BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC RỪNG
TRỒNG THÔNG BA LÁ (Pinus keysia) TẠI
ĐƠN DƯƠNG - TỈNH LÂM ĐỒNG
Sinh viên thực hiện: VÕ VĂN HẢI
Ngành học: LÂM NGHIỆP
Khóa: 2004 - 2009
Tháng 7/2009
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA RỪNG TRỒNG
THÔNG BA LÁ (Pinus keysia) TẠI ĐƠN DƯƠNG
TỈNH LÂM ĐỒNG
Tác giả: VÕ VĂN HẢI
Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành Lâm nghiệp
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN VĂN THÊM
Tháng 7 năm 2009
i
LỜI CẢM TẠ
L
uận văn này được hoàn thành theo chương trình đào tạo kỹ sư lâm
nghiệp, hệ vừa học vừa làm, khóa 2004-2009 của Trường Đại Học
Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh.
Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả đã nhận được sự quan tâm,
giúp đỡ và tạo những điều kiện thuận lợi của Ban Giám Hiệu và Thầy – Cô
Khoa lâm nghiệp – Trường Đại Học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh, Ban giám
đốc Công Ty Lâm Nghiệp Đơn Dương. Nhân dịp này tác giả bày tỏ lòng biết ơn
sâu sắc trước những sự quan tâm, giúp đỡ qúy báu đó.
Luận văn này được thực hiện dưới sự chỉ dẫn của PGS. TS. Nguyễn Văn
Thêm – Trưởng Bộ môn Lâm sinh – Khoa lâm nghiệp - Trường Đại Học Nông
Lâm Tp. Hồ Chí Minh. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với sự chỉ dẫn
chân tình của thầy hướng dẫn.
Trong quá trình làm luận văn, tác giả còn nhận được sự giúp đỡ và cổ vũ
chân tình của Bố - Mẹ, vợ và các con, các anh chị em trong gia đình, các bạn
đồng nghiệp cùng cơ quan và khóa học. Tác giả xin chân thành cảm ơn và ghi
nhớ sự giúp đỡ và cổ vũ vô tư đó.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2009
Võ VĂN HẢI
Công Ty Lâm Nghiệp Đơn Dương
ii
TÓM TẮT
Đề tài “NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA RỪNG TRỒNG
THÔNG BA LÁ (PINUS KEYSIA) Ở ĐƠN DƯƠNG - LÂM ĐỒNG” được thực
hiện tại Công Ty Lâm Nghiệp huyện Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng từ tháng
01/2009 đến tháng 06/ 2009.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là mô tả và xây dựng những mô hình phân
bố đường kính và chiều cao thân cây để làm cơ sở đề xuất kỹ thuật chặt nuôi rừng
Thông ba lá trong giai đoạn từ 6-18 tuổi.
Cấu trúc đường kính và chiều cao rừng trồng Thông ba lá được mô tả và
phân tích bằng các mô hình xác suất chuẩn, Lognormal, gamma và weibull.
Kết quả nghiên cứu cho thấy:
(1) So với mật độ trồng rừng ban đầu (2.200 cây/ha hay 100%), số cây
trung bình hiện còn của rừng Thông ba lá ở tuổi 6, 12 và 18 năm ở Đơn Dương
tương ứng là 1.648 cây/ha, 1.320 cây/ha và 1.016 cây/ha hay tỷ lệ số cây còn
sống tương ứng là 74,9%, 60,0% và 46,2%. Số cây bị đào thải đến tuổi 6 là 552
cây/ha hay 25,1%; đến tuổi 12 và 18 tương ứng là 880 cây/ha hay 40,0% và 1.184
cây/ha hay 53,8%.
(2) Đường kính thân cây của những lâm phần Thông ba lá trồng ở giai
đoạn 6, 12 và 18 năm tương ứng là 8,9 cm, 13,5 cm và 19,3 cm. Chiều cao thân
cây trung bình của những lâm phần Thông ba lá ở tuổi 6, 12 và 18 tương ứng là
5,4 m, 10,5 m, và 12,4 m.
(3) Đường cong phân bố N – D1.3 của lâm phần Thông ba lá 6 tuổi có dạng
một đỉnh lệch trái (Sk = 0,4497) và nhọn (Ku = 0,3921). Hình dạng phân bố N-D1.3
phù hợp nhất với phân bố Lognormal.
(4) Đường cong phân bố N – D1.3 của lâm phần Thông ba lá 12 tuổi có
dạng một đỉnh lệch phải (Sk = -0,0893) và tù (Ku = -0,3317). Hình dạng phân bố
N-D1.3 phù hợp nhất với phân bố Weibull.
(5) Đường cong phân bố N – D1.3 của lâm phần Thông ba lá 18 tuổi có
dạng một đỉnh lệch phải (Sk = -0,0031) và tù (Ku = -0,3126. Hình dạng phân bố
N-D1.3 phù hợp nhất với phân bố chuẩn.
iii
(6) Phân bố chiều cao của lâm phần Thông ba lá 6 tuổi có dạng một tầng;
trong đó 66,8% số cây phân bố tập trung trong lớp không gian từ 6,5 – 9,5 m;
18,9% số cây có chiều cao nhỏ hơn 6,5 m; còn lại 14,3% số cây có chiều cao lớn
hơn 9,5 m.
(7) Phân bố chiều cao của lâm phần Thông ba lá 12 tuổi có dạng một tầng;
trong đó có khoảng 69,1% số cây phân bố tập trung trong lớp không gian từ 8,0 –
14,0 m; 19,7% số cây có chiều cao nhỏ hơn 8,0 m; còn lại 11,2% số cây có chiều
cao lớn hơn 16,0 m.
(8) Phân bố chiều cao của lâm phần Thông ba lá 18 tuổi có dạng một tầng;
trong đó có khoảng 68,1% số cây phân bố tập trung trong lớp không gian từ 11,0
– 14,0 m; 20,1% số cây có chiều cao nhỏ hơn 11,0 m; còn lại 11,8% số cây có
chiều cao lớn hơn 14,0 m.
(9) Nếu sử dụng phương pháp chặt cây tầng dưới hay cây thuộc cấp sinh
trưởng IV và V theo phân cấp Zưnkin, thì cường độ tỉa thưa trong những lâm
phần Thông ba lá ở tuổi 6, 12 và 18 năm tương ứng là 30,9%, 39,5% và 33,3%
tổng số cây trong lâm phần.
iv
MỤC LỤC
Lời cảm tạ
Tóm tắt đề tài.............................................................................................................. i
Mục lục ...................................................................................................................... ii
Danh sách các bảng .................................................................................................. iv
Danh sách các hình ................................................................................................... vi
Danh sách các phụ lục ............................................................................................. vii
Danh sách những chữ viết tắt .................................................................................viii
Chương 1. MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1
Chương 2. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU............................ 3
Chương 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. ...... 4
Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU...................................................................... 9
4.1. Đặc điểm chung của rừng Thông ba lá trồng từ 6-18 tuổi ...................... 9
4.2. Cấu trúc của rừng rừng Thông ba lá trồng từ 6-18 tuổi ........................ 10
4.2.1. Phân bố đường kính thân cây .................................................. 10
4.2.2. Phân bố chiều cao thân cây ..................................................... 31
4.3. Một số đề xuất ....................................................................................... 41
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 45
PHỤ LỤC ................................................................................................................ 46
v
NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT
A hoặc T (năm)
Tuổi cây và lâm phần
D1.3 (cm)
Đường kính thân cây ngang ngực
Dbq (cm)
Đường kính thân cây ngang ngực bình quân
H (m)
Chiều cao toàn thân cây
Hbq (m)
Chiều cao toàn thân cây bình quân
G (m2/ha)
Tiết diện ngang lâm phần
M (m3/ha)
Trữ lượng gỗ của lâm phần
N (cây/ha)
Số cây hay mật độ quần thụ
F(tn)
Tần số cây thực nghiệm
F(lt)
Tần số cây lý thuyết
F(tl)
Tần số cây lý thuyết tích lũy
f(x)
Xác suất số cây lý thuyết theo cấp D1.3 và H
F(x)
Xác suất tích lũy số cây lý thuyết theo cấp D1.3 và H
f(tl)
Tần số số cây thực nghiệm theo cấp D1.3 và H
P(x)
Tần suất cây thực nghiệm
P(tl)
Tần suất cây thực nghiệm tích lũy
N – D1.3
Phân bố đường kính thân cây
N-H
Phân bố chiều cao thân cây
Sk
Độ lệch của đỉnh phân bố
Ku
Độ nhọn của đỉnh phân bố
vi
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 4.1. Đặc trưng thống kê lâm phần Thông ba lá trồng từ 6 – 18 tuổi..................9
Bảng 4.2. Phân bố N – D1.3 thực nghiệm của lâm phần Thông ba lá 6 tuổi..............10
Bảng 4.3. Đặc trưng thống kê đường kính thân cây của lâm phần 6 tuổi .................11
Bảng 4.4. Đồng hóa phân bố N – D1.3 của lâm phần 6 tuổi với những phân bố lý
thuyết.........................................................................................................12
Bảng 4.5. Phân bố xác suất (fx) và xác xuất tích lũy số cây (Fx) của những lâm
phần Thông ba lá 6 tuổi theo mô hình phân bố Lognormal......................13
Bảng 4.6. Phân bố xác suất (fx) và xác xuất tích lũy số cây (Fx) của những lâm
phần Thông ba lá 6 tuổi theo mô hình phân bố Gamma...........................14
Bảng 4.7. Phân phối số cây ở lâm phần Thông ba lá 6 tuổi theo cấp sinh trưởng
của Zưnkin ................................................................................................15
Bảng 4.8. Phân bố N – D1.3 thực nghiệm của lâm phần Thông ba lá 12 tuổi............17
Bảng 4.9. Đặc trưng thống kê đường kính thân cây của những lâm phần Thông ba
lá 12 tuổi ...................................................................................................18
Bảng 4.10. Đồng hóa phân bố N – D1.3 của lâm phần 12 tuổi với những phân bố
lý thuyết ....................................................................................................19
Bảng 4.11. Phân bố xác suất (fx) và xác xuất tích lũy (Fx) số cây của những lâm
phần Thông ba lá 12 tuổi theo mô hình phân bố chuẩn............................21
Bảng 4.12. Phân bố xác suất (fx) và xác xuất tích lũy (Fx) số cây của những lâm
phần Thông ba lá 12 tuổi theo mô hình phân bố Weibull ........................22
Bảng 4.13. Phân phối số cây ở lâm phần Thông ba lá 12 tuổi theo cấp sinh trưởng
của Zưnkin ................................................................................................23
Bảng 4.14. Phân bố N – D1.3 thực nghiệm của lâm phần Thông ba lá 18 tuổi..........24
Bảng 4.15. Đặc trưng thống kê đường kính thân cây của lâm phần 18 tuổi .............25
Bảng 4.16. Đồng hóa phân bố N – D1.3 của lâm phần 18 tuổi với những phân bố
lý thuyết ....................................................................................................26
Bảng 4.17. Phân bố xác suất (fx) và xác xuất tích lũy (Fx) số cây của những lâm
phần Thông ba lá 18 tuổi theo mô hình phân bố chuẩn............................28
vii
Bảng 4.18. Phân bố xác suất (fx) và xác xuất tích lũy (Fx) số cây của những lâm
phần Thông ba lá 18 tuổi theo mô hình phân bố Gamma.........................29
Bảng 4.19. Phân phối số cây ở lâm phần Thông ba lá 18 tuổi theo cấp sinh trưởng
của Zưnkin ................................................................................................30
Bảng 4.20. Đặc trưng thống kê chiều cao của những lâm phần 6 tuổi......................32
Bảng 4.21. Phân bố N - H của lâm phần Thông ba lá 6 tuổi.....................................32
Bảng 4.22. Phân vị của phân bố N – H trong lâm phần Thông ba lá 6 tuổi..............33
Bảng 4.23. Đặc trưng thống kê chiều cao của những lâm phần 12 tuổi....................35
Bảng 4.24. Phân bố N - H của lâm phần Thông ba lá 12 tuổi...................................35
Bảng 4.25. Phân vị của phân bố N – H trong lâm phần Thông ba lá 12 tuổi............36
Bảng 4.26. Đặc trưng thống kê chiều cao của những lâm phần 18 tuổi....................38
Bảng 4.27. Phân bố N - H của lâm phần Thông ba lá 18 tuổi...................................38
Bảng 4.28. Phân vị của phân bố N – H trong lâm phần Thông ba lá 18 tuổi............39
viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 4.1. Đồ thị mô tả phân bố N – D1.3 của lâm phần Thông ba lá 6 tuổi. ........... 11
Hình 4.2. Đồ thị làm phù hợp phân bố N-D1.3 của lâm phần Thông ba lá 6 tuổi
với phân bố Lognormal và Gamma ........................................................ 13
Hình 4.3. Phân bố xác suất (fx) và xác suất tích lũy số cây (Fx) ở lâm phần
Thông ba lá 6 tuổi theo phân bố chuẩn................................................... 14
Hình 4.4. Phân bố xác suất (fx) và xác suất tích lũy số cây (Fx) ở lâm phần
Thông ba lá 6 tuổi theo phân bố Lognormal........................................... 15
Hình 4.5. Tỷ lệ phần trăm số cây của rừng Thông ba lá 6 tuổi theo 5 cấp sinh
trưởng Zưnkin ......................................................................................... 16
Hình 4.6. Đồ thị mô tả phân bố N – D1.3 của lâm phần Thông ba lá 12 tuổi .......... 18
Hình 4.7. Đồ thị làm phù hợp phân bố N-D1.3 của lâm phần Thông ba lá 12 tuổi
với phân bố chuẩn và phân bố Weibull .................................................. 20
Hình 4.8. Phân bố xác suất (fx) và xác suất tích lũy số cây (Fx) của lâm phần
Thông ba lá 12 tuổi theo mô hình phân bố chuẩn................................... 21
Hình 4.9. Phân bố xác suất (fx) và xác suất tích lũy số cây (Fx) của lâm phần
Thông ba lá 12 tuổi theo mô hình phân bố Weibull. .............................. 22
Hình 4.10. Tỷ lệ phần trăm số cây của rừng Thông ba lá 12 tuổi theo 5 cấp sinh
trưởng Zưnkin ......................................................................................... 23
Hình 4.11. Đồ thị mô tả phân bố N – D1.3 của lâm phần Thông ba lá 18 tuổi ........ 25
Hình 4.12. Đồ thị làm phù hợp phân bố N-D1.3 của lâm phần Thông ba lá 18
tuổi với phân bố chuẩn, Weibull và phân bố Gamma ............................ 27
Hình 4.13. Phân bố xác suất (fx) và xác suất tích lũy số cây (Fx) ở lâm phần
Thông ba lá 18 tuổi theo phân bố chuẩn................................................. 28
Hình 4.14. Phân bố xác suất (fx) và xác suất tích lũy số cây (Fx) ở lâm phần
Thông ba lá 6 tuổi theo phân bố Gamma................................................ 29
Hình 4.15. Tỷ lệ phần trăm số cây của rừng Thông ba lá 18 tuổi theo 5 cấp sinh
trưởng Zưnkin ......................................................................................... 30
Hình 4.16. Phân bố N - H ở lâm phần Thông ba lá 6 tuổi....................................... 33
ix
Hình 4.17. Phân vị chiều cao của rừng Thông ba lá 6 tuổi ..................................... 34
Hình 4.18. Phân bố N - H ở lâm phần Thông ba lá 12 tuổi..................................... 36
Hình 4.19. Phân vị chiều cao của rừng Thông ba lá 12 tuổi ................................... 37
Hình 4.20. Phân bố N - H ở lâm phần Thông ba lá 18 tuổi..................................... 39
Hình 4.21. Phân vị chiều cao của rừng Thông ba lá 18 tuổi ................................... 40
x
DANH SÁCH PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Phân bố N – D1.3 của những lâm phần Thông ba lá 6 tuổi ..................... 46
Phụ lục 2. Phân bố N – D1.3 của những lâm phần Thông ba lá 12 tuổi được làm
phù hợp với phân bố lý thuyết ................................................................ 49
Phụ lục 3. Phân bố N – D1.3 của những lâm phần Thông ba lá 18 tuổi được làm
phù hợp với phân bố lý thuyết ................................................................ 52
xi
Chương I. MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Thông ba lá (Pinus keysia) là loài cây gỗ mọc tự nhiên ở khu vực Tây
Nguyên. Nó cũng đã được xác định là cây trồng rừng chủ yếu ở khu vực Tây
Nguyên nói chung và Lâm Đồng nói riêng. Hiện nay ngành lâm nghiệp Lâm
Đồng đã trồng hàng chục ngàn hécta rừng ở các huyện Bảo Lộc, Di Linh, Đức
Trọng, Đơn Dương và thành phố Đà Lạt. Mục tiêu chính của kinh doanh rừng
Thông ba lá là sản xuất gỗ với năng suất cao và chất lượng tốt để đáp ứng nhu cầu
về gỗ xây dựng, đồ mộc, gỗ giấy sợi, kết hợp bảo vệ môi trường và thăm quan du
lịch…Để đạt được mục tiêu ấy, nhận thấy rừng Thông ba lá cần phải được trồng
và nuôi dưỡng theo một chương trình lâm sinh chân chính. Nhưng muốn xây
dựng được một chương trình lâm sinh chân chính để hướng dẫn trồng và nuôi
dưỡng rừng Thông ba lá đạt đến mục tiêu kinh doanh, lâm học cần phải có những
hiểu biết đầy đủ không chỉ về những đặc điểm sinh trưởng và năng suất của rừng,
mà còn về những đặc trưng kết cấu và cấu trúc quần thụ ở những giai đoạn tuổi
khác nhau.
Từ trước đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu về rừng Thông ba lá;
trong đó đáng kể là những nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Lung (1988)[1] 1 về cơ
sở khoa học và kỹ thuật của kinh doanh rừng Thông ba lá…Theo tiêu chuẩn
ngành 04-TCN-66-2003 (2003)[6], trong giai đoạn rừng non, rừng Thông ba lá
được tỉa thưa 3 lần ở các tuổi 6, 12 và 18 năm. Tuy vậy, Nguyễn Ngọc Lung
(1988) cũng cho rằng, hiện nay vẫn còn thiếu những kiến thức về cấu trúc của
rừng Thông ba lá trồng ở những khu vực khác nhau của Lâm Đồng. Vì thế, những
nghiên cứu về cơ sở khoa học cho tỉa thưa và khai thác rừng Thông ba lá vẫn cần
phải đặt ra. Xuất phát từ đó, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của rừng trồng
Thông ba lá (Pinus keysia) ở Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng” đã được đặt ra.
1.2. MỤC ĐÍCH VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Mục đích của đề tài là xây dựng cơ sở dữ liệu về đặc trưng kết cấu và cấu
trúc của rừng Thông ba lá trồng trong giai đoạn rừng non từ 6-18 năm để làm căn
1
Số thứ tự tài liệu tham khảo
1
cứ xây dựng những chỉ tiêu kỹ thuật nuôi rừng Thông ba lá ở khu vực Đơn
Dương.
Để đạt được mục đích trên đây, mục tiêu nghiên cứu của đề tài là mô tả và
xây dựng những mô hình phân bố đường kính và chiều cao thân cây để làm cơ sở
đề xuất kỹ thuật chặt nuôi rừng Thông ba lá trong giai đoạn từ 6-18 tuổi.
1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là những đặc điểm cấu trúc đường kính và
chiều cao thân cây của rừng Thông ba lá trồng thuộc giai đoạn 18 tuổi tại khu vực
Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng. Cấu trúc đường kính và chiều cao thân cây chỉ được
giới hạn ở những vấn đề có liên quan đến phân bố đường kính và chiều cao quần
thụ Thông ba lá trong giai đoạn 18 tuổi. Từ những kết quả nghiên cứu, đề xuất
những mô hình dự đoán phân bố đường kính và chiều cao thân cây của rừng
Thông ba lá trong giai đoạn 18 tuổi.
1.4. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Kết quả nghiên cứu của đề tài có những ý nghĩa sau đây:
(1) Về lý luận, đề tài cung cấp cơ sở dữ liệu để phân tích phân bố đường
kính và chiều cao thân cây của những quần thụ Thông ba lá trong giai đoạn 18
tuổi ở khu vực Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng.
(2) Về thực tiễn, những kết quả nghiên cứu của đề tài là căn cứ khoa học
cho việc xây dựng những chỉ tiêu kỹ thuật của chặt nuôi rừng Thông ba lá trồng.
2
Chương II
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
2.1. Vị trí địa lý
Khu vực nghiên cứu nằm trên địa bàn huyện Đơn Dương tỉnh Lâm Đồng.
Vị trí địa lý:
+ Từ 110 50’ 44" vĩ độ Bắc
+Từ 108022’30” kinh độ Đông.
Ranh giới:
+ Phía Bắc giáp quốc lộ 27 và Đa Nhim
+ Phía Nam giáp huyện Đức Trọng
+ Phía Đông giáp huyện Ninh Sơn tỉnh Ninh Thuận.
+ Phía Tây giáp huyện Đức Trọng.
2.2. Điều kiện tự nhiên
Khu vực nghiên cứu thuộc cao nguyên Đơn Dương, độ cao thay đổi từ
1.000 m đến 1.600 m; độ dốc 20 - 300.
Khí hậu nhiệt đới núi cao. Nhiệt độ trung bình năm là 21,50C. Lượng mưa
trung bình năm là 1.625 mm.. Mưa phân thành hai mùa khô và mưa. Mùa mưa
bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm
sau. Độ ẩm không khí trung bình về mùa mưa là 85%, còn về mùa khô là 80%.
Rừng Thông ba lá phát triển trên đất feralit nâu đỏ trên đá bazan và granit.
Nói chung, đất rất thích hợp với Thông ba lá.
3
Chương III
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu là những lâm phần Thông ba lá trồng thuần loài
đồng tuổi nằm trong giai đoạn từ 6-18 tuổi. Những lâm phần Thông ba lá được sử
dụng để nghiên cứu là những lâm phần sinh trưởng và phát triển bình thường,
mọc trên đất feralit nâu đỏ phát triển từ đá bazan và granit; rừng phân bố ở địa
hình bị chia cắt mạnh, độ cao từ 1.000 m đến 1.600 m và độ dốc 20 - 300. Rừng
được trồng từ những cây con 1 năm tuổi. Mật độ trồng rừng ban đầu là 2.200
cây/ha. Sau khi trồng, rừng Thông ba lá đã được tỉa thưa 1-2 lần. Thời gian
nghiên cứu bắt đầu từ tháng 01/2009 và kết thúc vào tháng 5 năm 2009.
3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nội dung nghiên cứu bao gồm những vấn đề sau đây:
(1) Đặc điểm chung của rừng Thông ba lá trồng từ 6-18 tuổi
(2) Cấu trúc của rừng rừng Thông ba lá trồng từ 6-18 tuổi
9 Phân bố đường kính thân cây (N – D1.3)
9 Phân bố chiều cao thân cây (N – H)
(3) Một số đề xuất
3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.3.1. Cơ sở phương pháp luận
Cơ sở khoa học của phương pháp luận là dựa trên những quan niệm cho
rằng, rừng Thông ba lá trồng là một hệ sinh thái nhân tạo; trong đó kết cấu và cấu
trúc quần thụ được ấn định không chỉ bởi những yếu tố môi trường (khí hậu, địa
hình - đất, sinh vật, con người), mà còn cả tuổi quần thụ. Vì thế, kết cấu và cấu
trúc quần thụ Thông ba lá phải được xem xét trong quan hệ với tuổi quần thụ.
3.3.2. Phương pháp thu thập số liệu
3.3.2.1. Những chỉ tiêu nghiên cứu
4
Những chỉ tiêu nghiên cứu bao gồm mật độ lâm phần hay quần thụ (N,
cây/ha), đường kính thân cây ngang ngực (D1.3, cm) và chiều cao toàn thân cây
(H, m).
3.3.2.2. Thu thập dữ liệu về những đặc trưng của quần thụ Thông ba lá
(a) Phân chia đối tượng nghiên cứu. Đối tượng thu thập dữ liệu là những
lâm phần Thông ba lá ở vào thời kỳ nuôi dưỡng từ 6-18 tuổi. Để thuận tiện cho
việc thu thập dữ liệu, trước hết các lâm phần Thông ba lá được nhận biết và phân
chia ranh giới theo tuổi rừng dựa trên lý lịch rừng và điều tra thực địa. Kế đến,
chọn những lâm phần Thông ba lá thuộc giai đoạn tỉa thưa ở tuổi 6, 12 và 18 tuổi
để thu thập dữ liệu về kết cấu và cấu trúc quần thụ.
(b) Số lượng và kích thước ô tiêu chuẩn. Số lượng ô tiêu chuẩn phân bố
vào những lâm phần Thông ba lá ở tuổi 6, 12 và 18 năm là 9 ô tiêu chuẩn; trong
đó mỗi tuổi rừng là 3 ô tiêu chuẩn. Những đặc trưng lâm học của mỗi lâm phần
được nghiên cứu trên hai ô tiêu chuẩn với kích thước 1.000 m2 (25*40 m) và một
ô tiêu chuẩn với kích thước 2.500 m2 (50*50 m). Những ô tiêu chuẩn 1.000 m2
được sử dụng để đo đạc và tính toán những biến động trung bình về mật độ,
đường kính và chiều cao thân cây, tiết diện ngang và trữ lượng lâm phần tùy theo
tuổi. Những ô tiêu chuẩn 2.500 m2 được sử dụng để nghiên cứu chi tiết những đặc
trưng về kết cấu và cấu trúc đường kính và chiều cao lâm phần. Do đó, nội dung
đo đếm trong những ô tiêu chuẩn 2.500 m2 bao gồm N (cây), D1.3 (cm) và H (m)
của từng cây.
(c) Thu thập số liệu về cấu trúc lâm phần. Chỉ tiêu nghiên cứu bao gồm
những đặc trưng thống kê về mật độ, đường kính, chiều cao, tiết diện ngang và
trữ lượng lâm phần. Cấu trúc lâm phần chỉ giới hạn ở việc nghiên cứu phân bố
đường kính thân cây (N – D1.3) và phân bố chiều cao thân cây (N - H) của những
lâm phần được đưa vào chặt nuôi rừng trong 3 lần đầu – đó là những lâm phần ở
tuổi 6, 12 và 18 năm. Để phân tích cấu trúc lâm phần, trước hết xác định chính
xác vị trí, ranh giới và diện tích rừng Thông ba lá ở từng cỡ tuổi. Kế đến, chọn
lựa những quần thụ điển hình để lập những ô tiêu chuẩn với kích thước 1.000 m2
và 2.500 m2. Quần thụ điển hình thỏa mãn những tiêu chuẩn như phân bố trong
cùng cấp tuổi và loại đất, sinh trưởng và phát triển bình thường, rừng chuẩn bị
5
được tỉa thưa ở tuổi 6 hoặc tỉa thưa lần thứ 2 ở tuổi 12 và lần thứ 3 ở tuổi 18
năm…Sau đó, trên từng ô tiêu chuẩn đã thực hiện đo đạc mật độ lâm phần (N,
cây), D1.3 (cm) và H (m) của từng cây. Chỉ tiêu D1.3 (cm) của tất cả những cây
trong ô tiêu chuẩn được đo đạc bằng thước dây với độ chính xác 0,1 cm. Chỉ tiêu
H (m) được đo đạc bằng cây sào với độ chính xác 0,1 m. Tất cả những chỉ tiêu đo
đếm trong ô tiêu chuẩn được tập hợp thành bảng biểu lập sẵn.
3.3.2.3. Thu thập số liệu về khí hậu - thủy văn
Số liệu về khí hậu - thủy văn được thu thập từ đài khí tượng thủy văn và cơ
quan lâm nghiệp ở Đơn Dương. Chỉ tiêu nghiên cứu bao gồm các giá trị trung
bình về nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm không khí và gió của các tháng trong năm từ
2000-2007.
3.3.2.4. Thu thập số liệu về hoạt động lâm sinh
Những số liệu về hoạt động lâm sinh được thu thập bao gồm diện tích
rừng, phương thức trồng và những biện pháp xử lý rừng sau khi trồng rừng.
3.3.3. Phương pháp xử lý số liệu
3.3.3.1. Tính những đặc trưng thống kê mô tả lâm phần
Để thu được những thống kê mô tả đặc trưng chung của rừng Thông ba lá,
trước hết đã tập hợp số liệu trên các ô tiêu chuẩn; sau đó tính toán những đặc
trưng thống kê về mật độ (N, cây), đường kính (D1.3, cm), chiều cao thân cây (H,
m), tiết diện ngang (g, m2) và thể tích thân cây cá thể (V, m3) đại diện cho những
lâm phần ở các tuổi khác nhau. Kế đến, những thống kê mô tả về N (cây), D1.3
(cm), H (m), g (m2) và V (m3) trong ô tiêu chuẩn đã được quy đổi ra đơn vị 1 ha
rừng. Ở đây thể tích thân cây cá thể được tính gần đúng theo công thức V =
g*H*f với f = 0,5. Những thống kê mô tả được tính toán bao gồm giá trị trung
bình (Xbq), phương sai (S2), sai tiêu chuẩn (Sx) và hệ số biến động (V%).
3.3.3.2. Tính những đặc trưng cấu trúc lâm phần
Nội dung này chỉ giới hạn ở việc xem xét những đặc trưng phân bố đường
kính thân cây (N – D1.3) và phân bố chiều cao thân cây (N - H) của những lâm
phần Thông ba lá ở tuổi 6, 12 và 18 năm. Trình tự tính toán những đặc trưng phân
bố như sau:
6
+ Trước hết, tập hợp số liệu D1.3 (cm) và H (m) của những cây trong các ô
tiêu chuẩn 2.500 m2 đại diện cho những lâm phần Thông ba lá ở tuổi 6, 12 và 18
năm.
+ Kế đến, tính những đặc trưng thống kê mô tả phân bố N-D1.3 và N-H.
Những thống kê mô tả cần tính toán bao gồm giá trị trung bình (Xbq) và khoảng
tin cậy 95%, mốt (M0), trung vị (Me), phương sai (S2), sai tiêu chuẩn (Sx), sai số
chuẩn (Se), giá trị lớn nhất (Max) và nhỏ nhất (Min), độ lệch (Sk), độ nhọn (Ku),
hệ số biến động (V%) và các phân vị (Percentiles).
+ Tiếp đến, những phân bố thực nghiệm (N – D1.3, N – H) được làm phù
hợp với những phân bố lý thuyết. Những dạng phân bố lý thuyết được chọn lựa
trên cơ sở biểu đồ phân bố thực nghiêm và lý thuyết về các kiểu phân bố N-D1.3
và N-H của rừng thuần loài đồng tuổi. Theo đó, số liệu thực nghiệm đã được làm
phù hợp với 4 dạng phân bố lý thuyết thường gặp – đó là:
+ Hàm mật độ xác suất của phân bố chuẩn:
f(x) =
1 x-μ
1
exp[- 2( σ )2]
σ 2π
(3.1)
Trong công thức 3.1, μ và σ tương ứng là kỳ vọng toán và độ lệch bình
phương trung bình (căn bậc hai của phương sai) của biến x (x = D1.3 hoặc H).
+ Hàm mật độ xác suất của phân bố lognormal:
(lnx - μ)2
exp[- 2σ2 ]
f(x) =
xσ 2π
1
(3.2)
Trong công thức 3.2, μ và σ tương ứng là kỳ vọng toán và độ lệch bình
phương trung bình của biến Y (Y = D1.3 hoặc H), nghĩa là μ = μy và σ = σy.
+ Hàm mật độ xác suất của phân bố Weibull:
x
α x
f(x) = (β )(β )α – 1exp[-(β )α]
(3.3)
với α > 0, β > 0, x ≥ 0.
Trong công thức 3.3, α là tham số đặc trưng cho hình dạng hay độ lệch của
đường cong, còn β là tham số tỷ lệ hay độ nhọn của đường cong.
+ Hàm mật độ xác suất của phân bố Gamma:
7
(x/β)α-1exp(-x/β)
f(x) =
βГ(α)
(3.4)
Trong công thức 3.4, tham số α đặc trưng cho hình dạng hay độ lệch của
đường cong hàm mật độ. Tham số β phản ánh mức độ “co, duỗi” của đường cong
hàm mật độ.
Sự phù hợp của số liệu thực nghiệm với những phân bố lý thuyết được
kiểm định theo thống kê Chi-square (χ2). Khi làm phù hợp số liệu thực nghiệm
với các phân bố lý thuyết, thì cự ly mỗi cấp D1.3 (cm) ở những quần thụ 6 tuổi là
1,0 cm, còn quần thụ 12 và 18 tuổi là 2 cm. Chiều cao thân cây (H, m) ở tuổi 6
được phân chia với mỗi cấp là 1 m, còn tuổi 12 và 18 năm là 2 m. Số cấp đường
kính và chiều cao nằm trong giới hạn từ 6 – 12 cấp.
+ Tiếp theo, từ những phân bố phù hợp chọn ra một dạng phân bố phù hợp
nhất với số liệu thực nghiệm dựa theo tiêu chuẩn “Tổng sai lệch bình phương nhỏ
nhất”, nghĩa là Min Σ(Flt-Ftn)2, với Ftn và Flt tương ứng là trị số thực nghiệm và trị
số lý thuyết. Phân bố phù hợp nhất với số liệu thực nghiệm được sử dụng để tính
tần suất (Px), tần suất dồn hay tích lũy (Fx), tần số lý tuyết (Flt), tần số dồn hay
tích lũy (Ftl), tỷ lệ dồn (%), tần số cây phân bố trong các cấp D1.3 và H…
+ Cuối cùng, tập hợp kết quả tính toán thành bảng và biểu đồ để phân tích
và so sánh sự khác biệt giữa các đặc trưng phân bố tùy theo tuổi.
Tất cả những cách thức xử lý số liệu ở mục 3.3.3 được thực hiện theo chỉ
dẫn của các tài liệu số [1], [2], [6]. Công cụ tính toán là phần mềm Excel,
Statgraphics Plus Version 3.0&5.1 và SPSS 2 10.0.
2
Statistical Products for Social Services
8
Chương IV
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA RỪNG TRỒNG THÔNG BA LÁ TỪ 6-18 TUỔI
Kết quả nghiên cứu đặc điểm chung của những lâm phần Thông ba lá
trồng từ 6 - 18 tuổi ở Đơn Dương được ghi lại ở bảng 4.1.
Bảng 4.1. Đặc trưng thống kê lâm phần Thông ba lá trồng từ 6 – 18 tuổi
(Đơn vị tính: 1 ha)
Tuổi lâm phần Thông ba lá (năm):
6
12
18
(3)
(4)
(5)
1.648
1.320
1.016
TT
Chỉ tiêu
(1)
1
(2)
N (cây/ha)
2
D1.3bq (cm)
8,9 ± 1,7
13,5 ± 3,9
19,3 ± 4,01
3
Hbq (m)
7,9 ± 1,5
10,5 ± 3,8
12,4 ± 2,1
4
G (m2/ha)
10,8
20,5
30,8
5
M (m3/ha)
45,9
127,5
199,5
Phân tích số liệu ở bảng 4.1 cho thấy, mật độ trung bình hiện còn ở tuổi 6,
12 và 18 năm tương ứng là 1.648 cây/ha, 1.320 cây/ha và 1.016 cây/ha. Như vậy,
so với mật độ trồng rừng ban đầu (2.200 cây/ha hay 100%), tỷ lệ số cây trung
bình còn sống đến tuổi 6, 12 và 18 tương ứng là 74,9%, 60,0% và 46,2%. Số cây
bị đào thải đến tuổi 6 là 552 cây/ha hay 25,1%; đến tuổi 12 và 18 tương ứng là
880 cây/ha hay 40,0% và 1.184 cây/ha hay 53,8%.
Đường kính thân cây trung bình của những lâm phần Thông ba lá ở tuổi 6,
12 và 18 tương ứng là 8,9 ± 1,7 cm, 13,5 ± 3,9 cm và 19,3 ± 4,01 cm. Chiều cao
thân cây trung bình của những lâm phần Thông ba lá ở tuổi 6, 12 và 18 tương ứng
là 5,4 ± 1,5 m, 10,5 ± 3,8 m, và 12,4 ± 2,1 m.
Tiết diện ngang lâm phần ở tuổi 6 là 10,8 m2/ha; còn chỉ tiêu tương ứng ở
tuổi 12 và 18 tương ứng là 20,5 m2/ha và 30,8 m2/ha.
Trữ lượng gỗ của những lâm phần Thông ba lá ở tuổi 6, 12 và 18 tương
ứng là 45,9 m3/ha, 127,5 m3/ha và 199,5 m3/ha. Năng suất trung bình của các lâm
9
phần Thông ba lá ở tuổi 6 và 12 tương ứng là 7,6 và 10,6 m3/ha/năm, còn tuổi 18
là 11,1 và 12,7 m3/ha/năm. Rừng Thông ba lá bắt đầu giao tán ở tuổi 4 với độ tàn
che từ 0,7; còn từ tuổi 12 – 18 độ tàn che trung bình từ 0,8 đến 0,9.
4.2. CẤU TRÚC CỦA RỪNG THÔNG BA LÁ Ở ĐƠN DƯƠNG
4.2.1. Phân bố đường kính thân cây
4.2.1.1. Phân bố đường kính thân cây của lâm phần Thông ba lá 6 tuổi
Kết quả nghiên cứu đặc trưng phân bố N – D1.3 của những lâm phần Thông
ba lá 6 tuổi được ghi lại ở bảng 4.2 và 4.3; hình 4.1.
Bảng 4.2. Phân bố N – D1.3 thực nghiệm của lâm phần Thông ba lá 6 tuổi
TT
D (cm)
f(tn)
P(x)
F(tl)
F(x)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
1
5,5
8
0,0194
8
0,0194
2
6,5
52
0,1262
60
0,1456
3
7,5
74
0,1796
134
0,3252
4
8,5
92
0,2233
226
0,5485
5
9,5
84
0,2039
310
0,7524
6
10,5
52
0,1262
362
0,8786
7
11,5
32
0,0777
394
0,9563
8
12,5
12
0,0291
406
0,9854
9
≥13,5
6
0,0146
412
1,0000
412
1,0000
Tổng số
Ghi chú: f(tn) = số cây thực nghiệm; P(x) = tần suất tương đối;
F(tl) = tần số tích lũy; FX = tần số tương đối tích lũy.
Từ đó cho thấy, đường kính bình quân chung của ba lâm phần Thông ba lá
6 tuổi là 8,9 ± 1,7 cm; khoảng tin cậy 95% từ 8,8 cm đến 9,2 cm; dao động từ 5,5
– 15,5 cm; biến động khá lớn (19,0%). Đường cong phân bố N – D1.3 của lâm
phần Thông ba lá 6 tuổi có dạng một đỉnh lệch trái (Sk = 0,4497) và nhọn (Ku =
0,3921).
10
Bảng 4.3. Đặc trưng thống kê đường kính thân cây của những
lâm phần Thông ba lá 6 tuổi
N, cây
TT
(1)100
Thống kê
Giá trị ước lượng
(2)
(3)
1
N (cây)
412
80
2
Dbq (cm)
8,9
3 60
Khoảng tin cậy
[8,81;9,13]
4
Me
8,9
5 40
Mo
9,2
2
6
S
2,88
7 20
± Se
1,70
8 0
± SX
0,08
9
15,514
4
6 Dmax (cm)
8
10
12
10
Dmin (cm)
5,5
D1.3
(cm)
11
Sk
0,4497
12
±Ssk
3,7269
Hình
4.1.
Đồ
thị
mô
tả
phân
bố
N
–
D
của
lâm
phần
Thông ba lá
1.3
13
Ku
0,3921
14
1,6247
ku Dương tỉnh Lâm Đồng
6 tuổi ở±SĐơn
15
V,%
19,0
(*) Ô tiêu chuẩn 2.500 m2
Phân tích thống kê cho thấy (Bảng 4.4; Hình 4.2; Phụ lục 1), hình dạng
đường cong phân bố N – D1.3 của những lâm phần Thông ba lá 6 tuổi chỉ phù hợp
với 2 phân bố xác suất Lognormal (χ2 = 7,3; P = 0,2951) và Gamma (χ2 = 8,0; P =
0,2355), không phù hợp với phân bố chuẩn (χ2 = 17,6; P = 0,0034) và Weibull (χ2
= 36,5; P = 0,000).
Bảng 4.4. Đồng hóa phân bố N – D1.3 của những lâm phần Thông ba lá
6 tuổi hợp với những phân bố lý thuyết
Phân bố xác suất
(1)
Chuẩn
Lognormal
Tham số
(2)
m
Ước lượng
(3)
8,9
s
1,70
χ2
17,6
P
0,0034
m
8,9
s
1,7188
χ2
7,3
11
Weibull
Gamma
P
0,2951(*)
β
5,4165
α
9,6666
χ2
36,5
P
0,0000
β
28,1059
α
3,1373
χ2
8,0
P
0,2355
(*) Phân bố phù hợp nhất
Những mô hình phù hợp có dạng:
+ Hàm mật độ xác suất của phân bố Lognormal:
(lnDi - 8.9)2
1
exp[- 2*1.71882 ]
f(x) =
Di*1.7188 2π
(4.1)
+ Hàm mật độ xác suất của phân bố Gamma:
(Di/28.1059)3.1373-1*exp(-Di/28.1059)
f(x) =
28.1059*Г(3.1373)
N(cây)
(4.2)
N(cây)
(a)
120
100
100
80
80
(b)
60
60
40
40
20
20
0
0
5
7
9
11
13
15
5
D1.3(cm)
7
9
11
13
15
D1.3(cm)
Hình 4.2. Đồ thị làm phù hợp phân bố N-D1.3 của lâm phần Thông ba lá 6
tuổi với phân bố Lognormal (a) và Gamma (b).
Phân bố xác suất (fx) và xác xuất tích lũy số cây (Fx) theo mô hình
Lognormal (mô hình 4.1) và Gamma (mô hình 4.2) được ghi lại ở bảng 4.5 và
4.6, hình 4.3 và 4.4.
12
Bảng 4.5. Phân bố xác suất (fx) và xác xuất tích lũy số cây (Fx) của những lâm
phần Thông ba lá 6 tuổi theo mô hình phân bố Lognormal
TT D(cm)
(1)
(2)
1
5,5
2
6,5
3
7,5
4
8,5
5
9,5
6
10,5
7
11,5
8
12,5
9
≥13,5
Tổng số
Sai lệch
F(tn)
(3)
8
52
74
92
84
52
32
12
6
412
f(x)
(4)
0,0220
0,0924
0,1937
0,2390
0,2023
0,1304
0,0688
0,0313
0,0200
1,0000
F(lt)
(5)
9,05
38,06
79,82
98,47
83,34
53,73
28,36
12,91
8,26
412
293,8
F(x)
(6)
0,0220
0,1144
0,3081
0,5471
0,7494
0,8798
0,9486
0,9799
1,0000
F(tl)
Tỷ lệ dồn, %
(7)
(8)
9,06
2,2
47,13
11,4
126,94
30,8
225,41
54,7
308,75
74,9
362,48
88,0
390,82
94,9
403,72
98,0
412,00
100,0
f(x)
F(x)
0.2500
1.2000
1.0000
0.2000
0.8000
0.1500
0.6000
0.1000
0.4000
0.0500
0.2000
0.0000
5.5
6.5
7.5
8.5
f(x)
9.5
10.5
11.5
12.5
0.0000
13.5
F(x)
Hình 4.3. Phân bố xác suất (fx) và xác suất tích lũy số cây (Fx) ở
lâm phần Thông ba lá 6 tuổi theo phân bố lognormal.
Bảng 4.6. Phân bố xác suất (fx) và xác xuất tích lũy số cây (Fx) của những lâm
phần Thông ba lá 6 tuổi theo mô hình phân bố Gamma
TT
D(cm)
F(tn)
f(x)
F(lt)
13
F(x)
F(tl)
Tỷ lệ dồn, %