Nghiên cứu phương pháp hiệu chỉnh biểu quá trình sinh trưởng để xác định một số chỉ tiêu sản lượng cho các lâm phần mỡ (mangglieta glauca) và sa mộc (cunningghamia lanceolata) ở một số tỉnh phía bắc

Bộ giáo dục và đào tạo

Bộ nông nghiệp và PTNT

Trường đại học lâm nghiệp

Vũ Tiến hưng

Nghiên cứu phương pháp hiệu chỉnh biểu quá trình
sinh trưởng để xác định một số chỉ tiêu sản lượng
cho các lâm phần Mỡ (Manglietia Glauca) và Sa Mộc
(Cunninghamia lanceolata) ở một số tỉnh Phía Bắc

Chuyên ngành: Lâm học
MÃ số: 60.62.60

Luận văn thạc sĩ khoa học Lâm nghiệp

Người hướng dẫn:
TS. Phạm Ngọc Giao

Hà Tây - 2006


1

Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây, đặc biệt từ năm 1998, dự án trồng mới 5
triệu ha rừng được triĨn khai, diƯn tÝch rõng trång ë n­íc ta ngµy một tăng với
cơ cấu cây trồng ngày càng phong phú. Tính đến thời điểm năm 2005, tổng
diện tích rừng trồng ở nước ta là 2.1 triệu ha, với các loài cây trồng phổ biến

như: Bồ Đề, Mỡ, Thông nhựa, Thông đuôi ngựa, Thông ba lá, Keo lá tràm,
Keo tai tượng, Keo lai, Tếch, Bạch đàn Urophylla, Sa mộc, Quế, Dầu rái.
Mặc dù diện tích trồng rừng lớn nhưng phân tán, ngoài vùng rừng trồng
nguyên liệu tập trung do các đơn vị quốc doanh, còn lại do các hộ gia đình
quản lý, chăm sóc và bảo vệ. Với diện tích rừng trồng ngày một lớn, nhiều loài
cây trồng và đa dạng về chủ thể như vậy, cần thiết phải có các biểu chuyên
dụng để điều tra dự đoán các chỉ tiêu sản lượng cho từng lô rừng cụ thể.
Trước thực tế đó, trong những năm gần đây, nhiều đề tài lập biểu quá
trình sinh trưởng đà được thực hiện. Cho đến năm 2003, đà có 14 biểu quá
trình sinh trưởng lập cho 14 loài cây được công bố. Tuy vậy, các biểu này đều
được lập theo trạng thái lâm phần chuẩn. Vì thế biểu có tác dụng tốt để hướng
dẫn kỹ thuật cho những lô rừng trồng mới. Những lô rừng đà trồng trước đây,
ngay cả với những lô rừng cùng loài cây và cấp đất, đều không được áp dụng
thống nhất hệ thống biện pháp kỹ thuật, từ mật độ trồng, thời điểm tỉa thưa và
cường độ tỉa thưa. Chính vì thế, khi sử dụng biểu vào điều tra các lô rừng cụ
thể, thường mắc sai số lớn và có tính hệ thống. Từ những lý do đó, với mỗi
loài cây, cần thiết phải có phương pháp hiệu chỉnh biểu quá trình sinh trưởng
đà lập, để sao cho công việc điều tra được đơn giản lại đảm bảo độ chính xác
cần thiết. Tuy vậy, không thể cùng một lúc thực hiện công việc này cho tất cả
các loài cây trồng hiÖn cã.


2

Xuất phát từ yêu cầu thực tế của công tác điều tra, dự đoán sản lượng
rừng trồng, cũng như nguồn số liệu hiện có, chúng tôi thực hiện luận văn với
đề tài: Nghiên cứu phương pháp hiệu chỉnh biểu quá trình sinh trưởng để
xác định một số chỉ tiêu sản lượng cho các lâm phần Mỡ (Manglietia
glauca) và Sa Mộc (Cunninghamia lanceolata) ở một số tỉnh Phía Bắc.
Đề tài được thực hiện nhằm mục tiêu chính là tìm được phương pháp

hiệu chỉnh những biểu quá trình sinh trưởng đà lập cho hai loài cây nghiên
cứu. Từ đó làm tăng độ chính xác của kết quả điều tra và giảm chi phí điều tra
so với các phương pháp hiện hành, như phương pháp sử dụng biểu thể tích.
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở để tiến hành nghiên cứu, hiệu chỉnh
các biểu quá trình sinh trưởng cho các loài cây trồng khác.


3

Chương 1
Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Vần đề cần giải quyết của đề tài là lựa chọn phương pháp thích hợp để
hiệu chỉnh các biểu quá trình sinh trưởng để xác định một số nhân tố điều tra
cơ bản cho các lâm phần Mỡ và Sa mộc, vì thế phần tổng quan sẽ đề cập đến
các phương pháp xác định cũng như mô hình dự đoán các nhân tố điều tra cơ
bản, như phương pháp xác định và dự đoán mật độ, tổng tiết diện ngang,
đường kính bình quân, trữ lượng
1.1. Trên thế giới
1.1.1. Các phương pháp dự đoán mật độ
Mô hình xác định mật độ tối ưu
- Chilmi (1971) [32] đà đưa ra mô hình sau để dự đoán biÕn ®ỉi cđa mËt
®é:
N = N0.e- (t – to)

(1.1)

Víi: N: Mật độ tối ưu cần xác định ở thời điểm t.
N0: Mật độ ban đầu khi lâm phần xuất hiện hiện tượng tỉa thưa tự
nhiên (ứng với thời điểm t0)
: Hệ số tỉa thưa tự nhiên

- Cujenkov (1971) [32] xác định mật độ tối ưu theo phương trình:
N = Noe-e tx
Với: t x

t
10

c: được xác định gần đúng bằng phương trình c = a + bNo.

(1.2)


4

- Roemisch (1971) [32] xác định mật độ tối ưu theo phương trình:
N = NE (1- e- tx) + No e- b tx

(1.3)

Với NE: Mật độ tại thời điểm kết thúc tỉa thưa tự nhiên.
Mật độ tối ưu phụ thuộc vào tuổi và điều kiện lập địa. Hai nhân tố này
được phản ánh tổng hợp qua kích thước của cây bình quân. Từ đó, một số tác
giả đà xác lập quan hệ giữa mật độ với đường kính và chiều cao bình quân của
lâm phần.
Giữa mật độ tối ưu với đường kính bình quân lâm phần (thường dùng
đường kính bình quân theo tiết diện dg) luôn luôn tồn tại mối quan hệ mật
thiết và thường được biểu thị theo dạng phương trình:
N a.d gb

(1.4)

Với a, b là tham số của phương trình
Diskovski xây dựng mô hình mật độ trên cơ sở chiều cao cây có tiết
diện bình quân (hg).
dN
bN
dhg

(1.5)

Tích phân phương trình (1.5) ta có:
N = No e – b (hg- hgo)
Víi N0 : Sè c©y lóc l©m phần bắt đầu khép tán
Hgo: Chiều cao lâm phần lúc bắt đầu khép tán
N : Mật độ tối ưu tại thời điểm xác định
hg : Chiều cao hiện tại

(1.6)


5

Thomasius (1972) [31] đà dựa vào quan hệ giữa tăng trưởng thể tích của
cây với diện tích dinh dưỡng để xác định mật độ tối ưu cho lâm phần tại thời
điểm t. Quan hệ này được tác giả mô phỏng bằng phương trình sau:
ZV = Zv max [1- e c (a ao)]
Với: Zv

(1.7)

là tăng trưởng hàng năm về thể tích của cây.

Zvmax là tăng trưởng thể tích lớn nhất.
a

là diện tích dinh dưỡng.

ao

là diện tích dinh dưỡng tối thiểu.

Phương trình (1.7) cho thấy, khi a tăng thì Zv tăng theo, nhưng đến một
giới hạn nào đó, Zv tăng rất chậm và tiệm cận với Zv max. Điều này có nghĩa
thực tiễn là, không nên để mật độ lâm phần quá thấp, vì ở mật độ này, Zv
không phụ thuộc vào a. Nếu thay N = 104/a thì tăng trưởng trữ lượng được xác
định theo công thức sau:
ZM = (10 4/a) ZvMAX [1 – e – c (a-ao)]

(1.8)

DiÖn tÝch dinh dưỡng ứng với giá trị lớn nhất của ZM gọi là diện tích
dinh dưỡng tối ưu, còn mật độ tương ứng gọi là mật độ tối ưu:
Nt.ư = 104/at.ư

(1.9)

Solynis (Wenk 1990) [32] căn cứ vào diện tích tán để xác định mật độ
tối ưu:
Nt.ư =

Qmax
P
S (1
)
100

Qmax: Diện tích tán tối đa trên héc ta (ha)
S: Diện tích hình chiếu tán tối ưu của một cây (m2/cây)
P: Độ giao t¸n tèi ­u

(1.10)


6

Nhưng Thuật Hùng (1989) [14] khi xác định cường độ tỉa thưa cho các
loài Bạch đàn chanh và Bạch đàn liễu ở Lôi Châu Trung Quốc, xác định mật
độ tối ưu trên cơ sở độ đầy lâm phần (P). Tác giả cho rằng: Tại mỗi thời điểm
độ đầy lâm phần là chỉ tiêu đánh giá mật độ tối ưu.
1.1.2. Các phương pháp dự đoán tổng tiết diện ngang
ở các nước có nền Lâm nghiệp phát triển như Thụy Điển, Đức, Phần
Lan, người ta đà lập biểu sản lượng cho từng loài cây cụ thể. Để giải quyết
vấn đề lập biểu sản lượng, cần thiết phải tiến hành nghiên cứu hệ thống các
quy luật biến đổi của các chỉ tiêu như: đường kính, chiều cao, tổng diện
ngang, trữ lượng, mật độ lâm phần.
Là những cơ sở chính để lập biểu quá trình sinh trưởng, các mô hình dự
đoán sản lượng từ lâu đà được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu.
Alder (1980) [29] đà đưa ra phương pháp xây dựng mô hình dự đoán
tổng diện ngang trên cơ sở mối quan hệ giữa tổng diện ngang (G) với chiều
cao bình quân tầng ưu thế (H0). Chiều cao bình quân này là chỉ tiêu ổn định,

dễ xác định từ biểu cấp đất. Khi lập biểu quá trình sinh trưởng cho loài Pinus
patula, Alder đà dựa vào cơ sở quan hệ giữa tổng diện ngang (G) với chiều cao
bình quân ưu thế và mật độ lâm phần G = f(H0,N).
Các nước châu âu, đặc biệt là Đức, người ta thường dự đoán tổng diện
ngang trên cơ sở động thái phân bố số cây theo đường kính ở từng thời điểm
khác nhau, qua đó tổng tiết diện ngang được xác định theo công thøc:
G

 m
 ni d i2
4 i 1

Trong ®ã: m: Sè cỡ kính
ni: Số cây ở các cỡ kính

(1.11)


7

di: Trị số giữa các cỡ kính
Dự đoán tổng diện ngang cho các lâm phần có tỉa thưa, Marsh cho rằng:
Tăng trưởng của những lâm phần tỉa thưa bằng tăng trưởng những lâm phần
không tỉa thưa khi chúng có cùng độ đầy. Mặt khác độ đầy được thể hiện
thông qua H0 và N, vì thế những lâm phần có cùng H0 và N thì có cùng tăng
trưởng tổng diện ngang. Alder (1980) [29] đà áp dụng lý thuyết Marsh cho
loài Pinus paluta để xác định tổng diện ngang các lâm phần tỉa thưa và thu
được kết quả khả quan.
1.1.3. Các phương pháp dự đoán trữ lượng
Trữ lượng là chỉ tiêu tổng hợp nhất đánh giá năng suất của cây rừng. Để

xác định trữ lượng ở các thời điểm khác nhau, các tác giả thường dùng các
phương pháp sau:
Phương pháp thứ nhất: Lấy mô hình xác định tổng diện ngang lâm
phần làm cơ sở:
M = G.HF

(1.12)

Trong đó G và HF được tính từ các quan hệ:
G = f(H0,N)

(1.13)

HF = f(H0)

(1.14)

Phương pháp thứ hai: Xác định M = f(H, N, A) cho tất cả các tuổi.
Phương pháp thứ ba: Xác định trữ lượng các tuổi từ trữ lượng ban đầu
(MA) và suất tăng trưởng thể tích (PV) được tiến hành như sau:
Tính suất tăng trưởng thể tích ở từng tuổi của từng cấp đất.
Xác lập mối quan hệ giữa (PV) với A cho tõng cÊp ®Êt:
PV = f(A)

(1.15)


8

Từ (PV) và (MA), có thể xác định trữ lượng ë ti A+1 theo c«ng thøc:

M A1



1
 M A .

Pv ( A1)
1
100









(1.16)

Như vậy mô hình trữ lượng được xây dựng cho từng cấp đất.
Phương pháp thứ 4: Theo phương pháp này, trữ lượng lâm phần được
xác định theo công thức:
M N .V

Trong đó

(1.17)

N: Mật độ lâm phần
V : Thể tích cây bình quân

Theo Prodan (1995) [30], nếu trong lâm phần giữa thể tích và tiết diện
ngang có quan hệ đường thẳng thì cây có tiết diện bình quân cũng chính là cây
có thể tích bình quân. Vì vậy có thể dự đoán trữ lượng thông qua thể tích cây
bình quân và quan hệ giữa VA+n với VA theo dạng phương trình:
V A n a b.V A

(1.18)

M A n  N .V A n  N .(a  b.V A )

(1.19)

1.1.4. Các phương pháp đự đoán phân bố cây tỉa thưa và cây để lại nuôi dưỡng
Sự biến đổi của phân bố N/D theo tuổi ngoài phụ thuộc vào sinh trưởng
đường kính còn chịu ảnh hưởng sâu sắc của quá trình tỉa thưa. Từ đó
Preussner Wenk (1990) [32] đà đề nghị mô hình tỉa thưa mới trên cơ sở quan
niệm sự biến đổi của phân bố đường kính là một quá trình xác định, là tổng
hợp của hai mô hình: Mô hình tỉa thưa và mô hình tăng trưởng đường kính.
Với mô hình tỉa thưa tác giả sử dơng hµm:


9

2

Yi  n.e



Víi:

 d d 
 i m   g
 s 

n  1 e

( 0.1n ' )

.e

 t 


 150 

(1.20)
2

g  (0,11  n ' ).0,001

Trong ®ã

(1.21)
(1.22)

Yi: Phần trăm số cây tỉa thưa theo cỡ kính i
di: §­êng kÝnh trung b×nh cì kÝnh i
dm: §­êng kÝnh nhá nhất
s : Tham số
n và g: Các đại lượng biểu thị loại tỉa thưa
n : Tỷ lệ phần trăm cây chặt
t : Tuổi

Hàm trên được dùng xác định phân bố N/D của bộ phận tỉa thưa. Để
xác định được bộ phận này cần biết phân bố N/D trước tỉa thưa, tuổi và tỷ lệ
cây chặt. Số cây còn lại sau tỉa thưa ở mỗi cỡ kính được tính bằng hiệu số số
cây trước tỉa thưa và số cây tỉa thưa. Với mô hình tăng trưởng đà có, tác giả sử
dụng hàm (1.23) để xác định tăng trưởng đường kính.
p (t  t )
a
Zi  
 .d i  a
1 p (t t ) d

(1.23)

Với:
Zi: Tăng trưởng ®­êng kÝnh cđa cì kÝnh i trong kho¶ng thêi gian từ t
đến t+t
di: Đường kính trung bình cỡ kính i ở thời điểm t
d: Đường kính trung bính cộng ở thêi ®iĨm t


10

p(t+t): Suất tăng trưởng đường kính
a: Tham số của phương trình
Z i a b.d

(1.24)

Do 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 hệ số chuyển cấp:
f

Zd
k

(1.25)

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 của 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:

Trong đó:

N i 1  N i . f 2

(1.26)

Ni  N j  N J . f2

(1.27)

i j fi

(1.28)

Từ các nghiên cứu định lượng cấu trúc N/D đề cập ở trên cho thấy:
- Các nghiên cứu về phân bố số cây theo đường kính và ứng dụng của
nó thường dựa vào dÃy số lý thuyết.
- Các hàm toán học được sử dụng để mô phỏng rất đa dạng và phong
phú.
- Xu hướng chung là tìm hàm toán học thích hợp, xác định các tham số
của phân bố N/D bằng các hàm tương quan trực tiếp hoặc gián tiếp theo tuổi,
thiết lập một quá trình ngẫu nhiên. Ngoài ra, mô tả biến đổi phân bố N/D như
một quá trình xác định trên cơ sở quan niệm động thái phân bố N/D là kết quả
của quá trình sinh trưởng và quá trình tỉa th­a.


11

1.2. ở Việt Nam
1.2.1. Các phương pháp dự đoán mật độ
Đối với rừng trồng nước ta, nhiều tác giả đà nghiên cứu mật độ tối ưu
làm cơ sở lựa chọn biện pháp kỹ thuật thích hợp. Vũ Tiến Hinh (1996)[10] đÃ
xác lập quan hệ giữa diện tích tán cây trong lâm phần với chiều cao tầng ưu
thế và mật độ ban đầu làm cơ sở xác định mật độ tối ưu cho rừng trồng Keo lá
tràm trên phạm vi cả n­íc.
LnSt = 3,4278 + 0,76089 lnho + 0,5323 lnN

(1.29)

Víi quan niệm lâm phần chuẩn là lâm phần có tổng diện tích tán cây
bằng tổng diện tích mặt đất rừng, thì từ phương trình (1.29), mật độ tối ưu

được xác định theo:
N = e(10,8632 1,4294 ln ho)

(1.30)

Với phương pháp nghiên cứu tương tự, Nguyễn Thị Bảo Lâm (1996)
[18] đà xây dựng phương trình cụ thể cho Thông đuôi ngựa vùng Đông Bắc.
Hoàng Xuân Y (1997) [27], xác lập quan hệ giữa diện tích tán với chiều
cao bình quân theo tiết diện (Hg) và mật độ (N) cho các lâm phần Mỡ vùng
giấy sợi.
Bảo Huy (1992) [15] xác định mật độ tối ưu dựa vào quan hệ diện tích
tán bình quân của những cây có khả năng giữ lại nuôi dưỡng víi chiỊu cao
tÇng ­u thÕ.
10 4
St 2

(1.31)

St 2  f (H 0 )

(1.32)

N

Víi


12

Nguyễn Ngọc Lung, Đào Công Khanh (1999) [21] khi nghiên cứu cho

đối tượng rừng Thông 3 lá Lâm Đồng đà xác định mật độ tối ưu theo công
thức:
N

10 4
10 4
Bi .T
N0

(1.33)

Với N0 : Mật độ trồng ban đầu
T : Tuổi lâm phần
Bi : Tham số phương trình phụ thuộc vào cấp đất
1.2.2. Các phương pháp dự đoán tổng tiết diện ngang và dự đoán trữ lượng
Trịnh Đức Huy (1988) [16] khi lập biểu dự đoán trữ lượng và năng suất
gỗ của đất trồng rừng Bồ đề khu Trung tâm ẩm Bắc Việt Nam, đà xây dựng
mô hình dự đoán trữ lượng rừng Bồ đề trên cơ sở tổng tiết diện ngang và chiều
cao bình quân lâm phần dưới dạng phương trình:
lnM = a+b lnG

(1.34)

lnM = a+b lnG + c ln H

(1.35)

Ngun Ngäc Lung (1999) [20] khi lËp biĨu s¶n lượng rừng Thông 3 lá
vùng Đà Lạt, Lâm Đồng đà sử dụng các mô hình dự đoán sinh trưởng và mật
độ rừng chuẩn.

Để lập biểu quá trình sinh trưởng rừng Thông đuôi ngựa, Phạm Ngọc
Giao (1996) đà 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.
Biểu quá trình sinh trưởng keo lá tràm do Vũ Tiến Hinh lập (1996)[10]
trên cơ sở quan hệ giữa đại lượng sinh trưởng (M,G) với chiều cao tầng ưu thế
và mật độ.


13

LnM = -6.26021 + 2.64127 lnH0 + 0.5319 lnN

(1.36)

LnG = -4.06155 + 1.11074 lnH0 + 0.52505 lnN

(1.37)

Nguyễn Thị Bảo Lâm (1996) [18] khi lập biểu quá trình sinh trưởng
rừng Thông đuôi ngựa kinh doanh gỗ mỏ khu Đông Bắc Việt Nam đà xây
dựng mô hình dự đoán sản lượng cụ thÓ nh­ sau:
M  3,496  0,4424G.h0
LnG  5,0731  9,6596

1
1
 36,6
h0  1,3
N

1
1
 St 
ln 3   4,0792 4,0194.
43,51.
h0 1,3
N
10

(1.38)
(1.39)
(1.40)

Nhìn chung các mô hình dự đoán sinh trưởng đều xuất phát từ việc
nghiên cứu quan hệ giữa các đại lượng sinh trưởng với mật độ và chỉ tiêu biểu
thị cho cấp đất. Ngoài ra còn dựa và mô hình động thái cấu trúc đường kính.
Khúc Đình Thành (1999) [24] xây dựng một số mô hình dự đoán trữ
lượng và tổng tiết diện ngang Keo tai tượng ở khu vực Uông bí - Đông triều
Quảng ninh, trên cơ sở chiều cao ưu thế và mật độ tuổi:
LnM =-2.644377+1.326799ln h0+0.360913lnN+0.681917ln A (1.41)
LnG =-2.9236 + 0.6566ln h0 + 0.3876ln N + 0.6648ln A

(1.42)

LnG =-4.87364 + 2.07324 ln h0 + 0.30389 lnN

(1.43)

Trần Văn Linh (2003) [19] xác lập một số mô hình sản lượng cho rừng

thông 3 lá tại tỉnh Gia lai, từ h0, N và A:
LnM =-1.585690+1.423906Lnh0+0.329429LnN+0.294514LnA (1.44)
LnM =-1.615493 + 1.701121Lnh0+0.344005LnN

(1.45)

LnG = -0.518444+0.400042Lnh0+0.283235LnN+0.341722LnA (1.46)


14

LnG =-0.553024 + 0.721693Lnh0 + 0.300147LnN

(1.47)

Ngun ThÞ Tó Oanh (2002) [22] thiết lập một số mô hình sinh trưởng
và sản lượng Keo lai, dựa vào chiều cao, N, A:
LnM = -6.4476 + 1.6799lnH + 0.7620lnN + 0.6548lnA
G

M
 5.4205  0.6165 ln Hg  0.7069 ln N  0.8106 ln A

HF
0.1462 0.4834 Hg

(1.48)
(1.49)

*Biểu quá trình sinh trưởng

Cho đến nay, ở nước ta, một số loài cây trồng chính đà có biểu quá trình
sinh trưởng. Dưới đây có thể thống kê một số biểu quá trình sinh trưởng đÃ
lập: Biểu quá trình sinh trưởng Thông 3 lá Lâm Đồng do Nguyễn Ngọc Lung
(1989) lập trên cơ sở mô hình sinh trưởng và mật độ rừng chuẩn. Từ các mô
hình sinh trưởng, tác giả đà lập biểu cho 5 cấp đất và ứng với 3 bộ phận lâm
phần: Bộ phận nuôi dưỡng, bộ phận tỉa thưa và bộ phận tổng hợp.
Biểu dự đoán sản lượng và năng suất gỗ của đất trồng rừng Bồ đề do
Trịnh Đức Huy lập năm 1988. Biểu được xây dựng trên cơ sở mối quan hệ
sinh trưởng, sinh thái theo dạng:
ln y b0

Trong đó:

y

b1
b1 . ln x j
Am

(1.50)

: BiÕn sinh tr­ëng h , d , M

b0, b1, bj: Các tham số của phương trình
xj

: Các biến đối số khác như mật độ, cấp ®Êt,…

m

: Sè mị cđa biĨu thøc ti

BiĨu ®­ỵc lËp cho 5 cấp đất trong phạm vi tuổi 5 đến tuổi 10. Biến thiên
mật độ theo từng giai đoạn tuổi được dựa trên cơ sở tài liệu nghiên cứu với
cách quÃng 50 cây cho mỗi bậc.


15

Ngoài ra còn có biểu quá trình sinh trường cho rừng Đước vùng Tây
Nam Bộ, biểu quá trình sinh trưởng cho rừng Tràm vùng Tây Nam Bộ, biểu
quá trình sinh trưởng cho rừng Thông đuôi ngựa lập năm 1996, biểu quá trình
sinh trưởng cho rừng Keo lá tràm toàn quốc lập năm 1996, biểu quá trình sinh
trưởng rừng trồng Bồ Đề, biểu quá trình sinh trưởng rừng trồng Mỡ, biểu quá
trình sinh trưởng rừng trồng Thông nhựa, biểu quá trình sinh trưởng rừng
trồng Thông đuôi ngựa, biểu quá trình sinh trưởng rừng trồng Keo tai tượng,
biểu quá trình sinh trưởng rừng trồng Keo lai, biểu quá trình sinh trưởng rừng
trồng Tếch, biểu quá trình sinh trưởng rừng trồng Bạch đàn Urophylla, biểu
quá trình sinh trưởng rừng trồng Sa mộc.
1.3. Thảo luận
Từ những kết quả nghiên cứu của các tác giả trên thế giới cũng như
trong nước về sinh trưởng và dự đoán trữ, sản lượng rừng đà được tham khảo
và ®iĨm qua ë trªn cho thÊy: Nãi chung, cã rÊt nhiều công trình nghiên cứu
công phu về lĩnh vực này cho một số loài cây trồng. Ngày nay, xu hướng phát
triển về phương pháp nghiên cứu là đi vào định lượng, vì vậy những nghiên
cứu đều xuất phát từ cơ së lý ln vỊ l©m sinh häc, vỊ quan hƯ giữa sinh
trưởng và sản lượng với điều kiện lập địa, về sự phụ thuộc của sinh trưởng và
sản lượng vào không gian dinh dưỡng cũng như ảnh hưởng của các biện pháp
tác động để từ đó xây dựng các mô hình phù hợp cho từng loài cây trong
các điều kiện kinh doanh cơ thĨ.

Víi rõng trång Mì vµ rõng trång Sa Mộc, đà có một số nghiên cứu về
lập biểu thể tích hai nhân tố, nghiên cứu về khả năng sử dụng biểu quá trình
sinh trưởng loài Mỡ và loài Sa Mộc sẽ kế thừa có chọn lọc những cơ sở lý
luận, những quan điểm và phương pháp nghiên cứu định lượng sao cho phù
hợp với đối tượng và nội dung nghiên cứu đặt ra.


16

1.4. Giới thiệu về biểu quá trình sinh trưởng loài Mỡ và loài Sa mộc
Biểu quá trình sinh trưởng là biểu ghi giá trị bình quân theo tuổi của
một số nhân tố điều tra cơ bản của lâm phần. Biểu lập cho đối tượng rừng
trồng và theo loài cây và cấp đất. Với những đối tượng trong chu kỳ kinh
doanh có tỉa thưa một số lần thì biểu được cấu tạo theo ba bộ phận: bộ phận
tổng hợp, bộ phận tỉa thưa và bộ phận nuôi dưỡng. Biểu quá trình sinh trưởng
được sử dụng để xác định và dự đoán các nhân tố điều tra lâm phần (còn gọi là
chỉ tiêu sản lượng) và xác định biện pháp kinh doanh, như xác định mật độ
trồng ban đầu, thời điểm tỉa thưa, cường độ tỉa thưa và tuổi khai thác chính.
Dưới đây lần lượt giới thiệu biểu quá trình sinh trưởng lËp cho rõng trång Sa
méc vµ rõng trång Mì.
1.4.1. BiĨu quá trình sinh trưởng lập cho rừng trồng Mỡ
Biểu được lập cho những lâm phần Mỡ ở vùng Trung tâm phía bắc và
vùng đông bắc.
Biểu cấp đất lập theo chiều cao ưu thế H0 và phân thành 4 cấp: I, II, III,
IV tương ứng với cấp đất từ tốt đến xấu.
Biểu quá trình sinh trưởng lập theo đơn vị cấp đất và lập đến tuổi 17.
1.4.2. Biểu quá trình sinh trưởng lập cho rừng trồng Sa mộc
Đối tượng lập biểu là những lâm phần Sa mộc thuần loài đều tuổi phân
bố ở các tỉnh biên giới phía Bắc.
Biểu cấp đất lËp theo chiỊu cao ­u thÕ H0 (chiỊu cao b×nh quân của 20%

số cây có đường kính lớn nhất trong lâm phần) và phân thành 4 cấp: I, II, III,
IV tương ứng với cấp đất từ tốt đến xấu.
Tương ứng với mỗi cấp đất lập một biểu quá trình sinh trưởng. Biểu
được lập cho đến tuổi 25.


17

Biểu quá trình sinh trưởng lập cho rừng Mỡ và rừng Sa mộc thuộc đề tài
cấp Bộ do Vũ Tiến Hinh và các cán bộ Bộ môn Điều tra Quy hoạch Trường
Đại học Lâm nghiệp thực hiện. Đề tài đà được nghiệm thu năm 2000. Hai biểu
quá trình sinh trưởng này đà được giới thiệu sử dụng trong cuốn Biểu điều tra
kinh doanh rừng trồng của 14 loài cây chủ yếu.
Đối với cả hai loài cây này, bộ phận nuôi dưỡng trong biểu tương ứng
với trạng thái tổng diện tích tán cây trên ha bằng 10.000 m2.
Biểu quá trình sinh trưởng của Mỡ và Sa mộc được lập theo cùng
phương pháp, cụ thể như sau:
- Phân chia cấp đất: Các đường sinh trưởng chiều cao bình quân của
từng cấp đất được xác định thông qua chỉ số cấp đất (chiều cao bình quân của
các cấp đất ở tuổi cơ sở Ao) và phương trình suất tăng trưởng chiều cao.
- Mật độ để lại nuôi dưỡng được xác định theo công thức:
10 4
N2
St

(1.51)

với St được xác định thông qua quan hƯ víi chiỊu cao Ho:
víi Sa méc: St  2.76 * H 00.5195

(1.52)

víi Mì

(1.53)

: St  2.193 * H 00.532

Tõ số cây trước tỉa thưa (N1) và số cây nuôi dưỡng (N2) xác định số cây
tỉa thưa (NC) tại mỗi kú tØa th­a. Tõ c­êng ®é tØa th­a theo sè cây (NC%), xác
định cường độ tỉa thưa theo tiết diện ngang (GC%) và cường độ tỉa thưa theo
trữ lượng (MC%) thông qua dạng phương trình đường thẳng:
GC% = a + bNC%

(1.54)

MC% = a + bNC%

(1.55)


18

ở cả hai biểu quá trình sinh trưởng này, mô hình dự đoán trữ lượng đều
được chọn làm cơ sở. Trữ lượng tại tuổi 5 được coi là trữ lượng ban đầu, từ trữ
lượng ban đầu, suy ra trữ lượng ở các tuổi tiếp theo dựa vào suất tăng trưởng
trữ lượng và cường độ tỉa thưa theo trữ lượng (được xác định cho năm có tỉa
thưa)
Từ mô hình trữ lượng, suy ra tỉng tiÕt diƯn ngang qua h×nh cao HF:
G = M/HF

(1.56)

HF được xác định thông qua quan hệ theo dạng đường thẳng với chiều
cao ưu thế:

HF = a + bHo

(1.57)

Tõ tỉng tiÕt diƯn ngang cđa tõng bé phËn, suy ra đường kính bình quân
tương ứng theo công thức tổng quát:
Dg 1.1286

G
N

(1.58)

Khi lập biểu quá trình sinh trưởng cho Mỡ và Sa mộc, các tác giả đà lập
biểu thể tích hai nhân tố. Trong đó với Mỡ, thể tích được xác định thông qua
phương trình:
V=0.00008489.D1.7806H0.9353

(1.59)

Với Sa mộc, thể tích đuợc xác định thông qua phương trình:
V=0.0000614.D1.8581H1.112

(1.60)

Các biểu thể tích này sẽ được sử dụng để xác định trữ lượng các lâm
phần điều tra Mỡ và Sa mộc.


19

Chương 2
Đặc điểm đối tượng nghiên cứu, Điều kiện tự nhiên
khu vực nghiên cứu, Tài liệu nghiên cứu
2.1. Đặc điểm của đối tượng nghiên cứu
2.1.1. Một số đặc điểm sinh vật học của loài Mỡ (M.glauca)
Loài Mỡ có tên khoa học là Manglietia glauca Blum, phân bố tự nhiên ở
Việt Nam, Nam Trung Quốc, Lào, Thái Lan. ở nước ta, Mỡ phân bố nhiều ở
các tỉnh Phú Thọ, Yên Bái, Tuyên Quang. Ngoài ra Mỡ còn phân bố ở các tỉnh
khác như Hà Giang, Lào Cai, Lạng Sơn, Thái Nguyên, Quảng Ninh, Thanh
Hoá Nghệ An, Hà Tĩnh.
Mỡ là loài cây ưa sáng, nhưng giai đoạn tuổi nhỏ biểu thị trung tính.
Cây Mỡ có thân thẳng và tròn, chiều cao tới trên 20m, đường kính có thể đạt
tới trên 60cm, sinh trưởng nhanh ở giai đoạn 15 - 20 năm đầu. Tán hình tháp.
Vỏ nhẵn màu xanh xám, không nứt, lớp vỏ trong màu trắng ngà, thơm nhẹ.
Cành non mọc gần thẳng góc với thân chính, màu xanh nhạt. Lá đơn mọc
cách, hình trứng ngược hoặc trái xoan. Phiến lá dài 15-20cm, rộng 4-6cm. Hai
mặt lá nhẵn, mặt trên là màu lục sẫm, mặt dưới nhạt hơn, gân lá nổi rõ. Hoa
màu trắng, mọc lẻ ở đầu cành, dài 6-8cm. Bao hoa 9 cánh, 3 cánh bên ngoài
có màu phớt xanh. Nhị nhiều, chỉ nhị ngắn. Nhị và nhuỵ xếp sát nhau trên đế
hoa hình trụ. Nhuỵ có nhiều lá noÃn rời xếp xoắn ốc tạo thành khối hình
trứng, vòi nhuỵ ngắn. Quả đại kép, nứt bung. Mỗi đại mang 5-6 hạt. Hạt nhẵn
vỏ hạt đỏ thơm nồng.
Cây Mỡ sinh trưởng thích hợp ở những vùng có nhiệt độ trung bình

hàng năm khoảng từ 220C đến 240C, chịu được nhiệt độ tối cao là 420C và tối
thấp tuyệt đối là -10C, thích hợp với độ ẩm không khí hàng năm khoảng trªn


20

80%, lượng mưa trung bình hàng năm từ 14002000mm. Cây Mỡ mọc tốt ở
những vùng địa hình đồi thấp, đồi bát úp xen kẽ ruộng, độ cao so với mặt biển
thường dưới 400m. Đất trồng Mỡ thích hợp nhất là đất feralit đỏ - vàng hoặc
vàng - đỏ phát triển trên phiến thạch sét hoặc phiến thạch mica, tầng đất sâu,
ẩm, thoát nước, tơi xốp, nhiều mùn, thành phần cơ giới từ thịt đến sét nhẹ.
Giá trị kinh tế: Gỗ Mỡ mềm, nhẹ, thớ thẳng, mịn, ít co rút, chịu được
mưa nắng, ít bị mối mọt, dác gỗ có màu trắng xám, lõi gỗ màu vàng nhạt hơi
có ánh bạc. Gỗ Mỡ thường được dùng làm nhà cửa, đóng đồ gia dụng, gỗ
nguyên liệu giấy, gỗ trụ mỏ, gỗ dán, lạng, bút chì
Mỡ trồng thành rừng ở Yên Bái vào năm 1932. Đến nay, Mỡ đà trở
thành loài cây quen thuộc được trồng thành rừng từ Hà Tĩnh trở ra Bắc. Sau
khi khai thác có thể kinh doanh rừng chồi. Rừng Mỡ trồng thuần loài sau 20
tuổi tốc độ sinh trưởng chậm rõ rệt.
2.1.2. Đặc điểm sinh vật học của loài Sa mộc (Cunninghamia lanceolata)
Sa mộc (đôi khi còn gọi là Sa mu, Sam mộc) có tên khoa học là
Cunninghamia lanceolata, thuộc họ Bụt mọc (Taxodiaceae) phân bố tự nhiên ở
miền Trung, miền Nam Trung Quốc, cây gỗ lớn, thân thẳng, tán hình tháp, vỏ
nứt dọc, vỏ có màu nâu hoặc xám nâu, cành mọc vòng trải đều trên thân, phân
cành thấp, lá hình ngọn giáo, dầy, cứng, mép lá răng cưa.
Vốn là loài cây xứ lạnh, Sa mộc không thích hợp với nhiệt độ cao, cần
chiếu sáng nhẹ, thích hợp với ánh sáng tán xạ, sinh trưởng nhanh trên ®Êt Èm,
xèp, cã mïn, ®Êt h¬i chua pH=4,5 - 6,5.
Trong khu vực phân bố của Sa mộc: lượng mưa hàng năm trên
1500mm, độ ẩm tương đối hàng tháng trên 80%, có mùa khô trên 3 tháng,

nhiệt độ trung bình là 15-230C, nhiệt độ trung bình tháng lớn nhất là 20 260C, vượt qua giới hạn này Sa mộc phát triển kém, thậm chí không tồn tại


21

được, nhiệt độ trung bình tháng nhỏ nhất 0 - 150C, nhiệt độ thấp nhất là -170C,
thích hợp nơi khuất gió và nhiều sương mù.
Độ cao của khu vực phân bố: với phương pháp đối chiếu sinh khí hậu,
GS Lâm Công Định (1992) đà quy định vùng sinh thái cho loài Sa mộc như
sau:
1. Khu vực hoàn toàn thuận lợi: từ vùng cao Hà Giang đến Sa Pa.
2. Khu vực có thuận lợi trong nhiều mặt: Sìn Hồ - Tam Đảo.
3. Khu vực có thuận lợi trong những mặt chủ yếu: Pha Đin - Mù Căng
Chải - Đà Lạt.
4. Khu vực đà bị khống chế: Mộc Châu - Tuần Giáo - Than Uyên - Chợ
Đồn, Cao Bằng, Lạng Sơn - Thất Khê - Đình Lập - Bắc Sơn.
Theo tác giả thì phía Bắc từ 1000m, phía Nam 1500m trở lên là phù hợp
nhất với Sa mộc. Riêng phía Bắc, từ 1000m trở xuống là bất lợi, nhỏ hơn
200m là hoàn toàn bất lợi.
Lâm phần Sa mộc từ 5 - 6 tuổi bắt đầu khép tán và ra hoa, quần tụ Sa
mộc có thể sống được trên đất dốc, thích hợp với những nơi râm mát như khe
núi. Sa mộc có khả năng tái sinh chồi tốt, vì vậy có thể lợi dụng kinh doanh
rừng chồi.
Giá trị kinh tế: Sa mộc là loài cây gỗ lớn, thẳng, tròn đều, gỗ có màu
vàng, có tinh dầu thơm, thớ thẳng, chịu được dưới đất ẩm, do có giá trị rất lớn
về nhiều mặt: làm gỗ trụ mỏ, gỗ xây dựng, làm cột điện, nguyên liệu giấy,
đóng đồ nội thất... Vì thế Sa mộc được coi là loài cây chính trong chương trình
trồng mới 5 triệu ha rừng ở các tỉnh vùng cao biên giới phía Bắc.
Dưới đây là phần trích dẫn tóm tắt điều kiện tự nhiên của hai địa
phương có diện tích trồng Mỡ (Đoan Hùng) và Sa mộc (Bắc Hà) tương ®èi tËp

trung.


22

2.2. Điều kiện Tự nhiên khu vực Đoan Hùng Phú Thọ
2.2.1 Điều kiện tự nhiên
Lâm trường Đoan Hùng là một đơn vị thành viên thuộc công ty giấy BÃi
Bằng, tổng công ty giấy Việt Nam. Lâm trường được UBND tỉnh Phú Thọ
giao quản lý và sử dụng 2068,141ha đất Lâm nghiệp nằm trên 8 xÃ, thị trấn
phía Bắc huyện §oan Hïng.
Tỉng diƯn tÝch vµ gianh giíi hµnh chÝnh:
Tỉng diƯn tích: 2086,141ha
Phía Đông giáp huyện Yên Sơn - Tuyên Quang
Phía Tây giáp huyện Hạ Hoà - Phú Thọ
Phía Nam giáp huyện Phù Ninh - Phú Thọ
Phía Bắc giáp huyện Yên Bình - Yên Bái
2.2.2 Địa hình địa thế
Toàn bộ khu vực Lâm trường thuộc vùng núi thấp, chủ yếu là đồi bát
úp, độ cao trung bình 60-100m, độ dốc phổ biến nhỏ hơn 30o, có hai dÃy núi
cao có độ dốc trên 30o, núi Đẫu thuộc xà Ngọc Quan, núi Ông thuộc xà Bằng
DoÃn và Bằng Luân có độ cao trên 300m.
2.2.3 Điều kiện thổ nhưỡng
Đất đai thuộc Lâm trường Đoan Hùng tập trung chủ yếu loại đất Feralit
màu vàng nhạt phát triển trên đá mẹ phiến thạch sét. Độ sâu (A+B) trên 80cm,
thành phần cơ giới thịt trung bình. Tỷ lệ đá lẫn 10-15%.
2.2.4 Điều kiện khí hậu thuỷ văn.
Lâm trường thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa, một năm có hai mùa rõ
rệt: Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9, mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3 năm
sau.

23

Theo thống kê của trạm khí tượng thuỷ văn huyện Đoan Hùng:
* Lượng mưa:
. Ngày lớn nhất: 84mm (ngày 27 tháng 4).
. Tháng lớn nhất: 311.6mm (tháng 5).
. Số ngày mưa: 94 ngày
. Lượng mưa trong năm: 1499.2 (mm).
* Thuỷ văn:
Trong khu vực có hai sông lớn chảy qua (Sông Lô và Sông Chảy).
* Nhiệt độ:
. Nhiệt độ cao nhất: 30.7oC
. Nhiệt độ thấp nhất: 16.0oC
. Nhiệt độ bình quân: 24.1oC
* Độ ẩm bình quân: 83%
2.3. Khu vực Bắc Hà - Lào cai.
2.3.1. Đặc điểm tự nhiên.
Bắc Hà là huyện vùng cao của tỉnh Lào Cai, nằm ở phía Đông - Bắc của
tỉnh, cách thị xà Lào Cai khoảng 60 km theo đường tỉnh lộ 63 Bắc Ngần - Bắc
Hà - Si Ma Cai.
Tổng diện tích đất tự nhiên của Bắc Hà là 68678 ha, gồm 20 xà và một
thị trấn.
2.3.2. Vị trí địa lý.
Huyện Bắc Hà nằm trong khoảng từ 22019 đến 24024 vĩ độ bắc ; 10409
đến 104028 kinh độ đông.
+ Phía Bắc giáp huyện Si Ma Cai tØnh Lµo Cai

24

+ Phía Đông giáp huyện Xín Mần tỉnh Hà Giang
+ Phía Tây giáp huyện Mường Khương tỉnh Lào Cai
+ Phía Nam giáp huyện Bảo Thắng tỉnh Lào Cai
2.3.3. Địa hình.
Huyện Bắc Hà nằm trên cao nguyên núi đá vôi, hiện tượng Krast thường
xảy ra tạo thành các khe suối ngầm và các hố sâu, đồng thời trong lưu vực gần
đầu nguồn sông Chảy. Là huyện vùng núi cao của tỉnh Lào Cai, núi rừng trùng
điệp, chỗ thấp nhất là 116 m, cao nhất là 1800 m (so với mặt biển). Địa hình
phức tạp, độ dốc lớn, chia cắt mạnh, gây nhiều khó khăn cho việc đi lại, sản
xuất và sinh hoạt của nhân dân. Độ dốc trung bình từ 24 đến 280 trở lên. Địa
thế có dạng hình chóp có đỉnh là khu Lùng Phình, các hướng dốc dần ra sông
Chảy theo hướng Bắc Nam.
2.4. Số liệu nghiên cứu
2.4.1. Số liệu loài Mỡ
Để thực hiện đề tài, nguồn tài liệu chủ yếu được thu thập vào các năm
2004, 2005, 2006 của Bộ môn Điều tra Quy hoạch rừng, Trường Đại học
Lâm nghiệp.
Số liệu ở 46 ô tiêu chuẩn có diện tích 500m2, đại diện cho các lâm phần
có tuổi từ 4 đến 17 thuộc hai địa phương (biểu 2.1.)
Biểu 2.1: Phân bố số ô tiêu chuẩn theo địa phương
Địa phương

Số ô tiêu chuẩn

Tuổi

Đoan Hùng

33

4-17

Yên Sơn

13

8-17

Tổng

46

4-17