Nghiên cứu cấu trúc và tỉa thưa tự nhiên rừng thông ba lá tại Tà Năng, Lâm Đồng

Tài liệu nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tỉa thưa tự nhiên của rừng thông ba lá tại Tà Năng, Lâm Đồng, làm cơ sở cho kỹ thuật nuôi dưỡng rừng.

• Tác giả: Nguyễn Cảnh Thìn
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Văn Thêm
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Lâm học
• Đề tài: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc, phân hóa và tỉa thưa tự nhiên của rừng trồng Thông ba lá (Pinus keysia Royle ex Gordon) trên cấp đất II và III ở khu vực Tà Năng tỉnh Lâm Đồng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Đồng Nai

Mục lục chi tiết

• ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Khái quát về rừng Thông ba lá
• 1.1.1. Đặc điểm phân loại Thông ba lá
• 1.1.2. Đặc tính sinh thái
• 1.1.3. Những nghiên cứu về rừng Thông ba lá
• 1.2. Phương pháp phân cấp sinh trưởng cây rừng
• 1.2.1. Phân loại cấp sinh trưởng cây rừng của Kraft (1884)
• 1.2.2. Phương pháp phân cấp sinh trưởng cây rừng ở Pháp
• 1.2.3. Phân loại cấp năng suất cây rừng của W. Shadelin và Leibundgyt
• 1.2.4. Phân cấp năng suất cây rừng của Zưnkin
• 1.3. Thảo luận chung
• 2. Chương 2: ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vị trí địa lý
• 2.1.1. Ranh giới hành chính
• 2.2. Khí hậu - thủy văn

Tóm tắt

I. Tổng quan cấu trúc rừng thông ba lá Lâm Đồng và vai trò

Rừng thông ba lá, với tên khoa học là Pinus kesiya, là một hệ sinh thái quan trọng tại tỉnh Lâm Đồng. Loài cây này không chỉ mang lại giá trị kinh tế từ gỗ và nhựa mà còn đóng vai trò to lớn trong việc bảo vệ môi trường, duy trì đa dạng sinh học và tạo cảnh quan du lịch. Việc hiểu rõ về cấu trúc lâm phần thông ba lá là nền tảng cho các hoạt động quản lý rừng bền vững Lâm Đồng. Cấu trúc của một khu rừng được thể hiện qua nhiều yếu tố. Các yếu tố này bao gồm mật độ cây rừng thông, sự phân bố cây theo các cấp đường kính và chiều cao, cùng với tổ thành loài cây trong quần xã. Nghiên cứu của Nguyễn Cảnh Thìn (2013) tại khu vực Tà Năng, Lâm Đồng đã cung cấp những dữ liệu quý giá về các đặc điểm này. Rừng trồng thông ba lá tại đây, với mật độ ban đầu là 1.600 cây/ha, cho thấy sự thay đổi rõ rệt về cấu trúc theo tuổi và điều kiện lập địa. Theo thời gian, quá trình cạnh tranh sinh tồn diễn ra, dẫn đến hiện tượng tỉa thưa tự nhiên. Quá trình này giúp định hình lại cấu trúc lâm phần, nơi những cây khỏe mạnh hơn sẽ phát triển và chiếm ưu thế. Việc phân tích các quy luật này giúp các nhà lâm học đưa ra các biện pháp kỹ thuật lâm sinh, đặc biệt là tỉa thưa nhân tạo, một cách khoa học và hiệu quả. Mục tiêu cuối cùng là dẫn dắt khu rừng phát triển theo hướng mong muốn, tối ưu hóa cả về sản lượng gỗ và các giá trị sinh thái khác.

1.1. Khám phá đặc điểm sinh thái Pinus kesiya tại Tà Năng

Pinus kesiya là loài cây gỗ lớn, ưa sáng mạnh và có khả năng tái sinh tự nhiên rất tốt trên đất trống. Theo Thái Văn Trừng (1999), loài này phân bố tự nhiên ở các vùng núi cao, đòi hỏi đất tốt, tầng đất sâu và ẩm. Tại khu vực Tà Năng, Lâm Đồng, điều kiện lập địa rừng thông rất thuận lợi, với độ cao từ 700-800m, đất feralit nâu đỏ phát triển trên đá bazan, và khí hậu nhiệt đới gió mùa. Những đặc điểm sinh thái Pinus kesiya này quyết định tốc độ sinh trưởng và cấu trúc của quần thể. Cây có thể bắt đầu ra hoa từ 6-7 tuổi, tạo điều kiện cho các thế hệ kế tiếp phát triển. Vỏ cây dày và chịu lửa tốt, là một đặc tính thích nghi quan trọng trong các hệ sinh thái rừng thường xuyên đối mặt với nguy cơ cháy. Sự hiểu biết về các đặc tính này là chìa khóa để xây dựng các mô hình trồng và chăm sóc rừng phù hợp, đảm bảo sự phát triển ổn định và bền vững.

1.2. Tầm quan trọng của việc quản lý rừng bền vững Lâm Đồng

Quản lý rừng bền vững Lâm Đồng không chỉ là nhiệm vụ của ngành lâm nghiệp mà còn là yếu tố sống còn đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh. Rừng Thông ba lá cung cấp gỗ cho xây dựng, làm đồ gia dụng và nguyên liệu giấy. Tuy nhiên, việc khai thác không hợp lý đã làm suy giảm diện tích rừng tự nhiên. Do đó, phát triển rừng trồng và áp dụng các biện pháp quản lý khoa học là cực kỳ cần thiết. Nghiên cứu về cấu trúc và tỉa thưa tự nhiên cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các quy trình kỹ thuật nuôi dưỡng rừng. Bằng cách mô phỏng và thúc đẩy các quá trình tự nhiên, các nhà lâm nghiệp có thể cải thiện chất lượng lâm phần, tăng lượng tăng trưởng bình quân và rút ngắn chu kỳ kinh doanh. Điều này không chỉ tối ưu hóa lợi ích kinh tế mà còn duy trì các chức năng phòng hộ, bảo tồn đa dạng sinh học dưới tán rừng thông và ổn định môi trường sinh thái.

II. Thách thức trong quản lý mật độ cây rừng thông ba lá

Một trong những thách thức lớn nhất trong lâm nghiệp là quản lý mật độ cây rừng thông một cách hiệu quả. Mật độ trồng ban đầu cao (1.600 cây/ha) nhằm mục đích nhanh chóng khép tán và kiểm soát cỏ dại. Tuy nhiên, khi cây lớn dần, sự cạnh tranh về ánh sáng, nước và dinh dưỡng trở nên gay gắt. Nếu không có sự can thiệp kịp thời, nhiều cây sẽ sinh trưởng còi cọc, chất lượng gỗ thấp và toàn bộ lâm phần có nguy cơ suy thoái. Quá trình tỉa thưa tự nhiên diễn ra nhưng thường chậm và không đồng đều, dẫn đến việc nhiều cây yếu vẫn tồn tại, chiếm dụng không gian và tài nguyên của những cây có tiềm năng. Dữ liệu từ nghiên cứu tại Tà Năng cho thấy, từ mật độ 1.600 cây/ha, đến năm thứ 6, mật độ chỉ còn khoảng 1.110 cây/ha trên cấp đất II và 1.060 cây/ha trên cấp đất III. Sự suy giảm này tiếp tục diễn ra ở các năm tiếp theo. Việc xác định thời điểm và cường độ tỉa thưa hợp lý là một bài toán khó. Tỉa thưa quá sớm hoặc quá nhẹ sẽ không giải quyết được triệt để vấn đề cạnh tranh. Ngược lại, tỉa thưa quá muộn hoặc quá mạnh có thể gây sốc cho lâm phần và tạo ra những khoảng trống lớn, tạo điều kiện cho sâu bệnh và gió bão gây hại. Do đó, việc nghiên cứu động thái sinh trưởng rừng tự nhiên và các quy luật phân hóa là vô cùng quan trọng.

2.1. Vấn đề suy giảm mật độ cây rừng thông theo tuổi

Sự suy giảm mật độ cây rừng thông là một quy luật tất yếu trong quá trình phát triển của rừng trồng thuần loài, đồng tuổi. Đây chính là biểu hiện của quy luật tỉa thưa tự nhiên. Theo nghiên cứu của Nguyễn Cảnh Thìn (2013), trên cấp đất II, tỷ lệ sống sót đến tuổi 6, 12 và 18 lần lượt là 69,4%, 56,9% và 55,6% so với mật độ trồng ban đầu. Trên cấp đất III, các con số tương ứng là 66,3%, 56,3% và 53,1%. Sự đào thải diễn ra mạnh mẽ nhất trong giai đoạn đầu, khi cây còn nhỏ và cạnh tranh không gian diễn ra quyết liệt. Khi tuổi rừng tăng, tốc độ tỉa thưa tự nhiên chậm lại nhưng vẫn tiếp diễn. Việc theo dõi sự suy giảm mật độ này giúp các nhà quản lý dự báo được trữ lượng và cấu trúc của rừng trong tương lai, từ đó xây dựng kế hoạch tỉa thưa chủ động thay vì để quá trình tự nhiên diễn ra một cách bị động và kém hiệu quả.

2.2. Ảnh hưởng của điều kiện lập địa rừng thông đến sinh trưởng

Điều kiện lập địa rừng thông hay cấp đất, là yếu tố quyết định đến tiềm năng sinh trưởng và tốc độ phát triển của rừng. Nghiên cứu đã chỉ ra sự khác biệt rõ rệt về các chỉ tiêu sinh trưởng trên cấp đất II và cấp đất III. Ví dụ, ở tuổi 18, trữ lượng bình quân trên cấp đất II đạt 311,93 m³/ha, trong khi trên cấp đất III chỉ là 185,24 m³/ha, thấp hơn tới 40,6%. Sự chênh lệch này cho thấy đất tốt hơn (cấp II) cung cấp điều kiện dinh dưỡng và độ ẩm tối ưu hơn, giúp cây phát triển nhanh hơn cả về đường kính và chiều cao. Điều này cũng ảnh hưởng đến quá trình phân hóa và tỉa thưa. Trên đất tốt, sự cạnh tranh diễn ra sớm và mạnh mẽ hơn, dẫn đến sự phân hóa rõ rệt hơn giữa các cây ưu thế và cây bị chèn ép. Do đó, các biện pháp kỹ thuật lâm sinh, bao gồm cả tỉa thưa, cần được điều chỉnh linh hoạt cho phù hợp với từng cấp đất cụ thể để tối ưu hóa hiệu quả.

III. Phân tích phân bố đường kính D1

Phân tích cấu trúc lâm phần thông ba lá không thể thiếu việc nghiên cứu sự phân bố đường kính D1.3 (đường kính ngang ngực). Đây là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá tình trạng sinh trưởng, ước tính trữ lượng và xác định các cây cần chặt bỏ trong quá trình tỉa thưa. Nghiên cứu tại Tà Năng đã sử dụng các hàm toán học như Normal, Weibull và Lognormal để mô hình hóa cấu trúc rừng. Kết quả cho thấy, ở các giai đoạn tuổi khác nhau, dạng phân bố đường kính có sự thay đổi. Ở tuổi 6, đường cong phân bố có dạng gần đối xứng, đỉnh nhọn, cho thấy sự đồng đều tương đối của lâm phần non. Tuy nhiên, đến tuổi 12 và 18, đường cong trở nên bất đối xứng và trải rộng hơn. Điều này phản ánh quá trình phân hóa ngày càng mạnh mẽ. Một số cây vượt lên chiếm ưu thế với đường kính lớn, trong khi nhiều cây khác bị chèn ép và có đường kính nhỏ hơn đáng kể. Ví dụ, ở tuổi 12 trên cấp đất II, phạm vi đường kính biến động từ 6,2 cm đến 27,0 cm. Sự phân hóa này là cơ sở để lựa chọn cây bài chặt và cây giữ lại. Việc áp dụng các mô hình phân bố giúp dự báo số cây trong từng cấp đường kính, từ đó tính toán được sản lượng gỗ thu được từ tỉa thưa và trữ lượng còn lại của rừng.

3.1. Mô hình hóa cấu trúc rừng thông qua phân bố N D

Việc mô hình hóa cấu trúc rừng bằng các hàm phân bố N/D (số cây theo đường kính) là một phương pháp định lượng hiệu quả. Nghiên cứu cho thấy, phân bố N/D của rừng Thông ba lá 6 tuổi trên cấp đất II phù hợp với phân bố chuẩn (Normal), trong khi trên cấp đất III lại phù hợp với phân bố Lognormal. Đến tuổi 12, mô hình Weibull lại mô tả tốt nhất cho cấp đất II. Sự thay đổi của mô hình phù hợp nhất theo tuổi và cấp đất cho thấy tính phức tạp và động thái của quần xã thực vật rừng thông. Các mô hình này không chỉ giúp mô tả hiện trạng mà còn là công cụ để dự đoán sự phát triển của lâm phần. Dựa vào các tham số của hàm phân bố, có thể ước tính tỷ lệ cây ở các cấp sinh trưởng khác nhau, qua đó lên kế hoạch tỉa thưa một cách chính xác, ví dụ như loại bỏ một tỷ lệ nhất định các cây có đường kính nhỏ nhất (nằm ở đuôi trái của đường cong phân bố).

3.2. Biến động cấu trúc tầng cây theo tuổi và cấp đất

Cấu trúc tầng cây của rừng trồng Thông ba lá thay đổi mạnh mẽ theo thời gian. Ở giai đoạn đầu (tuổi 6), rừng có cấu trúc tương đối đơn giản, hầu hết các cây đều nằm trong một tầng tán chính. Khi tuổi rừng tăng lên, sự phân hóa về chiều cao và đường kính tạo ra một cấu trúc phức tạp hơn. Các cây vượt trội hình thành tầng ưu thế sinh thái, trong khi các cây bị chèn ép tạo thành tầng dưới tán. Trên cấp đất tốt (cấp II), sự phân hóa này diễn ra nhanh và rõ rệt hơn so với cấp đất xấu hơn (cấp III). Ví dụ, ở tuổi 18, chiều cao bình quân trên cấp đất II là 18,7 m, cao hơn đáng kể so với 14,6 m trên cấp đất III. Sự khác biệt về cấu trúc tầng cây này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng quang hợp và sinh trưởng của từng cá thể, đồng thời cũng tác động đến đa dạng sinh học dưới tán rừng thông, nơi các loài cây bụi và thảm tươi phát triển tùy thuộc vào lượng ánh sáng lọt qua tán lá.

IV. Quy luật tỉa thưa tự nhiên và động thái sinh trưởng

Quy luật tỉa thưa tự nhiên là một quá trình sinh thái cốt lõi trong các khu rừng. Nó mô tả sự đào thải dần các cá thể yếu hơn do cạnh tranh trong quần thể. Quá trình này giúp rừng tự điều chỉnh mật độ để phù hợp với không gian và nguồn tài nguyên sẵn có. Việc nghiên cứu động thái sinh trưởng rừng tự nhiên và quá trình tỉa thưa này mang lại những hiểu biết sâu sắc cho việc quản lý rừng. Trong quần thể Thông ba lá tại Tà Năng, sự tỉa thưa tự nhiên đã làm giảm đáng kể số lượng cây từ lúc trồng đến tuổi 18. Những cây bị đào thải chủ yếu là những cây có đường kính và chiều cao nhỏ, tán lá kém phát triển và nằm ở tầng dưới bị che bóng. Đây là những cây thuộc cấp sinh trưởng IV và V theo phân loại của Kraft. Bằng cách hiểu rõ quy luật này, các nhà lâm nghiệp có thể thực hiện biện pháp tỉa thưa nhân tạo để đẩy nhanh quá trình, loại bỏ sớm những cây kém chất lượng. Việc này không chỉ giúp giải phóng không gian cho các cây mục tiêu phát triển tốt hơn mà còn thu được một phần sản lượng gỗ, mang lại hiệu quả kinh tế sớm hơn. Phân tích sự phân hóa cấp sinh trưởng là công cụ để định lượng và cụ thể hóa quy luật này.

4.1. Giải mã quy luật tỉa thưa tự nhiên trong quần thể

Để giải mã quy luật tỉa thưa tự nhiên, nghiên cứu đã áp dụng phương pháp phân cấp sinh trưởng, sử dụng các biến định lượng như đường kính (D), chiều cao (H) và đường kính tán (Dt). Dựa trên phương pháp của Zưkin và hàm lập nhóm tuyến tính Fisher, các cây trong lâm phần được phân thành 5 cấp sinh trưởng (I-V), từ tốt nhất đến kém nhất. Kết quả cho thấy, những cây bị đào thải tự nhiên (cấp V) là những cây có chỉ số D, H, Dt nhỏ nhất. Ví dụ, những cây có hệ số đường kính Kd < 0,7 được xếp vào nhóm có nguy cơ bị đào thải cao. Việc xác định được ngưỡng này cung cấp một tiêu chí khách quan và định lượng để lựa chọn cây bài chặt trong các lần tỉa thưa, giúp mô phỏng quá trình tự nhiên một cách hiệu quả và khoa học.

4.2. Đánh giá động thái sinh trưởng rừng tự nhiên qua các giai đoạn

Động thái sinh trưởng rừng tự nhiên được thể hiện qua sự thay đổi của các chỉ tiêu như đường kính, chiều cao, tiết diện ngang và trữ lượng theo thời gian. Dữ liệu nghiên cứu cho thấy, cả hai cấp đất II và III đều có sự tăng trưởng liên tục từ tuổi 6 đến 18. Tuy nhiên, tốc độ tăng trưởng trên cấp đất II luôn cao hơn. Lượng tăng trưởng bình quân về trữ lượng trên cấp đất II là rất ấn tượng, cho thấy tiềm năng sản xuất cao của rừng Thông ba lá trên điều kiện lập địa thuận lợi. Việc theo dõi động thái này qua các ô định vị lâu dài là cần thiết để xây dựng các biểu quá trình sinh trưởng (yield table) chính xác cho khu vực. Các biểu này là công cụ không thể thiếu trong việc lập kế hoạch kinh doanh, dự báo sản lượng và quyết định chu kỳ khai thác hợp lý, hướng tới mục tiêu quản lý rừng bền vững Lâm Đồng.

V. Kết quả nghiên cứu cấu trúc ứng dụng vào lâm nghiệp

Kết quả nghiên cứu về cấu trúc lâm phần thông ba lá và quy luật tỉa thưa tự nhiên tại Tà Năng, Lâm Đồng mang lại giá trị ứng dụng thực tiễn cao. Những số liệu cụ thể về mật độ, phân bố đường kính, chiều cao và trữ lượng ở các cấp tuổi 6, 12, 18 trên hai cấp đất II và III là cơ sở dữ liệu quan trọng để xây dựng các hướng dẫn kỹ thuật nuôi dưỡng rừng. Một trong những ứng dụng trực tiếp nhất là việc xác định cường độ và tiêu chuẩn chọn cây cho các lần tỉa thưa. Ví dụ, nghiên cứu đề xuất một giả định kỹ thuật: ở tuổi 6, có thể loại bỏ khoảng 20,9% số cây trên cấp đất II, chủ yếu là những cây có đường kính nhỏ hơn 7,0 cm. Ở tuổi 12, cường độ tỉa thưa có thể là 20,0%, tập trung vào những cây có đường kính dưới 13,0 cm. Các đề xuất này được xây dựng dựa trên phân tích đường cong phân bố N/D và nguyên tắc giữ lại những cây khỏe mạnh nhất. Việc áp dụng các chỉ tiêu định lượng này sẽ giúp chuẩn hóa hoạt động tỉa thưa, tránh sự tùy tiện và cảm tính, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế và chất lượng của rừng trồng Thông ba lá sau này. Những mô hình toán học được xây dựng cũng là công cụ hữu ích cho việc dự báo và lập kế hoạch lâm nghiệp dài hạn.

5.1. Xác định lượng tăng trưởng bình quân theo tuổi và cấp đất

Một kết quả quan trọng của nghiên cứu là việc định lượng được lượng tăng trưởng bình quân (LTGTBQ) của rừng Thông ba lá. LTGTBQ về trữ lượng trên cấp đất II từ tuổi 6 đến 18 cho thấy sự gia tăng mạnh mẽ, đạt đỉnh ở giai đoạn giữa chu kỳ kinh doanh. Cụ thể, trữ lượng tăng từ 22,17 m³/ha ở tuổi 6 lên 311,93 m³/ha ở tuổi 18. Tương tự, trên cấp đất III, trữ lượng tăng từ 18,56 m³/ha lên 185,24 m³/ha. Việc xác định được LTGTBQ cho từng cấp đất giúp nhà quản lý đánh giá được năng suất của rừng, so sánh hiệu quả của các biện pháp tác động và quyết định thời điểm khai thác chính hợp lý, thường là khi LTGTBQ hàng năm đạt cực đại. Đây là thông tin nền tảng cho việc hạch toán kinh tế trong lâm nghiệp.

5.2. Đề xuất kỹ thuật tỉa thưa dựa trên phân hóa tự nhiên

Dựa trên kết quả phân tích sự phân hóa và quy luật tỉa thưa tự nhiên, nghiên cứu đã đưa ra các đề xuất kỹ thuật cụ thể. Thay vì chỉ dựa vào quan sát định tính, các tiêu chí chọn cây bài chặt được lượng hóa. Cây cần loại bỏ là những cây thuộc cấp sinh trưởng IV và V, có đường kính nhỏ hơn ngưỡng (D̄ - S) (đường kính trung bình trừ đi độ lệch chuẩn). Phương pháp này, được gọi là tỉa thưa từ dưới, giúp loại bỏ các cây bị chèn ép, ít có khả năng đóng góp vào trữ lượng cuối cùng. Việc này giúp tập trung dinh dưỡng và không gian cho các cây ưu thế (cấp I, II, III). Áp dụng phương pháp này không chỉ cải thiện sinh trưởng của rừng mà còn giúp lâm phần đồng đều hơn, tăng khả năng chống chịu sâu bệnh và các điều kiện bất lợi, đồng thời đảm bảo chất lượng gỗ tốt nhất khi đến tuổi khai thác.

VI. Kết luận định hướng quản lý rừng thông ba lá bền vững

Nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc, phân hóa và tỉa thưa tự nhiên của rừng trồng Thông ba lá tại Lâm Đồng đã cung cấp một bức tranh toàn diện và định lượng về quá trình phát triển của lâm phần. Các phát hiện chính đã khẳng định rằng cấu trúc rừng thay đổi một cách có quy luật theo tuổi và cấp đất. Sự phân bố đường kính và chiều cao có thể được mô tả hiệu quả bằng các mô hình toán học, và quá trình tỉa thưa tự nhiên là động lực chính định hình lại lâm phần. Những kết quả này là cơ sở khoa học vững chắc để xây dựng và điều chỉnh các biện pháp kỹ thuật lâm sinh. Để hướng tới quản lý rừng bền vững Lâm Đồng, cần tiếp tục áp dụng các phương pháp nghiên cứu định lượng vào thực tiễn. Việc xây dựng các biểu quá trình sinh trưởng và mô hình dự báo riêng cho từng khu vực, từng điều kiện lập địa là rất cần thiết. Bên cạnh đó, cần kết hợp các mục tiêu kinh tế với mục tiêu bảo tồn đa dạng sinh học dưới tán rừng thông và các giá trị môi trường khác. Tương lai của ngành lâm nghiệp Lâm Đồng phụ thuộc vào việc áp dụng khoa học công nghệ, biến những khu rừng trồng không chỉ cho năng suất cao mà còn trở thành những hệ sinh thái ổn định và bền vững.

6.1. Tóm tắt các phát hiện chính về cấu trúc và tỉa thưa

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng: (1) Cấu trúc rừng Thông ba lá, bao gồm mật độ cây rừng thông, phân bố đường kính D1.3 và chiều cao, biến đổi rõ rệt theo tuổi và cấp đất. (2) Quá trình phân hóa trong quần thể ngày càng mạnh mẽ theo thời gian, được phản ánh qua sự thay đổi hình dạng của đường cong phân bố N/D từ đối xứng sang lệch. (3) Quy luật tỉa thưa tự nhiên chủ yếu đào thải những cây sinh trưởng kém (cấp IV, V), cung cấp cơ sở khoa học để lựa chọn cây bài chặt trong tỉa thưa nhân tạo. (4) Các mô hình toán học (Normal, Weibull, Lognormal) là công cụ hiệu quả để mô tả và dự báo cấu trúc lâm phần thông ba lá.

6.2. Hướng đi tương lai cho nghiên cứu và bảo tồn Pinus kesiya

Trong tương lai, các nghiên cứu cần được mở rộng trên nhiều cấp đất và nhiều vùng sinh thái khác nhau của Lâm Đồng để có cái nhìn tổng thể hơn. Cần thiết lập các ô theo dõi vĩnh viễn để thu thập dữ liệu dài hạn về động thái sinh trưởng rừng tự nhiên và ảnh hưởng của các biện pháp tỉa thưa. Ngoài ra, các nghiên cứu về đa dạng sinh học dưới tán rừng thông, chức năng giữ nước, chống xói mòn và hấp thụ carbon của rừng Pinus kesiya cũng cần được đẩy mạnh. Việc kết hợp kiến thức lâm học truyền thống với các công nghệ viễn thám và GIS sẽ giúp công tác quản lý, theo dõi tài nguyên rừng trở nên hiệu quả và chính xác hơn, góp phần vào sự nghiệp bảo tồn và phát triển bền vững loài cây quan trọng này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I TỔNG QUAN 1. Khái quát về rừng Thông ba lá 1. Đặc điểm phân loại Thông ba lá Thông ba lá (Pinus keysia Royle ex Gordon) là loài cây gỗ lớn, cao 30-35m, đường kính 50-60cm. Thân thẳng, vỏ dày và có màu nâu sẫm, nứt dọc, bong mảng, chịu lửa tốt.

Thông ba lá thường có ba lá kim màu xanh thẫm, mọc cụm trên chồi ngắn (bẹ), dài 15-20cm. Quả nón hình trứng viên chùy, dài 5-9cm. Quả có vỏ dày và có rốn rất rõ, có khi có gai nhọn. Hạt có cánh dài 1,5-2,5cm.

Thông ba lá ra hoa vào tháng 4-5, quả chín vào tháng 11-12 năm sau. Quả có thể tồn tại trên cây đến 9- 10 năm. Thông ba lá có thể ra hoa ngay từ lúc 6-7 tuổi. Gỗ mềm, nhẹ, màu vàng đến da cam; tỷ trọng 0,650-0,700[4].

Đặc tính sinh thái Theo Thái Văn Trừng (1999)[10], Thông ba lá phân bố ở Ấn Độ, Miến Điện, Thái Lan, Trung Quốc, Lào và Việt Nam… Ở Việt Nam, Thông ba lá phân bố ở khu vực Tây Nguyên, Hà Giang, Yên Bái và Lào Cai. Thông ba lá là loài cây tự nhiên của khu hệ thực vật núi vừa và cao. Ở phía nam nước ta, Thông ba lá phân bố ở những nơi có độ cao 500 đến 1.900 m so với mặt biển; lượng mưa trung bình từ 1.500 mm trở lên; nhiệt độ bình quân hàng năm từ 18-200C. Thông ba lá loài cây ưa sáng mạnh, tái sinh tốt trên đất trống.

Nó đòi hỏi đất tốt, tầng đất sâu và ẩm. Những nghiên cứu về rừng Thông ba lá Năm 1988, dựa trên cơ sở điều kiện tự nhiên và sinh trưởng của Thông ba lá, Nguyễn Ngọc Lung[6] đã phân chia rừng Thông ba lá thành 3 vùng - đó là phạm vi thích hợp với độ cao từ 1.800 m; phạm vi mở rộng với độ cao dưới 1.800 m và phạm vi giới hạn với độ cao dưới 600 m. Phạm vi thích hợp là trung tâm phân bố của rừng Thông ba lá thuần loài; trong đó Thông ba lá chiếm ưu thế ở tầng ưu thế sinh thái. Phạm vi mở rộng là vùng ngoại vi ở độ cao dưới 1.

Khi phân bố ở độ cao dưới 1.000 m, Thông ba lá mọc hỗn giao với Thông 2 lá (Pinus merkusii) và Dầu trà beng (Dipterocapus obtusiforlius). Nếu phân bố ở độ cao trên 1.800 m, Thông ba lá mọc chung với những loài cây thuộc họ Fagaceae và thường hỗn giao theo đám. Ở phạm vi giới hạn (dưới 600 m), Thông ba lá sinh trưởng kém. Khi nghiên cứu cấu trúc rừng Thông ba lá, Nguyễn Ngọc Lung (1988; 1999)[6], [7] đã mô tả phân bố N/D bằng hàm Normal, Weibull và Lognormal tùy theo tuổi.

Viên Ngọc Hùng (1989)[5] đã xây dựng biểu cấp đất rừng Thông ba lá Lâm Đồng. Lê Hồng Phúc (1995)[9] cũng đã nghiên cứu về cấu trúc và sinh khối rừng trồng Thông ba lá ở khu vực Đà Lạt tỉnh. Phó Đức Đỉnh (1995)[1] đã nghiên cứu những phương thức khai thác - tái sinh rừng Thông ba lá ở khu vực Đà Lạt tỉnh Lâm Đồng. Khi nghiên cứu cấu trúc rừng Thông ba lá, Nguyễn Ngọc Lung (1988; 1992)[6], [7] đã mô tả phân bố N-D bằng hàm phân bố chuẩn, Weibull và lognormal tùy theo tuổi.

Lê Hồng Phúc (1995)[9] cũng sử dụng hàm Weibull và lognormal để mô tả phân bố N-D của rừng trồng Thông ba lá ở Đà Lạt. Những nghiên cứu về đặc tính sinh thái của rừng Thông ba lá cũng đã được nhiều tác giả quan tâm. Phạm Trọng Nhân (2001)[8] và Nguyễn Văn Thêm (2003)[12], [13], [14] đã nghiên cứu ảnh hưởng của những yếu tố khí hậu đến sinh trưởng của Thông ba lá ở khu vực Đà Lạt. Năm 2005, Nguyễn Văn Thêm[17] đã ứng dụng hàm lập nhóm tuyến tính Fisher để phân cấp sinh trưởng rừng Thông ba lá từ 4-20 tuổi ở Đà Lạt tỉnh Lâm Đồng.

Phương pháp phân cấp sinh trưởng cây rừng 1. Phân loại cấp sinh trưởng cây rừng của Kraft (1884) Theo G. Kraft (1884) (Dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2004)[16], toàn bộ cây gỗ của một quần thụ thuần loài đồng tuổi có thể được phân chia thành 5 cấp sinh trưởng theo thứ tự giảm dần sức sống. Những cây cấp I là những cá thể tốt nhất.

Cây cấp II và III tương ứng là những cá thể khá và trung bình. Những cây cấp IV và V tương ứng là những cá thể xấu (bị chèn ép) và sắp bị đào thải. Những chỉ tiêu sử dụng để phân cấp sinh trưởng cây rừng bao gồm vị trí tán cây trong tán rừng, độ lớn 5 và hình dạng tán lá, khả năng ra hoa quả, tình trạng sinh lực, cây còn sống hay đã chết. Mỗi chỉ tiêu có một hệ thống tiêu chuẩn để nhận biết và đánh giá.

Cây cấp I là những cá thể cao nhất, đường kính thân cây to nhất, tán lá phát triển tốt nhất. Chiều cao của chúng bằng 1,2 - 1,3 H , với H là chiều cao bình quân lâm phần. Đây là nhóm cây sinh sản mạnh nhất, chất lượng hạt tốt nhất. Cây cấp II bao gồm những cá thể sinh trưởng và phát triển tốt, nhưng có các tiêu chuẩn thấp hơn cây cấp I.

So với H của quần thụ, chiều cao cây cấp II đạt 1,1 - 1,15 H. Cây cấp II cũng có khả năng sinh sản tốt, chất lượng di truyền tốt, tiả cành tự nhiên tốt và thường chiếm số lượng cá thể khá lớn. Cây cấp III là những cá thể trung bình, chiều cao đạt 0,95 - 1,0 H , lượng hoa quả đạt 35 - 40% so với cây cấp I. Số lượng cây cấp III thường đạt lớn nhất.

Cây cấp IV là những cá thể bị chèn ép, nhưng chúng vẫn có thể tham gia vào tầng thấp của tán rừng. Cây cấp IV được phân nhỏ thành hai nhóm: IVa là cây có tán hẹp nhưng đều; IVb là cây có tán dạng cờ lệch về một phía. Nói chung, cây cấp IV không ra hoa quả. Nếu loại bỏ cây cấp IVb ra khỏi tán rừng thì không để lại lỗ trống trong tán rừng.

Ngược lại, khi loại bỏ cây cấp IVa thì để lại lỗ trống nhỏ trong tán rừng. Cây cấp V bao gồm những cá thể đang chết hoặc đã chết, nhưng chúng vẫn chưa bị đổ gẫy. Cây cấp V được chia thành hai phân cấp nhỏ - đó là cấp Va và Vb. Cây cấp Va là những cây đang chết nhưng một vài bộ phận còn sống.

Cây cấp Vb là những cây đã chết, nhưng chúng chưa bị đổ gãy. Nhóm cây cấp V được gọi là nhóm cây bị đào thải. Nếu loại bỏ cây cấp V thì không để lại lỗ trống trong tán rừng. Phân cấp sinh trưởng cây rừng của Kraft có những ưu điểm như đơn giản, sử dụng nhiều chỉ tiêu biểu thị vai trò của mỗi cá thể trong quần thể, có ý nghĩa trong tuyển chọn cây giống và chặt nuôi rừng, dễ áp dụng trong phân loại cây theo cấp sinh trưởng ở rừng thuần loại đồng tuổi.

Tuy vậy, hệ thống phân loại của Kraft cũng có một số nhược điểm. Trước hết, hệ thống phân loại này chỉ áp dụng tốt cho rừng thuần loài đồng tuổi và rừng chưa qua tiả thưa. Hai là, sử dụng các chỉ tiêu định tính nên khó đưa ra tiêu chuẩn định lượng. Chẳng hạn, bằng mắt thường rất 6 khó so sánh những cây ra hoa quả nhiều với cây ra hoa quả ít, cây sinh trưởng tốt với cây sinh trưởng kém.

Ba là, cách phân loại này không phản ánh rõ động thái biến đổi của cây rừng theo thời gian. Thật vậy, cây ưu thế và cây bị chèn ép không phải lúc nào cũng giữ vị trí ổn định đến tuổi trưởng thành. Do tương tác qua lại giữa các cá thể cây rừng với nhau và giữa cây rừng với môi trường, nên một bộ phận cây cấp I và II có thể chuyển xuống nhóm cây cấp III và cấp IV, còn một bộ phận cây cấp III và IV lại chuyển lên nhóm cây thuộc cấp cao hơn. Bốn là, phương pháp này chưa cho biết rõ chất lượng cây rừng về mặt kỹ thuật.

Chẳng hạn, hai cây có vị trí tán trong tán rừng như nhau, nhưng chất lượng thân cây có thể khác nhau. Mặc dù còn một vài nhược điểm, nhưng hệ thống phân loại của Kraft rất thông dụng và được áp dụng nhiều trong nghiên cứu và sản xuất. Phương pháp phân cấp sinh trưởng cây rừng ở Pháp Cuối thế kỷ XIX, các nhà lâm học Pháp đã đưa ra hệ thống phân loại cấp sinh trưởng của những cây gỗ hình thành rừng Giẻ. Hệ thống này bao gồm 3 cấp.

Cấp cây tốt là những cây to lớn nhất, hình dạng thân đẹp, tán cân đối. Cấp cây cần chặt bỏ là những cây bé nhỏ, sinh trưởng kém, thậm chí cả cây to lớn nhưng chất lượng kỹ thuật kém, cây cản trở cây tương lai cần giữ lại. Cây phụ trợ là những cây có lợi cho cây cần giữ lại, nằm ở tầng thấp, có ý nghĩa trợ giúp cho cây cần giữ lại tỉa cành tốt và chống được yếu tố bất lợi (Dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2004)[16]. Phân loại cấp năng suất cây rừng của W.

Shadelin và Leibundgyt Nhà lâm học Thụy sỹ W. Shadelin (Dẫn theo Nguyễn Văn Thêm, 2004)[16] đã đề xuất hệ thống phân cấp sinh trưởng cây rừng dựa trên 3 dấu hiệu – đó là vị trí tán cây trong lâm phần, chất lượng thân cây và chất lượng tán lá. Vị trí tán cây trong lâm phần được chia ra 4 cấp; trong đó mỗi cấp được mã hoá bằng các số hàng trăm. Số 100 biểu thị những cây nằm ở tầng ưu thế sinh thái, số 200 - tầng bán ưu thế, số 300 và 400 - tương ứng tầng phụ thuộc và bị chèn ép.

Chất lượng thân cây được chia ra 3 cấp; trong đó mỗi cấp được mã hoá bằng các số hàng chục. Cây có thân đẹp (tốt), trung bình và xấu biểu thị tương ứng bằng số 10, 20 và 30. Chất lượng tán 7 lá được chia thành 3 cấp và tương ứng mỗi cấp được mã hoá bằng các số hàng đơn vị. Số 1 chỉ cây có tán lá tốt, số 2 – cây có tán lá trung bình, số 3 - cây có tán lá xấu.

Để khắc phục những thiếu sót và mở rộng khả năng áp dụng hệ thống phân cấp cây rừng của Shadelin, Leibundgyt (học trò của Shadelin) đã cải tiến hệ thống phân loại của Shadelin bằng việc xây dựng một hệ thống phân cấp sinh trưởng cây rừng chi tiết hơn. Phân cấp sinh trưởng cây rừng của Leibundgyt được Liên hiệp các viện nghiên cứu lâm nghiệp quốc tế (IUFRO) đánh giá rất cao và gọi là “Phân loại cây IUFRO”.