Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Khái niệm và ý nghĩa của việc nghiên cứu quy luật sinh trưởng Sinh trưởng và phát triển là một trong những biểu hiện quan trọng của động thái rừng, nó có ảnh hưởng quyết định đến mục tiêu kinh doanh của ngành Lâm nghiệp là nâng cao sản lượng rừng. Rừng sinh trưởng và phát triển tuân theo những qui luật nhất định. Các qui luật đó bị chi phối bởi tính di truyền và điều kiện lập địa.
Nắm vững các qui luật đó, đề xuất các biện pháp kỹ thuật lâm sinh chính xác và kịp thời cho từng giai đoạn là cơ sở khoa học để điều khiển quá trình sinh trưởng phát triển của rừng nhằm đáp ứng các mục tiêu kinh doanh đã đề ra. Đặc điểm của cây rừng là có đời sống rất dài nên việc nghiên cứu toàn bộ các giai đoạn sinh trưởng phát triển của chúng trở nên không đơn giản. Những sai lầm của các biện pháp kỹ thuật lâm sinh không dễ phát hiện ra ngay ma phải chờ đợi một thời gian dài để khảo nghiệm. Ta có thể định nghĩa sinh trưởng và phát triển như sau : Sinh trưởng là sự tăng lên về kích thước và trọng lượng của cây (hoặc từng bộ phận) có liên quan với sự tạo thành mới các cơ quan, các tế bào cũng như các yếu tố cấu trúc của tế bào.
Sinh trưởng là quá trình không đi ngược chiều lại. Phát triển cá thể là tiến trình có tính qui luật của những biến đổi về chất lượng của các chất chứa trong tế bào và của quá trình tạo hình (phát sinh các cơ quan, bộ phận, thành phần cấu trúc mới…) mà thực vật trải qua trong chu kì sinh sống cá thể. Sinh trưởng và phát triển có liên quan chặt chẽ với nhau. Không có sinh trưởng sẽ không có phát triển.
Ngược lại, phát triển là tiền đề của sinh trưởng. Nghiên cứu về mật độ và tỉa thưa lâm phần Từ khái niệm và ý nghĩa của sinh trưởng và phát triển lâm phần ta thấy rằng : Rừng sinh trưởng và phát triển theo những qui luật nhất định và việc nắm vững các qui luật đó, đề xuất các biện pháp kỹ thật lâm sinh chính xác và kịp thời cho từng giai đoạn là vô cùng quan trọng. Hiện nay, rừng trồng nước ta chiếm một diện tích đáng kể, chu kì kinh doanh của các loài cây trồng lại dài so với cây nông nghiệp, địa bàn trồng rừng thường là những nơi phức tạp. Do vậy, việc áp dụng các biện pháp thâm canh như bón phân, tưới nước, làm cỏ… đặc biệt từ giai đoạn rừng sào là rất khó khăn.
Do đó, tỉa thưa nhằm điều chỉnh mật độ, điều chỉnh không gian dinh dưỡng cho cây rừng phát triển làm cho năng suất, chất lượng của rừng ngày càng cao được coi là biện pháp lâm sinh quan trọng nhất. Vì lẽ đó, tỉa thưa và xác định mật độ tối ưu cho rừng trồng kể cả về phương diện lý luận và thực tế đều được các nhà lâm nghiệp đặc biệt quan tâm nghiên cứu. Đối với bản thân đề tài «Nghiên cứu một số quy luật sinh trưởng và cơ cấu sản phẩm của lâm phần rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium)» thì việc điều chỉnh mật độ và tỉa thưa là hai biện pháp kỹ thuật lâm sinh cơ bản được nghiên cứu với mục đích chính là nâng cao năng suất và giá trị sử dụng gỗ và ngoài gỗ của lâm phần vào những mục tiêu kinh doanh đã được định sẵn như làm nguyên liệu gỗ xẻ, gỗ dăm, gỗ trụ mỏ hay làm nguyên liệu giấy. Ảnh hưởng của mật độ và tỉa thưa đến sinh trưởng và sản lượng lâm phần Theo khái niệm chung, mật độ là chỉ tiêu phản ánh mức độ che phủ của tán cây trên diện tích rừng (Avery, T., 1975) [17] hoặc chỉ tiêu biểu thị mức độ lợi dụng lập địa của các cây trong lâm phần (Husch, B.
Từ khái niệm tổng quát đó, các tác giả đều cho rằng, mật độ có thể được biểu thị 5 bằng giá trị tuyệt đối, như tổng tiết diện ngang (G/ha), trữ lượng (M/ha), tổng diện tích tán (St/ha), số cây trên ha (N/ha) hay giá trị tương đối như: Độ đầy: P = Gđo/Gbiểu P = Mđo/Mbiểu Mật độ tương đối: No = Nđo/Nbiểu No = Stđo/Stbiểu Ở các công thức trên, Gđo, Mđo, Nđo, Stđo là tổng tiết diện ngang, trữ lượng, số cây, tổng diện tích tán cây trên hecta của lâm phần hiện tại, còn Gbiểu, M biểu, N biểu, Stbiểu là giá trị của các đại lượng tương ứng trong biểu của các lâm phần cùng cấp đất và tuổi với lâm phần điều tra. Abdalla (1985) đã sử dụng quan hệ Do/No để biểu thị ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng đường kinh. Tác giả kết luận là: Khi N > N’ thì Do < 1 Khi N -͂ N’ thì Do -͂ 1 Khi N < N’ thì Do > 1 Trong đó Do = d/d’; No = N/N’ Với d, N là đường kính bình quân và mật độ của lâm phần thực tế d’, N’ là đường kính bình quân và mật độ trong biểu sản lượng (N’ được coi là mật độ tối ưu) [16] Julians Evan (1992) [25] đã bố trí 4 công thức mật độ khác nhau (2985, 1680, 1075 và 750 cây/ha) cho bạch đàn E. deglupta ở Papua New Guinea không tỉa thưa.
Kết quả thu được sau 5 năm tuổi cho thấy đường kính bình quân của các công thức thí nghiệm tăng theo chiều giảm dần của mật độ, nhưng tổng tiết diện ngang (m2) lại tăng theo chiều tăng của mật độ, có nghĩa là rừng trồng ở mật độ thấp tuy lượng tăng trưởng về đường kính cao hơn 6 nhưng trữ lượng gỗ cây đứng của rừng vẫn nhỏ hơn những công thức trồng mật độ cao. Trong công trình nghiên cứu khác với thông P. Caribaea ở Queensland (Úc), tác giả cũng đã thí nghiệm với 5 công thức mật độ khác nhau (2200, 1680. 1330, 1075 và 750 cây/ha) không qua tỉa thưa, sau hơn 9 năm tổi cũng thu được kết quả tương tự, nhưng ở những công thức mật độ thấp số cây đạt đường kính D1.3 >10cm lại chiếm tỉ lệ cao hơn các công thức mật độ cao.
Điều đó có nghĩa là trữ lượng gỗ ở những công thức mật độ cao tuy lớn nhưng tỷ lệ gỗ sản phẩm thàn thục công nghệ lại nhỏ hơn so với các công thức mật độ thấp. Kamis Awang và David Taylor (1993) [26], ở Sabah cự ly 3 x 3m (mật độ 1.111 cây/ha) được sử dụng phổ biến nhất cho Keo tai tượng (Udarbe và Hepburn 1987 ; Raymond Tan 1992), mặc dù Udarbe (1987) đã nói rằng cự ly này có thể giảm xuống 2.5m (1600 cây/ha) để tạo cho cây sinh trưởng nhanh lúc mới trồng. SAFODA đã chọn cự ly 4 x 2 m (mật độ 1.250 cây/ha) và chuyển từ cwj ly ô vuông sang thành hình chữ nhật sau những thử nghiệm của họ ở Bengkoka cho thấy có ít sự khác nhau về sinh trưởng của cây trong hai cự ly này nhưng đã giảm được một lượng đáng kể về chi phí đầu tư trên một ha. Sinh trưởng đường kính và chiều cao trung bình của cự ly trồng Keo tai tượng ở Nahaba, Sabah, Malaysia ở 2 năm tuổi.
Cự ly Đường kính BQ(cm) Chiều cao BQ (m) 2 x 2m (2500 cây/ha) 6.0 Nguồn : Khamis 1991 7 Tổng kết 9 mô hìn tỉa thưa với 4 loài cây, E. Assmann (1961) đã chỉ ra rằng, tỉa thưa khong thể làm tăng tổng sản lượng gỗ một cách đáng kể, thậm chí tỉa thưa với cường độ lớn còn làm giảm tổng sản lượng gỗ lâm phần. Tuy nhiên, với lâm phần Vân sam (Picea abies) tỉa thưa mạnh sẽ làm co tăng trưởng thể tích của cây cá lẻ tăng lên 15 – 20% so với lâm phần không tỉa [5]. So sánh sinh trưởng của đường kính cây thuộc lâm phần Tếch ở tuổi 26 đã được tỉa thưa với cường độ lớn ở tuổi 14, Iyppu và Chandrasekharan (1961) nhận thấy ở lâm phần tỉa thưa mạnh đường kính cây là 39,9 cm trong khi ở lâm phần không tỉa thưa chỉ là 29,5 cm [32].
Nói tóm lại, các tác giả đều nhận định rằng, khi mật độ lâm phần giảm sinh trưởng của cá thể cây rừng đặc biệt là sinh trưởng đường kính sẽ tăng mạnh trong khi đó tổng sinh trưởng của lâm phần lại giảm, không tăng hoặc tăng rất ít. Sự tăng lên về tổng sản lượng do tỉa thưa có chăng chỉ là từ lượng sản phẩm được lấy ra tsf các lần tỉa thưa. Mặt khác, ta cũng thấy mật độ trồng rừng ảnh hưởng khá rõ đến chất lượng sản phẩm và chu kỳ kinh doanh, cho nên cần phải căn cứ vào mục tiêu kinh doanh cụ thể để xác định mật độ trồng cho thích hợp. Ảnh hưởng của mật độ và tỉa thưa đến chất lượng và các chỉ tiêu hình thái cây trong lâm phần Tỉa thưa - chặt nuôi dưỡng sẽ làm tăng giá trị sản phẩm của lâm phần.
[5] Như đã đề cập ở trêm, sự mở rộng không gian dinh dưỡng làm cho các cây rừng tăng trưởng nhanh hơn, đặc biệt về đường kính, do đó cơ cấu sản phẩm của lâm phần cũng thay đổi đáng kể, tỷ lệ gỗ có kích thước lớn đáp ứng được yêu cầu cho công nghiệp gỗ xẻ nhiều hơn. [33] Cùng với nó các chỉ tiêu có ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng gỗ như đường kính tán, độ dài tán, độ thon, đường kính cành, số cành… và các chỉ tiêu về tính chất hoá, lý của gỗ cũng thay đổi. [32] Các nghiên cứu về mối quan hệ giữa các chỉ tiêu hình thái 8 với mật độ rất phong phú. Ví dụ như tỉa thưa có thể làm tăng chất lượng gỗ của một số loài cây lá rộng như Quercus sp, Esche… như lại có có tác động ngược lại đối với loài Pinus silvetris, Larix sp … [5].
Tăng trưởng đường kính nhanh do tỉa thưa làm lượng gỗ giác nhẹ tăng, trong khi lượng gỗ lõi lại giảm, do đó chất lượng gỗ xẻ lại giảm đi [32], [33]. Ảnh hưởng của mật độ đến sự phát triển của tán lá khá rõ rệt. Nghiên cứu rừng trồng loài Pinus patula, Julians Evan (1982) cho thấy ở rừng 19 tuổi chưa qua tỉa thưa độ dài tán lá chỉ là 29% tổng chiều dài thân, trong khi cũng ở tuổi này rừng đã tỉa thưa một lần vào tuổi 9 chiều dài tán lên tới 40% chi dài thân [1]. Đối với diện tích tán, Hunt (1969) đã so sánh ảnh hưởng của tỉa thưa đến lâm phần 22 tuổi loài Pinus strobus và kết luận, sau 5 năm tính từ thời điểm tỉa thưa, tổng trọng lượng lá cây của lâm phần qua tỉa thưa gấp 3 lần tổng trọng lượng lá cây của lâm phần chưa tỉa thưa [32].
