Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển lâm nghiệp bền vững, việc xây dựng và kiểm tra các bảng biểu điều tra rừng như biểu thể tích và biểu cấp đất đóng vai trò then chốt trong quản lý và kinh doanh rừng trồng. Tại Việt Nam, đặc biệt ở vùng Đông Bắc, diện tích rừng trồng ngày càng mở rộng với các loài chủ lực như Thông mã vĩ (Pinus massoniana) và Thông nhựa (Pinus merkussi). Từ năm 1995 đến 2001, các dự án trồng rừng do Ngân hàng tái thiết Đức tài trợ đã trồng được khoảng 32.311 ha rừng tại các tỉnh Bắc Giang, Lạng Sơn và Quảng Ninh, góp phần cải thiện môi trường sinh thái và nâng cao thu nhập cho cộng đồng địa phương.

Tuy nhiên, các bảng biểu điều tra hiện có cần được kiểm nghiệm về sự thích hợp để đảm bảo tính chính xác và phù hợp với điều kiện sinh thái địa phương. Mục tiêu nghiên cứu là kiểm tra sự phù hợp của biểu thể tích cây đứng và biểu cấp đất đã được lập cho hai loài Thông mã vĩ và Thông nhựa tại ba tỉnh trên, làm cơ sở cho việc điều chỉnh hoặc xây dựng mới các bảng biểu phục vụ quản lý rừng trồng hiệu quả. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các lâm phần trồng rừng thuộc nhiều cỡ tuổi và dạng đất đai khác nhau tại các huyện Cao Lộc, Chi Lăng, Đình Lập, Lộc Bình (Lạng Sơn), Lục Nam, Sơn Động (Bắc Giang), Tiên Yên, Đông Triều, Móng Cái (Quảng Ninh). Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao độ chính xác của dự báo sản lượng, năng suất rừng và hỗ trợ các giải pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sinh trưởng rừng hiện đại, bao gồm:

  • Mô hình sinh trưởng cây cá thể và lâm phần: Sử dụng các hàm sinh trưởng như Gompertz, Korf, Sloboda để mô phỏng chiều cao, đường kính và thể tích cây theo tuổi, giúp phân chia cấp đất và dự báo sản lượng.
  • Biểu thể tích và biểu cấp đất: Biểu thể tích được xây dựng dựa trên mối quan hệ giữa đường kính thân (D) và chiều cao cây (H), nhằm ước tính thể tích thân cây có vỏ và không vỏ. Biểu cấp đất dựa trên chiều cao tầng ưu thế (H0) của 20% cây cao nhất trong lâm phần, phân chia thành các cấp đất phản ánh năng suất lập địa.
  • Phương pháp kiểm tra và lựa chọn mô hình: Áp dụng các tiêu chuẩn thống kê như sai số tuyệt đối, sai số tương đối, hệ số tương quan, đồng thời kiểm tra tính logic sinh học và phân bố sai số để đánh giá sự phù hợp của biểu thể tích và biểu cấp đất.

Các khái niệm chính bao gồm: thể tích thực tế (Vt), thể tích lý thuyết (Vlt), sai số tuyệt đối (∆), sai số tương đối (∂%), chiều cao tầng ưu thế (H0), mật độ cây (N), tổng tiết diện ngang (G), trữ lượng lâm phần (M).

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu thu thập từ 63 ô tiêu chuẩn (ôtc) với tổng cộng 315 cây giải tích nhanh và 63 cây giải tích chi tiết, phân bố tại các tỉnh Bắc Giang, Lạng Sơn và Quảng Ninh. Mẫu được chọn ngẫu nhiên theo cấp tuổi và địa phương, đảm bảo đại diện cho các điều kiện sinh thái khác nhau.
  • Phương pháp điều tra: Thiết lập ô tiêu chuẩn diện tích 250 m², đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng như đường kính ngang ngực (D1.3), chiều cao vút ngọn (Hvn), chiều cao tầng ưu thế (H0), mật độ cây, diện tích tán. Cây tiêu chuẩn được chặt ngã để đo đạc chi tiết đường kính từng đoạn thân và tính thể tích thực tế theo công thức tiết diện kép.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phần mềm Excel và SPSS để tính toán thể tích thực tế, thể tích lý thuyết, sai số tuyệt đối và tương đối của biểu thể tích. Kiểm tra biểu cấp đất bằng phương pháp biểu đồ, so sánh đường cong chiều cao thực nghiệm với đường cong lý thuyết phân chia cấp đất.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2009-2011, bao gồm thu thập số liệu hiện trường, xử lý và phân tích dữ liệu, đánh giá kết quả và đề xuất khuyến nghị.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Kiểm tra biểu thể tích Thông mã vĩ: Từ 175 cây giải tích nhanh, 134 cây đủ chuẩn kích thước được sử dụng để kiểm tra biểu thể tích. Sai số tuyệt đối bình quân là -0,00029 m³, sai số tương đối bình quân là 1,27%, trong phạm vi chấp nhận được (dưới 10-15%). Sai số lớn nhất là 26,89%, nhỏ nhất là -19,65%, không có sai số hệ thống, cho thấy biểu thể tích hiện tại phù hợp với điều kiện sinh trưởng tại vùng nghiên cứu.

  2. Kiểm tra biểu cấp đất Thông mã vĩ: Biểu cấp đất phân chia thành 3 cấp dựa trên chiều cao tầng ưu thế (H0). Đường cong chiều cao thực nghiệm từ các ô tiêu chuẩn tại Bắc Giang, Lạng Sơn và Quảng Ninh nằm trong giới hạn của các cấp đất lý thuyết, chứng tỏ biểu cấp đất phù hợp với đặc điểm sinh trưởng của loài tại các tỉnh này.

  3. Kiểm tra biểu thể tích Thông nhựa: Dữ liệu từ 28 ô tiêu chuẩn với 140 cây giải tích nhanh cho thấy sai số tương đối trung bình của biểu thể tích cũng nằm trong giới hạn cho phép, đảm bảo tính chính xác khi áp dụng trong điều kiện địa phương.

  4. Kiểm tra biểu cấp đất Thông nhựa: Biểu cấp đất được xác nhận phù hợp với các đường cong chiều cao thực nghiệm, phản ánh đúng năng suất lập địa và sinh trưởng của Thông nhựa tại vùng nghiên cứu.

Thảo luận kết quả

Kết quả kiểm tra biểu thể tích và biểu cấp đất cho thấy các bảng biểu hiện hành đã được xây dựng trong khuôn khổ dự án KFW1 và KFW3 có độ chính xác cao và phù hợp với điều kiện sinh thái của các tỉnh Bắc Giang, Lạng Sơn và Quảng Ninh. Sai số tương đối trung bình dưới 2% cho biểu thể tích là mức rất tốt, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật trong điều tra và quản lý rừng trồng.

So sánh với các nghiên cứu trước đây về biểu thể tích và cấp đất cho các loài cây rừng trồng tại Việt Nam, kết quả này tương đồng với các công trình nghiên cứu của các tác giả lớn trong lĩnh vực lâm nghiệp như Vũ Tiến Hinh, Nguyễn Ngọc Lung. Việc sử dụng phương pháp đo đạc chi tiết cây giải tích và phân tích sai số kỹ lưỡng đã giúp nâng cao độ tin cậy của kết quả.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ sai số tương đối theo đường kính cây, biểu đồ so sánh đường cong chiều cao thực nghiệm và lý thuyết, cũng như bảng tổng hợp sai số tuyệt đối và tương đối cho từng ô tiêu chuẩn. Điều này giúp minh bạch và trực quan hóa mức độ phù hợp của các biểu.

Tuy nhiên, một số sai số lớn ở cây có kích thước đặc biệt hoặc ở các ô tiêu chuẩn có điều kiện lập địa khác biệt cho thấy cần tiếp tục theo dõi và điều chỉnh biểu khi mở rộng phạm vi áp dụng hoặc khi có thêm số liệu mới.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Cập nhật và hiệu chỉnh biểu thể tích và biểu cấp đất định kỳ: Thực hiện kiểm tra lại các bảng biểu sau mỗi chu kỳ sinh trưởng 3-5 năm để đảm bảo tính chính xác, đặc biệt khi mở rộng diện tích rừng trồng hoặc thay đổi điều kiện sinh thái. Chủ thể thực hiện: Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam phối hợp với các trường đại học lâm nghiệp.

  2. Xây dựng phần mềm ứng dụng quản lý dữ liệu lâm nghiệp: Phát triển phần mềm tích hợp các biểu thể tích và biểu cấp đất đã kiểm nghiệm, hỗ trợ cán bộ kỹ thuật tra cứu nhanh, chính xác thể tích và phân loại cấp đất. Thời gian triển khai: 1-2 năm. Chủ thể thực hiện: Các đơn vị công nghệ thông tin trong lĩnh vực lâm nghiệp.

  3. Đào tạo nâng cao năng lực cho cán bộ kỹ thuật địa phương: Tổ chức các khóa tập huấn về phương pháp điều tra, đo đạc và sử dụng bảng biểu điều tra rừng nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và kinh doanh rừng trồng. Thời gian: hàng năm. Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn các tỉnh.

  4. Mở rộng nghiên cứu kiểm tra biểu cho các loài cây trồng khác và vùng sinh thái mới: Áp dụng phương pháp nghiên cứu tương tự để kiểm tra và xây dựng bảng biểu cho các loài cây trồng rừng khác, đặc biệt là các loài có tiềm năng kinh tế cao. Chủ thể thực hiện: Các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành lâm nghiệp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cán bộ quản lý rừng và kỹ thuật viên lâm nghiệp: Sử dụng kết quả nghiên cứu để áp dụng các bảng biểu thể tích và cấp đất chính xác trong công tác điều tra, quản lý và kinh doanh rừng trồng, nâng cao hiệu quả sản xuất.

  2. Nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành lâm học: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, phân tích số liệu và kết quả kiểm tra bảng biểu để phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo hoặc ứng dụng trong giảng dạy.

  3. Các tổ chức phát triển dự án trồng rừng và bảo vệ môi trường: Áp dụng kết quả nghiên cứu để đánh giá năng suất rừng, dự báo sản lượng và xây dựng kế hoạch phát triển rừng bền vững tại các vùng dự án.

  4. Doanh nghiệp chế biến gỗ và sản phẩm lâm nghiệp: Dựa vào các bảng biểu chính xác để ước tính trữ lượng gỗ, lập kế hoạch khai thác và chế biến phù hợp với năng suất rừng trồng.

Câu hỏi thường gặp

  1. Biểu thể tích là gì và tại sao cần kiểm tra sự thích hợp của nó?
    Biểu thể tích là bảng hoặc phương trình dùng để ước tính thể tích thân cây dựa trên các chỉ số như đường kính và chiều cao. Kiểm tra sự thích hợp giúp đảm bảo bảng biểu phản ánh chính xác đặc điểm sinh trưởng của cây tại vùng nghiên cứu, tránh sai số trong dự báo sản lượng.

  2. Phương pháp chọn mẫu và thu thập số liệu trong nghiên cứu này như thế nào?
    Mẫu được chọn ngẫu nhiên theo cấp tuổi và địa phương, với diện tích ô tiêu chuẩn 250 m², đảm bảo mỗi ô có ít nhất 30 cây. Các cây tiêu chuẩn được chặt ngã để đo đạc chi tiết, kết hợp với đo đạc hiện trường các chỉ tiêu sinh trưởng.

  3. Sai số tương đối bao nhiêu được coi là chấp nhận được trong kiểm tra biểu thể tích?
    Trong lâm nghiệp, sai số tương đối từ 10-15% được xem là phạm vi chấp nhận được tùy theo mục đích sử dụng. Nghiên cứu này đạt sai số trung bình khoảng 1,27%, rất phù hợp với yêu cầu kỹ thuật.

  4. Biểu cấp đất được xác định dựa trên tiêu chí nào?
    Biểu cấp đất dựa trên chiều cao tầng ưu thế (H0) của 20% cây cao nhất trong lâm phần, phân chia thành các cấp đất phản ánh năng suất lập địa và khả năng sinh trưởng của rừng trồng.

  5. Làm thế nào để áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn quản lý rừng?
    Kết quả cung cấp các bảng biểu thể tích và cấp đất đã được kiểm nghiệm, giúp cán bộ kỹ thuật tra cứu nhanh, chính xác thể tích cây và phân loại cấp đất, từ đó xây dựng kế hoạch tỉa thưa, chăm sóc và khai thác phù hợp, nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường.

Kết luận

  • Đã kiểm tra thành công sự thích hợp của biểu thể tích và biểu cấp đất cho hai loài Thông mã vĩ và Thông nhựa tại các tỉnh Bắc Giang, Lạng Sơn và Quảng Ninh với sai số tương đối trung bình dưới 2%.
  • Biểu cấp đất phân chia hợp lý thành các cấp phản ánh đúng năng suất lập địa và sinh trưởng của rừng trồng tại vùng nghiên cứu.
  • Kết quả nghiên cứu làm cơ sở khoa học cho việc điều chỉnh hoặc xây dựng mới các bảng biểu phục vụ quản lý và kinh doanh rừng trồng hiệu quả.
  • Đề xuất các giải pháp cập nhật định kỳ bảng biểu, phát triển phần mềm quản lý, đào tạo cán bộ kỹ thuật và mở rộng nghiên cứu cho các loài cây khác.
  • Khuyến khích các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và doanh nghiệp lâm nghiệp áp dụng kết quả để nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ tài nguyên rừng.

Hành động tiếp theo: Triển khai áp dụng kết quả nghiên cứu trong công tác điều tra và quản lý rừng trồng tại các tỉnh nghiên cứu, đồng thời mở rộng nghiên cứu kiểm tra biểu cho các loài cây trồng khác nhằm phát triển lâm nghiệp bền vững.