Thạc Sĩ Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ và tỉa thưa đến sản lượng và cơ cấu sản phẩm lâm phần rừng trồng Keo

[h=1]ĐẶT VẤN ĐỀ[/h]
Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) thuộc bộ đậu, họ phụ trinh nữ, là loài cây gỗ nhỡ, mọc nhanh, có giá trị về nhiều mặt trong nền kinh tế quốc dân cũng như trong khoa học, đời sống và quốc phòng. Đây là loài có khả năng thích ứng rộng, kể cả những điều kiện không phù hợp như đồi trọc, đất bị thoái hoá, là loài cây cải tạo đất và cải tạo không gian dinh dưỡng cho khu rừng. Với những ưu điểm trên Keo tai tượng được trồng khắp các tỉnh phía Bắc nhằm phủ xanh đất trống đồi núi trọc trong dự án 5 triệu ha rừng đã được Quốc hội khoá X thông qua tại kỳ họp thứ 2. Nó là một trong những loài cây chủ yếu trong kinh doanh rừng trồng thuần loài cung cấp gỗ ở nước ta và nhiều nước trên thế giới.
Ở nước ta trước đây, Keo tai tượng được trồng nhiều cho mục đích kinh doanh gỗ giấy, gỗ dăm, gỗ trụ mỏ và các sản phẩm gỗ khác với biện pháp kinh doanh tương đối đơn giản. Tuy nhiên, trong những năm gần đây do nhận thức được giá trị kinh tế và nhu cầu gỗ xẻ so với các sản phẩm gỗ khác, nhiều chủ rừng đã áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh để kinh doanh rừng trồng Keo tai tượng cung cấp gỗ xẻ mà một trong các biện pháp đó là tỉa thưa. Mục đích của việc tỉa thưa là để điều chỉnh mật độ lâm phần nhằm tăng sản lượng và chất lượng gỗ của lâm phần.
Khi rừng ở giai đoạn khép tán, tăng trưởng của cá thể và cả lâm phần đều giảm và có thể dẫn tới bằng 0 (theo Phạm Xuân Hoàn, 2003) nếu không có biện pháp điều chỉnh mật độ để đảm bảo không gian dinh dưỡng thích hợp.
Cơ sở khoa học của việc điều chỉnh mật độ cũng như tỉa thưa để tăng sản lượng và chất lượng sản phẩm lâm phần đã được nghiên cứu nhiều ở trong và ngoài nước mà ý tưởng cơ bản của nó là ở mỗi giai đoạn sinh trưởng, phát triển, lâm phần cần được duy trì ở một mật độ tối ưu.
Điều chỉnh mật độ và có biện pháp tỉa thưa thích hợp ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau là một trong những nhân tố rất quan trọng, quyết định đến sản lượng cũng như ảnh hưởng đến cơ cấu sản phẩm lâm phần. Bởi vậy, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ và tỉa thưa đến sản lượng và cơ cấu sản phẩm lâm phần rừng trồng Keo tai tượng”.


[h=1]PHẦN 1[/h][h=1]TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM[/h][h=1]ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU[/h]
[h=2]1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu[/h][h=3]1.1.1. Trên thế giới[/h]Những năm giữa thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20, ở những nước có trình độ kinh doanh rừng cao, đã có nhiều học thuyết về lập địa, về sinh thái học và những quan điểm mới về sản lượng và cơ cấu sản phẩm ra đời. Những học thuyết trên đã phần nào làm rõ quy luật sinh trưởng của cây rừng và lâm phần phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có biện pháp tác động vào môi trường.
Mỗi tác giả có hướng nghiên cứu khác nhau nhưng đều cùng mục đích là tìm quy luật sinh trưởng, quy luật cấu trúc lâm phần, mối quan hệ giữa các biện pháp tác động với sản lượng và cơ cấu sản phẩm.
Theo khái niệm chung, mật độ là chỉ tiêu phản ánh mức độ che phủ của tán cây trên diện tích rừng (Avery, T.E., 1975) [17] hoặc chỉ tiêu biểu thị mức độ lợi dụng lập địa của các cây trong lâm phần (Husch, B., 1982) [18]. Từ khái niệm tổng quát đó, các tác giả đều cho rằng, mật độ có thể được biểu thị bằng giá trị tuyệt đối, như tổng tiết diện ngang (G/ha), trữ lượng (M/ha), tổng diện tích tán (S[SUB]t[/SUB]/ha), số cây trên ha (N/ha) hay giá trị tương đối như:
Độ đầy:
P = G[SUB]đo[/SUB]/G[SUB]biểu[/SUB]
P = M[SUB]đo[/SUB]/M[SUB]biểu[/SUB]
Mật độ tương đối:
N[SUP]o [/SUP]= N[SUB]đo[/SUB]/N[SUB]biểu[/SUB]
N[SUP]o[/SUP] = St[SUB]đo[/SUB]/St[SUB]biểu[/SUB]
Ở các công thức trên, G[SUB]đo[/SUB], M[SUB]đo[/SUB], N[SUB]đo[/SUB], St[SUB]đo­[/SUB] là tổng tiết diện ngang, trữ lượng, số cây, tổng diện tích tán cây trên hecta của lâm phần hiện tại, còn G[SUB]biểu[/SUB], M[SUB] biểu, [/SUB]N[SUB] biểu[/SUB], St[SUB]biểu[/SUB] là giá trị của các đại lượng tương ứng trong biểu của các lâm phần cùng cấp đất và tuổi với lâm phần điều tra.
Alder, D.(1980) [16] sử dụng khoảng cách tương đối làm chỉ tiêu biểu thị mật độ lâm phần:
D% = (D/H[SUB]100[/SUB]).100
Trong đó: D là khoảng cách trung bình giữa các cây, H[SUB]100[/SUB] là chiều cao tầng ưu thế. Avery, T.E., (1975) [17] sử dụng chỉ số cạnh tranh tán cây của Krajicek làm chỉ tiêu phản ánh mật độ lâm phần (gián tiếp thông qua diện tích tán cây). Chỉ số này được ký hiệu chung là CCF ( Crown Competition Factor):
CCF = .
Trong đó: St[SUB]i [/SUB]là diện tích tán cây thứ i
N là số cây có trong lâm phần
S là diện tích lâm phần
Khi CCF = 100 thì tổng diện tích tán các cây trong lâm phần bằng diện tích mặt đất (10000m[SUP]2[/SUP]/ha). Khi CCF>100 các cây rừng đang trong thời kỳ giao tán. Ngược lại, khi CCF <100 các cá thể chưa thể hiện sự cạnh tranh về tán cây.
Nếu đường kính tán cây trong lâm phần được xác định thông qua đường kính ngang ngực theo quan hệ đường thẳng (D[SUB]t[/SUB] = a+ bD) thì hệ số cạnh tranh tán cây được xác định như sau:
CCF =
Trong đó: m là số cỡ kính
D[SUB]i[/SUB] là trị số giữa cỡ kính thứ i
Các tác giả cho rằng: Ở một giới hạn nhất định, khi mật độ tăng, trữ lượng, tổng tiết diện ngang và tổng diện tích tán cây trên ha cũng tăng theo. Tuy nhiên, khi mật độ tăng quá giới hạn nào đó, thì cả trữ lượng và tổng tiết diện ngang đều giảm.
Chilmi (1971) đã đưa ra mô hình:
N = N[SUB]0[/SUB] . e[SUP]-α(t - t[/SUP][SUB]­[/SUB][SUP]o)[/SUP]
Trong đó: + N là mật độ tối ưu cần xác định ở thời điểm t
+ N[SUB]0[/SUB] là mật độ ban đầu khi lâm phần xuất hiện tỉa thưa tự nhiên
+ t[SUB]0 [/SUB]là thời điểm lâm phần xuất hiện tỉa thưa tự nhiên
Cujenkov xác định mật độ tối ưu theo phương trình:
N = N[SUB]0 [/SUB]. e[SUP]-ctx[/SUP]
Với: + t[SUB]x[/SUB] = t/10
+ c được xác định gần đúng bằng phương trình:
c = a + b . N[SUB]0[/SUB]
Roemisch (1971) đã xác định mật độ tối ưu theo phương trình:
N = N[SUB]E [/SUB](1 - e[SUP]-btx[/SUP]) + N[SUB]0[/SUB] . e[SUP]-btx[/SUP]
Với N­[SUB]E[/SUB] là thời điểm kết thúc tỉa thưa tự nhiên
Thomasius (1972) đã đưa 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 nào đó.
Quan hệ này được mô tả bằng phương trình:
Z[SUB]v [/SUB]= Z[SUB]vmax[/SUB] (*)
Trong đó: + Z[SUB]v[/SUB] là tăng trưởng hàng năm về thể tích
+ Z[SUB]vmax[/SUB] là tăng trưởng thể tích lớn nhất
+ a là diện tích dinh dưỡng
+ a[SUB]0[/SUB] là diện tích dinh dưỡng tối thiểu, tại đó cây rừng sống nhưng không tăng trưởng
Phương trình (*) cho thấy, khi diện tích dinh dưỡng a tăng, Z[SUB]v[/SUB] cũng tăng theo. Tuy nhiên đến giới hạn nào đó, thì Z[SUB]v[/SUB] tăng chậm và tiệm cận với Z[SUB]vmax[/SUB]. Điều này có ý nghĩa thực tiễn là không nên để mật độ quá thấp. Thay N = 10[SUP]4[/SUP]/a thì tăng trưởng trữ lượng được xác định theo:
ZM = (10[SUP]4[/SUP]/a) . Z[SUB]vmax[/SUB]
Diện tích dinh dưỡng ứng với ZM[SUB]max[/SUB] được coi là diện tích dinh dưỡng tương ứng, còn mật độ tương ứng được coi là mật độ tối ưu:
N[SUB]t.ư[/SUB] = 10[SUP]4[/SUP]/a[SUB]t.ư[/SUB]
Diskovski xây dựng mô hình mật độ tối ưu dựa trên cơ sở chiều cao bình quân (hg)
= -bN
Nếu tỉa thưa chỉ xảy ra đối với lâm phần khép tán thì N = N[SUB]0[/SUB], h = hg
Với: + N[SUB]0[/SUB] là số cây lâm phần lúc bắt đầu khép tán
+ hg[SUB]0[/SUB] là chiều cao lâm phần lúc bắt đầu khép tán
Lấy tích phân phương trình trên ta có:
N = N[SUB]0 [/SUB].
Cũng dựa vào quan hệ giữa mật độ với chiều cao, Thomasius đưa ra mô hình:
LogN = 1.k. /log(hg)
Khi xem xét đường kính với mật độ tối ưu người ta thấy tồn tại quan hệ mật thiết và thường được biểu thị bằng phương trình sau:
N = a.dg[SUP]b[/SUP]
Theo Reineke, tham số b ít phụ thuộc vào loài cây cũng như điều kiện lập địa và xấp xỉ bằng - 1,605.
Alder (1980) [16] đã nghiên cứu ảnh hưởng của cường độ tỉa thưa đến sinh trưởng đường kính bình quân, đến tổng tiết diện ngang, trữ lượng lâm phần. Theo qui luật chung, cường độ tỉa thưa càng lớn, thì đường kính bình quân càng tăng, tổng tiết diện ngang và trữ lượng giảm.
Alder (1980) [16] khi nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ đến tăng trưởng tổng tiết diện ngang, cho thấy ZG của lâm phần giảm đi khi cường độ tỉa thưa tăng. Đường cong biến đổi theo tuổi của tăng trưởng tổng tiết diện ngang ở những lâm phần có cường độ tỉa thưa lớn luôn nằm dưới đường cong của những lâm phần có cường độ tỉa thưa nhỏ hơn.
Abdalla (1985) [15] đã sử dụng tỉ số N[SUB]0[/SUB]/D[SUB]0[/SUB] để biểu thị quan hệ giữa mật độ với đường kính và được mô phỏng dưới dạng:
D[SUP]0 [/SUP]= a[SUP]e - No[/SUP]
Với: D[SUP]0[/SUP] = d/d[SUP]0[/SUP] , N[SUP]0 [/SUP]= N/N[SUP]0[/SUP]
+ d, N là đường kính bình quân và mật độ của lâm phần thực
+ d[SUP]’ [/SUP], N[SUP]’ [/SUP]là đường kính bình quân và mật độ của lâm phần chuẩn (mật độ tối ưu) được ghi trong biểu sản lượng.
Thuật Hùng (1989) đã nghiên cứu mối quan hệ của một số đại lượng sinh trưởng như trữ lượng, tổng tiết diện ngang (γ), với chiều cao tầng trội (h[SUB]0[/SUB]) và mật độ lâm phần (N) theo mô hình toán học có dạng tổng quát:
γ - f(h[SUB]0[/SUB], N)
Giáo trình Sản lượng rừng (2003) [4] cho rằng: Biện pháp tỉa thưa có tác dụng điều tiết mật độ chung cho cả lâm phần và không gian dinh dưỡng cho mỗi cây rừng, sao cho tăng trưởng trữ lượng bình quân chung của cả chu kỳ kinh doanh là cao nhất. Thông thường, các lâm phần được tỉa thưa tầng dưới, từ đó kích thước của cây bình quân sẽ tăng lên so với trước khi tỉa thưa.
Với đặc điểm này, những lâm phần đã qua tỉa thưa, đặc biệt là tỉa thưa nhiều lần, không thể có cây bình quân đại diện cho cả chu kỳ kinh doanh. Vì lẽ đó, khi lập biểu sản lượng cho mỗi loài cây trên cơ sở số liệu giải tích cây bình quân, việc sử dụng suất tăng trưởng là hợp lý, do chỉ tiêu này có tính đại diện cao và ít chịu ảnh hưởng của tỉa thưa.
Theo quy luật chung, cường độ tỉa thưa càng lớn, đường kính bình quân càng tăng, tổng tiết diện ngang và trữ lượng càng giảm.
[h=3]1.1.2. Ở Việt Nam[/h]Lâm nghiệp Việt Nam phát triển muộn hơn so với thế giới, nhưng nghiên cứu về mật độ, sản lượng rừng ở nước ta lại có nội dung rất phong phú và đa dạng. Rất nhiều tác giả có những công trình nghiên cứu về vấn đề này và đạt được kết quả đáng kể.