từ đầu thế kỷ XX tại một số tỉnh
như: Đồng Nai, Sông Bé, Tây Ninh, Đắc Lắc, Hà Nội, Sơn La... qua quá trình khảo
nghiệm đã chứng tỏ cây Tếch thích hợp với điều kiện sinh thái ở Việt Nam [33, 34].
Năm 1960, một diện tích trên 200 ha rừng Tếch đã được trồng thành công ở Định
Quán, nay là rừng lấy hạt giống [4, 8]. Riêng ở Đắc Lắc, có lâm phần Tếch đến nay
đã gần thành thục (tại Eak Mát 45 tuổi) và nhiều lâm phần đang trong giai đoạn
nuôi dưỡng (dưới 20 tuổi). Đặc biệt trồng Tếch theo phương thức Nông lâm kết hợp
đã thành công ở Lâm trường Buôn Gia Wằm (Đắc Lắc) là một kinh nghiệm để có
thể nhân rộng mơ hình ở nhiều nơi [4].
Sơn La là một tỉnh biên giới phía Tây Bắc của Việt Nam, có phía Bắc giáp

tỉnh n Bái và Lai Châu, phía Nam giáp tỉnh Thanh Hóa và các tỉnh
Louangphabang, Houaphan của Lào, phía Đơng giáp tỉnh Hịa Bình và Phú Thọ,
phía Tây giáp tỉnh Điện Biên. Có điều kiện địa hình, đất đai và khí hậu khá phù hợp
với nhu cầu sinh thái của loài Tếch. Vì thế, trong chương trình 327 và chương trình
GTZ của Đức, Tếch là loài cây được đưa vào gây trồng ở một số huyện của tỉnh
Sơn La, như: Mai Sơn, Yên Châu, Phù Yên, Thuận Châu. Mục tiêu chiến lược của
dự án nhằm phủ xanh đất trống đồi núi trọc, đáp ứng nhu cầu về gỗ đồ mộc cao cấp,
giảm áp lực khai thác gỗ từ rừng tự nhiên đồng thời mở ra hướng mới trong kinh


2

doanh rừng trồng, tạo công ăn việc làm, phát triển kinh tế cho người dân sống trên
địa bàn. Tuy nhiên, muốn làm được điều đó thì cần phải có những hiểu biết về đặc
điểm lâm học, các quy luật cấu trúc lâm phần, quy luật sinh trưởng, động thái quần
thể và ảnh hưởng của điều kiện lập địa đến sản lượng và năng suất rừng. Đối với
cây Tếch, trong những năm qua đã có một số cơng trình khoa học nghiên cứu ở
nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó phải kể đến kết quả nghiên cứu của tác giả
Nguyễn Xuân Quát (1995) [51], Nguyễn Ngọc Lung (1988, 1995) [33, 35], Bảo
Huy (1995a, 1995b 1998) [23, 24, 26], Nguyễn Văn Thêm (2002) [40], Mạc Văn
Chăm (2005) [3] ở khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên. Tuy nhiên, cho đến nay
giá trị thực tế được công nhận cho rừng trồng Tếch mới chỉ được tính thuần túy
thơng qua trữ lượng gỗ. Trong khi đó, giá trị bảo vệ mơi trường của rừng chưa được
định lượng một cách cụ thể. Tại Sơn La, chưa có cơng trình khoa học nào nghiên
cứu cho đối tượng này.
Xuất phát từ thực tiễn đó, chúng tơi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sinh
trưởng và cấu trúc làm cơ sở khoa học đề xuất biện pháp kỹ thuật góp phần kinh
doanh rừng trồng Tếch (Tectona grandis L. f.) tại Sơn La”.
2. Mục đích và yêu cầu của đề tài
2.1. Mục đích của đề tài

Xác định được đặc điểm cấu trúc, sinh trưởng, sinh khối và tích lũy các bon
theo cấp đất làm cơ sở khoa học đề xuất biện pháp kỹ thuật trong kinh doanh rừng
trồng Tếch bền vững ở Sơn La.
2.2. Yêu cầu của đề tài
- Số liệu nghiên cứu phải đại diện cho rừng trồng Tếch ở Sơn La
- Phải kế thừa được những phương pháp nghiên cứu về cấu trúc, sinh trưởng,
sinh khối đã có
- Phải có những điểm mới so với những đề tài đã nghiên cứu về cây Tếch đã có
- Cơng trình phải có hàm lượng khoa học, đáp ứng được yêu cầu của một luận
án tiến sĩ.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc, sinh trưởng, tăng trưởng,
sinh khối và khả năng tích lũy các bon, đề tài đã xây dựng được cơ sở khoa học cho


3

đề xuất biện pháp kỹ thuật trong kinh doanh rừng trồng Tếch tại Sơn La.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Đã xác định được đặc điểm cấu trúc, sinh trưởng, tăng trưởng, sinh khối và
khả năng tích lũy các bon và đề xuất biện pháp kỹ thuật trong kinh doanh rừng.
4. Những đóng góp mới của đề tài
Đây là cơng trình đầu tiên nghiên cứu tương đối tồn diện về rừng trồng Tếch
ở các tỉnh Miền Bắc Việt Nam nói chung và ở Sơn La nói riêng. Đề tài đã làm rõ
được đặc điểm cấu trúc, sinh trưởng, tăng trưởng, sinh khối và khả năng tích lũy các
bon làm cơ sở khoa học cho đề xuất biện pháp kỹ thuật trong kinh doanh rừng trồng
Tếch tại Sơn La.

4

Chƣơng 1

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Đặc điểm phân loại và phân bố tự nhiên của Tếch
1.1.1. Đặc điểm phân loại
Trên thế giới có 3 lồi Tếch đó là Tectona grandis L. f., Tectona philippinensis
Benth. & Hokk. f. và Tectona hamiltonia Wallich. Trong đó, cây Tếch được trồng
thành rừng ở Sơn La (Việt Nam) có tên khoa học là Tectona grandis L. f., thuộc họ
Tếch (Verbenaceae), bộ Hoa mơi (Lamiales).
Tếch là lồi cây đại mộc, có chiều cao trên 30 m, đường kính đạt 70 - 90 cm,
cây già gốc có bạnh nhỏ, rụng lá theo mùa. Cành non vuông, cành phủ nhiều lông
màu gỉ sắt, khi dập có màu đỏ, lá đơn mọc đối hình trứng ngược, chiều dài có thể
đạt tới 40 cm hoặc hơn, chiều rộng lá khoảng 15 cm, phiến xoan bầu dục có màu lục
tươi, mặt dưới lá có lơng hình sao vàng, lá rụng vào tháng 2 tháng 3 dương lịch
hàng năm. Hoa có dạng chùm tụ tán, mọc ở ngọn nhánh, kích thước có thể đạt
đường kính gần 40 cm, hoa gần đều nhỏ và nhiều, có màu trắng, đài hoa có từ 5 - 6
răng, vành có 5 tai, tiểu nhụy nhỏ. Quả hạch cứng và trịn, đường kính khoảng 2 cm
phủ đầy lông. Gỗ mầu vàng nâu hay nâu đậm có sọc, chứa dầu, độ bền cao, ít co
giãn, thớ mịn, ít bị mối mọt [95].
Theo Kadambi A. (1979) [95], Tếch là lồi cây có ở rừng nửa rụng lá nhiệt đới
gió mùa. Ở rừng tự nhiên, Tếch trưởng thành có thể đạt chiều cao 40 m, đường kính
từ 1 - 2 m, thân thẳng có nhiều hoa nhưng số hoa hình thành quả chiếm tỷ lệ thấp.
Tếch sinh sản sớm, thông thường từ 8 - 10 năm. Thời kỳ ra hoa là giữa tháng 7 đến
đầu tháng 9 hàng năm, quả chín và rụng từ tháng 12 năm trước đến tháng 2 năm
sau, quả chín vỏ có mầu nâu vàng, Tếch có khả năng tái sinh chồi tốt ở tuổi non.
1.1.2. Phân bố tự nhiên của Tếch
Tếch phân bố tự nhiên ở Ấn Độ, Thái Lan, Lào, Myanmar. Vùng phân bố tự
nhiên của Tếch nằm trong khoảng giữa 25030’ - 9000’ độ vĩ Bắc và 730 - 1030 độ

kinh Đông. Tếch đã xuất hiện từ 400 - 600 năm trước ở quần đảo java với diện tích
khoảng 1 triệu ha (Inđơnêxia). Vì Tếch sinh trưởng khá tốt ở Inđônêxia, nên hiện


5

nay người ta đã coi giới hạn phân bố của Tếch ở phía Nam là giữa vị độ 50 - 90
Nam. Tếch phân bố tự nhiên trong khu vực nhiệt đới gió mùa (mùa khơ và mùa ẩm
phân biệt rõ), khí hậu nóng ẩm, biên độ nhiệt độ trung bình từ 20 - 270C, nhiệt độ
tối cao trung bình khoảng 400C, nhiệt độ tối thấp trung bình khoảng 12,50C. Lượng
mưa trung bình từ 1.300 - 2.990 mm/năm [86, 87, 100].
Tếch phân bố tự nhiên từ độ cao gần mặt biển đến độ cao khoảng 1.000 m so với
mặt nước biển. Tếch sinh trưởng tốt trên những đất hình thành từ cuội kết, sa thạch
hoặc đá ong, Tếch ưa thích đất phát triển từ đá granit, bazan và phiến sét. Tếch địi hỏi
đất phải thốt nước và khơng chịu được úng ngập, ưa thích mơi trường đất có pH từ 6,5
- 8,0 có đủ Canxi (Ca), Photpho (P) và Magiê (Mg). Hiện nay, phần lớn rừng Tếch tự
nhiên đã bị thoái hố chỉ cịn một số ít ở Ấn Độ, Myanmar và Thái Lan [100, 101].
1.2. Những nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam
1.2.1. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng trồng trên Thế giới
1.2.1.1. Những nghiên cứu về quy luật phân bố cây theo đường kính
Phân bố số cây theo đường kính (phân bố N/D1,3) là một trong những nội dung
chính của điều tra lâm phần, làm cơ sở xây dựng các mơ hình cấu trúc lâm phần và đề
xuất biện pháp kinh doanh rừng hợp lý. Để nghiên cứu và mơ tả quy luật này, các hàm
tốn học được các tác giả sử dụng để mô phỏng rất đa dạng và phong phú. Tiêu biểu về
lĩnh vực này, có thể dẫn ra một số cơng trình nghiên cứu của những tác giả sau:
Đầu tiên là cơng trình nghiên cứu của Meyer H. A. (1952) [117]. Ơng đã mơ tả
phân bố số cây theo đường kính bằng hàm tốn học có dạng đường cong giảm liên
tục. Phương trình này được gọi là phương trình Meyer.
Balley R. L., and Isson J. N. (1973) [73] đã sử dụng hàm Weibull để mơ tả
phân bố số cây theo đường kính cho rừng trồng lồi Kiefer thuần lồi đều tuổi,

trong đó hàm mật độ và hàm phân bố được viết dưới dạng:
Hàm mật độ:
f(d) = (β/α)[(d-dmin)/α]β-1với d > dmin
f(d) = 0

với d ≤ dmin

(1.1)


6

Hàm phân bố:
F(d) = 1- exp{-[(d-dmin)/α]β-1}

(1.2)

Bailey và Dell (dẫn theo tài liệu [80]) coi dmin là một tham số và kí hiệu là a.
Trong trường hợp này, phân bố Weibull có 3 tham số, đó là tham số a đặc trưng cho
vị trí, tham số b (tham số α ở phương trình 1.1) đặc trưng cho độ nhọn, tham số c
(tham số β ở phương trình 1.2) đặc trưng cho độ lệch của phân bố.
Batista J. L. F. và Doucoto H. T. Z. (1992) (dẫn theo tài liệu [7]) trong khi
nghiên cứu 19 ơ tiêu chuẩn với 60 lồi cây rừng Maranhoo - Brazin đã dùng hàm
Weibull mô phỏng phân bố N/D1,3. Nhìn chung các tác giả đều biểu diễn quy luật
phân bố số cây theo đường kính dưới dạng phân bố xác suất, các hàm thường hay sử
dụng là hàm Weibull, hàm mũ, hàm chuẩn, hàm Logarit, hàm bêta, hàm gama, v..v..
Alder D. (1980) [70] cho rằng, việc nắn đường thực nghiệm bằng phương
trình mũ sẽ mất đi những sai số ở những cỡ đường kính nhỏ và khuyến cáo nên
dùng hàm Hyperbol để nắn đường thực nghiệm là tốt hơn cả.
Bennet F. A. (1969) [74] đã dùng hàm phân bố Bêta và xác định các đại lượng

đường kính nhỏ nhất (dm), đường kính lớn nhất (dM) thơng qua phương trình tương
quan kép với mật độ (N), tuổi (A) và cấp đất (S) như sau:
dm = a0 + a1.N + a2.A.N + a3.logN

(1.3)

dM = a0 + a1.N + a2.logN + a3.A.S + a4.A.N

(1.4)

Trong khi đó, Burkhart H và Strub U. (1973) (dẫn theo tài liệu [7]) tính tốn
các tham số dm, dM, α, β của phân bố Bêta theo các phương trình:
𝑕0

𝑑𝑚 = 𝑎0 +𝑎1 .𝑕0 + 𝑎2. . 𝐴. 𝑁 + 𝑎3 .

𝑁

𝐴

α= 𝑎0 + 𝑎1 . + 𝑎2 . 𝐴. 𝑕0
𝑁
𝐴

β = 𝑎0 + 𝑎1 . + 𝑎2 . 𝐴. 𝑕0
𝑁

(1.5)
(1.6)
(1.7)

Với h0 là chiều cao tầng trội; A là tuổi; N là mật độ lâm phần.
Bliss C. I. và Reinker K. A. (1964) [75] xác lập quan hệ giữa các tham số a,
M, S của phân bố chuẩn Logarit với đường kính bình qn theo dạng Logarit tự
nhiên hai vế:


7
𝑙𝑛𝑎 = 𝑎0 + 𝑏0 . 𝑙𝑛𝑑

(1.8)

𝑙𝑛𝑀 = 𝑎0 + 𝑏0 . 𝑙𝑛𝑑

(1.9)

𝑙𝑛𝑆 = 𝑎0 + 𝑏0 . 𝑙𝑛𝑑

(1.10)

Trong đó: a và b là hai tham số của phương trình.
Lembcke, Knapp và Dittmar (dẫn theo tài liệu [7]) sử dụng phân bố Gamma
với các tham số thông qua các phương trình biểu thị mối tương quan giữa tuổi và
chiều cao tầng trội như sau:
1

1

𝐴

𝐴2

𝑏 = 𝑎0 + 𝑎1 . + 𝑎2 .

(1.11)

𝑞 = 𝑎0 + 𝑎1 . 𝐴 + 𝑎2 . 𝐴2

(1.12)

𝛼 = 𝑎0 + 𝑎1 . 𝑕100 + 𝑎2 . 𝐴 + 𝑎3 . 𝐴. 𝑕100

(1.13)

Trong đó:
- a0, a1, a2, a3 là tham số của phương trình.
- A là tuổi,
- h100 chiều cao tầng cây trội.
Roemisch K. (1975) (dẫn theo tài liệu [7]), nghiên cứu khả năng dùng hàm
Gamma mô phỏng sự biến đổi theo tuổi của phân bố số cây theo đường kính cây
rừng, xác lập quan hệ của tham số β với tuổi, đường kính trung bình và chiều cao
tầng trội đã khẳng định quan hệ giữa tham số β với chiều cao tầng trội là chặt chẽ
nhất. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, tác giả đã đề nghị mơ hình xác định tham số β
cho phân bố N/D1,3 của lâm phần sau tỉa thưa như sau:
𝛽 , = 𝑎0 + 𝑎1 .𝛽 + 𝑎2 . 𝛽2 + 𝑎3 . 𝑛 + 𝑎4 .𝑛2 + 𝑎5 . 𝛽. 𝑛 + 𝑎6 . 𝛽. 𝑛2

(1.14)

Trong đó:
β, là tham số phân bố Gamma trước tỉa thưa;

β là tham số phân bố Gamma sau tỉa thưa;
n là tỷ lệ phần trăm số cây tỉa thưa;
a0, a1, a2, a3,....., a6 là tham số của phương trình.
Ngồi các nghiên cứu trên cịn có quan điểm cho rằng đường kính cây rừng là
một đại lượng ngẫu nhiên phụ thuộc vào thời gian và q trình biến đổi của phân bố
đường kính theo tuổi là quá trình ngẫu nhiên.


8

Theo hướng nghiên cứu này có các tác giả Suzuki (1971) [136] và Preussner,
K. (1974), Bock W., và Diener (1972) (dẫn theo tài liệu [1]). Theo các tác giả này,
quá trình đó biểu thị một tập hợp các giá trị x của đại lượng ngẫu nhiên tại một thời
điểm (t) và lấy trong một khoảng thời gian nào đó. Nếu trị số đường kính tại thời
điểm (t) chỉ phụ thuộc vào trị số ở thởi điểm t-1 mà không phụ thuộc vào trạng thái
ở những thời điểm trước đó là q trình Markov. Nếu xt = x, có nghĩa là ở thời điểm
(t) có trạng thái x. Nếu tập hợp các trạng thái có thể xảy ra của q trình Markov có
thể đếm được thì đó là chuỗi Markov.
Sự biến đổi của phân bố N/D1,3 theo tuổi ngoài phụ thuộc vào sinh trưởng
đường kính cịn chịu ảnh hưởng sâu sắc của q trình tỉa thưa. Từ đó Preussner đã
đề nghị mơ hình tỉa thưa mới trên cơ sở quan niệm sự biến đổi của phân bố đường
kính là một quá trình xác định, nghĩa là tổng hợp của hai mơ hình: Mơ hình tỉa thưa
và mơ hình tăng trưởng đường kính.
Với mơ hình tỉa thưa tác giả dùng hàm:
𝑌𝑖 = 𝑛. 𝑒

−

𝑑𝑖− 𝑑𝑚 2
𝑠

𝑛 = 1− 𝑒

−0,1.𝑛 ,

+ 𝑔
.𝑒

(1.15)
𝑡 2
150

−

𝑔 = 0,11 + 𝑛, . 0,001

(1.16)
(1.17)

Trong đó:
- Yi là phần trăm số cây tỉa thưa theo cỡ kính i,
- di là đường kính trung bình cỡ kính i,
- dm là đường kính nhỏ nhất,
- S là tham số,
- n, g là mật độ và tiết diện ngang các đại lượng biểu thị loại tỉa thưa,
- n’ là tỷ lệ phần trăm cây chặt,
- t là tuổi.
Hàm trên được dùng để xác định phân bố N/D1,3 của bộ phận tỉa thưa. Để xác
định được phân bố này cần phải biết phân bố N/D1,3 trước tỉa thưa, tuổi và tỷ lệ cây
chặt. Số cây tỉa thưa. Với mơ hình tăng trưởng, đã có tác giả sử dụng hàm:

9

𝑍𝑖 =

𝑃 1+∆𝑡
1−𝑝 𝑡+∆𝑡

−

𝑎
𝑑

. 𝑑𝑖 + 𝑎

(1.18)

Với:
- Zi là tăng trưởng đường kính của cỡ kính i trong khoảng thời gian từ t đến
𝑡 + ∆𝑡;
- di là đường kính trung bình cỡ kính i ở thời điểm t;
- d là đường kính trung bình cộng ở thời điểm t;
- p t + ∆t là suất tăng trưởng đường kính;
- a là tham số của phương trình: Zi = a +b.z.
Do cây tăng trưởng, một số cây nhất định sẽ chuyển dịch từ cỡ kính thấp lên
cỡ kính cao hơn. Số cây này được xác định theo công thức hệ số chuyển cấp:
𝑓 =

𝑍𝑑

𝑘

(1.19)

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:
𝑁𝑖+1 = 𝑁𝑗 . 𝑓2

(1.20)

𝑁𝑖 = 𝑁𝑗 − 𝑁𝑗 . 𝑓2

(1.21)

Trong đó: i = j + f1
Như vậy, từ các nghiên cứu định lượng cấu trúc N/D1,3 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 các tác giả sử dụng để mô phỏng
rất đa dạng và phong phú. Xu hướng chung là tìm hàm tốn học thích hợp, xác định
các tham số của phân bố N/D1,3 bằng các hàm tương quan trực tiếp hoặc gián tiếp
theo tuổi, thiết lập một q trình ngẫu nhiên. Ngồi ra, mơ tả biến đổi phân bố
N/D1,3 như một quá trình xác định trên cơ sở quan điểm động thái phân bố N/D1,3 là
kết quả của quá trình sinh trưởng và quá trình tỉa thưa.
1.2.1.2. Nghiên cứu quy luật tương quan giữa chiều cao và đường kính
Qua các cơng trình nghiên cứu của các tác giả đi trước cho thấy, giữa chiều
cao với đường kính có quan hệ rất chặt chẽ. Nhiều tác giả dùng phương pháp giải
tích tốn học tìm ra những phương trình biểu thị mối quan hệ này như: Naslund M.
(1929), Assmann E. (1936), Hohenadl W. (1936), Michailov F. (1934,1952),

10

Prodan M. (1944), Krenn K. (1946), Meyer H. A. (1952) (dẫn theo tài liệu [7]) và
Curtis R. O. (1967) [81] đã đề nghị các dạng phương trình dưới đây:
h = a +b1d +b2d2

(1.22)

h = a +b1d +b2d2 + b3d2

(1.23)

h -1,3 = d2/(a +bd)

(1.24)

h = a +b.logd

(1.25)

h = a +b1d +b2logd

(1.26)

h = k.db

(1.27)

h -1,3 = a.e(b/d)

(1.28)

Curtis R. O. (1967) [81] đã mơ phỏng quan hệ giữa chiều cao với đường kính
và tuổi theo dạng phương trình:
log⁡
(𝑕) = 𝑑 + 𝑏1

1
𝑑

1

1

𝐴

𝑑.𝐴

+ 𝑏2 + 𝑏3

(1.29)

Qua nghiên cứu một số lượng lớn đường cong chiều cao, Prodan M. (1963)
[125] cho thấy, dạng đường cong chiều cao ở những lâm phần cùng loài cây, cùng
tuổi hay cùng đường kính bình qn, hầu như khơng có sự sai khác rõ nét. Những
lâm phần như vậy được xác lập một đường cong chiều cao chung và được gọi là
đường cong chiều cao cơ sở. Từ đó, trên cơ sở lồi cây và cấp đất có thể xác lập
được hệ thống đường cong chiều cao. Làm như vậy, việc xác định trữ lượng và
tăng trưởng cây rừng hay lâm phần sẽ đơn giản hơn nhiều so với phương pháp

điều tra thông thường.
Như vậy, đối với những lâm phần thuần lồi đều tuổi, cho dù có tìm được
phương trình tốn học biểu thị quan hệ H/D1,3 theo tuổi thì cũng khơng đơn giản vì
chiều cao cây rừng ngồi yếu tố tuổi còn phụ thuộc vào mật độ, cấp đất, biện pháp
tỉa thưa. Khi đối tượng nghiên cứu là những lâm phần chưa được tạo lập và dẫn dắt
bằng một hệ thống kỹ thuật lâm sinh thống nhất thì phương pháp tìm hàm tốn học
để mơ tả sự phụ thuộc của chiều cao và đường kính vào tuổi sẽ khơng thích hợp.
Khi đó nên dùng phương pháp của Kennel gợi ý, nghĩa là tìm một dạng phương
trình biểu thị mối quan hệ giữa chiều cao với đường kính, sau đó nghiên cứu xác
lập mối quan hệ của các tham số phương trình trực tiếp hoặc gián tiếp theo thời
gian tuổi lâm phần.


11

1.2.1.3. Nghiên cứu quy luật tương quan giữa đường kính tán và đường kính thân
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 cá lẻ. Qua nghiên
cứu, nhiều tác giả đã đi đến kết luận chung, có mối quan hệ mật thiết giữa đường
kính tán và đường kính thân cây như: Zieger, Erich. (1928), Cromer O. A. N, Ahken
J. D. (1948), Wiling J. W. (1948), Heinsdifh D. (1953), Miller J. (1953),
Hollerwoger F. (1954) (dẫn theo tài liệu [7])….Tùy theo từng loài cây và kiều kiện
khác nhau, mối liên hệ này được thể hiện khác nhau nhưng phổ biến nhất là dạng
phương trình đường thẳng:
Dt = a +b×D1,3

(1.30)

1.2.1.4. Nghiên cứu về sinh trưởng, tăng trưởng
Nghiên cứu quy luật sinh trưởng của cá thể và lâm phần phần lớn được xây

dựng thành các mơ hình tốn học chặt chẽ và được cơng bố trong các cơng trình của
Gompertz (1925) (dẫn theo tài liệu [27]), Meyer H. A. (1952) [117], Schumacher F.
X., and Coile T. X. (1960) [132], Clutter J. L et al (1983) [80], Alder D. (1980)
[70]. Đây là hàm tốn học mơ phỏng được quy luật sinh trưởng của cây cá lẻ cũng
như lâm phần. Dựa vào hàm sinh trưởng của các nhân tố điều tra lâm phần để dự
đoán được giá trị lớn nhất của các đại lượng sinh trưởng. Cơ sở đề xuất các biện
pháp kỹ thuật lâm sinh và xây dựng mơ hình cấu trúc lâm phần hợp lý được dựa
trên chính những hiểu biết này.
Meyer H. A. (1952) [117], Schumacher F. X., and Coile T. X. (1960) [132],
Alder D. (1980) [70] đã có những tổng hợp hết sức phong phú về các phương
pháp nghiên cứu sinh trưởng và tăng trưởng rừng như: Xây dựng mơ hình sinh
trưởng, tăng trưởng cây rừng và lâm phần, thiết lập đường cong sinh trưởng bình
qn bằng phương pháp phân tích hồi quy theo nhóm của Boiley-Chetter, phương
pháp Affill để phân chia các đường cong sinh trưởng chỉ thị cấp đất, lý thuyết
Marsh làm cơ sở dự đoán sản lượng rừng.


12

Có thể coi sinh trưởng rừng và cây rừng là một hàm phụ thuộc vào nhiều biến
số: tuổi (A), các điều kiện sinh thái (Si), biện pháp tác động của con người (bi)…
thì sinh trưởng là một hàm phụ thuộc vào các yếu tố sau:
y = f (A, Si, bi,…)

(1.31)

Nếu như trong những vùng có điều kiện sinh thái, biện pháp kinh doanh tác
động tương đối đồng nhất thì điều kiện sinh trưởng của rừng và cây rừng phụ thuộc
vào tuổi được nhiều nhà khoa học nghiên cứu. Bắt đầu từ hàm Gompertz (1985)
(dẫn theo tài liệu [27]):

𝑌 = 𝑚. 𝑒 −𝛼.𝑒

−𝑏 .𝑥

(1.32)

Trong đó:
- Y là hàm sinh trưởng của nhân tố điều tra;
- A là tuổi cây rừng;
- A, b, c là những tha số của phương trình.
Phương trình vi phân mà hàm Gompertz dựa vào sau này mới được Richard P.
W. (1952) [68], Whittaker R. H., and Woodweel G. M. (1968) [143] đưa ra. Năm
1973, Wenk chứng minh được là b trong công thức trên tương ứng với tốc độ sinh
trưởng tương đối tại thời điểm tăng trưởng đạt cực đại.
Verhults (1845) (dẫn theo tài liệu [1]) cũng đưa ra dạng hàm tốn học để mơ
phỏng q trình sinh trưởng của cây rừng:
𝑌=

1

(1.33)

1+𝑒 −𝑚 .𝑏 .(𝑥−𝑘)

Peschel (1938) (dẫn theo tài liệu [1]) đã tổng hợp các hàm sinh trưởng khác.
Wenk (1969) đã sử dụng hàm Gompertz để xây dựng hàm suất tăng trưởng:
𝑃𝑣 = 𝑒 −𝑐1 .𝑡.(1−𝑒

−𝑐 2 .𝑡 1−𝑒 −𝑐 3 .𝑡 )

(1.34)

Trong việc mô tả quy luật tăng trưởng Petterson (1929) và Buckman
(1931,1938, 1943) (dẫn theo tài liệu [7]) cho thấy sự phù hợp của hàm:
𝑌 = 𝑒 𝑎 0 +𝑎 1 .𝑙𝑛

𝑥 −𝑎 2 .𝑙𝑛 ⁡
(𝑥)

(1.35)

Lấy tích phân được hàm sinh trưởng:
𝑌=𝑚

+𝑎
2𝜋 −𝑎
1

𝑒 −𝑡

2 /2

. 𝑑𝑡

(1.36)


13

Korf (1939) (dẫn theo tài liệu [7]) đưa ra hàm sinh trưởng có dạng:

𝑌 = 𝑚. 𝑒 −𝛼.𝑥

−𝛽

(1.37)

Mitscherlich (1919) (dẫn theo tài liệu [1]) đã lập “Quy tắc sản lượng” trên cơ
sở phương trình vi phân đơn giản:
Y = m.(l-e(-b.x))

(1.38)

Với giả thuyết các yếu tố tác động là hằng số, tác giả đã đi đến dạng tổng quát
biểu diễn dưới dạng phương trình:
𝑦 = 𝑚. 𝑙 − 𝑒

−𝑐2 .𝑥

𝑐3

(1.39)

Trong đó: c3 được sử dụng như một hàm nguyên.
Phương trình trên có liên quan trực tiếp với phương trình của Richards (1959):
𝑦 = 𝑚. 𝑙 − 𝐶1 𝑒

−𝑐2 .𝑥

𝑐3

(1.40)

Như vậy, nhìn chung các hàm để mô tả sinh trưởng cây cá lẻ và lâm phần đều
có dạng phức tạp, dưới sự chi phối của các nhân tố nội tại và ngoại cảnh. Với
phương pháp từ mơ tả định tính chuyển sang định lượng dưới dạng các mơ hình
tốn học là một trong những hướng nghên cứu thể hiện sự phát triển vượt bậc trong
nghiên cứu các quy luật sinh học. Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu sự thay đổi
về số lượng của đại lượng sinh trưởng theo thời gian mỗi tác giả đều có những
hướng nghiên cứu giải quyết vấn đề một cách khác nhau.
1.2.1.5. Nghiên cứu về phân chia cấp đất
Cho đến nay, đã có nhiều cơng trình nghiên cứu về phân chia cấp đất làm cơ sở
cho việc xây dựng biểu q trình sinh trưởng với những mơ hình tốn học chặt chẽ,
song hầu hết tập trung chủ yếu vào đối tượng rừng trồng thuần loài, đều tuổi. Những
cơng trình xây dựng biểu sản lượng đầu tiên được thưc hiện ở Trung Âu của Harting
(1805), Cotta (1821), Schumacher (1823), Fies (1866), Meyer và Stevenson (1944),
Coll. (1960) (dẫn theo tài liệu [1]) và Alder D. (1980) [70], FAO (1985) [86],…..
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 lượng lâm
phần, ít chịu ảnh hưởng của biện pháp tỉa thưa trong q trình ni dưỡng. Qua
nghiên cứu các tác giả này đã khẳng định: Chiều cao của lâm phần ở một tuổi xác
định là chỉ tiêu biểu thị tốt cho sức sản xuất của lâm phần.