BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
XÂY DỰNG BIỂU THỂ TÍCH CHO CÂY CAO SU (Hevea
brasiliensis Muell Arg) TẠI NÔNG TRƯỜNG CAO SU
LONG TÂN, XÃ LONG TÂN, HUYỆN DẦU TIẾNG,
TỈNH BÌNH DƯƠNG
Sinh viên thực hiện: LÊ NGUYỄN MỸ CHI
Chuyên ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG
Niên khóa: 2006 – 2010
TP. Hồ Chí Minh, Tháng 7/2010
XÂY DỰNG BIỂU THỂ TÍCH CHO CÂY CAO SU (Hevea brasiliensis
Muell Arg) TẠI NÔNG TRƯỜNG CAO SU LONG TÂN, XÃ LONG
TÂN, HUYỆN DẦU TIẾNG, TỈNH BÌNH DƯƠNG
Tác giả
LÊ NGUYỄN MỸ CHI
Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỷ sư ngành Lâm nghiệp
chuyên ngành Quản lý tài nguyên rừng
Giảng viên hướng dẫn
Tiến sĩ Viên Ngọc Nam
Tháng 7/2010
i
LỜI CẢM TẠ
Để hoàn thành luận văn này tôi đã nhận được sự hỗ trợ và giúp đỡ của quý
thầy cô. Cảm ơn quý thầy cô khoa Lâm nghiệp, Ban Giám hiệu trường Đại học
Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh, cảm ơn thầy Giang Văn Thắng – Trưởng bộ môn
Quản lý tài nguyên rừng, thầy Nguyễn Minh Cảnh – Giáo viên chủ nhiệm lớp
DH06QR cùng các thầy cô đã tận tình giảng dạy và tạo điều kiện giúp đỡ tôi học
tập trong suốt chương trình học tập vừa qua.
Xin chân thành cảm ơn TS. Viên Ngọc Nam, thầy hướng dẫn trực tiếp
khóa luận tốt nghiệp này đã dành nhiều thời gian và tận tình hướng dẫn tôi hoàn
thành khóa luận.
Cảm ơn Ban Quản lý Nông trường Cao su Long Tân, xã Long Tân, huyện
Dầu Tiếng, Tỉnh Bình Dương đã tạo những điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi rất
nhiều trong thời gian thực tập, thu thập số liệu tại Nông trường.
Xin gửi lời cảm ơn đến anh Nguyễn Văn Thành – Giảng viên trường Đại
học Lâm nghiệp, cơ sở 2 Đồng Nai, cảm ơn các bạn Lê Quang Việt, Lê Mai
Thanh Trâm, Võ Duy Lộc, Lã Văn Khơi đã quan tâm và hỗ trợ rất nhiều cho tôi
trong suốt quá trình thu thập số liệu và làm khóa luận.
Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả bạn bè, những người
thân và tập thể lớp DH06QR đã hỗ trợ và động viên tôi rất nhiều, là động lực to
lớn giúp tôi hoàn thành khóa luận và chương trình học của mình.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 7 năm 2010
Lê Nguyễn Mỹ Chi
ii
TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu “Xây dựng biểu thể tích cho cây Cao su (Hevea
brasiliensis Mull Arg) tại Nông trường Cao su Long Tân, xã Long Tân, huyện
Dầu Tiếng, tỉnh Bình Dương” được tiến hành tại Nông trường Cao su Long Tân
từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2010.
Mục tiêu chính của đề tài là:
+ Xác định mối tương quan của thể tích cây và các nhân tố cấu thành thể
tích làm cơ sở cho việc xác định kiểu biểu và số nhân tố đưa vào biểu.
+ Tính toán trữ lượng gỗ, củi của Nông trường trong các lần khai thác.
Phương pháp nghiên cứu chủ yếu là phương pháp thu thập số liệu trên
thực địa theo các ô tiêu chuẩn 1000 m2 (20 m x 25 m) theo từng cấp tuổi. Sử
dụng phần mềm Excel 2007 và Statgraphics 3.0 để xử lý và phân tích số liệu.
Kết quả thu được của đề tài bao gồm:
+ Phương trình tương quan giữa hai nhân tố là chiều cao vút ngọn và
đường kính thân đo tại vị trí 1,3 m. Phương trình có dạng:
Hvn = -7,95329 + 5,80334*sqrt(D1,3)
+ Phương trình tương quan giữa thể tích và hai nhân tố cấu thành thể tích
là chiều cao vút ngọn và đường kính đo tại vị trí 1,3 m. phương trình cụ thể như
sau:
Log(V)=-2,75221+1,14091*log (Hvn)*log (D1,3)
+ Xây dựng biểu thể tích cho cây cao su tại Nông trường.
+ Xác định được tổng trữ lượng của Nông trường và trữ lượng gỗ, củi
trong khai thác. Trữ lượng gỗ dưới cành chiếm 24,90%, gỗ pallet chiếm 41,98%,
trữ lượng củi chiếm 33,12%.
+ Xác đinh được tổng số tiền thu được của Nông trường là
255.029.451.800 VNĐ, trong đó tiền thu được từ gỗ dưới cành chiếm 49,54%,
tiền thu từ gỗ pallet là 41,77%, thu từ củi là 8,69%.
iii
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
A
Tuổi cây.
C
Chu vi cây
d
Đường kính cây.
D1,3
Đường kính thân đo tại vị trí 1,3 m.
h
Chiều cao cây.
Hdc
Chiều cao dưới cành.
Hvn
Chiều cao vút ngọn của cây.
g
Tiết diện ngang.
f
Hình số thân cây.
it
Tăng trưởng trung bình hằng năm.
it
Tăng trưởng trung bình năm.
M
Trữ lượng.
N
Số lượng cây.
NNPTNT
Nông nghiệp phát triển nông thôn.
R2
Hệ số xác định.
Se
Sai số tiêu chuẩn.
V
Thể tích cây.
V củi
Thể tích củi.
Vdc
Thể tích gỗ dưới cành hay còn gọi là gỗ lớn.
Vpallet
Thể tích gỗ pallet
.
iv
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM TẠ ................................................................................................................ii
TÓM TẮT .....................................................................................................................iii
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ....................... Error! Bookmark not defined.
MỤC LỤC...................................................................................................................... v
DANH SÁCH CÁC HÌNH..........................................................................................vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG........................................................................................viii
Chương 1: MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề ................................................................................................................ 1
1.2 Địa điểm, mục tiêu và giới hạn đề tài ....................................................................... 2
1.2.1 Địa điểm thực hiện.............................................................................................. 2
2.2.2 Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 2
2.2.3 Giới hạn đề tài..................................................................................................... 2
Chương 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU................................................................... 3
2.1 Những nghiên cứu về thể tích cây rừng .................................................................... 3
2.1.1 Nghiên cứu về các nhân tố cấu thành thể tích cây rừng ..................................... 3
2.1.2 Đo thể tích cây đứng.......................................................................................... 4
2.1.3 Đo thể tích cây ngã ............................................................................................. 5
2.2 Những nghiên cứu về biểu thể tích ........................................................................... 5
2.2.1 Tình hình nghiên cứu lập biểu thể tích cây đứng trên thế giới........................... 5
2.2.2 Tình hình nghiên cứu lập biểu thể tích ở nước ta ............................................... 7
2.3.1 Xác định trữ lượng rừng bằng cây tiêu chuẩn .................................................... 8
2.3.2 Xác định trữ lượng rừng bằng biểu thể tích........................................................ 9
2.3.3 Các phương pháp xác định nhanh trữ lượng rừng ............................................ 10
2.4 Tăng trưởng của cây rừng ....................................................................................... 11
v
Chương 3: NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP, ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐẶC ĐIỂM
KHU VỰC NGHIÊN CỨU ........................................................................................ 13
3.2 Đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội vùng nghiên cứu ........................................... 17
3.2.1 Đặc điểm tự nhiên............................................................................................. 18
3.2.2 Những đặc điểm kinh tế xã hội......................................................................... 21
3.3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu .................................................................... 21
3.3.1 Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 21
3.3.2 Nội dung nghiên cứu......................................................................................... 21
3.4 Phương pháp nghiên cứu......................................................................................... 22
3.4.1 Thu thập những tài liệu liên quan ..................................................................... 22
3.4.2 Ngoại nghiệp..................................................................................................... 22
3.3.2 Nội nghiệp......................................................................................................... 24
Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...................................................................... 27
4.1 Vị trí khu vực nghiên cứu ....................................................................................... 27
4.2 Tương quan giữa chiều cao và đường kính............................................................. 28
4.3 Tương quan giữa thể tích và các nhân tố cấu thành thể tích................................... 32
4.4 Xây dựng biểu thể tích ............................................................................................ 34
4.5 Cách sử dụng biểu thể tích và phạm vi áp dụng ..................................................... 37
4.6 Xác định trữ lượng Cao su ...................................................................................... 37
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 43
5.2. Kết luận .................................................................................................................. 43
5.2. Kiến nghị ................................................................................................................ 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 45
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 49
vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Các loại tăng trưởng...................................................................................... 11
Hình 3.1: Cây Cao su (Hevea brasiliensis Muell Arg). ................................................ 13
Hình 3.2: Vị trí khu vực nghiên cứu (Nguồn Wikipedia) ............................................. 19
Hình 3.3: GPS và la bàn................................................................................................ 22
Hình 3.4: Cắt khúc cây tiêu chuẩn ................................................................................ 24
Hình 4.1: Vị trí khu vực nghiên cứu (Nguồn Google Earth, 2010) .............................. 27
Hình 4.2: Vị trí các ô đo đếm (Nguồn Google Earth, 2010)......................................... 28
Hình 4.3: Đồ thị tương quan giữa Hvn và D1,3.............................................................. 30
Hình 4.4: Đồ thị tương quan giữa Hvn và tuổi cây....................................................... 31
Hình 4.5: Đồ thị tương quan giữa D1,3 và tuổi cây ....................................................... 32
Hình 4.7: Đồ thị tương quan giữa thể tích và các nhân tố cấu thành thể tích............... 34
Hình 4.8: Biểu đồ lượng tăng trưởng trung bình năm của cây Cao su ......................... 39
Hình 4.9: Tỷ lệ thể tích từng phần trên thân cây........................................................... 40
Hình 4.10: Tỷ lệ trữ lượng gỗ, củi của nông trường. .................................................... 41
Hình 4.11: Biểu đồ tỷ lệ tiền theo sản phẩm................................................................. 42
vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 3.1: Diện tích trồng Cao su theo tuổi................................................................... 18
Bảng 3.2: Các cấp đường kính cây tiêu chuẩn.............................................................. 23
Bảng 3.3: Tiêu chuẩn phân loại gỗ Cao su ................................................................... 24
Bảng 4.1: Các dạng hàm tương quan giữa Hvn và D1.3 ................................................ 29
Bảng 4.2: Đường kính và chiều cao theo tuổi............................................................... 30
Bảng 4.3: Các dạng hàm tương quan của thể tích......................................................... 33
Bảng 4.4: Đường kính, chiều cao và thể tích cây theo tuổi .......................................... 34
Bảng 4.5: Biểu thể tích cho cây Cao su ........................................................................ 36
Bảng 4.6: Trữ lượng Cao su theo tuổi của Nông trường .............................................. 38
Bảng 4.7: Lượng tăng trưởng trung bình năm của cây cao su ...................................... 38
Bảng 4.9: Trữ lượng gỗ, củi theo tuổi........................................................................... 40
Bảng 4.10: Số tiền thu đươc của Nông trường.............................................................. 41
Bảng 4.11: Tỷ lệ tiền theo sản phẩm............................................................................. 42
viii
Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Quyết định số 2855 QĐ/BNN-KHCN của Bộ NNPTNT do Bộ trưởng Cao
Đức Phát ký và công bố ngày 17/9/2008. Theo đó, cây Cao su có thể sử dụng cho
cả mục đích nông nghiệp lẫn lâm nghiệp. Như vậy, đến nay trong 24 quốc gia
trồng Cao su trên thế giới, đã có 23 nước xem Cao su là cây lâm nghiệp, ngoại
trừ Myanmar (nguồn HAT, 2008). Đối với cuộc sống của người dân cây Cao su
chiếm một vị trí quan trọng và có những giá trị kinh tế như: lấy mủ, lấy gỗ, củi.
Bên cạnh đó nó còn có tác dụng điều hoà khí hậu. Cây Cao su được trồng phổ
biến ở các tỉnh Đông Nam Bộ và một số tỉnh phía Bắc như: Điện Biên, Sơn La,
Lai Châu. Trong chiến lược phát triển kinh tế hiện nay, cây Cao su là một trong
những cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao và góp phần tăng thu nhập cải
thiện cuộc sống người dân. Cho đến nay, nước ta cơ bản có những nghiên cứu về
kỹ thuật gieo trồng, chăm sóc, khai thác,... nhưng đặc biệt ở Nông trường Cao su
Long Tân, xã Long Tân, huyện Dầu Tiếng, tỉnh Bình Dương vẫn chưa có những
nghiên cứu trong việc tính toán các chỉ tiêu sinh trưởng để hỗ trợ cho việc khai
thác và tính toán sản lượng gỗ, củi. Theo yêu cầu của Nông trường nên trong
khuôn khổ luận văn này chúng tôi thực hiện đề tài “Xây dựng biểu thể tích cho
cây Cao su tại Nông trường Cao su Long Tân, xã Long Tân, huyện Dầu Tiếng,
tỉnh Bình Dương”, để cung cấp các thông tin nhằm tính toán trữ lượng gỗ, củi
khai thác cuối chu kỳ phục vụ cho việc quản lý, quy hoạch phát triển rừng Cao su
tại huyện Dầu Tiếng, tỉnh Bình Dương trong tương lai.
1
1.2 Địa điểm, mục tiêu và giới hạn đề tài
1.2.1 Địa điểm thực hiện
Nông trường Cao su Long Tân, xã Long Tân, huyện Dầu Tiếng, tỉnh Bình
Dương.
2.2.2 Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng biểu thể tích cho Nông trường để sử dụng trong tương lai.
Tính toán trữ lượng gỗ, củi cho các lần khai thác.
2.2.3 Giới hạn đề tài
Về nội dung: Trong giới hạn của khóa luận tốt nghiệp nên chỉ khảo sát và
đánh giá các nhân tố sinh trưởng của cây Cao su. Phân tích quy luật tương quan
giữa các nhân tố cấu thành thể tích và lập biểu thể tích cho cây Cao su.
Phạm vi nghiên cứu: Cây Cao su trồng ở tại Nông trường Cao su Long
Tân, huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương.
Thời gian: Thời gian thực hiện khóa luận từ tháng 3/2010 đến tháng
7/2010.
2
Chương 2
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
2.1 Những nghiên cứu về thể tích cây rừng
2.1.1 Nghiên cứu về các nhân tố cấu thành thể tích cây rừng
Thể tích cây rừng được tạo thành từ ba nhân tố: đường kính, chiều cao và
hình dạng thân cây. Trong vấn đề lập biểu thể tích thì tương quan giữa đường
kính và chiều cao là rất quan trọng. Đồng Sỹ Hiền (1974) khi mô tả mối quan hệ
giữa đường kính và chiều cao đã sử dụng một số phương trình mô phỏng.
h = a + b1.d + b2.d2
h = a + b.logd
gh = a + b.g
h = k.db
h – 1,3 = d2/(a + d.b)2
h - 1,3 = d2/(a + b1.d + b2.d2)
h = (a/g + k)
logh = a + b.logd
Các phương trình khác cũng được nhiều tác giả sử dụng:
Phương trình Korsun: lnh = a + b.lnd + c.ln2d
Phương trình Michajlov: h – 1,3 = a.eb/d hay h = 1,3 + a.eb/d
Phương trình: h = a + b.logd được Lê Cao Phong, Viên Ngọc Hùng, Đào
Công Khanh (1987) dùng để xây dựng tương quan giữa đường kính và chiều cao
cho loài Keo lá tràm tại Long Thành, tỉnh Đồng Nai.
Bùi Việt Hải (1998) dùng hàm y = a + b.logx làm cơ sở cho việc phân cấp
đất cho rừng trồng Keo lá tràm tại vùng Đông Nam Bộ.
3
Huỳnh Hữu To (1999) dùng hàm Schumacher và Mayer để biểu diễn sự
tương quan giữa h và d1,3 của loài Bạch đàn.
Phạm Trọng Thịnh (1999) đã sử dụng phương trình của Michajlov: h – 1,3
= a.eb/d mô phỏng tương quan giữa đường kính và chiều cao, phân chia giới hạn
các cấp chiều cao của rừng Đước trồng ven biển Nam Bộ.
Theo Đồng Sỹ Hiền (1974) thì đối với một lâm phần thuần loại đều tuổi,
giữa đường kính và chiều cao có một mối quan hệ rất chặt chẽ. Tương ứng với
mỗi đường kính ta có thể xác định được một chiều cao bình quân với độ chính
xác cao. Nhưng nếu từ lâm phần này qua lâm phần khác do điều kiện đất đai và
tuổi của chúng khác nhau nên tương ứng với một cỡ kính nhất định sẽ có các cấp
chiều cao khác nhau. Vì vậy khi lập biểu thể tích theo cấp chiều cao chỉ cần đo
đường kính và xác định cấp chiều cao là có thể xác định được thể tích.
Qua những kết quả nghiên cứu trên cho thấy nhiều tác giả đã tìm kiếm
một số dạng hàm toán học để biễu diễn tương quan giữa chiều cao và đường kính
d1,3. Việc lựa chọn hàm toán học nào đó để mô phỏng cho mối tương quan trên
đều có chung một quan điểm là hàm đó phải biểu diễn đúng quy luật sinh trưởng
của loài cây nghiên cứu và có sai số phương trình tương đối nhỏ nhất.
2.1.2 Đo thể tích cây đứng
Có nhiều cách để xác định thể tích cây đứng theo cách gián tiếp nhưng
vẫn đảm bảo được sự chính xác cho phép như:
+ Xác định thể tích cây đứng dựa vào hình số thân cây.
Để sử dụng cách xác định này cần chọn một vị trí để đo đường kính thân
cây. Thông thường là ở vị trí cách gốc 1,3 m. Nhưng vị trí này cũng có thể xê
dịch theo tập quán từng quốc gia khác nhau. Vị trí qui chuẩn để đo đường kính
thân cây đứng được chọn rộng rãi nhất là 1,3 m. Từ đường kính 1,3 và chiều cao
có thể thiết lập một hình viên trụ có chiều cao bằng chiều cao thân cây, tiết diện
đáy bằng tiết diện ngang thân cây ở vị trí 1,3m. Thể tích viên trụ này lớn hơn thể
tích thân cây rất nhiều nên cần có một hệ số chuyển đổi từ thể tích viên trụ này
sang thể tích thân cây. Hệ số này được coi như một hằng số trong công thức tính
4
thể tích viên trụ tròn xoay. Theo cách này thể tích thân cây đứng được tính theo
công thức:
V= π/4.d2j.h.f1
+ Xác định thể tích thân cây đứng bằng biểu thể tích:
Biểu thể tích là biểu ghi các trị số về thể tích thân cây theo một quy luật
nhất định, được thiết lập từ các phương trình tóan học biểu thị qui luật tương
quan giữa thể tích với các nhân tố khác, thường dùng nhất là nhân tố đường kính
và chiều cao.
+ Xác định thể tích cây đứng bằng phương pháp ước lượng
Phương pháp này đòi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm thực tiễn. Trong thực
tế có thể xác định nhanh thể tích cây đứng bằng phương pháp tình toán đơn giản,
yêu cầu không cao về độ chính xác. Công thức thường sử dụng là công thức của
Denzin:
V(m3/cây) = 0.001d1.32
2.1.3 Đo thể tích cây ngã
Có thể xác định thể tích cây ngã bằng 3 phương pháp chủ yếu:
+ Phương pháp cân thủy tĩnh dựa trên các định luật vật lý. Phương pháp
này cho kết quả rất chính xác nhưng rất phức tạp và tốn kém nên chỉ sử dụng
trong nghiên cứu khoa học hoặc phương tiện vận chuyển gỗ bằng đường thủy.
+ Phương pháp cân trọng lượng. Xác định tổng thể tích của các súc gỗ sản
phẩm. Từ trọng lượng các súc gỗ rồi suy ra thể tích thông qua những hệ số
chuyển đổi. phương pháp này chỉ xác định thể tích gần đúng.
+ Phương pháp xác định thể tích cây bằng công thức hình học. Tuy
phương pháp này không chính xác tuyệt đối nhưng cũng đáp ứng được yêu cầu
về độ chính xác cần thiết nên được sử dụng rộng rãi trong thực tiễn điều tra rừng.
2.2 Những nghiên cứu về biểu thể tích
2.2.1 Tình hình nghiên cứu lập biểu thể tích cây đứng trên thế giới
Các biểu thể tích đã xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1846 ở Baviere (nước
Đức củ). Đến nay cùng với sự phát triển của công nghệ và khoa học thế giới đã
có thêm rất nhiều biểu thể tích theo những nguyên tắc, phương pháp rất khác
5
nhau, tựu trung có thể được xếp vào ba phương pháp chủ yếu sau đây (Đồng Sỹ
Hiền, 1974).
+ Phương pháp dựa trên sự phân tích các nhân tố cấu thành thể tích:
Theo phương hướng này có các loại biểu sau:
- Biểu thể tích một nhân tố của Nga (1870 – 1886), các biểu thể tích của
Cục công nghiệp rừng Liên Xô do giáo sư Zakkarov thành lập cho loài Vân sam,
Tovstoless lập cho loài Thông, Tiourin lập cho loài Hoa mộc và bạch Dương,
Chousov lập cho loài Sồi, Dẻ…
- Biểu hai nhân tố: Gồm có biểu Baviere (1846), biểu chung cho nước
Đức của Grunder Schwappach (1898), biểu của Hoàng Gia Nga do Krioudenere
lập (1904 – 1913).
- Biểu ba nhân tố: Có biểu của Schiffel ở Áo (1899 – 1908), Biểu của
Mass ở Thụy Điển (1911).
+ Phương pháp dựa trên sự nghiên cứu tổng hợp quy luật tương quan giữa
thể tích với một, hai, ba hay nhiều nhân tố nữa dươi dạng một hàm nào đó của
thể tích. Đối với phương pháp này có các biểu thể tích sau:
- Biểu một nhân tố được Huffel lập từ cuối thế kỷ 19 dựa trên biểu đồ
quan hệ giữa thể tích và đường kính ở tầm cao d1.3. Kopetxki (1899 – 1900) và
Gehrhardt (1901) sáng lập ra phương trình đường thẳng của thể tích V = a + b.g.
Sau đó phương trình này được tác giả Hummel (1955), Abadic và Ayral (1956)
sử dụng để lập biểu thể tích theo dạng V = a + b.d2. Palley (1963), Prodan, Honer
(1964), Souloumica (1971), phát triển phương trình của Kopetxki thành các dạng
phương trình bậc hai, bậc ba hoặc hệ phương trình bậ hai biểu thị mối quan hệ
giữa thể tích và đường kính.
- Biểu hai nhân tố dựa trên tương quan giữa thể tích với đường kính và
chiều cao do Schumacher và Hall (1933) đề xuất, phương trình có dạng: logV =
logk + b1.logD + b2.logH. Sau đó tác giả Spurr (1952) tiếp tục nghiên cứu và đề
xuất dạng phương trình V = a + b.(d2.h). Phương trình của Spurr đã được các tác
giả Perrey và Yates (1964), Smith, Narry, Breadon (1964), Carrow (1963) kiểm
nghiệm và phát triển.
6
Honer (1965) đề xuất phương trình cho 11 loài ở Canadda: V = d2 /(a +
b/h).
Schaeffer (1948) lập biểu hai nhân tố dựa trên quan hệ giữa đường kính
giữa thân với vị trí được đo: V = (a - b.h – k.d)/100.
Naxslund (1940) dùng tương quan nhiều lớp có dạng V = F(d2, d2.h,
d.h2,d2.hT, dh2e), trong đó hT là chiều cao dưới tán, e là bề dày vỏ, để biểu ba
nhân tố.
+ Phương pháp dựa trên đường sinh thân cây:
Phương pháp dựa trên sự tiếp cận đường sinh của thân cây nào đó xác
định được ở tầm cao khác nhau tùy thuộc vào vị trí đo đường kính y = F(x). Theo
phương Pháp này người ta có thể xác định độ thon của cây và tính thể tích bằng
tích phân với độ chính xác cao.
2.2.2 Tình hình nghiên cứu lập biểu thể tích ở nước ta
Từ sau năm 1954 đã có nhiều nghiên cứu xây dựng biểu thể tích cây đứng
cho rừng tự nhiên và rừng trồng được công bố
2.2.2.1 Đối với rừng tự nhiên
Biểu Kraeuter do Kraeuter (Đức) lập ở Việt Nam năm 1958, đây là biểu
thể tích một nhân tố theo cấp chiều cao. Hiện nay biểu này ít được sử dụng.
Biểu thể tích theo cấp chiều cao do chuyên gia Trung Quốc lập cho khu
vực sông Hiếu vào năm 1960. Biểu thể tích này đến nay không còn sử dụng.
Biểu thể tích cây đứng rừng Việt Nam do Đồng Sỹ Hiền và cộng sự thuộc
Viện Nghiên cứu Lâm nghiệp lập năm 1974.
Một số biểu thể tích cho rừng tự nhiên do Viện Điều tra và Quy hoạch
rừng xây dựng:
+ Biểu thể tích cây đứng theo cấp chiều cao rừng khu vực Hà Tĩnh –
Quảng Bình.
+ Biểu thể tích theo cấp chiều cao rừng Quảng Ninh.
+ Biểu thể tích hai nhân tố cho rừng khộp Tây Nguyên.
7
2.2.2.2 Đối với rừng trồng
Có các biểu do Viện Nghiên cứu Lâm nghiêp và Viện Điều tra và Quy
hoạch rừng đã xây dựng cho một số loại rừng:
+ Biểu thể tích hai nhân tố cho Bồ đề, mỡ, Thông hai lá, Thông ba lá.
+ Biểu thể tích thân cây cho Thông đuôi ngựa ở Đông Bắc.
+ Biểu thể tích hai nhân tố cho Thông ba lá ở Lâm Đồng.
+ Biểu thể tích vút ngọn và thể tích dưới cành cho cây Tràm Tây Nam Bộ.
+ Biểu thể tích cho rừng trồng Bạch đàn đỏ và Bạch đàn trắng vùng trung
tâm.
+ Biểu thể tích rừng trồng Keo lá tràm ở miền Đông Nam Bộ.
+ Biểu thể tích rừng trồng Thông Caribea.
+ Biểu thể tích và biểu độ thon cây đứng cho rừng tự nhiên hỗn loài ở
miền Bắc trên cơ sở nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo đường kính, chiều
cao và hình dạng thân cây do Đồng Sỹ Hiền (1974) lập.
2.3 Trữ lượng rừng (M) và phương pháp xác định
Trữ lượng rừng là tổng thể tích của các cây cá thể cùng sinh trưởng và
phát triển trên một đơn vị diện tích rừng, tính theo đơn vị m3/ha. Trữ lượng rừng
là chỉ tiêu quan trọng biểu thị về khả năng sản xuất gỗ của một loại hình rừng
trên một điều kiện lập địa cụ thể và được tác động bằng biện pháp kỹ thuật nhất
định. trữ lượng rừng còn là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong việc đánh
giá vốn sản xuất của rừng, vì thế nó là chỉ tiêu quan tâm hàng đầu trong công tác
điều tra và kiểm kê rừng. (Giang Văn Thắng, 2006).
Các nhà khoa học đã nghiên cứu và đề xuất các phương pháp xác định trữ
lượng rừng sao cho phù hợp và đạt kết quả chính xác cao cho từng loại hình rừng
nhất định. các phương pháp này được vận dụng rất rộng rãi trên thế giới nói
chung và ở Việt Nam nói riêng.
2.3.1 Xác định trữ lượng rừng bằng cây tiêu chuẩn
Công thức chung:
M (m3/ha) = N.V
Trong đó:
8
M: Trữ lượng rừng (m3/ha).
N: Mật độ rừng được xác định theo mật độ cây.
V: Thể tích bình quân của các cây trong rừng.
V ở đây có thể xác định từ tổng thể các cây trong khu vực nghiên cứu rồi
tính bình quân, nếu ta chọn trong lâm phần các cây có thể tích bằng V thì có thể
dùng chúng để suy ra trữ lượng lâm phần. Những cây đó được gọi là cây tiêu
chuẩn. Một số phương pháp tiêu biểu cho việc xác định rừng bằng cây tiêu chuẩn
(Giang Văn Thắng, 2006):
+ Phương pháp Draut: Phân chia số cây tiêu chuẩn theo số lượng cây ở
mỗi cây kính trong tổng thể cây trên hecta, sau đó số cây tiêu chuẩn ở từng cấp
kính được lựa chọn để đo tính thể tích. Chủ yếu dùng xác định trữ lượng cho lâm
phần đồng tuổi, có biện pháp kinh doanh ổn định.
+ Phương pháp Urich: Phân chia số lượng cây trong rừng thành các cấp có
số cây bằng nhau, tính trữ lượng rừng bằng tổng thể tích của các cấp cây trong
rừng.
+ Phương pháp của Hartig: Sau khi lựa chọn cây tiêu chuẩn, tiến hành
chặt hạ và tính thể tích của chúng, tính tổng thể tích của cây ở từng cấp tiết diện
ngang bằng công thức chung, trữ lượng rừng sẽ là tổng thể tích của tất cả các
cấp.
2.3.2 Xác định trữ lượng rừng bằng biểu thể tích
Trong thực tiễn điều tra rừng, người ta thiết lập các loại biểu chuyên dụng
để xác định thể tích cho các cây, nhóm cây có cùng đặc điểm và kích thước và
hình dạng. tùy thuộc vào vào đọ thuần nhất của hình dạng thân cây trong các
vùng sinh thái khác nhau mà người ta xây dựng các biểu thể tích địa phương hay
biểu thể tích chung cho nhiều khu vực.
Các loại biểu thể tích được suy từ phương trình tương quan giữa thể tích
với một hoặc hay nhân tố cấu thành thê tích bao gồm:
+ Biểu thể tích một nhân tố: Là loại biểu được thiết lập từ phương trình
tương quan giữa thể tích với đường kính đo tại vị trí 1,3 m.
9
+ Biểu thể tích hai nhân tố: Là loại biểu được thiết lập từ phương trình
tương quan giữa thể tích với đường kính đo tại vị trí 1,3 m và chiều cao vút ngọn.
Biểu này còn được gọi là biểu thể tích một nhân tố theo từng cấp chiều cao.
+ Biểu thể tích ba nhân tố: Là loại biểu ghi thể tích bình quân cho cây
được thiết lập từ ba nhân tố là đường kính với đường kính đo tại vị trí 1,3 m,
chiều cao vút ngọn, hình số thân cây.
Từ các biểu thể tích này tiến hành xác định thể tích của lâm phần, từ đó
xác định trữ lượng rừng. Biểu càng nhiều nhân tố thì độ chính càng cao nhưng
đòi hỏi kiến thức, trình độ chuyên môn, nghiệp vụ của điều tra viên càng cao.
2.3.3 Các phương pháp xác định nhanh trữ lượng rừng
Việc xác định trữ lượng rừng bằng các phương pháp trên trong thực tế
thường phức tạp và mất nhiều thời gian nên trong thực tiễn điều tra rừng người ta
thường sử dụng các biện pháp xác định nhanh trữ lượng rừng. Phương pháp này
thường được sử dụng trong các những đợt điều tra kiểm kê rừng trên những
vùng lãnh thổ rộng lớn.
Xác định nhanh trữ lượng rừng bằng biểu quá trình sinh trưởng: Trong
biểu trình bày các giá trị bình quân của các nhân tố điều tra rừng, trữ lượng rừng
được xác định từ những phương trình tương quan giữa chúng với tuổi rừng. Dựa
vào tuổi rừng, tra vào biểu quá trình sinh trưởng tương ứng với từng cấp đất đã
xác định sẽ có được trữ lượng bình quân của rừng.
Xác định trữ lượng rừng bằng phương pháp đo nhanh của Đồng Sỹ Hiền
(1974): Phương pháp này hình thành từ mối tương quan giữa tổ hợp hình cao
(HF) với chiều cao bình quân (H) của rừng. Phương trình cụ thể:
HF = 2,1594 + 0,3594.H
Công thức để xác định trữ lượng rừng:
M = G.(H + 6,08)*0,3549
Với: G: tổng tiết diện ngang của rừng
H là chiều cao Lorey đại diện cho chiều cao bình quân của rừng.
10
2.4 Tăng trưởng của cây rừng
Từ khi hình thành đến già cỗi và chết đi, kích thước cây rừng không
ngừng tăng lên và sẽ ổn định ở một trị số nào đó. Đây là sự biến đổi về chất và
lượng của cây rừng theo thời gian. Về mặt toán học thì sự biến đổi này được
tượng trưng bằng đường cong tích lũy hình chữ S. Nếu xác định trong một gian
đoạn hay ở hai thời điểm khác nhau của quá trình sinh trưởng, người ta sẽ tính
được lượng gia tăng của cây rừng về chất cũng như về lượng, thông qua một chỉ
tiêu cụ thể nào đó. Lượng gia tăng này là lượng tăng trưởng của cây rừng. Nói
cách khác tăng trưởng là hiệu số của một nhân tố sinh trưởng nào đó ở các thời
điểm khác nhau.
Tùy theo việc lựa chọn thời gian tương ứng với các trị số biến đổi của
nhân tố sinh trưởng sẽ có những loại tăng trưởng khác nhau. (Hình 2.1)
Tăng trưởng
Tăng trưởng tương đối
Tăng trưởng tuyệt đối
Thường
Định kỳ
Bình quân (trung bình)
Hằng năm
Tổng tăng trưởng
thường xuyên
Định kỳ
Chung
Hình 2.1: Các loại tăng trưởng.
Trong các loại tăng trưởng vừa nêu thì tăng trưởng thường xuyên hằng
năm và tăng trưởng bình quân năm (tăng trưởng bình quân chung trong thời gian
một năm) là các chỉ tiêu có ý nghĩa quan trọng, thường được sử dụng nhiều nhất
trong đánh giá sinh trưởng, tăng trưởng của cây và rừng.
Những kết quả nghiên cứu trên là nguồn tài liệu tham khảo rất phong phú
và bổ ích khi nghiên cứu lập biểu thể tích, tính toán trữ lượng rừng Cao su tại
Dầu Tiếng, Bình Dương. Các biểu thể tích thân cây đứng cho các loài cây rừng
11
Việt Nam từ lâu đã được rất nhiều nhà lâm nghiệp trong và ngoài nước nghiên
cứu và thiết lập ở các vùng sinh thái khác nhau. Nhưng đối với cây Cao su thì
vẫn chưa có nhiều nghiên cứu. Các phương pháp và các biểu thể tích trên có ý
nghĩa tham khảo rất to lớn trong việc nghiên cứu xây dựng biểu thể tích cho cây
Cao su, loài cây vừa được công nhận là cây đa mục đich và chưa có nhiều nghiên
cứu về các nhân tố sinh trưởng, mà tiểu biểu là cây Cao su tại Nông trường Cao
su Long Tân, huyện Dầu Tiếng, tỉnh Bình Dương. Từ việc tham khảo, lựa chọn
các phương trình toán học, sử dụng các phần mềm chuyên dụng như Excel 2007,
Statgraphic 3.0 để xử lý và phân tích số liệu, luận văn sẽ đưa ra các phương trình
toán học thích hợp với điều kiện tự nhiên nơi điều tra, dễ sử dụng phù hợp với
đối tượng tiếp cận để hỗ trợ cho Nông trường trong việc tính toán lượng gỗ khai
thác và sử dụng cây Cao su trong tương lai.
12
Chương 3
NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP, ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐẶC ĐIỂM
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
3.1 Đối tượng nghiên cứu:
3.1.1 Nguồn gốc
Cây Cao su (Hevea brasiliensis Muell Arg) là cây thân gỗ thuộc chi
Hevea, họ Euphobiaceae. Cây Cao su có nhiều giống loại, nguồn gốc từ Brasil,
nguyên thuộc địa của Bồ Đào Nha tại Châu Mỹ La Tinh được phân bố tự nhiên
trên một vùng rộng lớn nằm giữa vĩ độ 6o Bắc – 15o Nam, giữa kinh độ 46o – 77o
Tây, bao gồm các nước Bolivia, Brazil, Colombia, Peru, Ecuador, Venezuela,
French Guiana, Surinam và Guyana (Webster và cộng tác viên, 1989). Hiện nay
cây Cao su được trồng ở nhiều khu vực khác nhiệt đới của thế giới như: Việt
Nam, Indonesia, Malaysia, Liberia, Ấn Độ, Sri Lanka, Sarawak, và Thái Lan.
3.1.2 Về đặc điểm sinh học và sinh thái.
Hình 3.1: Cây Cao su (Hevea brasiliensis Muell Arg).
13
Cây Cao su là cây thân gỗ, sinh trưởng nhanh. Lá cây thuộc lá kép có ba lá
chét. Hoa nhỏ màu vàng. Quả có ba mảnh vỏ chứa 3 hạt, quả tự khai, hạt khá lớn
kích thước khoảng 2cm, trong hạt có chứa nhiều dầu. Cây có thời kỳ rụng lá hoàn
toàn sau đó nảy lộc phát triển bộ lá mới. Trong điều kiện ở Việt Nam cây rụng lá
vào khoảng giữa tháng 12 đến tháng 2, ở Tây Nguyên và miền Trung cây Cao su
thường rụng lá sớm hơn. Cây ra hoa vào tháng 3, trái rụng vào tháng 8 – 9 hàng
năm. Cây thụ phấn nhờ gió và côn trùng. Tỷ lệ đậu trái trong tự nhiên rất thấp
dưới 3%. Bộ rễ của cây phát triển rất lớn, ở độ tuổi 7 – 8 rễ cọc phát triển 2 – 4
m. Ở cây trưởng thành bộ rễ có thể chiếm đến 15% tổng sinh khối của cây. Cây
Cao su có thể cao tới trên 30 m. Nhựa mủ màu trắng hay vàng có trong các mạch
nhựa mủ ở vỏ cây, chủ yếu là bên ngoài libe. Các mạch này tạo thành xoắn ốc
theo thân cây theo hướng tay phải, tạo thành một góc khoảng 30 độ với mặt
phẳng.
Cây Cao su chịu được lượng mưa hàng năm là 1.020 – 4.290 mm (nhiệt
độ hàng năm của 23,1 - 27,5°C và pH từ 4,3 - 8,0 (Duke, 1978). Khi nhiệt độ
xuống đến 4oC – 5oC cây bị khô lá và chết chồi non, nếu trong trường hợp
nghiêm trọng có thể gây chết cây hoàn toàn. Cây phát triển trong điều kiện nắng
1.600 giờ/năm, gió nhẹ 3 m/s.
Cây Cao su có trên 540 loài vi sinh vật gây hại, trong đó có 24 loài có tầm quan
trọng về phương diện kinh tế. Thông thường cây Cao su thường bị một số bệnh
như rụng lá mùa mưa (Phytophthora botryosa), phấn trắng (Oidium hevea), nấm
hồng (Corticium salmonicolor), loét sọc miệng cạo (Phytophthora palmivora),
héo đen đầu lá (Colletrichum gloesosporioides).
3.1.3 Những nghiên cứu về cây Cao su ở Việt Nam
Đầu tiên là Louis Pierre, một nhà thực vật học người Pháp, đã khảo sát,
điều tra và di nhập nhiều loại cây kinh tế vào nước ta, trong đó có cây Cao su.
Năm 1877, Ông thử nghiệm trồng hạt Cao su đầu tiên ở vườn Bách Thảo Sài
Gòn, nhưng không thành công. Nguyên do là hạt giống không nhiều và ít cây
sống sót lại bị loại bỏ trong các đợt tu chỉnh vườn Bách Thảo Sài Gòn vì ảnh
hưởng đến cảnh quan nơi đây.Đến năm 1897, toàn quyền Paul Doumer thành lập
14
hai trung tâm nghiên cứu thí nghiệm ươm giống cây Cao su từ hạt tươi. Một ở
Trạm thực nghiệm Ông Yệm (Bến Cát – Thủ Dầu Một) do Raoul, một dược sĩ,
chuyên nghiên cứu thực vật chí ở vùng nhiệt đới phụ trách, và một ở Suối Dầu,
thuộc viện Pasteur Nha Trang do Yersin chăm sóc (Nguyễn Thị Mộng Tuyền,
2000).
Đa số hạt giống được ươm nảy mầm, tốt nhanh. Sau đó cây Cao su con và
hạt Cao su cũng đã được gởi đến trồng ở nhiều loại đất khác nhau, ở nhiều nơi
như Gò Vấp, Thủ Đức, vườn thực nghiệm ở Huế, ở Tây Nguyên, và tận ngoài
miền Bắc… nhưng đa phần cây được trồng đều bị chết vì trồng không đúng đất
và khí hậu không thích hợp.
Năm 1904, việc trồng cây cao su trong các vườn thí nghiệm đều mang lại
kết quả khả quan. Bằng chứng là trong vườn thí nghiệm ở Nha Trang, Yersin,
nhà vi trùng học đã cùng với viên kỹ sư nông nghiệp kiêm kỹ sư hóa học Vernet
(người đã nghiên cứu rất nhiều về các vấn đề cao su) nêu lên những căn cứ
khoa học cho cách trồng tỉa và phương pháp lấy mủ Cao su. Sau đó, chính Yersin
là người có tiếng nói quyết định trong việc kiến lập nền kỹ nghệ Cao su ở Nam
Kỳ.
Phát triển công trình nghiên cứu của Yersin, các nhà nông học Pháp đã đi
đến kết luận là với những điều kiện đất đai, khí hậu ở miền Đông của Nam Kỳ,
Cao su có thể phát triển một cách thuận lợi không kém ở vùng đồng bằng sông
Amazone. Cao su là một loại cây chỉ thích hợp với những vùng đất phù sa cũ đất
đỏ và xám, loại đất này ở Nam Bộ chạy dài thành một dải theo hướng Bắc Đông
Bắc và Nam Đông Nam. Đó là đất sét nhưng dễ làm, rất ít chất đá vôi, thường có
nhiều mùn và có một hàm lượng hữu cơ khá lớn. Đất không lẫn cuội và sỏi, ở độ
sâu từ 15 đến 40 mét đất vẫn đồng chất. Ở vùng đất đỏ Đông Nam Kỳ, đất không
bị cứng, hút nước mưa, không để cho nước chảy thành dòng và giữ được độ ẩm
tốt. Các nhà khoa học Pháp đã phát hiện ở miền Đông của Nam Kỳ, diện tích đất
đỏ tối thiểu là 200.000 hecta tạo thành một dải dài 200 km, rộng từ 2 đến 20 km.
15
Điều kiện tự nhiên kể trên làm cho cây Cao su sớm có mặt và gắn bó với
miền Đông của Nam Kỳ. Đặc biệt là ở Thủ Dầu Một, nơi diện tích Cao su lớn
gấp 3 lần diện tích trồng lúa nước.
Nhận thức được giá trị của cây Cao su với 2 sản phẩm chính là mủ và gỗ
trong kế hoạch mở rộng địa bàn ở Việt Nam, chương trình cải tiến giống của
Viện Nghiên Cứu Cao su Việt Nam sau 1975 đã đặt mục tiêu là chọn tạo những
dòng vô tính sinh trưởng nhanh, khỏe, năng suất cao, chống chịu bệnh và thích
nghi với điều kiện môi trường đa dạng, ít thuận lợi.
Từ 1996 đã phát triển được phần mềm quản lý quĩ gen Cao su trên Visual
Foxpro có khả năng quản lý dữ liệu và truy cập nhanh chóng lý lịch cơ bản, các
chỉ tiêu nghiên cứu, hình ảnh... của từng kiểu di truyền. Đã hoàn thành cơ bản
một catalogue quĩ gen Cao su của Việt Nam. Số liệu đánh giá nguồn gen cây
trồng chống chịu được lập phiếu, bản đồ và lưu giữ trong máy vi tính để tiện lợi
trong quá trình tra cứu sử dụng v v....
Cây Cao su đã có 30 dòng vô tính thuộc tập đoàn và 10 dòng lai vô tính
trong nước sử dụng bố mẹ từ nguồn gen đang lưu giữ chiếm chủ yếu diện tích
Cao su trồng ở Việt Nam và góp phần đưa năng suất mủ từ 0,8 tấn /ha lên 1,2 1,3 tấn/ha. Thêm nữa, 107 dòng vô tính thuộc tập đoàn quĩ gen đã được chọn lọc
dùng làm bố mẹ để lai trong chương trình cải tiến giống Cao su và đã tạo được
gần 20.000 cây lai đang được khảo nghiệm, một số dòng đã được phép khu vực
hóa, có triển vọng tốt. Cũng từ nguồn gen Cao su đã chọn được một số dòng vô
tính thuộc nguồn gốc di truyền Amazone có triển vọng cho công tác phát triển
Cao su lấy gỗ trong thời gian tới. Chương trình lai tạo giống của Viện Nghiên
cứu Cao su VN đã góp phần phục vụ ngành Cao su với những giống ưu tú được
Bộ Nông Nghiệp - PTNT công nhận cho sản xuất diện rộng và Tổng công ty Cao
su Việt Nam ban hành sử dụng. Các giống này, LH 82/156 (RRIV 2), LH 82/158
(RRIV 3) và LH 82/182 (RRIV 4) có khả năng khai thác sớm hơn 1 - 2 năm và
năng suất cao hơn 20 - 40% so với giống nhập nội hiện có (Trần Thị Thúy Hoa,
Lê Mậu Túy, Phạm Hải Dương, Lại Văn Lâm và Ngô Văn Hoàng, 2004).
16