Nghiên cứu và đánh giá các đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi thường xanh tại xã xuân thành huyện yên thành tỉnh nghệ an

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA LÂM HỌC
----------o0o----------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC RỪNG
PHỤC HỒI THƢỜNG XANH TẠI XÃ XUÂN THÀNH
HUYỆN YÊN THÀNH – TỈNH NGHỆ AN

NGÀNH: LÂM SINH
MÃ SỐ: 301

Giáo viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
Mã sinh viên
Lớp
Khóa

: TS. Vũ Tiến Hưng
: Hồ Trọng Tiến
: 1453010953
: K59A – Lâm sinh
: 2014 - 2018

Hà Nội, 2018


LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành q trình học tập theo chƣơng trình đào tạo của trƣờng Đại
Học Lâm Nghiệp, khóa học 2014– 2018, đƣợc sự đồng ý của Khoa Lâm Học và
giáo viên hƣớng dẫn tôi đã tiến hành thực hiện và hồn thiện khóa luận tốt

nghiệp “ Nghiên cứu và đánh giá các đặc điểm cấu trúc rừng phục hồi thường
xanh tại xã Xuân Thành – huyện Yên Thành – tỉnh Nghệ An ”. Để đạt đƣợc
kết quả đó tôi đã nhận đƣợc rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ và chỉ bảo của các
thầy cơ giáo, gia đình cũng nhƣ bạn bè. Nhân dịp này cho phép tôi đƣợc bày tỏ
lòng biết ơn sâu sắc đến với các thầy cô giáo trong khoa lâm học.
Trƣớc tiên tôi xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo
TS. Vũ Tiến Hƣng đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tơi trong suốt q
trình học tập, nghiên cứu và hồn thành bài Khóa Luận.
Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất tới tập thể lãnh đạo, cán bộ
nhân viên xã Xuân Thành , huyện Yên Thành, tỉnh Nghệ An đã tạo điều kiện tốt
nhất cho tơi trong suốt q trình thu thập số liệu làm khóa luận tốt nghiệp.
Cuối cùng tơi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã ln động viên,
giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập và nghiên cứu.
Trong q trình hồn thành khóa luận, mặc dù bản thân đã cố gắng nhiều
nhƣng do trình độ bản thân cịn hạn chế nên khóa luận khơng tránh đƣợc những
khiếm khuyết nhất định. Tôi rất mong nhân đƣợc ý kiến đóng góp của thầy, cơ
để bài khóa luận đƣợc hồn thiện.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 05 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Hồ Trọng Tiến

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i
MỤC LỤC ............................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................................... v

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ .............................................................................. vi
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................. 3
1.1 Trên thế giới .................................................................................................... 3
1.1.1 . Cơ sở sinh thái cấu trúc rừng ..................................................................... 3
1.1.2 . Mô tả hình thái cấu trúc rừng ..................................................................... 4
1.1.3 . Nghiên cứu định lƣợng cấu trúc rừng ........................................................ 4
1.2 .Trong nƣớc ..................................................................................................... 6
1.2.1. Phân bố só cây theo đƣờng kính thân cây (N/D1.3) ..................................... 6
1.2.2 .Về phân bố số cây theo chiều cao ............................................................... 7
1.2.3 . Tƣơng qua giữa chiều cao và đƣờng kính thân cây ................................... 7
CHƢƠNG II MỤC TIÊU-GIỚI HẠN-NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ...................................................................................................... 9
2 .1 . Mục tiêu nghiên cứu..................................................................................... 9
2.1.1. Về mặt lý luận ............................................................................................. 9
2.1.2.Về mặt thực tiển ........................................................................................... 9
2.2 . Đối tƣợng nghiên cứu.................................................................................... 9
2.3 . Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 9
2.3.1. Phân loại trạng thái rừng ............................................................................. 9
2.3.2. Đặc điểm cấu trúc tổ thành tầng cây cao .................................................... 9
2.3.3. Đặc điểm cấu trúc lâm phần ........................................................................ 9
2.3.4 . Đánh giá Tính đa dạng loài tầng cây cao ................................................... 9
2.3.5. Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh cho khu vực nghiên cứu. ..... 10
2.4 . Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................. 10
2.4.1 . Phƣơng pháp thu thập số liệu ................................................................... 10
ii


2.4.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu......................................................................... 13
CHƢƠNG III ĐIỀU KIỆN CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU .......... 19

3.1 . Vị trí địa lí ................................................................................................... 19
3.2 . Địa hình ....................................................................................................... 19
3.3 . Điều kiện khí hậu , thủy văn ....................................................................... 19
3.4 . Thổ nhƣỡng ................................................................................................. 20
3.5 . Đặc điểm kinh tế và xã hội.......................................................................... 21
CHƢƠNG IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN........................... 22
4.1 . Phân loại trạng thái rừng ............................................................................. 22
4.2. Đặc điểm cấu trúc tổ thành tầng cây cao ..................................................... 22
4.2.1 .Cấu trúc tổ thành theo hệ số tổ thành của trạng thái TXDX ..................... 23
4.2.3 .Mối quan hệ giữa tổ thành theo số cây và IV% ........................................ 25
4.3 . Đặc điểm cấu trúc lâm phần ........................................................................ 25
4.3.1 . Phân bố số cây theo đƣờng kính ngang ngực N/D1.3 ............................... 25
4.3.2. Tƣơng quan giữa chiều cao vút ngọn và đƣờng kính thân cây ................. 30
4.4.1 . Đa dạng sinh học của trạng thái rừng theo chỉ số đa dạng ...................... 33
4.5. Điều tra cây tái sinh và cây bụi thảm tƣơi ................................................... 34
4.5.1. Điều tra cây tái sinh................................................................................... 34
4.5.2. Điều tra cây bụi thảm tƣơi......................................................................... 41
4.6. Đề xuất một số giải pháp phục hồi và phát triển rừng ................................. 41
4.6.1. Giải pháp về quản lý bảo vệ ...................................................................... 41
4.6.2.Đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh ................................................... 42
CHƢƠNG V KẾT LUẬN , TỒN TẠI , KIẾN NGHỊ ........................................ 43
5.1.1. Về phân loại rừng ...................................................................................... 43
5.1.2. Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao................................................................. 43
5.1.Tồn tại............................................................................................................ 44
5.3.Khuyến nghị .................................................................................................. 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 1
PHỤ BIỂU ............................................................................................................. 3
iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
D1.3

Đƣờng kính thân cây tại vị trí 1.3 (cm)

Hvn

Chiều cao vút ngọn (m)

OĐĐ

Ơ đo đếm

OTC

Ơ tiêu chuẩn

G%

% tiết diện ngang

N%

% mật độ

IV%

Công thức tổ thành (mức độ quan trọng)

CTTT

Công thức tổ thành

N/D1.3

Phân bố số cây theo đƣờng kính

N/Ha

Mật độ (cây/ha)

N/Hvn

Phân bố số cây theo chiều cao vút ngọn

TXDX

Rừng gỗ tự nhiên núi đá lá rộng thƣờng xanh nghèo

NXB

Nhà xuất bản

iv


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4.1. Kết quả phân loại trạng thái TXDX.................................................... 22
Bảng 4.2. Công thức tổ thành theo hệ số tổ thành (ki) của trạng thái TXDX .... 23
Bảng 4.3. Cấu trúc tổ thành theo chỉ số quan trọng IV% cho trạng thái TXDX 24

Bảng 4.4. Kết quả mô phỏng phân bố N/D cho trạng thái rừng TXDX ............. 26
Bảng 4.5.Kết quả mô phỏng phân bố N/H cho trạng thái rừng TXDX .............. 28
Bảng 4.6.Phƣơng trình tƣơng quan H-D của trạng thái TXDX .......................... 31
Bảng 4.7. Đa dạng sinh học của trạng thái rừng TXDX theo chỉ số đa dạng ..... 34
Bảng 4.8. Cấu trúc tổ thành lớp cây tái sinh của 3 OTC tại khu vực nghiên cứu
............................................................................................................................. 38
Bảng 4.9. Bảng tổng hợp mật độ cây tái sinh theo chiều cao
Bảng 4. 10. Phân bố cây tái sinh theo mặt phẳng nằm ngang của các trạng thái
rừng

v


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 4.1. Phân bố N/D của OTC1 .................................................................. 26
Biểu đồ 4.2. Phân bố N/D của OTC2 .................................................................. 27
Biểu đồ 4.3. Phân bố N/D của OTC3 .................................................................. 27
Biểu đồ 4.4. Phân bố N/H của OTC1 .................................................................. 29
Biểu đồ 4.5. Phân bố N/H của OTC2 .................................................................. 29
Biểu đồ 4.6. Phân bố N/H của OTC3 .................................................................. 30
Biểu đồ 4.7. Phƣơng trình tƣơng quan H-D của OTC1 ...................................... 32
Biểu đồ 4.8. Phƣơng trình tƣơng quan H-D của OTC2 ...................................... 32
Biểu đồ 4.9. Phƣơng trình tƣơng quan H-D của OTC3 ...................................... 33
Biểu đồ 4.10. Biểu đồ thể hiện chất lƣợng cây tái sinh ÔTC1 ........................... 35
Biểu đồ 4.11.Biểu đồ thể hiện cây theo cấp chiều cao ÔTC1 ............................ 35
Biểu đồ 4.12. Biểu đồ thể hiện nguồn gốc cây tái sinh ÔTC1............................ 35
Biểu đồ 4.13. Biểu đồ thể hiện chất lƣợng cây tái sinh ÔTC2 ........................... 36
Biểu đồ 4.14.Biểu đồ thể hiện cây theo cấp chiều cao ÔTC2 ............................ 36
Biểu đồ 4.15. Biểu đồ thể hiện nguồn gốc cây tái sinh ÔTC2............................ 36
Biểu đồ 4.17.Biểu đồ thể hiện cây theo cấp chiều cao ÔTC3 ............................ 37

Biểu đồ 4.18. Biểu đồ thể hiện nguồn gốc cây tái sinh ÔTC3............................ 37
Biểu đồ 4.19. Biểu đồ thể hiện mật độ tái sinh của 3 ÔTC ................................ 39
Biểu đồ 4.20. Biểu đồ phân cấp chiều cao cây tái sinh ....................................... 40

vi


ĐẶT VẤN ĐỀ
Rừng là tài nguyên có khả năng tái tạo quý giá, rừng không những là cơ
sở của sự phát triển kinh tế mà còn giữ chức năng sinh thái cực kỳ quan trọng,
rừng có vai trị to lớn đối với con ngƣời không chỉ ở việt nam mà trên tồn thế
giới nhƣ cung cấp gỗ, củi, điều hịa khí hậu, tạo ra ơ xi, điều hịa nguồn nƣớc,
chống xói mịn rửa trơi …bảo vệ mơi trƣờng, là mơi trƣờng sống của con ngƣời
và động thực vật và bảo tồn nguồn gen quý hiếm, song nó là một hệ sinh thái
phức tạp bao gồm nhiều thành phần với các quy luật sắp xếp khác nhau trong
không gian và thời gian. Sự cân bằng và ổn định của rừng đƣợc duy trì bởi nhiều
yếu tố mà con ngƣời hiểu biết còn rất hạn chế.
Mỗi khu vực, mỗi điều kiện sinh thái khác nhau sẽ cho những khu rừng có
đặc thù khác nhau cần đƣợc nghiên cứu, trong đó nghiên cứu đặc điểm cấu trúc
rừng là một trong những vấn đề đƣợc nhiều khoa học quan tâm.
Tuy nhiên do thiếu kiến thúc cơ bản về hệ thống cấu trúc và tái sinh rừng
nên nhiều nơi ngƣời ta không giám tác động vào rừng bằng bất kỳ biện pháp kỹ
thuật hoặc nếu có thì hiệu quả của của các biện pháp kỹ thuật cũng không cao
gây nhiều hậu quả tiêu cực tới rừng.
Với mục đích bảo tồn và phát triển bền vững nguồn tài nguyên sinh vật đa
dạng và phong phú phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học, tham quan, học
tập cũng nhƣ bảo vệ nguồn tài nguyên rừng thì hệ thống các Vƣờn Quốc Gia,
các khu bảo tồn đƣợc thành lập. Rừng phục hồi thƣờng xanh xã Xuân thành có
nhiều

thắng

cảnh

đẹp

và

nhiều

di

tích

lịch

sử

có

giá

trị.

Rú Gám hiện có gần 120 ha thuộc rừng ngun sinh đang đƣợc bảo tồn ở xã
Xuân Thành (Yên Thành), có thảm thực vật đa dạng chung sống phân tầng rõ
nét. Họ dƣơng xỉ phủ kín mặt đất, nhóm cây leo nhƣ mây, song, vầu.... loài cây
thân gỗ quý hiếm nhƣ: lim, trắc, gụ, giẻ... động vật cũng khá phong phú: sóc,
chồn, cáo, gà rừng, vẹt núi, chim sáo...
Trong khơng gian hùng vĩ, thơ mộng với sông Dinh chạy quanh co bên

những ngọn đồi, chùa Gám (làng Kẻ Gám) hiện ra với kiến trúc cổ kính, điêu
1


khắc Chùa Gám hết sức tinh xảo. Các mảng điêu khắc hình cây cỏ, hoa lá, linh
vật, những bức tƣợng phật... đƣợc kết nối lại làm cho con ngƣời gần gũi, hoà
quyện vào thiên nhiên.
Do bị tác động lâu dài của con ngƣời đã hình thành nên các trạng thái
rừng đặc trƣng. Mỗi trạng thái biến đổi và phát triển khác nhau nên củng cần có
các biện pháp tác động duy trì bảo vệ khác sao cho phù hợp. Xuất phát từ thức
tiễn đó tơi nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu và đánh giá các đặc điểm cấu trúc
rừng phục hồi thường xanh tại xã Xuân Thành, huyện Yên Thành, tỉnh Nghệ
An”, đây là việc cần thiết để nâng cao chất lƣợng rừng, góp phần phát triển rừng
theo hƣớng phát triển bền vững và có hiệu quả .

2


CHƢƠNG I
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Việc nghiên cứu cấu trúc rừng tự nhiên đƣợc nhiều tác giả trong và ngoài
nƣớc đề cập đến từ những năm đầu thế kỷ XX. Các cơng trình nghiên cứu về
vấn đề này nhằm xây dụng các cơ sở khoa học phục vụ cho quản lý, bảo vệ, kinh
doanh rừng hợp lý, có hiệu quả cao, đạt hiệu quả về kinh tế lẫn môi trƣờng sinh
thái. Những nghiên cứu về cấu trúc phát triển từ thấp đến cao bƣớc đầu là định
tính, mơ tả nay chuyển sang định lƣợng, chính xác với sự ứng dụng tính tốn
thống kê và tin học. Tuy nhiên, với sự đa dạng và phong phú của hệ sinh thái
rừng mƣa nhiệt đới tại việt nam thì vấn đề nghiên cứu cấu trúc rừng vẫn là một
số ẩn đối với các nhà nghiên cứu khoa học.
1.1 Trên thế giới

1.1.1 . Cơ sở sinh thái cấu trúc rừng
Cấu trúc rừng là một hình thái biểu hiện bên ngồi của nhƣng mối quan hệ
qua lại bên trong giữa thực vật rừng với nhau giữa chúng với môi trƣờng sống.
Nghiên cứu cấu trúc rừng để biết đƣợc những mối quan hệ sinh thái bên trong
của quần xã, từ đó có cơ sỡ để đề xuất biện pháp kỹ thuật phù hợp. Trong một
thời gian dài, vấn đề duy trì và điều tiết cấu trúc rừng đã đƣợc bàn luận và có
nhiều quan điểm khác nhau, đặc biệt là việc đề xuất các tác động hợp lý đối với
rừng tự nhiên nhiệt đới. Nhiều phƣơng thức lâm sinh ra đời và đƣợc thử nghiệm
nhiều nơi trên thế giới nhƣ phƣơng thức chặt cải thiện tái sinh (RIF, 1927) ,
phƣơng thức rừng đều tuổi của Malaysia ( MUS,1945) …
Richard P.W (1952) trong tác phẩm rừng mƣa nhiệt đới đã nghiên cứu và
phân biệt tổ thành cây rất phức tạp và cây rừng mƣa đơn ƣu có tổ thành lồi cây
đơn giản. Trong những điều kiện lập địa đặc biệt thì rừng mƣa đơn chỉ bao gồm
vài loài cây. Catinot (1965,1967) , Plaudy đã biểu diễn hình thái cấu trúc rừng
bằng những mẫu đồ ngang và đứng với các nhân tố cấu trúc đƣợc mô tả theo các
khái niệm: dạng sống, tầng phiến…

3


Baur G.N và Odum (1971) với tác phẩm “ Cơ sở sinh thái học của rừng
mƣa nhiệt đới”, tác giả đã đi sâu tìm tìm hiểu về cấu trúc rừng mƣa và đƣa ra
những cơ sỡ sinh thái học cho việc kinh doanh rừng mƣa nhiệt đới.
1.1.2 . Mô tả hình thái cấu trúc rừng
Rollet (1971) đã mơ tả cấu trúc hình thái rừng mƣa bằng các phẩu đồ, tác
giả củng nghiên cứu tƣơng quan giữa chiều cao và đƣờng kính, tƣơng quan giữa
đƣờng kính tán D1.3 và biểu diễn chúng bằng các hàm hồi quy.
Richard P.W (1952) đã đi sâu nghiên cứu câu trúc rừng mƣa nhiệt đới về
mặt hình thái. Theo tác giả này, một đặc điểm nổi bật của rừng mƣa nhiệt đới là
đại bộ phận thực vật đều thuộc thân gỗ. Rừng mƣa thƣờng có nhiều tầng

(thƣờng có 3 tầng ngoại trừ tầng cây bụi và tầng cây thân cỏ). Trong rừng nhiệt
đới ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và cây thân cỏ cịn có nhiều dạng dây leo đủ hình
dạng và kích thƣớc, cùng nhiều thực vật phụ sinh trên thân cây hoặc cành cây.
Nhƣ vậy hầu hết các tác giả nghiên cứu về tầng thứ rừng đƣa ra những
nhận xét mang tính định tính, chƣa thực sự phản ánh đƣợc sự phân tầng phức tạp
của rừng nhiệt đới tự nhiên nhiệt đới.
1.1.3 . Nghiên cứu định lượng cấu trúc rừng
Khi chuyển đổi từ nghiên cứu định tính sang nghiên cứu định lƣợng cấu
trúc rừng, nhiều tác giả đã sử dụng công thức và các hàm tốn học để mơ tả hình
hóa cấu trúc rừng, Xác định mối quan hệ giữa các nhân tố cấu trúc rừng.


Về phân bố số cây theo đường kính (N/D1.3)

Quy luật phân bố số cây theo đƣờng kính là quy luật kết cấu cơ bản của
lâm phần và đƣợc các nhà Lâm học, điều tra rừng quan tâm. Để nghiên cứu đặc
điểm quy luật này, hầu hết các cơng trình nghiên cứu đều dùng phƣơng pháp
giải tích bằng các phƣơng trình tốn học dƣới dạng phân bố xác suất khác nhau
để tìm ra quy luật chung nhất.
Để mơ phỏng phân bố N/D1.3 rừng tự nhiên Meyer (1934) và Prodan
(1949) đã sử dụng phƣơng trình :
Y = α.

(1.1)
4


Để mơ tả N/D1.3 lâm phần thuần lồi đều tuổi, Prodan và Patascase
(1946), Bill và Kem K.A (1964) đã tiếp cận phân bố này bằng phƣơng trình
logarit chính thái. Balley (1973) sử dụng hàm weibull dó dạng phƣơng trình là:

Fx(X) = α * λ * exp (-λ * )

(1.2)

Phƣơng trình (1.2) dùng để biểu thị đƣờng cong cộng dồn phần trăm số
cây bằng đa thức bậc 3. Loetchau (1973) dùng hàm Beta để nắn các phân bố
thực nghiệm. Nhiều tác giả khác dung hàm Hyperbol, hàm poisson, hàm logarit
chuẩn, hàm pearson, hàm weibull….
Nhìn chung các cơng trình nghiên cứu về dạng phân bố đem lại kết quả
toàn diện và đa dạng nhất về quy luật kết cấu đƣờng kính lâm phần rừng.


Về phân bố số cây theo chiều cao (N/H)

Các tác giả câu trúc rừng lâm phần theo chiều thẳng đứng đã dựa vào
phân bố số cây theo chiều cao. Phƣơng pháp kinh điển nghiên cứu cấu trúc đứng
rừng tự nhiên là vẽ các phẩu diện đồ đứng với các kích thƣớc khác nhau tùy theo
phƣơng pháp nghiên cứu. Các phẩu đồ đã mang lại hình ảnh khái quát về cấu
trúc tầng tán, phân bố số cây theo theo chiều thẳng đứng. Từ đó rút ra các nhận
xét và đề xuất ứng dụng thực tế. Phƣơng pháp này đƣợc nhiều nhà nghiên cứu
rừng nhiệt đới áp dụng mà điển hình là cơng trình của các tác giả P.W Richards
(1952) , Rollet (1979)


Nghiên cứ quy luật tương quan giữa chiều cao và đường kính

Qua nghiên cứu của nhiều tác giả cho ta thấy, chiều cao tƣơng ứng với
mỗi cỡ đƣờng kính cho trƣớc ln tăng theo tuổi, đó là kết quả tự nhiên của sinh
trƣởng. Trong đó mỗi cỡ kính xác định, ở các tuổi khác nhau, cây rừng thuộc
cấp sinh trƣởng khác nhau, cấp sinh trƣởng giảm khi tuổi của lâm phần tăng lên

dẫn đến tỷ lệ H~D tăng theo tuổi từ đó đƣờng cong quan hệ giữa H và D có thể
thay đổi dạng và ln dịch chuyển về phía trên khi tuổi của lâm phần tăng lên.
Tiurin D.V (1927) đã phát hiện hiện tƣợng này khi ông xác lập đƣờng cong
chiều cao cho các cấp tuổi khác nhau. Prodan (1965) và Dittmar.O cho rằng độ
dốc đƣờng cong chiều cao có chiều hƣớng giảm dần khi tuổi tăng lên.
5


Kraute G (1958) và Tiourin A.V (1932) nghiên cứu tƣơng quan giữa
chiều cao và đƣờng kính ngang ngực dựa trên cơ sở cấp đất và cấp tuổi. Kết quả
cho thấy, khi dãy phân hóa thành các cấp chiều cao, thì mối quan hệ này không
cần xét đên cấp đất hay cấp tuổi, củng nhƣ không cần xét đến tác động của hồn
cảnh và tuổi, vì những nhân tố này đã đƣợc phản ánh trong kích thƣớc của cây,
nghĩa là đƣờng kính và chiều cao trong quan hệ đã bao hàm tác động của hoàn
cảnh và tuổi.
Naslund. M (1929), Assman E (1936), Hohennadl W (1936); Prodan M
(1944), Kreen K (1946), Meyer H.A (1952)… đã đề nghị sử dụng các phƣơng
trình dƣới đây để mô tả mối quan hệ H~D:
h = a +b1 * d + b2 *d2

(1.4)

h = a +b1 * d + b2 *d2 + b3 * d3

(1.5)

h – 1.3 =

(1.6)

h = a + b * logd

(1.7)

h = = a +b1 * d + b2 * logd

(1.8)

h = k * db

(1.9)

Nhƣ vậy, để biểu thị tƣơng quan giữa chiều cao và đƣờng kính thân cây
có thể sử dụng nhiều dạng phƣơng trình, việc sử dụng phƣơng trình nào thích
hợp nhất cho từng đối tƣợng thì chƣa đƣợc nghiên cứu đầy đủ. Nhìn chung, để
biểu thị đƣờng cong chiều cao, phƣơng trình parabol và phƣơng trình logarit
đƣợc sử dụng nhiều hơn cả.
1.2 .Trong nƣớc
1.2.1. Phân bố só cây theo đường kính thân cây (N/D1.3)
Với rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi, từ kết quả nghiên cứu của Đồng Sỹ
Hiền (1974) [4] cho thấy dạng tổng quát của phân bố N/D1.3 là phân bố giảm,
nhƣng do q trình khai thác chọn thơ khơng theo quy tắc đƣờng thực nghiệm có
dạng hình răng cƣa và ông đã chọn hàm meyer để mô phỏng quy luật đƣờng
kính cấu trúc cây rừng. Nguyễn Hải Tuất (1986) [12] sử dụng phân bố khoảng
cách để mô tả phân bố thực nghiệm dạng 1 đỉnh ở ngay sát cở đƣờng kính bắt
6


đầu đo. Bảo Huy (1993) [5] cho rằng phân bố khoảng cách thích hợp hơn các
dạng hàm phân bố khác. Lê Sáu (1996) [9], Trần Cẩm Tú (1999) [10], Trần Văn

Con (1999) [3] lại cho rằng hàm Weibull thích hợp hơn cả. Đào Cơng Khanh
(1996) [6] thì cho rằng dạng tần số tích lũy thích hợp, vì biến động của đƣờng
thực nghiệm này nhỏ hơn rất nhiều so với biến động số cây hay phần trăm các
cỡ kính. Qua việc tham khảo tài liệu liên quan cho thấy, việc nghiên cứu phân
bố N/D trong thời gian gần đây không chỉ dừng lại ở mục đích phục vụ cơng tác
điều tra nhƣ xác định tổng tiết diện ngang, trữ lƣợng mà cịn xây dựng cơ sở
khoa học có các giải pháp lâm sinh trong nuôi dƣỡng rừng.
1.2.2 .Về phân bố số cây theo chiều cao
Kết quả nghiên cứu của Đồng Sỹ Hiền (1974) [4] cho thấy, phân bố số
cây theo chiều cao (N/H) ở các lâm phần tự nhiên hay trong từng lồi cây
thƣờng có nhiều đỉnh, phản ánh kết cấu phức tạp của rừng chặt chọn. Bảo Huy
(1993) [5], Đào Công Khanh (1996) [6], Lê Sáu (1996) [9], Trần Cẩm Tú (1999)
[10] đã nghiên cứu phân bố N/H để tìm tầng tích tụ tán cây. Các tác giả đã đi
đến nhận xét chung là phân bố N/H có dạng một đỉnh, nhiều đỉnh phụ răng cƣa
và mơ tả thích hợp bằng hàm Weibull.
1.2.3 . Tương qua giữa chiều cao và đường kính thân cây
Đã có nhiều tác giả đề cập về mối quan hệ tƣơng quan giữa chiều cao vút
ngọn với đƣờng kính ngang ngực, tiêu biểu có các cơng trình nghiên cứu sau:
Đồng Sỹ Hiền (1974) [4] đã sử dụng phƣơng trình logarit hai chiều hoặc
hàm mũ để mơ tả H~D đồng thời cho thấy khả năng sử dụng một phƣơng trình
chung cho cả nhóm lồi cây có tƣơng quan H~D thuần nhất với nhau.
Bao Huy (1993) [5], khi nghiên cứu tƣơng quan H~D của một số loài cây
ƣu thế : bằng lăng, Cẩm Xe, Kháo và Chiêu Liêu ở rừng rựng lá và nửa rụng lá
khu vực Tây Nguyên, đã thửu nghiệm 4 phƣơng trình sau:
H = a + b * D1.3

(1.10)

H = a + b & logD1.3

(1.11)

LogH = a + b * logD1.3

(1.12)

7


LogH = a + b * D1.3

(1.13)

Kết quả đã chọn đƣợc phƣơng trình thích hợp nhất là phƣơng trình (1.12)
Nhƣ vậy, việc nghiên cứu cấu trúc rừng ở nƣớc ta đã đƣợc quan tâm và có
nhiều đóng góp nhằm nâng cao hiểu biết về rừng, nâng cao hiệu quả trong
nghiên cứu củng nhƣ sản xuất kinh doanh rừng.

8


CHƢƠNG II
MỤC TIÊU-GIỚI HẠN-NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2 .1 . Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Về mặt lý luận
- Góp phần hồn thiện cơ sở khoa học và thực tiển cho việc xác định cấu
trúc rừng tự nhiên ở Việt Nam.
2.1.2.Về mặt thực tiển
. Đánh giá sự thay đổi về cấu trúc, tổ thành loài.
. Đánh giá sự thay đổi về đa dạng loài sau .

. Làm cơ sở để đề xuất một số giải pháp lâm sinh nhằm bảo vệ tài nguyên
rừng ổn định, bền vững hơn.
2.2 . Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu là rừng phục hồi thƣờng xanh xã Xuân Thành ,
huyện Yên Thành , tỉnh Nghệ An
2.3 . Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Phân loại trạng thái rừng
2.3.2. Đặc điểm cấu trúc tổ thành tầng cây cao
- Công thức tổ thành theo số cây
- Công thức tổ thành theo chỉ số quan trọng IV%
2.3.3. Đặc điểm cấu trúc lâm phần
- Phân bố số cây theo cỡ đƣờng kính (N/ D1.3)
- Phân bố số cây theo cỡ chiều cao (N/HVN)
- Tƣơng quan giữa chiều cao vút ngọn và đƣờng kính ngang ngực (HVN-D1.3).
2.3.4 . Đánh giá Tính đa dạng lồi tầng cây cao
- Số lồi
- Chỉ số Shannon - Wiener
- Chỉ số Simpson
- Chỉ số đa dạng của Margalef
- Chỉ số đa dạng của pielo
9


2.3.5. Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật lâm sinh cho khu vực nghiên cứu.
2.4 . Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1 . Phương pháp thu thập số liệu
Kế thừa tài liệu về điều kiện tự nhiên, tình hình dân sinh, kinh tế xã hội
của khu vực nghiên cứu. Trình tự các bƣớc thu thập số liệu nhƣ sau:
Trên mỗi trạng thái, tiến hành lập 3 ô đo đếm (OĐĐ), diện tích 1 lơ là
2500m2 (50 × 50m). Thu thập số liệu cho trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu.

Đối tƣợng điều tra là các loại cây gỗ thuộc tầng cây cao (cây có đƣờng
kính ngang ngực 6 cm trở lên). Trên mỗi tuyến điều tra, xác định tên loài cho
từng cây, đo đếm số liệu về đƣờng kính ngang ngực (D1.3) cho tất cả các cây
trong OĐĐ, chiều cao vút ngọn(Hvn) chỉ đo ngẩu nhiên cho một số cây. Kết quả
đƣợc ghi vào bảng 01 sau.
Biểu 01. Biểu điều tra tầng cây cao
Địa điể :

Độ cao:

.

Ng y điều tra:

Tr ng thái:

Độ dốc:

.

Ngƣời điều tra:

Rừng:

OTC số:

Stt

.

Tên
o i

Hƣớng dốc:

(cm)
ĐT

NB

.
.
Ghi

(m)
TB

(m)

ĐT

NB

TB

ch

1
2
3

- Phƣơng pháp điều tra tái sinh:
Cây tái sinh là những cây gỗ còn non sống dƣới tán rừng. Từ khi cây mẹ
tới trƣớc khi tham gia vào tầng tán, có D1.3 < 6cm
Trên các OTC lập ô dạng bản mỗi ô diện tích là 25m2 để điều tra cây tái
sinh. Lập các ô theo sơ đồ:

10


Sơ đồ
1

4

5

3

2

Tiến hành điều tra đo đếm toàn bộ số cây tái sinh trong ô dạng bản, số liệu
ghi vào biểu mẫu sau:
Biểu 02: Biểu

ô tả cây tái sinh

Địa điểm Ngày điều tra
Độ cao Ngƣời điều tra
Độ dốc Diện tích Nội nghiệp
STT

TT

Loài Chiều cao(m)

Chất lƣợng

Nguồn
gốc

ODB cây cây

<0.5 0.51

1-

>2

Tốt TB Xấu

Chồi

2

Cây tái sinh có chất lƣợng tốt là những cây thân thẳng, sinh trƣởng tốt,
không sâu bệnh cong queo. Cây tái sinh có chất lƣợng xấu là những cây cong
queo, cụt ngọn, sinh trƣởng kém, sâu bệnh. Còn lại là những cây có chất lƣợng
trung bình.
- Xác định số cây trung bình theo cơng thức:
+ Nếu

̅ thì lồi đó đƣợc tham gia vào cơng thức tổ thành

+ Nếu

̅ thì lồi đó không đƣợc tham gia vào công thức tổ thành

11


+ Cơng thức tổ thành :
= . 10
Trong đó:
ki: hệ số tổ thành loài thứ i
: số lƣợng cá thể loài thứ i
N: tổng số cá thể điều tra
- Mật độ cây tái sinh :
N/ha =

(cây/ha)

Trong đó :
N/ha: là số cây trên ha
: số cây trong ô dạng bản
: diện tích ơ dạng bản
- Điều tra thực bì:
Trên các ODB 25 m2 tiến hành điều tra cây bụi thảm tƣơi theo các chỉ
tiêu trong bảng sau:
Biểu 03: Biểu điều tra thực bì
STT

Tên lồi Độ

ODB

cây

che HTB

phủ(%)

Tình hình sinh trƣởng

(m)
Tốt

12

TB

Xấu


2.4.2. Phương pháp xử lý số liệu
Việc chỉnh lí tài liệu quan sát, lập các phân bố thực nghiệp, biểu đồ thực
nghiệm, tính tốn các đặc trƣng mẩu...., đƣợc xữ lý đồng bộ trên máy tính theo
chƣơng trình ứng dụng phần mền excel và phần mềm spss
1. Phân loại trạng thái rừng.
Áp dụng phƣơng pháp phân loại theo thông tƣ 34/2009/TT-BNNPTNT
của Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển nông thôn.

2. Cấu trúc tổ thành
Công thức tổ thành đƣợc viết theo hệ số tổ thành và theo tỉ số quan trọng
IV%.
a.

Cấu trúc tổ thành tầng cây cao theo số cây

Đề tài xác định công thúc tổ thành theo số cây, cách làm nhƣ sau:
+ Bƣớc 1: Tập hợp số liệu tầng cây cao ở tất các cá OTC theo loài trong
từng trạng thái và số cá thể mổi loài.
+ Bƣớc 2: Xác định tổng số loài cây và tổng số cá thể trong các OTC của
từng trạng thái.
+ Bƣớc 3: Tính số cá thể trung bình của 1 lồi theo cơng thức:
Xtb=

(2.1)

Trong đó:
Xtb: Số lƣợng cá thể trung bình của mổi lồi
N : Tổng số lƣợng cá thể của các loài
m: Tổng số loài
+ Bƣớc 4: Xác định số loài, tên loài tham gia vào cơng thức tổ thành.
Những lồi nào có số cây ≥ thì tham gia vào cơng thức tổ thành.
+ Bƣớc 5: Xác định hệ số tổ thành của từng lồi theo cơng thức :
= . 10

(2.2)

Trong đó :
Ki là hệ số tổ thành loài i.

13


ni số lƣợng cá thể loài i.
N là tổng số cá thể của tất cả các loài.
+ Bƣớc 6: Viết cơng thức tổ thành.
Lồi nào có Ki> 0,5 thì ghi vào cơng thức tổ thành. Lồi nào có hệ số tổ
thành lớn hơn thì viết trƣớc, nhỏ viết sau.
Chú ý: Khi viết CTTT lồi có 0,5 ≤Ki<0,9 dùng dấu (+),những lồi có
Ki<0,5 dùng dấu (-), giới hạn các lồi tham gia vào cơng thức tổ thành khơng
q 9 lồi.
b. Cấu trúc tổ thành tầng cây cao theo chỉ số quan trọng IV%
Chỉ số IV% đƣợc các định theo phƣơng pháp của Daniel Marmillod (Vũ
Đình Huề (1984) và Đào Cơng Khanh (1996)
IV% =

(2.3)

Trong đó
IV% là chỉ số quan trong của lồi i
N% là phần trăm số cá thể ở tầng cây cao của lồi nào đó so với tổng số
cây trong OTC.
G% là phần trăm tiết diện ngang của loài cây nào đó so với tổng tiết diện
ngang của OTC
Theo Daniel Marmillod, những lồi cây nào có IV% >5% mới thực sự có
ý nghĩa về mặt sinh thái trong lâm phần. Mặt khác, theo Thái Văn Trừng(1978)
trong một lâm phần. Nhóm lồi cây nào đó chiếm 50% tổng số cá thể của tầng
cây cao thì nhóm lồi đó đƣợc coi là nhóm lồi ƣu thế. Đó là những chỉ dẫn là
cơ sở quan trọng xác định lồi và nhóm lồi ƣu thế. Tính tổng IV% của những

lồi có trị số này >5% từ cao đến thấp và dừng lại khi tổng IV% đạt 50%.
1. Cấu trúc lâm phần
a. Phân bố số cây theo cỡ đường kính(N/Hvn) số cây theo cỡ chiều cao (N/Hvn)

14


- Tính tốn các giá trị: giá trị trung bình (), Mode (Mo), trung vị (Me), giá
trị lớn nhất (Max), giá trị nhở nhất (Min), phƣơng sai (S2), sai tiêu chuẩn (S), sai
số chuẩn của số trung bình (S), hệ số biến động (S%), độ lệch (SK), độ nhọn (Sx).
- Kiểm định tính phù hợp của những phân bố lý thuyết với số liệu thực
nghiệm.
+ Phân chia D và H thành các cấp. Cấp D đƣợc phân chia từ 2 - 4 cm tùy
theo phạm vi phân bố đƣờng kính của mỗi trạng thái rừng. Chiều cao thân cây
đƣợc phân chia theo các cấp, mỗi cấp 2m.
+ Căn cứ vào phân bố thực nghiệm đặt giả thuyết Ho : F x(X) = Fo(X),
trong đó Fo(X) là hàm phân bố lý thuyết đã xác định ( phân bố chuẩn, phân bố
khoảng cách, phân bố giảm..)
+Mô tả phân bố N/D và N/H bằng những mơ hình lý thuyết thích hợp nhƣ
mơ hình phân bố mũ (Meyer), phân bố khoảng cách và phân bố Weibull.


Phân bố mũ (Meyer): là phân bố xác suất của biến ngẩu nhiên liên tục

hàm tốn học có dạng:
Y = a.exp(-b.D)+K

(2.4)

Trong đó :

a, b, k là những hệ số của mơ hình
exp là cơ số logarit Neper


Phân bố khoảng cách là phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên đứt

quảng, hàm tốn học có dạng:
( )

(2.5)
{
(
)(
)
Trong đó à α là hai tham số. Đƣờng cong biểu thị phân bố khoảng cách
có dạng một đỉnh ứng với giá trị x = 1 khi
α< 1. Phân bố khoảng cách
đƣợc sử dụng để mơ tả phân bố N/
thực nghiệm có dạng một đỉnh chữ
J. Các tham số của phân bố khoảng cách đƣợc ƣớc lƣợng nhƣ sau:
=
=1-

(2.5.1)
(

Trong đó:

(2.5.2)

)

là tần số ứng với cỡ đƣờng kính đầu tiên (x = 0)
15


n là tổng số cây của các cỡ
Khi 1 thì phân bố khoảng cách trở về dạng phân bố hình học
P(x) = (1- α).α
Với x
(2.5.3)
Nếu là giá trị giữa cỡ đƣờng kính
là cỡ đƣờng kính bé nhất, k là
cự li tổ thì
đƣợc xác định theo cơng thức:
=



(2.5.4)

Phân bố Weubuill là phân bố ngẫu nhiên, liên tục với hàm mật độ và

hàm phân phối có dạng:
Hàm mật độ : fx(x)= fx(x)= f(x) = a. (x –
Hàm phân phối : F(x)= F(x)= 1- exp(-λ)(x –

)α .exp(-λ(x –
)α

)α (2.6)
(2.7)

với x≥0
Nếu dùng phân bố Weibull để mơ hình hóa phân bố số cây theo đƣờng
kính và chiều cao (gọi chung là đại lƣợng Y) thì cần chuyển đổi biến số bằng
cách sau :
X = Y - Ymin

(2.8)

Trong đó Ymin là giá trị đƣờng kính hay chiều cao bé nhất trong dãy quan
sát khi đã đƣợc chỉnh lý số liệu.
Khi các tham số của phân bố Weibull thay đổi thì dạng đƣờng cong củng
thay đổi, trong đó là tham số biểu thị độ nhọn, cịn là tham số biểu thị độ lệch.
Khi =3, phân bố có dạng đối xứng, khi >3 phân bố có dạng lệch phải, khi<3
phân bố có dạng lệch trái.
Các tham số của phân bố Weibull đƣợc xác định theo các bƣớc sau:
Tùy theo độ lệch của phân bố thực nghiệm mà chọ giá trị của tham số cho
phù hợp sau đó ƣớc lƣợng tham số tùy theo mức:
=

(2.9)

là giá trị giữa tổ đƣợc chuẩn hóa


Phân bố gamma
fx(x) = x>0
16

(2.10)


Kiểm tra sự phù hợp giữa phân bố lý thuyết và phân bố thực nghiệm bằng
tiêu chuẩn khi bình phƣơng 2
(

=

)

(2.11)

ft là Tần số thực nghiệm
fl là tần số lý thuyết
Nếu tổ nào có fl < 5 thì ghép với tổ trên hoặc tổ dƣới, để sao cho fl ≥ 5
- Nếu > thì , giã thuyết bị bác bỏ, nghĩa là phân bố lý thuyết không phù
hợp với phân bố thực nghiệm.
- Nếu ≤ thì , chấp nhận giã thuyết, nghĩa là phân bố lý thuyết phù hợp với
phân bố thực nghiệm.
b. Tương quan giữa chiều cao và đường kính:
Dùng 9 dạng hàm tƣơng quan để mơ phỏng nhƣ phƣơng trình tuyến tính
một lớp, logarith, parabol bậc 2, phƣơng trình bậc 3, hàm Compound, Power,
Growth, Exponential. Phƣơng trình cụ thể nhƣ sau:
Phƣơng trình tuyến tính 1 lớp: h=a+b.d

(2.12)

Phƣơng trình logarith: h=a+b.lnd

(2.13)

Phƣơng trình parabol bậc 2: h=a+b.d+c.d2

(2.14)

Phƣơng trình bậc 3: h=a1+a2.d+a3.d2+a4.d3

(2.15)

Phƣơng trình hàm Compound: h=a.bd

(2.16)

Phƣơng trình Power: h=a.db

(2.17)

Phƣơng trình Growth: h=ea+b.d

(2.18)

Phƣơng trình Exponential: h=a.eb.d

(2.19)

Phƣơng pháp nào có hệ số xác định lớn nhất và các tham số đề tồn tại thì
đƣợc lựa chọn để mơ tả mối quan hệ này.
2.4.3 . Đánh giá đa dạng loài tầng cây cao

Để so sánh tính đa dạng của cây gỗ lớn và cây tái sinh đƣợc sử dụng 6 chỉ
số đa dạng sau đây:
a. Số loài

17


b. Mức độ phong phú loài
c. Chỉ số H’ của Shannon-Weiner.
Chỉ số đƣợc sử dụng để đo đạc tính đa dạng về số loài cây gỗ cho từng
trạng thái rừng. Chỉ số H’ đƣợc tính theo cơ thức:
= - ∑[(

( )

(2.20)

Trong đó: N là tổng số cây trong OTC
ni là số cây của loài thứ i
d. Chỉ số đa dang lồi Simpson (D)
D = 1-

= 1-

( )

(2.21)

Trong đó: S là số loài cây bắt gặp
N tổng số các thể của các loài cây

Pi là độ nhiều tƣơng đối của loài cây thứ i
Pi = với ni là số cá thể của loài thứ i (i=1)
e. chỉ số đa dạng của Margalef
Chỉ số d của Margalef đƣợc sử dụng để xác định mức độ phong phứ hay
mức độ giàu có về số loài cây gỗ của trạng thái rừng. Chỉ số d đƣợc tính theo
cơng thức sau :
d = S -1/logN

(2.23)

Trong đó :
S là số lồi cây bắt gặp
N là tổng số cá thể của các loài cây
f. Chỉ số J’ của pielou
Đƣợc sử dụng để đo đạc tính tƣơng đồng về số loài cây gỗ giữa các trạng
thái rừng. Chỉ số J’ đƣợc tính theo cơng thức:
J’= H’/log2S
Trong đó:
S là số loài cây bắt gặp
H’ là chỉ số Shannon - Weine.
18

(2.24)