Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và sinh trưởng của rừng trồng keo lai (acacia auriculiformis acacia mangium) trên các nhóm đất trồng khác nhau ở khu vực huyện định quán, tỉnh đồng nai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

TRẦN MINH HOÀNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ
SINH TRƯỞNG CỦA RỪNG TRỒNG KEO LAI
(Acacia auriculiformis* Acacia mangium)
TRÊN CÁC NHÓM ĐẤT TRỒNG KHÁC NHAU Ở
KHU VỰC HUYỆN ĐỊNH QUÁN, TỈNH ĐỒNG NAI

LUẬN VĂN THẠC SỸ LÂM NGHIỆP

Đồng Nai, năm 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

TRẦN MINH HOÀNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ
SINH TRƯỞNG CỦA RỪNG TRỒNG KEO LAI
(Acacia auriculiformis* Acacia mangium)
TRÊN CÁC NHÓM ĐẤT TRỒNG KHÁC NHAU Ở

KHU VỰCHUYỆN ĐỊNH QUÁN, TỈNH ĐỒNG NAI
CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC
MÃ SỐ: 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SỸ LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. PHẠM THẾ DŨNG

Đồng Nai, năm 2017


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan, đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai cơng bố trong
bất kỳ cơng trình nghiên cứu nào khác.
Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ cơng trình nghiên
cứu nào đã cơng bố, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận
đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học.
Đồng Nai, ngày 05tháng 4 năm 2017.
Người cam đoan

Trần Minh Hoàng

i


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian đƣợc học tập, tiếp thu những kiến thức chun mơn

theo chƣơng trình đào tạo Thạc sỹ chuyên ngành Lâm học của Trƣờng Đại
học Lâm nghiệp, đến nay khóa học đã kết thúc.
Đƣợc sự cho phép của Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, tôi
đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và sinh trƣởng của rừng
trồng Keo lai (Acacia auriculiformis*Acacia mangium) trên các nhóm đất
trồng khác nhau ở khu vực huyện Định Quán, tỉnh Đồng Nai”làm luận văn
thạc sỹ khoa học lâm nghiệp của mình.
Trong quá trình thực hiện đề tài, ngồi sự nỗ lực của bản thân, tơi ln
nhận đƣợc sự hƣớng dẫn tận tình của thầy giáo hƣớng dẫn PGS.TS. Phạm Thế
Dũng, sự quan tâm, hỗ trợ của Ban giám hiệu,cán bộ Ban Khoa học công
nghệ, các thầy cô giáo củaTrƣờng Đại học Lâm nghiệp; sự giúp đỡ nhiệt tình
của cán bộ, cơng nhân viên Cơng ty TNHH MTV Lâm nghiệp La Ngà – Đồng
Nai cùng các bạn bè đồng nghiệp trong quá trình thu thập, xử lý số liệu.
Để hoàn thành đề tài luận văn này, cho phép tơi đƣợc bày tỏ lịng biết
ơn sâu sắc đến Thầy giáo hƣớng dẫn PGS.TS. Phạm Thế Dũng, Ban giám
hiệu nhà trƣờng, cán bộ Ban Khoa học công nghệ, các thầy cô giáo là giảng
viên trực tiếp truyền thụ kiến thức trong suốt khóa học tại Cơ sở 2- Trƣờng
Đại học Lâm nghiệp;cán bộ, công nhân viên Công ty TNHH MTV Lâm
nghiệp La Ngà – Đồng Nai cùng các bạn bè đồng nghiệp đãgiúp đỡ tôi.
Luận văn này là kết quả nghiên cứu của tôi, các số liệu và kết quả
nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chƣa đƣợc sử dụng
để bảo vệ một học vị nào. Các tài liệu tham khảo có nguồn trích dẫn rõ ràng.
Đồng Nai, ngày 05 tháng 4 năm 2017.

Trần Minh Hoàng
ii


MỤC LỤC
Trang

LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
NHỮNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN................... v
DANH SÁCH CÁC BẢNG ............................................................................ vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH ............................................................................ viii
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
Chƣơng 1 ........................................................................................................... 3
TỔNG QUAN ................................................................................................... 3
1.1. Khái quát về cây Keo lai ............................................................................ 3
1.2. Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng ...................................................... 4
1.2.1. Khái niệm về cấu trúc rừng ..................................................................... 4
1.2.2. Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng trên thế giới .............................. 4
1.2.3. Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng ở Việt Nam ............................... 6
1.3. Tình hình nghiên cứu về sinh trƣởng của rừng .......................................... 8
1.3.1. Khái niệm về sinh trƣởng rừng ............................................................... 8
1.3.2. Tình hình nghiên cứu về sinh trƣởng của rừng trên thế giới .................. 9
1.3.3. Tình hình nghiên cứu về sinh trƣởng của rừng ở Việt Nam ................. 13
1.4. Những nghiên cứu về rừng trồng Keo lai ................................................ 17
1.5. Thảo luận chung ....................................................................................... 19
Chƣơng 2 ......................................................................................................... 21
MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG..................................... 21
VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................ 21
2.1. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................. 21
2.1.1. Mục tiêu tổng quát ................................................................................ 21
2.1.2. Mục tiêu cụ thể ...................................................................................... 21
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................... 21
2.3. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 21
iii

2.4. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 22
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu.......................................................................... 22
2.5.1. Phƣơng pháp luận.................................................................................. 22
2.5.2. Phƣơng pháp thu thập số liệu ................................................................ 22
2.5.3. Phƣơng pháp xử lý số liệu..................................................................... 24
2.5.4. Cơng cụ tính tốn .................................................................................. 27
Chƣơng 3 ......................................................................................................... 28
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU.................................... 28
3.1. Vị trí địa lý ............................................................................................... 28
3.2. Địa hình .................................................................................................... 29
3.3. Khí hậu - Thủy văn .................................................................................. 30
3.4. Tài nguyên đất .......................................................................................... 31
Chƣơng 4 ......................................................................................................... 33
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................................. 33
4.1. Cấu trúc lâm phần rừng trồng Keo lai...................................................... 33
4.1.1. Cấu trúc đƣờng kính lâm phần .............................................................. 33
4.1.2. Cấu trúc chiều cao lâm phần ................................................................. 40
4.2.2. Sinh trƣởng chiều cao ........................................................................... 52
4.3. Khảo sát một số nhân tố ảnh hƣởng đến sinh trƣởng của rừng Keo lai
trồng tại khu vực huyện Định Quán ................................................................ 57
4.3.1. Ảnh hƣởng của tuổi rừng ...................................................................... 57
4.3.2. Ảnh hƣởng của nhóm đất trồng ............................................................ 61
4.4. Sinh trƣởng thể tích của cây Keo lai ........................................................ 65
4.4.1. Sinh trƣởng thể tích của cây Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ vàng ...... 65
4.4.2. Sinh trƣởng thể tích của cây Keo lai trồng trên nhóm đất đen ............. 67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 71
1. Kết luận ....................................................................................................... 71
2. Kiến nghị ..................................................................................................... 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 73

PHỤ LỤC ........................................................................................................ 78
iv


NHỮNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
Ký hiệu,

Nội dung, ký hiệu chữ viết tắt

chữ viết tắt
A

Tuổi của rừng hoặc tuổi cây rừng, năm

Cv

Hệ số biến động

D1.3

Đƣờng kính thân cây tại vị trí 1,3 m

D1.3lt

Đƣờng kính thân cây lý thuyết tại vị trí 1,3 m

Dbq

Đƣờng kính thân cây bình qn tại vị trí 1,3 m

Dmax

Đƣờng kính thân cây lớn nhất tại vị trí 1,3 m

Dmin

Đƣờng kính thân cây nhỏ nhất tại vị trí 1,3 m

Ex

Độ nhọn

Hbq

Chiều cao vút ngọn bình quân

Hmax

Chiều cao vút ngọn lớn nhất

Hmin

Chiều cao vút ngọn nhỏ nhất

Hvn

Chiều cao vút ngọn

Hvnlt

Chiều cao vút ngọn lý thuyết

Ln

Logarit cơ số e

N

Số cây

Pd

Suất tăng trƣởng đƣờng kính tại vị trí 1,3 m

Pdlt

Suất tăng trƣởng đƣờng kính lý thuyết tại vị trí 1,3 m

Ph

Suất tăng trƣởng chiều cao

Phlt

Suất tăng trƣởng chiều cao lý thuyết

R

Biên độ biến động

S2

Phƣơng sai

Sk

Độ lệch

Sx

Sai tiêu chuẩn
v


Zd
Zdlt
Zh
Zhlt

Lƣợng tăng trƣởng thƣờng xuyên hàng năm về đƣờng kính
Lƣợng tăng trƣởng thƣờng xuyên hàng năm lý thuyết về
đƣờng kính
Lƣợng tăng trƣởng thƣờng xuyên hàng năm về chiều cao
Lƣợng tăng trƣởng thƣờng xuyên hàng năm lý thuyết về
chiều cao

∆d

Lƣợng tăng trƣởng bình qn năm về đƣờng kính

∆dlt

Lƣợng tăng trƣởng bình qn năm lý thuyết về đƣờng kính

∆h

Lƣợng tăng trƣởng bình quân năm về chiều cao

∆hlt

Lƣợng tăng trƣởng bình quân năm lý thuyết về chiều cao

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 4.1. Đặc trƣng phân bố N/D1.3 ............................................................... 33
Bảng 4.2. Đặc trƣng phân bố N/Hvn ................................................................ 40
Bảng 4.3. Sinh trƣởng D1.3 của các lâm phần Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ
vàng ................................................................................................................. 48
Bảng 4.4. Các dạng phƣơng trình biểu thị quy luật tƣơng quan giữa đƣờng
kính và tuổi của cây Keo lai (D1.3/A) trồng trên nhóm đất đỏ vàng sau khi thử
nghiệm ............................................................................................................. 49
Bảng 4.5. Sinh trƣởng D1.3 của các lâm phần Keo lai trồng trên nhóm đất đen .................. 50
Bảng 4.6. Các dạng phƣơng trình biểu thị quy luật tƣơng quan ..................... 51
giữa đƣờng kính và tuổi của cây Keo lai (D1.3/A)........................................... 51
trồng trên nhóm đất đen sau khi thử nghiệm .................................................. 51
Bảng 4.7. Sinh trƣởng Hvn của các lâm phần Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ
vàng ................................................................................................................. 53
Bảng 4.8. Các dạng phƣơng trình biểu thị quy luật tƣơng quan giữa chiều cao

và tuổi của cây Keo lai (Hvn/A) trồng trên nhóm đất đỏ vàng sau khi thử
nghiệm ............................................................................................................. 53
Bảng 4.9. Sinh trƣởng Hvn của các lâm phần Keo lai trồng trên nhóm đất đen................... 55
Bảng 4.10.Các dạng phƣơng trình biểu thị quy luật tƣơng quan giữa chiều cao
và tuổi của cây Keo lai (Hvn/A) trồng trên nhóm đất đỏ vàng sau khi thử
nghiệm ............................................................................................................. 56
Bảng 4.11. Sinh trƣởng D1.3 (cm) các lâm phần Keo lai tại khu vực nghiên cứu ................ 62
Bảng 4.12. Sinh trƣởng Hvn (m) các lâm phần Keo lai tại khu vực nghiên cứu .................. 64
Bảng 4.13. Sinh trƣởng thể tích của cây Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ vàng ................... 65
Bảng 4.14.Các dạng phƣơng trình biểu thị quy luật tƣơng quan giữa thể tích
và tuổi của cây Keo lai (V/A) trồng trên nhóm đất đỏ vàng sau khi thử nghiệm
......................................................................................................................... 65
vii


Bảng 4.15. Sinh trƣởng thể tích của cây Keo lai trồng trên nhóm đất đen ..... 67
Bảng 4.16. Các dạng phƣơng trình biểu thị quy luật tƣơng quan giữa thể tích và tuổi của cây
Keo lai (V/A) trồng trên nhóm đất đen sau khi thử nghiệm ........................................... 67
Bảng 4.17. Sinh trƣởng thể tích của các lâm phần Keo lai trồng trên 2 nhóm
đất tại khu vực nghiên cứu .............................................................................. 69

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 3.1. Bản đồ hành chính huyện Định Quán – tỉnh Đồng Nai .................. 29
Hình 4.2. Phân bố N/D1.3 các lâm phần Keo lai trồng trên nhóm đất đen ...... 38
Hình 4.3. Phân bố N/Hvn các lâm phần Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ vàng .................... 43
Hình 4.4. Phân bố N/Hvn các lâm phần Keo lai trồng trên nhóm đất đen ....... 45
Hình 4.5. Động thái biến đổi đƣờng kính theo tuổi của rừng Keo lai trồng trên

nhóm đất đỏ vàng ............................................................................................ 49
Hình 4.6. Động thái biến đổi đƣờng kính theo tuổi của rừng Keo lai ............ 52
Hình 4.7. Động thái biến đổi chiều cao theo tuổi của rừng Keo lai trồng trên
nhóm đất đỏ vàng ............................................................................................ 54
Hình 4.8. Động thái biến đổi chiều cao theo tuổi của rừng Keo lai trồng trên
nhóm đất đen ................................................................................................... 56
Hình 4.9. Khuynh hƣớng sinh trƣởng D1.3 của rừng Keo lai trồng................. 58
trên nhóm đất đỏ vàng tại khu vực nghiên cứu ............................................... 58
Hình 4.10. Khuynh hƣớng sinh trƣởng D1.3 của rừng Keo lai ........................ 59
trồng trên nhóm đất đen tại khu vực nghiên cứu ............................................ 59
Hình 4.11. Khuynh hƣớng sinh trƣởng Hvn của rừng Keo lai trồng trên nhóm
đất đỏ vàng tại khu vực nghiên cứu ................................................................ 60
Hình 4.12. Khuynh hƣớng sinh trƣởng Hvn của rừng Keo lai ......................... 61
trồng trên nhóm đất đen tại khu vực nghiên cứu ............................................ 61
Hình 4.13. So sánh sinh trƣởng đƣờng kính (D1.3, cm) của các lâm phần Keo
lai trồng trên 2 nhóm đất tại khu vực nghiên cứu ........................................... 63
Hình 4.14. So sánh sinh trƣởng chiều cao (Hvn, m) của các lâm phần ........... 64
Keo lai trồng tại khu vực nghiên cứu .............................................................. 64
Hình 4.15. Động thái biến đổi thể tích của cây Keo lai trồng trên nhóm đất đỏ
vàng ................................................................................................................. 66
Hình 4.16. Động thái biến đổi thể tích của cây Keo lai trồng trên nhóm đất
đen ................................................................................................................... 68
Hình 4.17. So sánh phát triển thể tích của cây Keo lai trồng trên 2 nhóm đất
tại khu vực nghiên cứu .................................................................................... 70
ix


x

ĐẶT VẤN ĐỀ
Nhƣ chúng ta đã biết, rừng là lá phổi xanh của trái đất. Rừng có tác dụng
cân bằng khơng khí, giúp duy trì sự sống cho con ngƣời, động vật và mang lại
một nguồn thu nhập to lớn cho nền kinh tế nhờ vào việc khai thác các sản
phẩm từ rừng. Ngồi ra, rừng cịn có một vị trí tâm linh quan trọng đối với
con ngƣời.
Trong những thập niên gần đây, diện tích rừng ở nƣớc ta đang suy giảm
cả về diện tích và chất lƣợng rừng do tình trạng khai thác tài nguyên rừng quá
mức, phá rừng làm nƣơng rẫy, làm đất thổ cƣ, đất trồng cây cơng nghiệp,
nơng nghiệp… Trong khi đó, áp lực dân số ngày càng tăng, kéo theo nhu cầu
sử dụng các nguồn nguyên vật liệu từ rừng nhƣ: Gỗ, nguyên liệu giấy, nhựa,
lâm sản phụ... ngày càng lớn. Vì thế để vừa có thể cung cấp nhu cầu cho con
ngƣời trong hiện tại và tƣơng lai mà vẫn giữ lại đƣợc sự đa dạng sinh học trên
trái đất thì trồng rừng là một công việc rất quan trọng đang đƣợc mọi ngƣời
quan tâm.
Keo lai (Acacia mangium*Acacia auriculiformis) là giống lai tự nhiên
giữa Keo tai tƣợng (Acacia mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis).
Hiện nay, ở nƣớc ta cây Keo lai đang đƣợc sử dụng khá phổ biến trong công
tác trồng rừng với những ƣu điểm vƣợt trội nhƣ: Là cây gỗ nhỡ, thƣờng xanh,
mọc nhanh, chu kỳ kinh doanh ngắn, có thể cung cấp gỗ nguyên liệu giấy, ván
nhân tạo, đồ gia dụng... Ngồi ra, Keo lai cịn đƣợc trồng để cải tạo đất nghèo
nhờ khả năng cố định đạm khí quyển trong đất bởi các nốt sần ở hệ rễ (Lê
Đình Khả, 2000)[13].
Đến nay đã có một số cơng trình nghiên cứu về chọn giống và xây dựng
những biện pháp kỹ thuật trồng và nuôi dƣỡng rừng trồng Keo lai... Tuy vậy,
vẫn chƣa có những nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng của những nhóm đất trồng
đến cấu trúc và sinh trƣởng của rừng trồng Keo lai ở khu vực huyện Định
Quán, tỉnh Đồng Nai.
1

Để có cơ sở khoa học vững chắc cho việc trồng, nuôi dƣỡng và khai thác
rừng trồng Keo lai, khoa học và thực tiễn vẫn cần phải có những nghiên cứu
sâu hơn về đặc điểm lâm học của rừng trồng Keo lai ở những điều kiện lập địa
khác nhau. Xuất phát từ đó, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và sinh
trƣởng của rừng trồng Keo lai (Acacia auriculiformis*Acacia mangium)
trên các nhóm đất trồng khác nhau ở khu vực huyện Định Quán, tỉnh
Đồng Nai” đã đƣợc đặt ra. Đề tài này mang lại những ý nghĩa khác nhau. Về
lý luận, đề tài cung cấp cơ sở dữ liệu để phân tích những đặc trƣng lâm học
của rừng trồng Keo lai, làm cơ sở đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp
nhằm tăng năng suất rừng trồng. Về thực tiễn, đề tài cung cấp những căn cứ
khoa học để nâng cao giá trị gia tăng của rừng trồng sản xuất, khuyến khích
các tổ chức lâm nghiệp và hộ gia đình sử dụng hiệu quả đất đai, nâng cao thu
nhập và lợi ích mơi trƣờng của rừng trồng.

2


Chƣơng 1
TỔNG QUAN

1.1. Khái quát về cây Keo lai
Keo lai là giống lai tự nhiên giữa Keo tai tƣợng (Acacia mangium) và
Keo lá tràm (Acacia auriculiformis). Keo lai tự nhiên đƣợc Messrs Hepbum
và Shim ghi chép lần đầu tiên vào năm 1972 tại các hàng cây bên đƣờng ở
Sook (Malaysia). Sau đó, tháng 7 năm 1978, Keo lai đƣợc Pedkey (ngƣời Úc)
khẳng định đó chính là giống lai (Prasal, 1992)[40]. Những năm tiếp theo Keo
lai đƣợc phát hiện ở Thái Lan, Indonesia, Đài Loan và Quảng Châu Trung
Quốc. Tại Việt Nam, Keo lai đƣợc phát hiện lần đầu tiên vào năm 1992 ở
Sơng Mây, Đồng Nai và Ba Vì (Hà Nội). Sau này ngƣời ta cịn tìm thấy Keo

lai ở Trung Trung Bộ (Lê Đình Khả, 1997)[12].
Từ năm 1991, nghiên cứu và khảo sát của Cyril Pinso[38] đã cho thấy
Keo lai có rất nhiều đặc trƣng nổi bật so với bố mẹ đó là sinh trƣởng nhanh,
hình thân có độ thẳng trung gian giữa hai loài cây bố và mẹ, chất lƣợng gỗ
khá hơn so với loài A.mangium.
Keo lai là cây ƣa sáng mạnh, thích hợp và sinh trƣởng nhanh ở vùng khí
hậu nóng ẩm và cận ẩm; nhiệt độ khơng khí nóng quanh năm, bình qn từ 22
- 260C, nhiệt độ bình qn tháng nóng nhất từ 32- 340C và lạnh nhất từ 17200C; lƣợng mƣa bình quân từ 1.800 - 2.500 mm và chỉ có từ 1 - 2 tháng mùa
khơ. Tuy nhiên, Keo lai là cây có biên độ sinh thái khá rộng, có khả năng chịu
hạn tƣơng đối cao. Vì thế, chúng có thể sống ở những nơi khô hạn với lƣợng
mƣa hàng năm dƣới 1.000 mm nhƣ vùng đất cát ven biển miền Nam Trung
Bộ nƣớc ta. Keo lai sinh trƣởng kém ở những nơi có mùa khơ kéo dài hay nơi
có mùa đơng lạnh, nhiệt độ xuống thấp hơn 100C và có sƣơng giá. Khi trồng ở
những vùng có gió mạnh hoặc gió xốy, rừng trồng Keo lai có thể bị hại nặng
(Nguyễn Huy Sơn, 2006)[23].
3


Keo lai có nhiều đặc điểm hình thái trung gian giữa bố và mẹ, đồng thời
có ƣu thế lai rõ rệt nhƣ: Sinh trƣởng nhanh, có hiệu suất bột giấy cao, độ bền
cơ học và độ trắng của giấy hơn hẳn các lồi bố mẹ, có khả năng trồng đƣợc
trên nhiều điều kiện lập địa khác nhau, đặc biệt là cạnh tranh với cỏ tranh và
có khả năng cố định đạm khí quyển trong đất nhờ có nốt sần ở hệ rễ. Gỗ
thẳng, màu vàng trắng có vân, có giác lõi phân biệt, gỗ có tác dụng nhiều mặt:
Kích thƣớc nhỏ làm nguyên liệu giấy, kích thƣớc lớn sử dụng trong xây dựng,
đóng đồ mộc mỹ nghệ, hàng hóa xuất khẩu.
1.2. Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng
1.2.1. Khái niệm về cấu trúc rừng
Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên
quần xã thực vật rừng theo không gian và thời gian (Phùng Ngọc Lan,

1986)[14].
Cấu trúc là một trong những nội dung nghiên cứu quan trọng về sinh
thái và hình thái quần thể thực vật.
Cấu trúc sinh thái bao gồm các nhân tố: Tổ thành thực vật, dạng sống,
tầng phiến. Còn cấu trúc hình thái đƣợc phân biệt thành cấu trúc mặt phẳng
đứng (hiện tƣợng thành tầng) và cấu trúc mặt phẳng ngang (mật độ và mạng
hình phân bố cây trong quần thể). Vì vậy, cấu trúc hình thái của quần thể
thƣờng đƣợc biểu diễn bằng mơ hình cấu trúc khơng gian ba chiều. Nhiều tài
liệu cho biết, để tồn tại một lồi cây u cầu cần có một diện tích nhất định,
mà diện tích này lại biến động theo tuổi cây, điều kiện khí hậu và loại đất.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng trên thế giới
Tùy theo mục đích mà các tác giả đã nghiên cứu quy luật cấu trúc lâm
phần theo các phƣơng pháp khác nhau. Một số tác giả đã nghiên cứu vị trí của
cây có đƣờng kính bình qn. Weise xác định cây có đƣờng kính bình qn
đối với lâm phần thuần lồi, đều tuổi, một tầng nằm ở vị trí 60% tổng số cây

4


kể từ cây nhỏ nhất nếu sắp xếp tất cả các cây trong lâm phần theo thứ tự
đƣờng kính từ nhỏ đến lớn.
Fekete xác định đƣờng kính của cây ở vị trí 10%, 20% cho những lâm
phần có đƣờng kính bình quân nhất định. Đi sâu hơn nữa, các tác giả đã
nghiên cứu dạng phân bố của đƣờng kính. Matveev – Motin (1931) cho rằng,
dạng phân bố của đƣờng kính phụ thuộc vào tuổi của lâm phần khi lâm phần
thuần loại, đều tuổi. Một số tác giả khác đã nghiên cứu phạm vi biến động của
đƣờng kính. Rutkowski Boleslaw (1963) đã nghiên cứu bằng phƣơng pháp
biểu đồ sự phân bố số cây theo đƣờng kính trên một hecta theo đại lƣợng
tƣơng đối. Cách dùng đƣờng biểu thị đƣờng kính và số cây theo đơn vị đã cho
phép so sánh những lâm phần khác nhau.

Nhiều tác giả đã dùng phƣơng pháp giải tích để tìm phƣơng trình của
đƣờng cong phân bố. Schiffel biểu thị đƣờng cong phân bố % cộng dồn bằng
đa thức bậc ba. Prodan (1951) đã nghiên cứu quy luật phân bố, chủ yếu là
phân bố đƣờng kính có liên hệ với giai đoạn phát dục của lâm phần và biện
pháp kinh doanh. Theo ông, sự phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính có giá trị
tiêu biểu nhất cho lâm phần, phản ánh đƣợc cấu trúc lâm sinh của lâm phần
(Giang Văn Thắng, 2003)[25].
Bailey R.L. & Dell T.R. (1973)[36] đã sử dụng hàm Weibull để mơ
hình hóa cấu trúc thân cây với phân bố số cây theo cấp đƣờng kính (N/D1.3).
Diatchenko Z.N đã biểu thị phân bố số cây theo đƣờng kính lâm phần Thơng
ơn đới bằng hàm phân bố Gamma.
Để tăng tính mềm dẻo, một số tác giảcòn dùng các hàm khác, nhƣ
Loetsch F., Zohrer F., Haller K.E.(1973)[39] dùng hàm Beta để nắn các phân
bố thực nghiệm; Batista J.L.F. và Docouto H.T.Z.(1992)[37]đã dùng hàm
Weibull để mô phỏng cho phân bố N/D1.3 của 60 loài cây của rừng nhiệt đới
ở Maranhoo - Brazin. Nhiều tác giả khác đã dùng các hàm nhƣ: Hyperbol,
hàm Poisson, hàm Logarit chuẩn, họ Pearson, hàm Weibull ...
5


1.2.3. Tình hình nghiên cứu về cấu trúc rừng ở Việt Nam
Nhận thấy những lợi ích từ rừng mang lại, từ những năm đầu thế kỷ
XX ở Việt Nam đã có các tác giả nhƣ Thái Văn Trừng, Đồng Sĩ Hiền,
Nguyễn Ngọc Lung, Trần Văn Con,…đã có những đóng góp trong việc điều
tra, nghiên cứu đặc điểm cấu trúc về rừng cung cấp kiến thức nền tảng cho
các cơng trình điều tra, nghiên cứu tiếp sau này.
Việc nghiên cứu cấu trúc rừng ở nƣớc ta đã đƣợc nhiều nhà khoa học,
nhà lâm nghiệp trong và ngoài nƣớc quan tâm. Khởi đầu là Lecomte - Nhà
thực vật học ngƣời Pháp để lại cơng trình nghiên cứu (1952 – 1970) hết sức
giá trị, đó là bộ sách "Thực vật chí Đơng Dƣơng" (Flore général de L'indochine). Một số nhà khoa học trong nƣớc nổi tiếng với cơng trình nghiên cứu

về thực vật rừng nhƣ: Thái Văn Trừng (1970 – 1978) có tập sách "Thảm thực
vật rừng Việt Nam", Đồng Sĩ Hiền (1974) về "Lập biểu thể tích và độ thon
cây đứng cho rừng Việt Nam", Nguyễn Văn Trƣơng (1983) về "Phƣơng pháp
thống kê cây đứng trong rừng hỗn loại", Nguyễn Đình Hƣng (1990) về
"Nghiên cứu cấu tạo giải phẫu gỗ một số loài cây gỗ ở Việt Nam để định loại
theo các đặc điểm thô đại và hiển vi"...
Đồng Sĩ Hiền (1974)[9] khi lập biểu thể tích và biểu độ thon cây đứng
cho rừng gỗ hỗn loài ở Miền Bắc nƣớc ta, đã nghiên cứu phân bố đƣờng kính,
phân bố chiều cao và phân bố của các nhân tố hình dạng thân cây. Sau khi
nghiên cứu, tác giả đã đi đến kết luận rằng: Quy luật cấu trúc của rừng tự
nhiên hỗn lồi nƣớc ta có dạng phân bố giảm theo đƣờng kính và dạng phân
bố nhiều đỉnh theo chiều cao. Hai dạng phƣơng trình đƣợc sử dụng nhiều để
biểu thị đƣờng cong chiều cao là phƣơng trình parabol và phƣơng trình
logarit.
Cơng trình nghiên cứu về cấu trúc rừng đáng lƣu ý ở nƣớc ta là của
Nguyễn Văn Trƣơng (1983)[33]. Trong quyển “Quy luật cấu trúc rừng gỗ hỗn
loại”, tác giả đã dày công nghiên cứu: Cấu trúc đứng của rừng tự nhiên nhiệt
6


đới, cấu trúc thân cây theo cấp đƣờng kính, cấu trúc thân cây và tổng thiết
diện ngang trên mặt đất, cấu trúc của các lồi cây gỗ…từ đó đƣa ra kết luận
và đề xuất các biện pháp xử lý, điều tiết rừng nhằm vừa cung cấp gỗ vừa nuôi
dƣỡng, tái sinh là cơ sở để phát triển rừng bền vững ở nƣớc ta.
Trần Văn Con (2001)[2] đã sử dụng mô hình Weibull để mơ phỏng cấu
trúc số cây theo cấp kính của rừng “Khộp” và cho rằng khi rừng cịn non thì
phân bố giảm, khi rừng càng lớn thì có xu hƣớng chuyển sang phân bố một
đỉnh và lệch dần từ trái sang phải.
Mạc Văn Chăm (2005)[1] đã sử dụng các hàm Gamma, Lognormal,
Normal và Weibull để kiểm tra phân bố số cây theo cấp đƣờng kính và chiều

cao của rừng Tếch trồng ở vùng Đông Nam Bộ. Kết quả cho thấy hàm
Weibull là phù hợp nhất để mô phỏng cho quy luật phân bố đƣờng kính và
chiều cao.
Võ Thị Bích Liễu (2007)[15], sau khi nghiên cứu sinh khối quần thể Dà
vôi (Ceriops tagal C.B.ROB) trồng tại Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn
Cần Giờ đã đi đến kết luận: Phân bố thực nghiệm N/D1.3 của quần thể có dạng
lệch trái chiếm 91,89% (34/37 ơ), số quần thể cịn lại (3/37 ơ, chiếm 8,11%)
có dạng 1 đỉnh lệch phải. Sự phân bố ở các quần thể có sự khác nhau là do
mật độ và đƣờng kính khác nhau. Giai đoạn cây cịn nhỏ thì mật độ rất dày và
khi cây lớn thì mật độ giảm tƣơng đối lớn.
Nguyễn Đức (2012)[7] đã tiến hành đề tài “Lập biểu thể tích cây đứng
cho rừng Thông ba lá (Pinus keysia Royle ex Gordon) trồng tại Ban quản lý
rừng phòng hộ Bắc biển hồ, tỉnh Gia Lai. Đề tài đã xác định đƣợc đặc điểm
cấu trúc của rừng thông qua quy luật phân bố % số cây theo cấp đƣờng kính
và cấp chiều cao của rừng. Kết quả cho thấy, phân bố thực nghiệm % số cây
theo cấp đƣờng kính và chiều cao của rừng Thông ba lá từ tuổi 7 đến tuổi 16
tƣơng đối đơn giản, có dạng một đỉnh lệch trái và lệch phải ở tất cả các năm
trồng.
7


Cũng trong năm 2012, Nguyễn Quang Ngọc[19] đã tiến hành “Lập biểu
thể tích cây đứng cho rừng Bạch đàn trắng (Eucalyptus camaldulensis Dehn.)
trồng tại huyện Kông Chro, tỉnh Gia lai. Tác giả nhận định rằng, quy luật
phân bố số cây theo cấp đƣờng kính và chiều cao của rừng Bạch đàn trắng (từ
tuổi 2 đến tuổi 6) trồng tại khu vực nghiên cứu theo dạng của hàm phân bố
Weibull. Đƣờng kính, chiều cao bình qn lâm phần ở các năm trồng tăng
theo tuổi.
Nhìn chung, có thể rút ra một số phƣơng pháp nghiên cứu về cấu trúc
rừng trong thời gian qua nhƣ sau:

- Nghiên cứu đƣờng cong phân bố là phƣơng pháp tổng quát nhất. Đây
là căn cứ để xác định các vị trí của cây bình qn và phạm vi biến động của
đƣờng kính.
- Phƣơng pháp biểu đồ là phƣơng pháp đơn giản, rõ ràng. Nó cho một
cái nhìn sinh động về quy luật phân bố đƣờng kính.
- Phƣơng pháp giải tích là phƣơng pháp chính xác. Nó cho phép xác
định rõ phƣơng hƣớng biến đổi đƣờng kính theo tuổi. Nhƣng phƣơng pháp
này rất phức tạp và tốn nhiều thời gian, nhân lực và kinh phí.
1.3. Tình hình nghiên cứu về sinh trƣởng của rừng
1.3.1. Khái niệm về sinh trưởng rừng
Sinh trƣởng của cây rừng là sự tích lũy về chất của cây rừng theo thời
gian thông qua một vài đại lƣợng của chúng, nó kéo dài liên tục trong suốt
quá trình tồn tại tự nhiên của chúng và là cơ sở chủ yếu để đánh giá sức sản
xuất của lập địa, điều kiện tự nhiên cũng nhƣ hiệu quả kinh tế của các biện
pháp tác động. Sự biến đổi theo thời gian của các đại lƣợng này đều có quy
luật riêng của nó.
Sinh trƣởng của cây rừng là sinh trƣởng của cây trong một quần thể nào
đó và có mối liên hệ chặt chẽ với điều kiện mơi trƣờng, trong đó lập địa là
nhân tố ảnh hƣởng rất lớn đến quá trình sinh trƣởng. Ở những điều kiện sống
8


khác nhau thì sinh trƣởng của cây rừng cũng khác nhau. Hay nói cách khác,
khả năng sinh trƣởng của cây rừng phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: Điều kiện
lập địa, yếu tố dinh dƣỡng trong đất, tổ thành rừng và mật độ …
Sinh trƣởng cây rừng và lâm phần là trọng tâm của sản lƣợng rừng, nó
có tính chất nền tảng để nghiên cứu các phƣơng pháp dự đoán sản lƣợng cũng
nhƣ hệ thống biện pháp tác động nhằm nâng cao năng suất của rừng.
1.3.2. Tình hình nghiên cứu về sinh trưởng của rừng trên thế giới
Từ cuối thế kỷ XVII và đầu thế kỷ XVIII, phƣơng pháp thống kê ra đời

giúp các nhà Lâm nghiệp có một bƣớc tiến mới trong quá trình nghiên cứu về
sinh trƣởng và tăng trƣởng. Sự ứng dụng rộng rãi của thống kê nhằm tìm ra
những hàm thích hợp cho việc mơ tả q trình sinh trƣởng và tăng trƣởng của
các lồi cây ở các vùng sinh thái khác nhau trên các châu lục. Những phƣơng
pháp này chủ yếu là áp dụng kỹ thuật phân tích thống kê tốn học, phân tích
tƣơng quan và hồi quy từ đó xác định trữ lƣợng, sản lƣợng gỗ của lâm phần.
Hàm sinh trƣởng đều là các dạng tốn học phức tạp, biểu diễn q trình
sinh học dƣới sự chi phối tổng hợp của các nhân tố nội và ngoại cảnh. Hàm
sinh trƣởng sẽ mô tả qui luật sinh trƣởng và sản lƣợng của một loại hình rừng
một cách cụ thể. Tuy nhiên, chúng ta vẫn phải kiểm tra lại độ thích hợp của
chúng do điều kiện về lập địa khác nhau.
Bên cạnh đó, sinh trƣởng của cây rừng cũng đƣợc thể hiện thông qua
mối tƣơng quan và ảnh hƣởng tƣơng hỗ lẫn nhau giữa các bộ phận của cây
hay giữa các chỉ tiêu sinh trƣởng với nhau.
Sinh trƣởng của cây rừng và lâm phần phụ thuộc tổng hợp vào các yếu
tố môi trƣờng và những biện pháp tác động. Vì vậy, khơng có những nghiên
cứu thực nghiệm thì khơng thể làm sáng tỏ quy luật của các loài cây. Nhận
thức đƣợc điều này, từ thế kỷ XVIII đã xuất hiện những nghiên cứu của các
tác giả Octtelt, Pauslen, Bause, Borggreve, Breymann, Cotta, Danckelmann,
Draudt, Hartig, Weise…Phần lớn, những nghiên cứu về sinh trƣởng cây rừng
9


và lâm phần đƣợc xây dựng thành các mơ hình tốn học chặt chẽ và đƣợc
cơng bố trong các cơng trình của Meyer, Stevenson (1949), Schumacher
(1960), Alder (1980)…
Nhìn chung, các phƣơng trình nghiên cứu về sinh trƣởng và sản lƣợng
rừng của các nhà khoa học lâm nghiệp trên thế giới chủ yếu là áp dụng kỹ
thuật phân tích thống kê tốn học, phân tích tƣơng quan và hồi quy, từ đó xác
định trữ lƣợng, sản lƣợng gỗ của lâm phần.

Trong lịch sử ra đời và phát triển của sản lƣợng rừng đã xuất hiện hàm
sinh trƣởng của Gompertz (1825). Tiếp sau đó là hàm sinh trƣởng của các tác
giả khác nhƣ Verhulst (1845), Kosun (1935), Frane (1968), Korf (1973),
Wenk (1973), Schumacher (1983)… Nhìn chung, các hàm sinh trƣởng đều có
dạng tốn học khá phù hợp, biểu diễn q trình sinh học dƣới sự chi phối tổng
hợp của các nhân tố nội và ngoại cảnh. Đây là những hàm toán học mô phỏng
đƣợc quy luật sinh trƣởng của cây rừng cũng nhƣ lâm phần dựa vào các nhân
tố điều tra lâm phần để dự đoán giá trị của đại lƣợng sinh trƣởng.
Đã từ lâu, các nhà khoa học lâm nghiệp trên thế giới đã đi sâu nghiên
cứu ứng dụng toán thống kê với sự hỗ trợ của máy vi tính và các phần mềm
xử lý số liệu chuyên dụng nhƣ Excel, Statgraphics… nhằm tìm ra các phƣơng
trình tốn học phù hợp mơ phỏng quy luật sinh trƣởng của các lồi cây ở các
vùng sinh thái khác nhau trên khắp các châu lục. Tuy nhiên, các hàm toán học
hay các hàm sinh trƣởng đƣợc tìm ra chỉ thích hợp với một số loài cây ở một
số vùng sinh thái cụ thể nào đó, đối với các lồi cây khác, ở vùng sinh thái
khác, các hàm tốn học này có phù hợp hay không cần phải kiểm chứng thực
tế để kết luận mức độ phù hợp của chúng.
Tiêu biểu và đại diện cho những kết quả nghiên cứu sinh trƣởng cây
rừng đƣợc công bố trên thế giới là những hàm sinh trƣởng mang tên các tác
giả nhƣ:

10


 a0 .

e

A
a1

Gompertz:

y = m.e -

Bachmann:

Log(y) = a0 + a1.Log(A) + a2.Log2(A)
(a ln A  a2 ln 2 A)
y = a0.e 1

Korsun:

(  a . A)
y = a0.[1- e 1
]
a2

Mirscherlich:
Thomasius:

 a1 . A(1e
y = a0.[1- e

 a2 . A

)

]

Trong đó:
y là đại lƣợng sinh trƣởng nhƣ chiều cao, đƣờng kính,….
m là giá trị cực đại có đƣợc của y.
a0, a1, a2 là các tham số của phƣơng trình.
A là tuổi cây rừng hay lâm phần.
e là cơ số Neper (e = 2,71828…).
Trong các hàm sinh trƣởng đƣợc trình bày ở trên, có thể coi hàm
Gompertz là cơ sở ban đầu cho sự phát triển tiếp theo của các hàm sinh
trƣởng khác (Giang Văn Thắng, 2002)[24].
Trong nghiên cứu sinh trƣởng, việc nghiên cứu những thay đổi tƣơng
ứng của mật độ cây rừng cũng đƣợc chú trọng, vì nó là một trong những nhân
tố quan trọng tạo nên trữ lƣợng rừng. Từ đó Thomasius (1972) đã đề ra học
thuyết về khơng gian sinh trƣởng tối ƣu cho mỗi lồi cây rừng thơng qua
phƣơng trình:
K = Log(N).log(D).ec.A
Trong đó:
K: khơng gian sinh trƣởng tối ƣu.
N: mật độ cây rừng.
D: kích thƣớc lâm phần ở tuổi A.
c: tham số phƣơng trình.
(Thiều Đình Thu, 2003)[28].
11


Bên cạnh quá trình sinh trƣởng, tốc độ sinh trƣởng hay còn gọi là lƣợng
tăng trƣởng của cây rừng cũng đƣợc các nhà nghiên cứu quan tâm, mô tả và
quy luật hóa q trình tăng trƣởng của cây rừng bằng những hàm tăng trƣởng
nhƣ:
 Hàm Gompertz

Y '  a0 .e  a1. A

 Hàm Korf

Y '  a0 . A a1

Trong đó: Y’ là lƣợng tăng trƣởng của một nhân tố sinh trƣởng.
- A là tuổi.
- ao, a1 là tham số của phƣơng trình.
- e là cơ số mũ tự nhiên Neper (e = 2,71828…)
Năm 1961, R.W.J. Keay đã nhận thấy giữa đƣờng kính tán (Dt) và
lƣợng tăng trƣởng đƣờng kính thân cây (id) có mối quan hệ chặt chẽ với nhau
ở loài cây Sterculia rhiropetala tại Nigeria.
Theo Busson (1789), lƣợng tăng trƣởng về thể tích gỗ sẽ tăng lên đến
một tuổi nào đó rồi lại giảm xuống.
Prodan (1970) khi nghiên cứu quan hệ giữa đƣờng cong sinh trƣởng và
đƣờng cong lƣợng tăng trƣởng, ông cho thấy rằng điểm uốn của đƣờng cong
sinh trƣởng là điểm cực đại của đƣờng cong lƣợng tăng trƣởng.
Việc nghiên cứu quy luật sinh trƣởng và tăng trƣởng của cây rừng về
chiều cao, đƣờng kính, đƣờng kính tán, thể tích, ... đã thu hút sự quan tâm của
rất nhiều nhà nghiên cứu về sinh trƣởng trên thế giới. Qua đó, ngƣời ta đã đƣa
ra nhiều dạng hàm tốn học khác nhau để mơ tả một cách chính xác quy luật
sinh trƣởng của mỗi lồi cây rừng khác nhau ở từng vùng sinh thái, lập địa
khác nhau trên thế giới và cũng là cơ sở khoa học rất quý giá cho những
nghiên cứu khác về sinh trƣởng cây rừng trên thế giới (Bùi Anh Tuấn,
2003)[34].

12

1.3.3. Tình hình nghiên cứu về sinh trưởng của rừng ở Việt Nam
Trƣớc năm 1945, nƣớc ta chƣa chú trọng đến việc nghiên cứu về sinh
trƣởng và tăng trƣởng. Những số liệu đƣợc áp dụng chủ yếu là từ công trình
“Lâm nghiệp Đơng Dƣơng” của P. Maurand và thƣờng đƣợc xem là số liệu
gốc để so sánh diễn biến rừng của Việt Nam từ năm 1943 trở về sau. Theo
Maurand thì đến năm 1943, rừng Việt Nam vẫn cịn khoảng 14.352.000 ha,
che phủ 43,7 % diện tích lãnh thổ. Ngồi ra, các tài liệu về sinh trƣởng và
tăng trƣởng rừng khác khơng đƣợc tìm thấy.
Về sau, trong những năm 1954 đến nay, các chuyên gia ngƣời Đức tiến
hành giải thích và nghiên cứu cho một số loài cây rừng tự nhiên phục vụ cho
công tác điều tra và phân loại rừng tại một số vùng trọng điểm: Thanh Hóa,
Thái Nguyên, Bắc Giang, Quảng Bình…(giai đoạn từ 1958 - 1960).
Từ năm 1960 - 1965, các chuyên gia Trung Quốc và cán bộ điều tra
rừng Việt Nam phối hợp nghiên cứu về sinh trƣởng và tăng trƣởng rừng trên
20 loài cây phổ biến ở vùng Sông Hiếu Nghệ An bằng phƣơng pháp giải tích
thân cây tiêu chuẩn phục vụ nhiệm vụ quy hoạch vùng trọng điểm phát triển
Lâm nghiệp miền Bắc (Võ Văn Hồng – Trần Văn Hùng, 2006)[11].
Từ năm 1965 - 1975, vấn đề điều tra rừng đang đƣợc chú trọng nhằm
phục vụ công tác quy hoạch, luận chứng kinh tế kỹ thuật, phát triển rừng. Đặc
biệt phải kể đến công trình nghiên cứu tăng trƣởng khá tồn diện cho đối
tƣợng rừng mỡ trồng và bồ đề tái sinh sau nƣơng rẫy của vùng trung tâm phía
Bắc của Vũ Đình Phƣơng (1968 - 1973). Tác giả đã mơ tả q trình sinh
trƣởng về chiều cao của cây Bồ đề (Styrax tonkinensis) trồng thuần lồi bằng
phƣơng trình dạng:
A.H = a0 + a1.A + a2.A2
Với:

a0, a1, a2 là các hệ số của phƣơng trình.
H là chiều cao của cây.
A là tuổi của cây.

13