NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HÀM TĂNG TRƯỞNG ĐƯỜNG KÍNH CHO CÁC LOÀI CÂY ƯU THẾ TRONG RỪNG TỰ NHIÊN LÁ RỘNG THƯỜNG XANH TẠI KON HÀ NỪNG LUẬN VĂN THẠC SĨ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGUYỄN HỮU ĐỨC

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HÀM TĂNG TRƯỞNG ĐƯỜNG
KÍNH CHO CÁC LỒI CÂY ƯU THẾ TRONG RỪNG TỰ
NHIÊN LÁ RỘNG THƯỜNG XANH TẠI KON HÀ NỪNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Hà Nội, 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGUYỄN HỮU ĐỨC

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HÀM TĂNG TRƯỞNG ĐƯỜNG
KÍNH CHO CÁC LỒI CÂY ƯU THẾ TRONG RỪNG TỰ
NHIÊN LÁ RỘNG THƯỜNG XANH TẠI KON HÀ NỪNG

CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC
MÃ SỐ: 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS TRẦN VĂN CON

Hà Nội, 2015


i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan, đây là cơng trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng
dẫn của PGS.TS Trần Văn Con. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là
trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ cơng trình nghiên cứu
nào khác Mọi trích dẫn đều ghi rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 15 tháng 10 năm 2015
Người viết cam đoan

Nguyễn Hữu Đức


ii

LỜI CẢM ƠN
Sau khi hồn thành chương trình học tập giai đoạn 2013 - 2015; được sự đồng
ý của Phòng Sau đại học, Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, tôi thực hiện luận
văn tốt nghiệp: "Nghiên cứu xây dựng hàm tăng trưởng đường kính cho các lồi
cây ưu thế trong rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại Kon Hà Nừng”.
Tơi xin cảm ơn Phịng Đào tạo, Ban Giám hiệu trường Đại học Lâm

nghiệp, Phòng Đào tạo Sau đại học – Đại học Lâm nghiệp đã tạo điều kiện thuận
lợi và giúp đỡ tơi hồn thành mọi thủ tục cần thiết trong q trình nghiên cứu.
Tơi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Văn Con, Viện
Nghiên cứu Lâm sinh, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, đã định hướng
nghiên cứu, tận tình hướng dẫn, sửa luận văn và tạo mọi điều kiện kỹ thuật, cũng
như kinh phí trong thực hiện nghiên cứu để tơi có thể hồn thành Bản luận văn
này.
Nhân dịp này, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bạn bè đồng nghiệp, đến
gia đình và người thân đã giúp đỡ tơi trong q trình hồn thành chương trình học
tập nâng cao kiến thức về chuyên môn.
Mặc dù đã bản thân đã có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian có hạn, kinh
nghiệm chưa nhiều nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tác
giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp q báu của các thầy cơ giáo, bạn bè đồng
nghiệp để bản luận văn được hoàn thiện hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày 15 tháng 10 năm 2015

Nguyễn Hữu Đức


iii

MỤC LỤC
Trang
TRANG PHỤ BÌA
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................ii
MỤC LỤC ....................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................... v

DANH MỤC CÁC HÌNH ...............................................................................vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...............................................................vii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................ 2
1.1. Ngoài nước ................................................................................................. 2
1.2. Trong nước ................................................................................................. 9
1.3. Thảo luận .................................................................................................. 14
Chương 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.... 17
2.1. Mục tiêu.................................................................................................... 17
2.1.1. Mục tiêu tổng quát .......................................................................... 17
2.1.2. Mục tiêu cụ thể ................................................................................ 17
2.2. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ............................................................... 17
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 17
2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 18
2.4.1. Vật liệu nghiên cứu ........................................................................ 18
2.4.2. Phương pháp phân tích, xử lý số liệu ............................................ 23
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 28
3.1. Cấu trúc tổ thành và xác định các loài ưu thế .......................................... 28
3.1.1. Cấu trúc tổ thành các ô tiêu chuẩn nghiên cứu .............................. 28


iv

3.1.2. Lưa chọn các loài ưu thế để xây dựng mơ hình tăng trưởng đường
kính .................................................................................................................. 30
3.2. Mơ hình tăng trưởng đường kính cho các lồi ưu thế.............................. 32
3.2.1. Ước lượng đường kính tối đa theo vị thế tán PC............................ 32
3.2.2. Ước lượng các tham số của mơ hình tăng trưởng đường kính....... 34
3.3. Kiểm nghiệm các mơ hình tăng trưởng đã lập ...................................... 46
KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................. 48

1. Kết luận ....................................................................................................... 48
2. Tồn Tại ........................................................................................................ 48
3. Khuyến nghị ................................................................................................ 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


v

DANH MỤC CÁC BẢNG
TT

Tên bảng

Trang

3.1a

Cấu trúc tổ thành của các ô tiêu chuẩn ở lần đo năm 2009

29

3.1b Cấu trúc tổ thành của các ô tiêu chuẩn lần đo năm 2014

30

3.2

Danh sách các lồi có dung lượng quan sát n≥100 cây

31

3.3

Tham số của phương trình Dmax=k+m*PC

33

3.4
3.5

Kết quả ước lượng các tham số của mơ hình tăng trưởng
đường kính
Kết quả kiểm nghiệm mơ hình tăng trưởng đường kính

34
47


vi

DANH MỤC CÁC HÌNH
Tên hình

TT
1.1

1.2

Vai trị của mơ hình sinh trưởng và dữ liệu bổ sung trong

cung cấp thông tin cho quản lý rừng (Vanclay, J.K., 1994)
Các thành phần cơ bản của một mơ hình sinh trưởng
(Vanclay, 1992)

Trang
4

16

2.1

Sơ đồ bố trí các ơ phụ trong OTC định vị 1 ha

18

2.2

Vị trí các ơ tiêu chuẩn nghiên cứu

19

3.1

Tăng trưởng đường kính của các loài theo vị thế tán

45


vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
R2

: Hệ số xác định;

AIC

: Một số đo sự thích hợp tương đối của mơ hình thống kê;

RSS

: Tổng bình phương phần dư;

K

: Số tham số của mơ hình bao gồm tham số cho sai số ước
lượng;

S%

: Biến động bình quân (để đánh giá mức độ sai lệch giữa
số liệu quan sát và số liệu dự đốn);

N

: Số cây quan sát;

OTCĐV

: Ơ tiêu chuẩn định vị;

D1.3

: Đường kính thân cây tại vị trí 1.3m tính từ mặt đất;

Hvn

: Chiều cao thân cây từ gốc đến đỉnh sinh trưởng;

PC

: Vị thế tán cây;

IV

: Giá trị tổ thành của loài cây;

N

: Số cây quan sát;

N1

Số cây dùng để xây dựng hàm sinh trưởng cho loài;

N2

: Số cây dùng để kiểm tra mơ hình sinh trưởng;

G

: Tổng tiết diện ngang;

D

: Đường kính thân cây;

CI

: Chỉ số cạnh tranh;

Zd

: Tăng trưởng đường kính bình qn năm (cm/năm);

Zdmin

: Giá trị tối thiểu của Zd;

Zdmax

: Giá trị tối đa của Zd;

BAI

: Tăng trưởng tiết diện ngang bình quân năm (cm2/năm);


viii

Dmax

: Đường kính lớn nhất của lồi;

DBH

: Đường kính ngang ngực;

Δi

: Sai số tuyệt đối;

Δi%

: Sai số tương đối của cây cá thể;

Δ%

: Sai số tương đối bình quân;


1
MỞ ĐẦU
Rừng tự nhiên trên phạm vi toàn thế giới đang bị giảm sút một cách báo
động cả về diện tích và chất lượng kéo theo nhiều hệ lụy về khủng khoảng sinh
thái. Vì vậy, quản lý rừng tự nhiên bền vững đã, đang và sẽ là chủ đề nóng được
nhiều quốc gia, nhiều tổ chức và toàn nhân loại quan tâm. Để quản lý rừng tự
nhiên bền vững, chúng ta cần có hiểu biết về 3 vấn đề cơ bản sau:
(i) Tăng trưởng đường kính làm cơ sở xác định đường kính khai thác tối
thiểu và luân kỳ khai thác;

(ii) Tăng trưởng trữ lượng rừng để xác định lượng khai thác cho phép hàng
năm một cách bền vững; và
(iii) Động thái cấu trúc lâm phần để dự báo cấu trúc rừng trong tương lai.
Rừng tự nhiên ở Việt Nam đã được quản lý trong nhiều thập niên trở lại
đây nhưng những hiểu biết về cấu trúc và quá trình động thái của rừng vẫn còn
rất tản mạn. Các nghiên cứu có liên quan đến xác định tăng trưởng rừng tự
nhiên ở nước ta còn rất hạn chế và thường chỉ nghiên cứu xác định cho từng
đối tượng cụ thể dựa vào phương pháp đẽo vát trên chủ yếu các ô tiêu chuẩn
tạm thời, như những công trình của Vũ Tiến Hinh (1987), Trần Văn Con
(1991), Bảo Huy (1993)... Nhìn chung, các nghiên cứu về rừng tự nhiên ở
Việt Nam có lịch sử từ lâu và đã đạt được những kết quả đáng kể, tuy nhiên
nó vẫn ln là những đề tài hấp dẫn với những quy luật còn cần phải được
nghiên cứu tiếp, nhất là trong lĩnh vực nghiên cứu q trình sinh trưởng, tăng
trưởng của các lồi cây và của lâm phần.
Để góp phần nghiên cứu về tăng trưởng rừng tự nhiên, tôi chọn đề tài
"Nghiên cứu xây dựng hàm tăng trưởng đường kính cho các lồi cây ưu thế trong
rừng tự nhiên lá rộng thường xanh tại Kon Hà Nừng”.


2
Chương 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Ngồi nước
Thơng tin về tăng trưởng đường kính và hình thức sinh trưởng của các cây
cá thể có ý nghĩa quan trọng trong quản lý rừng hỗn loài nhiệt đới bền vững. Rất
nhiều kết quả nghiên cứu về mơ hình hóa tăng trưởng đã được nhiều tác giả tổng
quan, thảo luận (Alder, 1995; Vanclay, 1994). Tuy nhiên phần lớn các kết quả
này được thực hiện cho rừng trồng thuần loài, đều tuổi trong khi các nghiên cứu
tăng trưởng cho rừng hỗn loài nhiệt đới, khác tuổi còn rất hạn chế (Gourletfleury, 2000; Zhao, Borders, & Wilson, 2004). Trong rừng hỗn loài nhiệt đới với
sự đa dạng loài rất lớn, tuổi cây là tham số khơng phù hợp cho việc mơ hình hóa

(J K Vanclay, 1995). Do đó, các tiếp cận mơ hình hóa rất thành công đối với
rừng đều tuổi lại rất hạn chế khi áp dụng cho rừng hỗn loài khác tuổi (Zhao et
al., 2004). Các hạn chế trong mơ hình hóa sinh trưởng rừng mưa nhiệt đới lá
rộng thường xanh bởi hai lý do: (i) sự phức tạp của đối tượng và (ii) thiếu các số
liệu theo dõi định vị lâu dài.
Ai cũng biết rằng cấu trúc của rừng mưa nhiệt đới thường xanh rất phức
tạp và biến động từ nơi này đến nơi khác; và sự đa dạng loài rất cao trong đó rất
nhiều lồi hiếm chỉ có rất ít cá thể đại diện, và chúng biểu lộ những hành vi khác
nhau, đối lập nhau từ có thế cạnh tranh mạnh đến bị chèn ép. Nhiều tác giả đã
nhấn mạnh rằng điều đó đã làm cho việc mơ hình hóa sinh trưởng các lâm phần
này trở nên khó khăn và rất cần thiết phải phân nhóm lồi để đơn giản hóa
(Bossel và Krieger, 1994; Favrichon, 1994,1995; Vanclay, 1994, 1995; Houllier
et al., 1997).
Nghiên cứu các quá trình động thái của rừng tự nhiên là hết sức phức tạp
nhưng lại có vai trị vơ cùng quan trọng trong việc xác định các phương pháp
hiệu quả để dự báo tài nguyên rừng. Các phương pháp mơ hình hố các q trình
động thái cịn có khả năng thăm dị các lựa chọn về quản lý và phương án kỹ


3
thuật lâm sinh. Chẳng hạn, các nhà lâm học muốn biết hiệu quả lâu dài của một
biện pháp kỹ thuật lâm sinh cụ thể như việc thay đổi cường độ khai thác rừng và
khả năng khai thác trong tương lai. Với một mơ hình sinh trưởng, nhà nghiên
cứu có thể kiểm tra đầu ra của các phương án (kịch bản) khai thác khác nhau để
lựa chọn được phương án tối ưu nhất. Q trình xây dựng một mơ hình sinh
trưởng cịn có khả năng tìm hiểu sâu hơn về các kiến thức động thái của lâm
phần rừng. Đã có quá nhiều các cơng trình nghiên cứu mơ hình hố sinh trưởng
của rừng thuần loài đều tuổi, đặc biệt là cho rừng trồng. Tuy nhiên, các HSTR
trồng thường rất đơn giản và phương pháp tiếp cận để xây dựng mơ hình cho
chúng không thể áp dụng được đối với rừng hỗn loài, khác tuổi. Rừng hỗn loài

nhiệt đới ẩm với sự tồn tại hàng trăm loài cây khác nhau ở các cấp tuổi (cấp kích
thước) và kiểu sinh trưởng rất đa dạng là một thách thức lớn đối với việc xây
dựng các hàm sinh trưởng.
Các nhà quản lý lâm nghiệp cần các thơng tin về hiện trạng tài ngun
rừng (ví dụ số cây theo lồi, theo cỡ kính, …), các dự báo về xu thế phát triển
của rừng, lượng khai thác và thời gian có thể khai thác trong tương lai… Các
thơng tin này có thể được sưu tập từ ba nguồn sau đây: (i) xác định diện tích
rừng hiện có; (ii) số liệu kiểm kê cấp lâm phần rừng hiện tại; và (iii) các mơ
hình sinh trưởng và khai thác dựa trên dữ liệu theo dõi diễn biến tài nguyên
rừng. Vai trò và mối quan hệ tương tác giữa 3 nguồn số liệu này được thể hiện ở
hình 1.1. Kiểm kê tĩnh (static inventory) là việc kiểm kê trạng thái rừng ở một
thời điểm nhất định và thường sử dụng hệ thống ô tiêu chuẩn tạm thời. Kiểm kê
động (dynamic inventory) là việc kiểm kê định kỳ bằng hệ thống ô tiêu chuẩn
định vị để theo dõi diễn biến động thái rừng. Một mơ hình sinh trưởng là sự tổng
hợp dữ liệu của kiểm kê động để biểu thị sinh trưởng và diễn biến của rừng. Các
mơ hình sinh trưởng có thể có vai trị rất lớn trong quản lý rừng và thể hiện các
chính sách lâm nghiệp. Tận dụng được các ưu thế của mơ hình sinh trưởng và
kết hợp với các nguồn dữ liệu khác về tài nguyên và mơi trường, mơ hình sinh


4
trưởng có thể được áp dụng để dự báo và trình bày các quy định, các hướng dẫn
về chính sách lâm nghiệp.

Kiểm kê
động

Kiểm kê
tĩnh

Diện tích
rừng

Mơ hình sinh
trưởng

CÁC GIẢ ĐỊNH

Lâm phần
tương lai

Diện tích
rừng

Hiện trạng
tài ngun
rừng

Dự báo tài
ngun
rừng

Hình 1.1. Vai trị của mơ hình sinh trưởng và dữ liệu bổ sung trong cung
cấp thông tin cho quản lý rừng (Vanclay, J.K., 1994)
Hiện tại có q nhiều mơ hình sinh trưởng vì vậy khơng một ai có khả
năng kiểm tra tất cả các phương pháp đã sử dụng để xây dựng các mô hình sinh
trưởng. Do đó, cần thiết phải có một sự phân loại các mơ hình theo các tiêu chí
nhất định. Dựa trên tính chi tiết của mơ hình sinh rưởng có thể phân thành 3
nhóm mơ hình: (i) Mơ hình lâm phần; (ii) Mơ hình theo cỡ kính và (iii) Mơ hình
cây cá thể.

Mơ hình lâm phần (whole stand models) thường là những mơ hình đơn
giản, mang tính khái qt nhưng khơng tồn diện như các cách tiếp cận khác.
Cách tiếp cận này dùng các tham số bình quân chung của lâm phần như mật độ,
tổng tiết diện ngang và thể tích cây đứng để dự báo sinh trưởng và sản lượng của
rừng. Khơng tính tốn chi tiết cho từng cây.
Mơ hình theo cỡ kính (size class models) cung cấp các thông tin liên
quan đến cấu trúc của lâm phần. Có rất nhiều kỹ thuật có thể sử dụng để mơ
hình hố cấu trúc lâm phần, nhưng phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất là


5
mơ hình phân bố số cây theo cỡ kính. Cách tiếp cận này là một sự dung hoà
giữa tiếp cận toàn lâm phần và tiếp cận theo từng cây. Khi khoảng cách cỡ kính
lớn và tồn lâm phần chỉ có một cỡ kính thì chúng ta có mơ hình cho tồn lâm
phần và khi khoảng cách cỡ kính nhỏ để mỗi cây cá thể được coi là một cỡ kính
thì ta có mơ hình cây cá thể.
Mơ hình cây cá thể và danh sách cây (Single tree and tree list models)
là mơ hình chi tiết nhất trong đó sử dụng đơn vị cây cá thể làm cơ sở cho mơ
hình hoá. Số liệu đầu vào tối thiểu là một danh sách đặc trưng kích thước của tất
cả các cây cá thể.
Dựa trên đặc tính của mơ hình, người ta cũng có thể chia thành hai nhóm
(i) mơ hình q trình nhằm mơ phỏng q trình sinh trưởng của rừng phụ thuộc
vào các nhân tố như ánh sáng, độ ẩm liên quan đến q trình quang hợp và hơ
hấp của cây rừng và (ii) mơ hình diễn thế nhằm mơ phỏng sự thay thế lẫn nhau
của các loài trong các giai đoạn diễn thế khác nhau, tuy nhiên nhóm mơ hình
này không cung cấp các thông tin về sản lượng của rừng.
Dựa trên chức năng của mơ hình thì có thể phân thành (i) mơ hình để hiểu
(tức là các mơ hình mơ phỏng bản chất của các q trình động thái) và (ii) mơ
hình để dự báo (tức là các mơ hình có thể tính tốn dự báo được sự thay đổi của
lâm phần trong tương lai dựa trên các thông số vào thời điểm hiện tại và các

tương quan về xu thế phát triển của chúng.
Và cuối cùng căn cứ vào tính chất tốn học mà khơng phụ thuộc vào chi
tiết của chúng, các mơ hình có thể phân thành hai nhóm: (i) mơ hình xác định
(deterministic) và (ii) mơ hình xác suất (stochachastic).
Nhiều mơ hình sinh trưởng xây dựng cho rừng trồng bỏ qua việc dự đoán
cây chết với giả thiết rằng trong rừng trồng được quản lý tốt thì q trình chết
khơng xảy ra, giả thuyết này có thể chấp nhận được đối với rừng trồng thâm
canh được quản lý tốt. Tuy nhiên, khi mơ hình hố rừng tự nhiên chúng ta phải


6
tính đến q trình chết vì nó chắc chắn xảy ra do quá trình cạnh tranh (đặc biệt
là cạnh tranh về ánh sáng). Stage và Renner (1988) nhận thấy rằng 80% biến
động trong dự đốn thể tích của rừng hỗn giao cây lá kim ở vùng núi đá Hoa Kỳ
là do không ước lượng được tỷ lệ chết. Rõ ràng là việc ước lượng tỷ lệ chết có
thể ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác của mơ hình sinh trưởng và dự báo sản
lượng rừng.
Việc phê phán và so sánh các phương pháp dự báo tỷ lệ chết sẽ trở nên dễ
dàng hơn khi chúng ta phân loại được quá trình chết qua nguyên nhân và hình
thức chết xảy ra trong rừng. Hình thức chết có thể khác nhau ở quy mơ, tần suất
và tính nghiêm trọng và những điều này có thể xem xét khi lựa chọn chiến lược
mơ hình hố. Tuổi của cây có thể là một nhân tố đóng góp vào sự chết của một
cây, nhưng nó khơng nhất thiết là ngun nhân chết, phần lớn cây bị chết là do
cạnh tranh, sâu, bệnh và các sự kiện ngẫu nhiên khác. Kích thước của cây tỏ ra
không phải là nguyên nhân làm chết cây, nhưng trong thực tế lại là một nhân tố
tốt để dự đoán xác suất chết của cây. Rất nhiều nghiên cứu quan tâm đến quá
trình cạnh tranh và chèn ép gây ra chết của những cây yếu thế. Nhiều nhà nghiên
cứu đã tập trung thảo luận về chỉ số mật độ lâm phần của Reineke (1933) và
đường tỉa thưa tự nhiên của Yoda et al., (1963). Tuy nhiên, rất khó để giải thích
một cách chi tiết q trình chết phụ thuộc vào mật độ ngay cả đối với các lâm

phần thuần loài đều tuổi. Trong rừng hỗn lồi, tình hình càng phức hợp hơn
(Sterba và Monserud, 1993), tuy vậy nhu cầu ánh sáng, dinh dưỡng và không
gian sống là cần thiết đối với sinh trưởng của cây, và sự suy giảm các yếu tố này
xuống dưới yêu cầu tối thiểu sẽ dẫn đến cây bị chết. Sâu và bệnh cũng có thể
làm chết cây. Trong phần lớn rừng tự nhiên, các quá trình này xảy ra trong thế
cân bằng động, nhưng cũng có thể xảy ra dịch bệnh. Ảnh hưởng của dịch bệnh
có thể biến động từ phạm vi làm giảm ít nhiều tăng trưởng của rừng trong một
năm hoặc cũng có thể huỷ diệt một số loài; thời tiết cũng tác động đến hình thức
chết trong lâm phần rừng; khơ hạn và úng nước lâu ngày có thể đẩy nhanh sự


7
chết của các cây đã già cỗi; sâu bệnh và bị chèn ép cũng có thể trực tiếp gây ra
cái chết; sét, mưa đá, gió bão có thể làm chết hoặc thương tổn cây. Thương tổn
do gió có thể trở thành tai hoạ và chúng phụ thuộc nhiều vào điều kiện của lâm
phần. Lửa rừng cũng có thể là một tai hoạ làm chết cây rừng hàng loạt. Chặt cây
và khai thác của con người cũng là một hình thức làm cây chết và cần được tính
đến trong mơ hình hoá sinh trưởng và sản lượng rừng.
Vanclay (1994) phân biệt hai phạm trù chết chủ yếu là chết bình thường
(regular mortality) do già sinh lý, bị chèn ép, bị sâu, bệnh bình thường một cách
ngẫu nhiên; và chết do tai hoạ (catastrophic mortality) bao gồm lửa rừng, bão
lụt và dịch sâu bệnh. Oliver và Larson (1990) mô tả các nguyên nhân chính của
chết bình thường của cây rừng như sau:
 Thiếu ánh sáng: phụ thuộc vào đặc tính sinh thái của mỗi lồi, các lồi
tiên phong ưa sáng có tỷ lệ chết cao hơn khi thiếu ánh sáng so với các lồi chịu
bóng dưới tán rừng.
 Nấm bệnh: gây ra rỗng ruột ở thân hoặc các cành chính đã bị thương tổn
do gió bão, tác động của khai thác hoặc lửa rừng.
 Sâu, bệnh: cơ chế sâu bệnh bình thường có thể gây ra cái chết của cây
rừng hoặc tạo tiền đề dẫn đến cây bị mục nát.

 Tác động của khai thác: các cây bị tổn thương ở mức trung bình khi khai
thác có thể dẫn đến bị nấm bệnh và chết sau vài thập niên. Các nghiên cứu thực
nghiệm đã chỉ ra rằng những cây bị tổn thương do khai thác có tỷ lệ chết rất cao
trong vịng một thập niên (dẫn theo Alder, 1995).
 Phơi sáng: các cây bị che bóng lâu năm, đột ngột bị phơi ra ánh sáng do
hình thành lỗ trống cũng có thể bị chết phụ thuộc vào đặc tính của mỗi lồi.
Tỷ lệ chết tự nhiên trong rừng hỗn loài nhiệt đới đã được nhiều tác giả phát
hiện nằm trong khoảng 1-5%.


8
Mơ hình tái sinh bổ sung dự đốn số số cây tái sinh đạt được một ngưỡng
nhất định bổ sung vào tầng cây cao (thường là D1.3 ≥ 10 cm). Có thể phân biệt
hai cách tiếp cận khác nhau:
 Tiếp cận tĩnh chú ý tương đối ít đến điều kiện lâm phần và do đó dự báo
số cây tái sinh bổ sung gần như là một hằng số chỉ thị cho một giá trị trung bình
kỳ vọng trong một thời gian dài dưới các điều kiện đặc thù.
 Tiếp cận động tương ứng với điều kiện lâm phần để dự đoán số cây tái
sinh bổ sung như là một hàm số của mật độ lâm phần, tổ thành và các tham số
khác.
Vanclay (1989) dự đoán tổng số cây bổ sung vào cỡ kính 20cm ở rừng mưa
Queensland là một hàm tuyến tính của tiết diện ngang lâm phần và chất lượng
lập địa:
Nr = 5,466 – 0,06469*G + 1,013*S
Trong đó: - Nr là số cây tái sinh bổ sung (cây/ha/năm).
- G là tiết diện ngang lâm phần (m2/ha).
- S là cấp lập địa.
Tái sinh bổ sung chỉ có thể xác định một cách tương đối với một ngưỡng
kích thước và ngưỡng này có thể khơng thích hợp cho tất cả các ứng dụng một
cách giống nhau. Ngưỡng nhỏ nhất thích hợp với phương pháp ơ tiêu chuẩn định

vị có thể cung cấp mơ hình tốt nhất, tuy nhiên các cuộc điều tra rừng có thể áp
dụng các tiêu chuẩn khác nhau và có thể sử dụng các ngưỡng lớn hơn trong đo
đếm. Việc kiểm duyệt số liệu xảy ra khi ngưỡng trong mơ hình nhỏ hơn đường
kính tối thiểu được đo đếm trong điều tra rừng và làm giảm giá trị của mơ hình.
Một trong những giải pháp là gia tăng số liệu đo đếm với một phân bố cây bình
quân cho kiểu rừng (Randall et al., 1988); điều này thích hợp cho sử dụng số
liệu khơng thích ứng.


9
Nghiên cứu gần đây của Pukkala et al., (2009) về mơ hình hóa sinh trưởng
và sản lượng rừng khác tuổi ở Phần Lan. Mơ hình bao gồm các yếu tố: sự tăng
trưởng đường kính, chiều cao cây, mơ hình tỷ lệ sống và mơ hình tăng trưởng
trong lâm phần. Kết quả cho thấy các mơ hình này có thể sử dụng để tối ưu hóa
việc quản lý các lâm phần không đồng tuổi. Các biến mục tiêu trong sự tối ưu
hóa này có thể là sản xuất gỗ hay lợi nhuận kinh tế.
Từ những nghiên cứu trên đây cho thấy, ước lượng tỷ lệ chết, mơ hình tái
sinh bổ sung và tăng trưởng đường kính lâm phần có ý nghĩa vơ cùng quan
trọng cho việc dự đốn, dự báo và quyết định các phương án kỹ thuật lâm sinh
tác động vào rừng hợp lý, góp phần vào việc phát triển bền vững hệ sinh thái
rừng bền vững trong tương lai. Đây là những yếu tố quan trọng đối với động
thái cấu trúc lâm phần, nó ảnh hưởng đáng kể đến sản lượng lâm phần.
1.2. Trong nước
Ở Việt Nam, nghiên cứu tăng trưởng rừng mới được bắt đầu từ những
năm đầu thập niên 50 của thế kỷ trước. Từ 1958-1960, các chuyên gia Đức đã
tiến hành giải tích và nghiên cứu sinh trưởng cho một số loài cây rừng tự nhiên
phục vụ công tác điều tra và phân loại rừng một số vùng trọng điểm: Thanh Hoá,
Thái Nguyên, Bắc Giang, Quảng Ninh. Từ 1960 – 1965, các chuyên gia Trung
Quốc và cán bộ điều tra rừng Việt Nam phối hợp nghiên cứu tăng trưởng và sinh
trưởng trên 20 loài cây phổ biến ở vùng sông Hiếu, Nghệ An bằng phương pháp

giải tích thân cây tiêu chuẩn để phục vụ nhiệm vụ quy hoạch vùng trọng điểm
phát triển Lâm nghiệp của miền Bắc. Từ 1965 – 1975, vấn đề điều tra tăng
trưởng được chú trọng nhằm phục vụ công tác quy hoạch rừng, luận chứng kinh
tế kỹ thuật, phát triển trồng rừng và đào tạo cán bộ kỹ thuật lâm nghiệp ở miền
Bắc Việt Nam. Đặc biệt phải kể đến cơng trình nghiên cứu tăng trưởng khá toàn
diện cho đối tượng rừng mỡ trồng và bồ đề tái sinh sau nương rẫy ở vùng trung
tâm miền Bắc của Vũ Đình Phương, Viêm Ngọc Hùng (1980). Giai đoạn sau
năm 1975 đã bắt đầu có các nghiên cứu tăng trưởng ở các lồi cây trồng rừng


10
nguyên liệu giấy, rừng gỗ trụ mỏ như Thông, Mỡ, Bồ đề, Bạch đàn, Keo... và
các loài cây rừng tự nhiên. Ngồi tính tốn tăng trưởng cây cá lẻ và lâm phần
thuần loài theo từng vùng sinh thái, một số nghiên cứu đã cố gắng xác định tăng
trưởng lâm phần rừng tự nhiên hỗn giao khác tuổi. Phương pháp thu thập tài liệu
vẫn áp dụng các phương pháp truyền thống như lập ô mẫu cố định để đo đếm
định kỳ nhằm xác định tăng trưởng lâm phần, giải tích cây (cưa thớt, khoan tăng
trưởng, đẽo vát...), xác định tuổi và tăng trưởng cây cá lẻ và tính tốn tăng
trưởng cho tồn bộ lâm phần. Phương pháp xử lý tính tốn đã tiến dần từ việc
tính tăng trưởng bình qn từ một số cây mẫu bằng phương pháp mô phỏng tăng
trưởng theo các hàm toán học. Phương pháp này tránh được các sai số do phân
cấp thời gian, nắn tròn số lẻ, hoặc các sai số do sử dụng công thức gần
đúng. Hiện nay đã có biểu tăng trưởng cho khoảng 100 loài cây trồng rừng phổ
biến và loài cây rừng tự nhiên. Có thể nêu một số cơng trình nghiên cứu tiêu
biểu sau (Dẫn theo Cẩm nang Lâm nghiệp, chương Tăng trưởng rừng- Cục Lâm
nghiệp và GTZ (2006).
Giai đoạn 1981-1985: Trịnh Khắc Mười (1993) đã nghiên cứu qui luật
tăng trưởng làm cơ sở cho việc tỉa thưa, nuôi dưỡng rừng Thông nhựa vùng
Thanh Nghệ tĩnh và vùng Đông Bắc trên cơ sở đo đếm 187 ô định vị và tạm
thời, 481 cây giải tích và khoan tăng trưởng.

Năm 1985: Vũ Đình Phương và cộng sự đã nhiên cứu qui luật tăng
trưởng của lâm phần thuần loài và hỗn loài năng suất cao để làm cơ sở đưa ra
các phương pháp kinh doanh rừng hợp lý (đề tài 04010102a- Chương trình
04.01). Tài liệu nghiên cứu từ 50 ô tiêu chuẩn, mỗi ơ có diện tích từ 0,25-1ha ở
các khu rừng giàu tại Kon Hà Nừng và lưu vực Sông Hiếu.
Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh (1990) nghiên cứu tăng trưởng
và sản lượng rừng trồng Thông ba lá dựa trên tài liệu thu thập từ 142 ô định vị
và bán định vị, 350 ô tiêu chuẩn tạm thời, 420 cây tiêu chuẩn theo cỡ kính, giải
tích 242 cây ngả, đo 548 bộ tán lá về diện tích và đường kính hình chiếu tán, đo


11
đếm sinh khối thân, cành, lá, rễ của 60 cây, sử dụng tài liệu 572 ơ trịn, chặt
trắng 4 ơ tiêu chuẩn 100 x 100m.
Năm 1998: Trần Quốc Dũng và các cộng sự Viện Điều tra qui hoạch rừng
đã nghiên cứu phân tích đánh giá tăng trưởng rừng thường xanh cây gỗ lá rộng
vùng Bắc Trung bộ dựa trên 587 cây giải tích của 27 lồi ưu thế.
Năm 2000: Trần Quốc Dũng và các cộng sự Viện Điều tra, Qui hoạch
rừng đã nghiên cứu phân tích đánh giá tăng trưởng rừng thường xanh cây gỗ lá
rộng vùng Bắc Trung bộ dựa trên 1187 cây giải tích của 43 lồi ưu thế.
Cũng năm 2000, Vũ Tiến Hinh và cộng sự thuộc trường Đại học Lâm nghiệp đã
lập biểu sinh trưởng và sản lượng cho 3 loài cây: Sa mộc, Mỡ và Thơng đi
ngựa ở các tỉnh phía Bắc và Đơng Bắc Việt Nam.
Năm 2001: Đào Công Khanh và cộng sự thông qua đề tài nghiên cứu cấp
Bộ, đã lập biểu quá trình sinh trưởng và sản lượng cho rừng trồng các loài cây
Bạch đàn urophylla (Eucalyptus urophylla), Tếch (Techtona grangdis), Keo tai
tượng (Acacia mangium), Thông nhựa (Pinus merkusii), và kiểm tra biểu sản
lượng các loài Đước (Rhyzophora apiculata) và Tràm (Melaleuca leucadendra).
Năm 2004: Trần Quốc Dũng và các cộng sự Viện Điều tra, Qui hoạch
rừng đã nghiên cứu xây dựng một số chỉ tiêu tăng trưởng một số trạng thái rừng

tự nhiên vùng Đông Nam Bộ và Tây nguyên dựa trên 631 cây giải tích của 26
lồi ưu thế của vùng Đơng Nam Bộ và 587 cây giải tích của 27 loài ưu thế của
vùng Tây nguyên.
Giai đoạn 2001-2004: Đỗ Xuân Lân (Viện Điều tra, Quy hoạch rừng) đã
nghiên cứu tăng trưởng rừng tự nhiên lá rộng thường xanh đã qua tác động.
Năm 2001-2005, nhóm đề tài do Đỗ Đình Sâm chủ trì đã xây được 1 số dạng
phương trình tăng trưởng đường kính lâm phần ở các vùng sinh thái và tính
được tăng trưởng rừng cho một số ơ tiêu chuẩn trên các trạng thái rừng phổ biến


12
hiện nay. Trên cơ sở đó đã xác định đường kính thành thục để có thể khai thác
của các lồi cây gỗ kinh doanh tuỳ thuộc tốc độ sinh trưởng và đặc tính sinh học
của từng lồi trên các vùng sinh thái với hơn 60 loài ở Bắc Trung bộ, 22 loài ở
Tây Nguyên và 18 loài ở Duyên Hải Nam trung bộ. Sắp xếp các loài cây theo
tốc độ sinh trưởng (chậm, trung bình, nhanh) và kết hợp theo nhóm gỗ (Đỗ Đình
Sâm và cs., 2007).
Năm 2004-2006, nhóm nghiên cứu do Trần Văn Con chủ trì đã nghiên
cứu bổ sung qui luật sinh trưởng của chiều cao 20 loài cây thường được khai
thác ở Tây Nguyên cho phép phân thành ba nhóm theo đặc điểm sinh trưởng: (i)
Các lồi cây ưa bóng giai đoạn đầu, sinh trưởng chiều cao trong 10 năm đầu rất
chậm sau đó tăng dần lên khi vượt lên được tầng cây cao để trở thành tầng trội.
Đó là các lồi: Xoay, Chị, Cồng, Thạch đảm, Giẻ và Hồng đàn. (ii) Các lồi
cây chịu bóng nhẹ (trung tính) giai đoạn đầu, sinh trưởng chiều cao ở 10 năm
đầu trung bình và tăng lên ở giai đoạn sau đạt tầng cây cao ở tuổi thành thục. Đó
là các loài: Re, Vạng, Vàng tâm, Trám, Sến, Gội, Giổi và Cóc đá. (iii) Các lồi
cây ưa sáng, sinh trưởng chiều cao giai đoạn đầu rất nhanh sau đó chậm lại và
dừng lại rồi dừng lại ở tầng giữa của rừng ổn định. Đó là các lồi: Bời lời, Chân
chim, Bứa, Côm, Gáo, và Trâm. Nghiên cứu qui luật sinh trưởng đường kính đã
xác định được đường kính tại đó tăng trưởng đạt tối đa để làm căn cứ khoa học

cho việc xác định đường kính khai thác tối thiểu (Trần Văn Con và cs., 2006).
Một số phương pháp tiêu biểu đã được các tác giả trong nước vận dụng,
phát triển và hồn thiện tỏ ra có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp kinh
điển của thế giới như sử dụng hệ số thon tự nhiên xây dựng phương trình đường
sinh thân cây (Đồng Sĩ Hiền, 1974), hay sử dụng suất tăng trưởng để mơ phỏng
các q trình sinh trưởng (Vũ Tiến Hinh, 1996, 2000, 2003).
Sau đây là một số kết quả đã cơng bố có thể tham khảo để phát triển các
hàm sinh trưởng cho cho vùng Tây Nguyên:


13
 Đối với hầu hết các cây rừng trồng, hiện đã có các bảng biểu phục vụ
điều tra và kinh doanh như biểu thể tích, biểu cấp đất, biểu quá trình sinh
trưởng, biểu sản lượng.
 Biểu chỉ số hình dạng, tỷ lệ vỏ, tỷ lệ gỗ dưới cành và hệ số tương quan
D-H của 23 loài cây rừng tự nhiên vùng Tây Nguyên;
 Biểu thể tích hai nhân tố rừng khộp Tây Ngun chung cho các lồi lập
bằng phương trình:
LnV=0.00007+1.9825LnD +0.8163LnH
cho các lồi có chỉ số hình dạng thuộc nhóm 1 với phương trình:
LnV=0.00007+1.97500LnD + 0.83010LnH
cho các lồi thuộc nhóm hình dạng 2 theo phương trình
LnV=0.00007+1.9903LnD+0.8057LnH
(Sổ tay điều tra quy hoạch rừng, NB Nơng nghiệp, 1995).
 Biểu phân tích tăng trưởng một số loài cây rừng tự nhiên vùng Tây
Nguyên (22 loài với dụng lượng mẫu từ 4-50 đăng trong Cẩm nang Lâm ngành
lâm nghiệp, chương Tăng trưởng rừng (chưa được kiểm nghiệm chỉ có tính tham
khảo).
 Đỗ Đình Sâm và cs. (2006), Trần Văn Con và cs. (2008) đã sử dụng
phương pháp đẽo vát để nghiên cứu tăng trưởng đường kính cho 20 lồi cây

rừng tự nhiên phổ biến ở Tây Nguyên từ đó xác định tăng trưởng trữ lượng cho
các trạng thái rừng.
 Bảo Huy (1993) cũng sử dụng phương pháp trên để xác định tăng trưởng
trữ lượng cho rừng nửa rụng lá và rụng lá ưu thế Bằng lăng ở Đak Lak.


14
 Vũ Tiến Hinh và cs (2010) đã xác định được lượng tăng trưởng định kỳ
theo cỡ kính cho một số loài cây rừng thứ sinh ở vùng Tây Bắc (20 lồi) và
Đơng Bắc (16 lồi).
 Vũ Tiến Hinh và cs. (2011) đã thu thập số liệu cây ngả (cây khai thác) để
lập biểu thể tích và biểu thương phẩm của cây rừng tự nhiên trên phạm vi toàn
quốc, riêng ở Tây Nguyên đã thu thập 1556 cây ngả của 29 loài thường được
khai thác ở các tỉnh Tây Nguyên.
 Trần Văn Con (2011) đã xây dựng hàm tăng trưởng đường kính cho các
lồi cây rừng tự nhiên ở Tây Ngun bằng cách tiếp cận theo nhóm lồi dựa trên
số liệu thu thập từ 22 ô tiêu chuẩn ở Kon Hà Nừng (Gia Lai), Đam Rông (Lâm
Đồng) và Yok Đôn (Đak Lak) . Các lồi có đặc điểm sinh trưởng tương tự nhau
được tạo thành các nhóm để xây dựng hàm sinh trưởng.
 Gần đây nhất, Nguyễn Thị Thu Hiền cũng đã tiến hành xây dựng mơ hình
sinh trưởng theo nhóm lồi cho rừng tự nhiên lá rộng thường xanh ở phía bắc
Việt Nam dựa trên cơ sở dữ liệu của 21 ô tiêu chuẩn định vị tại 4 khu bảo tồn và
vườn quốc gia: Vũ Quang (Hà Tĩnh), Hang Kia-Pà Cị (Hịa Bình), Xn Sơn
(Phú Thọ) và Ba Bể (Bắc Cạn).
1.3. Thảo luận
Như đã tổng quan ở trên đây, sự thay đổi (động thái) của một lâm phần
rừng tự nhiên phụ thuộc vào 3 q trình cơ bản đó là: TĂNG TRƯỞNG, CHẾT,
và TÁI SINH BỔ SUNG. Do đó, một mơ hình động thái của rừng cũng có thể
bao gồm 3 thành phần chủ yếu như biểu diễn ở hình 1.2 dưới đây.
Trong rất nhiều các cơng trình nghiên cứu về tăng trưởng ở Việt Nam đã

tổng quan ở trên, các tác giả mới tập trung nghiên cứu thành phần tăng trưởng
và dựa chủ yếu vào phương pháp giải tích thân cây và rất ít các nghiên cứu đề
cập đến thành phần Chết và tái sinh bổ sung, do thiếu các nghiên cứu định vị.


15
Trần Văn Con (2011) và Nguyễn Thị Thu Hiền (2015) đã dựa trên cơ sở dữ liệu
thu thập từ hệ thống ô tiêu chuẩn định vị để nghiên cứu xây dựng mơ hình sinh
trưởng đường kính của cây rừng tự nhiên. Các tác giả này cho rằng trong rừng tự
nhiên có rất nhiều lồi, đại đa số các lồi lại có tần suất xuất hiện rất ít khơng đủ
dung lượng mẫu để xây dựng mơ hình sinh trưởng, hơn nữa nếu xây dựng riêng
cho mỗi lồi một mơ hình tăng trưởng thì số lượng mơ hình sẽ rất lớn. Cho nên
đã tiếp cận theo hướng nhóm các loại có các đặc điểm sinh trưởng tương tự
thành các nhóm lồi để xây dựng. Tuy nhiên, các lồi có tần suất xuất hiện nhiều
(ưu thế) và dung lượng quan sát đủ lớn cũng cần được xây dựng mơ hình riêng
cho mỗi lồi để bảo đảm độ chính xác và có đủ thơng tin cho quản lý bền vững.
Trong đề tài này tôi sẽ dựa trên số liệu đo đếm từ các ô tiêu chuẩn định vị
ở Kon Hà Nừng để nghiên cứu xây dựng mơ hình tăng trưởng đường kính cho
các cây ưu thế trong rừng tự nhiên lá rộng thường xanh.